番茄果实采后贮藏期风味品质的动态变化

颉博杰，刘晓奇，张洋，张丹，吕剑，胡琳莉，郁继华,，肖雪梅

(1.甘肃农业大学园艺学院，甘肃 兰州 730070；2.甘肃省干旱生境作物学重点实验室，甘肃 兰州 730070)

番茄(Solanumlycopersicum)是茄科番茄属一年生或多年生草本植物，起源于南美洲，是一种世界性蔬菜.随着生活水平的提高，人们对番茄品质的要求逐渐提高.番茄中富含的番茄红素、VC、可溶性糖和有机酸等是对人体有益的重要功能物质[1]，且番茄果实的糖、酸含量是其重要的品质指标，决定着番茄果实的口感和风味.

番茄果实中主要的可溶性糖是果糖、葡萄糖和蔗糖[2]，主要的有机酸是柠檬酸、苹果酸和草酸[3]，糖和酸的含量及比例影响着番茄的营养品质和风味品质[4-5]，而番茄红素是番茄中重要的功能营养物质，它对人体有重要的抗氧化作用[6].番茄的营养物质虽丰富，但其含量的高低在采收后会发生一定的变化，主要受其内部分子调控和贮藏环境的影响[7].近年来，在采后贮藏方面主要研究了不同贮藏温度[8]、不同包装材料[9]、不同外源物质[10-12]对番茄品质的影响以及贮藏过程中番茄果实总糖和总酸的变化规律[13]，而对番茄果实所含可溶性糖和有机酸各组分的变化规律等的研究相对较少.因此，本试验在前人研究的基础上采用高效液相色谱法对番茄果实采后贮藏期糖酸各组分以及番茄红素的含量进行了动态测定，旨在找到其变化规律，从而对番茄的食用和加工提供依据.

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所选番茄品种为184和粉太郎，其中184平均单果质量为150 g～200 g，果实圆整，为大红色，色泽鲜艳，具有极好的耐储耐运能力，粉太郎平均单果质量为220 g～250 g，果实外观光滑圆整，为深粉红色，果皮韧性强，极耐裂.试验于2018年10月20日播种育苗，幼苗长至“四叶一心”时定植于甘肃省兰州市榆中县李家庄(N 35°85′，E 104°12′)田园综合体的日光温室内，采用有机基质地下槽式栽培，宽窄行定植，大行距100 cm，小行距70 cm，株距45 cm，留7穗果打顶，采用膜下滴灌进行肥水管理，栽培基质为甘肃绿能农业科技股份有限公司生产的“绿能瑞奇”栽培营养基质.

1.2 试验方法

所选番茄于2019年6月2日采收第七穗果，采收后贮藏于8 ℃冰箱中，分别于采后的第1、3、5、7、9、11、13、15天取样，取样时选取成熟度一致，大小均匀，无病害的6个番茄果实，将果蒂去除后洗净晾干，果实部分各取二分之一后用匀浆机打成匀浆，采用高效液相色谱法测量其可溶性糖、有机酸以及番茄红素的含量.

1.3 试验仪器与试剂

高效液相色谱仪(Agilent series 1100)、高速冷冻离心机(Eppendorf centrifuge 5920R)、超纯水机(Milli-Q)、匀浆机(Midea)、超声波清洗机、万分之一天平等.

试验试剂：柠檬酸(色谱纯)、苹果酸(色谱纯)、草酸(色谱纯)、葡萄糖(色谱纯)、果糖(色谱纯)、蔗糖(色谱纯)、番茄红素(色谱纯)、乙腈(色谱纯)、甲醇(色谱纯)、二氯甲烷(色谱纯)、浓H2SO4(优级纯).

1.4 测量糖的色谱条件

色谱柱：LC-NH2(460 mm×250 mm)；检测器：示差折光检测器；流动相：乙腈∶水=75∶25，流动相经超声波脱气30 min；流速：1.00 mL/min；柱温：30 ℃；进样量：20 μL[14-15].

1.5 测量有机酸的色谱条件

色谱柱：Hi-Plex H(300 mm×7.7 mm)；检测器：紫外检测器；检测波长：210 nm；流动相：10 mmol/L H2SO4；柱温：50 ℃；流速：0.4 mL/min；进样量：20 μL[16].

1.6 测量番茄红素的色谱条件

色谱柱：十八烷基键合硅胶柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)；检测器：紫外检测器；检测波长：472 nm；流动相：甲醇∶二氯甲烷=92∶8；柱温：40 ℃；流速：1.5 mL/min；进样量：20 μL.

1.7 糖分的提取

准确称取经研磨的匀浆5 g，转移至25 mL的容量瓶中，用超纯水冲洗残渣数次后定容至25 mL.在30 ℃条件下水浴超声60 min，过滤，在4 ℃、11 100g条件下离心10 min，上清液用0.22 μm微孔无机滤膜过滤，将滤液进行色谱测定.

1.8 有机酸的提取

准确称取经研磨的番茄匀浆5 g，转移至25 mL的容量瓶中，用超纯水冲洗残渣数次后定容至25 mL，充分摇匀后转入50 mL离心管中，在4 ℃、11 100g条件下离心10 min,上清液用0.22 μm微孔无机滤膜过滤，将滤液进行色谱测定.

1.9 番茄红素的提取

番茄红素的提取参照(T/CCCMHPIE1.28-2018)的方法，稍加改动.准确称取经研磨的番茄匀浆1.0 g，加入少量二氯甲烷研磨溶解后置于25 mL棕色容量瓶中，再加入2.5 mL浓度为5 mg/mLBHT二氯甲烷溶液，用二氯甲烷定容至25 mL，混合均匀后，上清液用0.22 μm微孔有机滤膜过滤，将滤液进行色谱测定，试验全过程避光.

1.10 数据分析

试验数据利用Excel 2016和Origin 2017进行统计分析和绘图；利用SPSS 22.0 进行描述性统计分析和相关性分析.

2 结果与分析

2.1 可溶性糖含量的变化

由图1可知，果糖和葡萄糖是番茄果实中可溶性糖的主要存在形式，而蔗糖含量极低.在整个贮藏期内，184番茄果实中蔗糖含量呈现上下波动状态，最高值出现在贮藏第5天，为42 mg/100g，而果糖和葡萄糖含量均呈现出先升高后降低最后趋于稳定的趋势.在贮藏的前一周内，果糖和葡萄糖的含量均随贮藏时间的增加而逐渐升高，在第7 d达到峰值，果糖含量最高值为2 811 mg/100g，葡萄糖糖含量最高值为2 567 mg/100g.总糖含量为果糖、葡萄糖和蔗糖三者含量之和，其变化趋势与果糖和葡萄糖的变化趋势一致，第7天达到最大值5 400 mg/100g.粉太郎品种在整个贮藏期内可溶性糖含量变化趋势与184品种相似，蔗糖含量呈现上下波动状态，整体上无显著差异，果糖和葡萄糖含量均呈现先升高后降低的趋势.从第1天到第7天，果糖含量由1 420 mg/100g显著升高至3 468 mg/100g，葡萄糖含量由1 350 mg/100g显著升高至3 780 mg/100g.第7天后两者的含量开始下降，与184品种不同的是粉太郎品种在第7天后果糖和葡萄糖含量均呈现不断下降的趋势.到第15天，果糖含量和葡萄糖含量分别降至2 148 mg/100 g和2 201 mg/100g.总糖含量变化趋势与果糖和葡萄糖含量变化趋势一致，从第1天到第7天，总糖由2 805 mg/100g显著升高至7 269 mg/100g，第7天后含量不断下降，第15天显著降低至4 374 mg/100g.

图1 184(A)和粉太郎(B)番茄果实在采后不同贮藏天数期间的糖含量Figure 1 Sugar content of 184(A) and Fentailang(B)tomato fruits in different storage days after harvest

2.2 有机酸含量的变化

由图2可知，184品种柠檬酸含量呈现先下降再上升最后再下降的趋势，从第1天到第5天，柠檬酸含量由640 mg/100g降低至596 mg/100g，之后开始升高，到第7天升高至最大值680 mg/100g.从第7天开始，柠檬酸含量不断降低，到第15天降低至395 mg/100g.苹果酸和草酸含量呈现上下波动的状态，但整体无显著差异.总酸含量为草酸，苹果酸和柠檬酸三者含量之和，从图中可以看出，总酸含量变化趋势与柠檬酸变化趋势相似，因为番茄中主要有机酸为柠檬酸，其次是苹果酸.从第1天到第7天，总酸含量基本保持不变，到第7天升高至最大值856 mg/100g，第7天后含量不断下降，到第15天显著降低至最小值540 mg/100g.

图2 184(A)和粉太郎(B)番茄果实在采后不同贮藏天数期间的有机酸含量Figure 2 Organic acid content of 184 (A)and Fentailang(B)tomato fruits in different storage days after harvest

粉太郎品种柠檬酸含量在整个贮藏期呈现先上升再下降的趋势，整体上呈现升高的趋势，从第1天到第7天，柠檬酸含量由725 mg/100g显著升高至最高值829 mg/100g，第7天后开始下降，到第11天下降到最低值704 mg/100g，之后无明显变化.总酸含量同样呈现先升高后降低的趋势，从第1天到第7天，总酸由909 mg/100g显著升高至1 046 mg/100g，第7天后开始下降，到第11天显著下降至最低值877 mg/100g，第11天后无明显变化.苹果酸和草酸含量呈现上下波动的状态，苹果酸含量整体上显著上升，草酸含量显著下降.

2.3 糖酸比的变化

番茄糖酸比是反应番茄品质的重要指标.由图3可知，从第1天到第7天，2个品种的糖酸比都有所升高，184品种由5.2升高至6.3，粉太郎品种由3.6升高至6.9.贮藏七天后，184品种的糖酸比先下降再上升，第9天和第11天均为5.2，第15天升高至7.3，粉太郎品种的糖酸比不断下降，到第15天下降至4.9.2个品种的糖酸比在贮藏期内整体上都有所上升.

图3 番茄果实采后不同天数贮藏期的糖酸比Figure 3 Sugar-acid ratio of tomato fruits during storage in different days after harvest

2.4 番茄红素含量的变化

由图4可知，184品种和粉太郎品种的番茄红素在整个贮藏期整体上呈现下降的趋势.从第1天到第7天，184品种由4.54 mg/100g显著升高至5.04 mg/100g，第7天后开始下降，到第13天显著下降至最低值3.18花板mg/100g.从第1天到第5天，粉太郎品种从5.13 mg/100g显著下降至3.39 mg/100g，第5天到第9天略微上升，第9天开始下降，到第13天下降至最低值3.15 mg/100g.

2.5 采后贮藏期糖酸各组分及番茄红素的相关性分析

由表1可知，在采后贮藏期，184番茄的糖酸各组分及番茄红素之间存在一定的相关关系.果糖、葡萄糖和总糖含量两两之间呈极显著正相关，果糖与葡萄糖，果糖与总糖，葡萄糖和总糖之间的相关系数分别为0.985、0.997和0.996；苹果酸与果糖、葡萄糖和总糖之间呈显著正相关，相关系数依次为0.805、0.777和0.795；柠檬酸与总酸之间呈极显著正相关，相关系数为0.986；番茄红素与柠檬酸和总酸之间呈显著正相关，相关系数分别为0.780和0.823.

表1 184番茄采后贮藏期糖酸各组分及番茄红素的相关性分析Table 1 Correlation analysis of sugar and acid components and lycopene in postharvest storage period of 184 tomato

由表2可知，粉太郎番茄的果糖、葡萄糖和总糖含量两两之间呈极显著正相关，这与184品种相似，果糖与葡萄糖，果糖与总糖，葡萄糖和总糖之间的相关系数分别为0.994、0.998和0.999；与184品种不同的是蔗糖与果糖、葡萄糖和总糖之间呈现显著负相关，相关系数分别为-0.738、-0.709和-0.721；柠檬酸和果糖、葡萄糖和总糖之间呈现显著正相关，与蔗糖呈现极显著负相关，相关系数为-0.854；柠檬酸与总酸之间呈极显著正相关，相关系数为0.961，与184品种相似.

表2 粉太郎番茄采后贮藏期糖酸各组分及番茄红素的相关性分析Table 2 Correlation analysis of sugar and acid components and lycopene in postharvest storage period of Fentailang tomato

3 讨论

果实采收后会衰老，果实衰老是一系列非常复杂的生理变化，主要特征是膜脂RNA、蛋白质等大分子物质的降解，分子水平上则表现出衰老相关基因表达量的上升等[13]，其品质也会发生变化.番茄中主要的可溶性糖是果糖、葡萄糖和蔗糖，而糖类是果实进行呼吸作用的底物，其含量的高低反映出果实代谢的强弱.本试验结果表明，番茄中果糖和葡萄糖的含量远高于蔗糖，这与齐红岩等人的研究结果相一致[17].在整个贮藏期，2个品种的果糖和葡萄糖含量先升高后降低，均在第7天达到最高值，可能是番茄果实在采收后进行了后熟.番茄果实属于呼吸跃变型果实，采后强烈的代谢作用会影响番茄的果皮硬度[18]和品质[19].在一定温度范围内，每升高10 ℃呼吸强度就增加1倍，如果降低温度，呼吸强度就大大减弱，因为低温条件对果实的呼吸有良好的抑制作用，同时也对乙烯的释放具有一定减缓效果[20-22]，而乙烯又具有催熟的作用.因此，在番茄采收后将其贮藏于低温条件下可降低其呼吸强度，从而延长其保质期.斯敏等[23]的研究表明，在15 ℃贮藏条件下，梨在第15天左右会出现呼吸高峰，之后果实硬度开始缓慢下降，品质不断降低.本试验结果表明，在8 ℃贮藏环境下番茄可溶性糖含量在贮藏第7天达到最大值，贮藏7 d后含量开始降低，表明番茄品质在贮藏一周后开始下降.

有机酸组分与含量是果实品质风味的重要组成因素.通常有机酸在果实生长过程中积累，在成熟过程中作为糖酵解、三羧酸循环(TCA循环)等呼吸基质以及糖异生作用而被消耗[24].番茄属于柠檬酸型果实，柠檬酸是所含的主要有机酸[25].本试验结果表明，番茄中柠檬酸含量远高于苹果酸和草酸，这与王蓉等[26]的研究结果相一致，而在整个贮藏期，柠檬酸含量和总酸含量均为先升高后降低，这与孙晓华等[27]人对柚贮藏期间有机酸的研究结果相一致，而闫波雯等[28]的研究表明葡萄果实中柠檬酸和苹果酸含量采后会一直下降，主要与苹果酸代谢相关基因的表达有关.Rob等[24]的研究表明，番茄的糖和酸在生长发育过程中存在着相互转化，但在贮藏期间是否会相互转化尚不可知.

番茄风味不仅取决于糖和酸的含量，还与糖酸比有关[29].有研究表明，当糖和酸含量都比较高时，番茄果实风味比较浓郁；高糖低酸的果实比较平淡；低糖高酸则酸味比较重；低糖低酸则淡而无味[30].番茄果实合适的糖酸比为7～10，但也有人认为是4～6，这可能是因为不同的人对糖和酸有不同的喜好程度.本试验结果表明，184品种的糖酸比在整个贮藏期呈现先升高后降低再升高的趋势，而糖和酸均呈现先升高后降低的趋势，说明在第11天后酸的下降速率大于糖的下降速率，因此导致糖酸比升高.粉太郎品种的糖酸比呈现先升高后降低的趋势，在第7天达到最大值6.9，说明在采后15 d内果实风味发生了改变.

番茄红素是番茄中一类重要的类胡萝卜素，具有很强的抗氧化作用，被称为“植物黄金”[31-32]，它同样也是番茄中某些挥发性物质的前提物质，影响着番茄的风味品质[33]，其含量的多少对消费者的选择具有重要的视觉和嗅觉影响.本试验结果表明，在采后15 d内，番茄果实中番茄红素含量整体上呈现下降的趋势，说明在采后贮藏期番茄红素含量会不断减少，这与梁芸志等[34]的研究结果相一致.在采后贮藏过程中，番茄果皮会发生软化，而果皮中含有较多的番茄红素，可能是番茄红素开始分解从而导致其含量减少.

番茄果实的风味品质由糖酸共同决定[4-5]，而番茄红素是其重要的功能营养物质[6].相关性分析结果表明，番茄果实在采后贮藏期间各种风味物质的变化存在一定的相关关系：2个品种的果糖、葡萄糖和总糖含量两两之间均呈极显著正相关，在一定程度上说明了果糖和葡萄糖对番茄风味品质的重要性.果实中的糖分不仅决定着果实的甜度，而且还是番茄果实其它重要品质成分如维生素、芳香物质和色素等合成的上游产物[35-36].在酸组分中，柠檬酸和总酸之间呈极显著正相关，说明柠檬酸是番茄果实主要有机酸.

4 结论

在采后8 ℃贮藏条件下，184品种和粉太郎品种的可溶性糖和有机酸含量呈现先升高后降低的趋势，并且均在第7天达到最大值，但糖酸比变化趋势不一致，番茄红素含量整体上呈现下降趋势.相关性分析结果表明：果糖、葡萄糖和总糖含量两两之间均呈极显著正相关，柠檬酸和总酸之间呈极显著正相关，说明果糖、葡萄糖和柠檬酸主要影响了番茄果实的风味品质.综上，184品种和粉太郎品种的糖酸含量在采后第7天达到最大值，番茄红素含量随贮藏时间的延长逐渐降低，该研究结果可为日常温室番茄食用和加工提供依据.