不同砧木对樱桃番茄果实挥发性风味物质的影响

刘子记，刘维侠，牛玉，杨衍

(中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所，海口 571101)

樱桃番茄是深受消费者喜爱的一种水果型蔬菜[1]。随着生活水平的提高，人们的消费理念也发生了巨大变化，消费者对番茄的风味要求越来越高，番茄果实中的风味物质越来越受到研究人员的关注。国外关于番茄果实风味物质的研究始于20世纪50年代，随着研究的深入，越来越多的风味物质被人们发现。挥发性芳香物质是影响番茄风味的主要成分，其中醇类、醛类、酮类、酯类以及含硫化合物等作为一个整体决定了番茄的风味特征[2]。

顶空固相微萃取-气质联用技术集采样、萃取、浓缩、进样于一体，能够有效减少挥发性物质的损失，较为准确地反映样品挥发性风味成分的种类及相对含量，是分析挥发性物质的常用方法[3]，近年来被成功用于花椒、番茄酱、香茅草、菜薹、生姜和藤椒的挥发性风味成分分析[4-9]。

番茄风味物质的种类及含量高低与品种和栽培因素密切相关[10-12]。另外，Li等[13]研究发现番茄不同果实部位的挥发性物质存在显著不同。da Silva Souza等[14]研究发现基因导入系可以改善番茄果实花青素和类胡萝卜素的含量，但同时也显著改变了挥发性物质的种类和含量。Mayo-Hernández等[15]研究发现木虱为害可以显著改变番茄果实的挥发性物质。优良的砧木品种不仅能够提高植株的抗逆性和产量，同时也能改善果实的风味品质。截至目前，有关不同砧木材料对番茄果实挥发性风味物质的影响鲜有报道。本研究拟采用顶空固相微萃取-气质联用技术，以紫星樱桃番茄品种为接穗，以野茄托鲁巴姆和普通番茄砧爱1号为砧木材料，探讨不同砧木材料对番茄果实挥发性风味物质种类和含量的影响，本研究对于进一步改善樱桃番茄风味具有重要的理论价值和实际价值。

1 材料与方法

1.1 材料

供试樱桃番茄品种紫星和普通番茄砧木砧爱1号：由北京市农林科学院蔬菜研究中心提供；砧木材料野茄托鲁巴姆：购自海口蔬菜种子市场。其中紫星实生苗标记为紫星S；以托鲁巴姆为砧木，以紫星为接穗的嫁接苗标记为紫星J；以砧爱1号为砧木，以紫星为接穗的嫁接苗标记为紫星FJ。材料于2018年10月底定植于中国热带农业科学院五队试验基地，采取相同的栽培管理措施，每份材料于2019年3月中旬采收成熟度和大小均匀一致的5枚果实进行挥发性物质测定与分析。

1.2 方法

1.2.1 仪器设备

HP6890/5975C气相色谱-质谱联用仪 美国安捷伦公司；手动固相微萃取装置(萃取纤维头为2 cm-50/30 μm DVB/CAR/PDMS Stable Flex) 美国Supelco公司。

1.2.2 挥发性成分检测

取混匀的样品10 g置于10 mL固相微萃取仪采样瓶中，插入装有2 cm-50/30 μm DVB/CAR/PDMS StableFlex纤维头的手动进样器，在60 ℃的平板加热条件下顶空萃取50 min后，移出萃取头并立即插入气相色谱仪进样口(温度250 ℃)中，热解吸5 min进样。

色谱柱为FLM FB-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)弹性石英毛细管柱，柱温37 ℃保持2 min，以3 ℃/min升温至160 ℃，再以6 ℃/min升温至202 ℃，运行时间为40 min，汽化室温度250 ℃，载气为高纯He(99.999%)，柱前压为6.89 psi，载气流速为1.0 mL/min，不分流进样；溶剂延迟时间为1 min，离子源为EI源，离子源温度230 ℃；四极杆温度150 ℃，电子能量70 eV，发射电流34.6 μA，倍增器电压1565 V，接口温度280 ℃，质量范围29～500 amu。

1.2.3 数据处理

总离子流图中的各峰经质谱计算机数据系统检索及核对Nist 14和Wiley 275标准质谱图，确定挥发性化学成分，用峰面积归一化法测定各化学成分的相对质量分数。

2 结果与分析

由图1和表1可知，紫星S、紫星J和紫星FJ共含有挥发性物质71种，其中醇类18种，酮类5种，酯类4种，醛类21种，烃类15种，其他8种。

图1 挥发性物质总离子流图

表1 嫁接和非嫁接樱桃番茄果实挥发性物质及相对含量Table 1 The volatile compounds and relative content in grafted and non-grafted cherry tomato fruit

续 表

续 表

2.1 紫星S挥发性物质分析

由图1和表1可知，紫星S含有54种挥发性物质，占色谱流出组分总含量的98.70%。其中醇类13种，相对含量为36.72%，Z-3-己烯醇相对含量最高，其次为1-己醇。酮类5种，相对含量为5.55%，6-甲基-5-庚烯-2-酮相对含量最高。酯类2种，相对含量为1.94%，水杨酸甲酯相对含量最高。醛类20种，相对含量为52.05%，正己醛相对含量最高，其次为(E)-2-己烯醛。烃类7种，相对含量为0.51%，β-水芹烯相对含量最高。其他7种，相对含量为1.92%，2-戊基呋喃相对含量最高，其次为2-异丁基噻唑。

2.2 紫星J挥发性物质分析

由图1和表1可知，紫星J含有53种挥发性物质，占色谱流出组分总含量的98.36%。其中醇类13种，相对含量为44.11%，2-甲基-1-丁醇相对含量最高，其次为3-甲基-1-丁醇。酮类3种，相对含量为3.08%，6-甲基-5-庚烯-2-酮相对含量最高，其次为1-戊烯-3-酮。酯类3种，相对含量为11.31%，水杨酸甲酯相对含量最高。醛类13种，相对含量为20.11%，正己醛相对含量最高，其次为正戊醛。烃类14种，相对含量为15.43%，苯乙烯相对含量最高。其他7种，相对含量为4.32%，2-戊基呋喃相对含量最高，其次为2-硫代丙烷。

2.3 紫星FJ挥发性物质分析

由图1和表1可知，紫星FJ含有56种挥发性物质，占色谱流出组分总含量的99.33%。其中醇类15种，相对含量为45.93%，Z-3-己烯醇相对含量最高，其次为1-己醇。酮类4种，相对含量为6.57%，6-甲基-5-庚烯-2-酮相对含量最高。酯类1种，相对含量为3.13%。醛类21种，相对含量为39.22%，正己醛相对含量最高，其次为E-2-己烯醛。烃类9种，相对含量为2.44%，β-水芹烯相对含量最高。其他6种，相对含量为2.03%，2-异丁基噻唑相对含量最高，其次为2-戊基呋喃。

2.4 紫星S、紫星J和紫星FJ特有挥发性物质分析

紫星S、紫星J和紫星FJ挥发性风味物质种类和含量存在显著性差异，见表1和表2。紫星S醛类含量最高，其次为醇类、酮类、酯类、其他类和烃类。紫星J醇类含量最高，其次为醛类、烃类、酯类、其他类和酮类。紫星FJ醇类含量最高，其次为醛类、酮类、酯类、烃类和其他类。紫星S含有3种特有香气成分，分别为丙酮、己酸甲酯、紫苏烯。紫星J含有12种特有香气成分，分别为2-甲基戊烷、乙酸乙酯、2-甲基-2-丁烯-1-醇、2，4-二甲基庚烷、乙基环己烷、3-甲基戊醇、壬烷、m-伞花烃、α-松烯、2-乙基己醇、愈创木酚、水杨酸乙酯。紫星FJ含有4种特有香气成分，分别为正丙醇、β-蒎烯、E-4-壬烯醛、1-壬醇。

表2 嫁接和非嫁接樱桃番茄果实挥发性物质类别及相对含量Table 2 The types and relative content of volatile compounds in grafted and non-grafted cherry tomato fruit

3 讨论

Tieman等[16]研究确定了番茄果实中36种主要挥发性风味物质。本研究采用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术分析了番茄实生苗、不同砧木材料嫁接苗果实挥发性风味物质的差异。

紫星S、紫星J和紫星FJ共鉴定出71种风味物质，其中包括18种主要风味物质。紫星S含有3种特有挥发性物质，紫星J含有12种特有挥发性物质，紫星FJ含有4种特有挥发性物质。紫星S与紫星J相比，紫星S含有14种特有挥发性物质，其中苯甲醛、6-甲基-5-庚烯-2-醇、苯乙醛、苯乙醇、Z-4-癸烯醛为主要风味物质。紫星J含有13种特有挥发性物质，其中愈创木酚为主要风味物质。紫星S与紫星FJ相比，紫星S含有3种特有挥发性物质，紫星FJ含有5种特有挥发性物质。紫星J与紫星FJ相比，紫星J含有12种特有挥发性物质，其中愈创木酚为主要风味物质。紫星FJ含有15种特有挥发性物质，其中苯甲醛、6-甲基-5-庚烯-2-醇、苯乙醛、苯乙醇、Z-4-癸烯醛为主要风味物质。综合分析实生苗与不同砧木材料嫁接苗果实挥发性物质发现，与实生苗相比，紫星J果实含有的挥发性物质种类低于紫星S，然而紫星FJ果实的挥发性物质种类则明显高于紫星S。两种嫁接苗比较发现，紫星FJ果实挥发性物质数量显著高于紫星J。

与实生苗相比，主要风味物质1-戊醇、1-戊烯-3-酮、β-紫罗兰酮、E-2-戊烯醛、正壬醛、2-异丁基噻唑的相对含量在两种嫁接苗果实中均表现出增加的趋势，庚醛、E-2-庚烯醛、E-2-己烯醛的相对含量表现出降低的趋势。1-戊醇、1-戊烯-3-酮、E-2-戊烯醛具有果香味，通过脂肪酸代谢途径形成[17]，β-紫罗兰酮通过类胡萝卜素代谢途径形成，具有芳香的果味[18]，2-异丁基噻唑通过氨基酸代谢途径形成，赋予番茄香味[19]，E-2-己烯醛通过脂肪酸代谢途径形成[20]。3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-丁醇通过氨基酸代谢途径形成，赋予番茄果实焦糖味，其相对含量在紫星J果实中呈增加趋势，而在紫星FJ果实中呈下降趋势。

6-甲基-5-庚烯-2-酮通过类胡萝卜素代谢途径形成，番茄红素是6-甲基-5-庚烯-2-酮的前体物质，6-甲基-5-庚烯-2-酮在紫星J果实中呈减少趋势，在紫星FJ果实中呈增加趋势，可能是由于番茄砧木砧爱1号能够促进番茄红素积累所致。尽管接穗材料一致，但果实中所含有的挥发性风味物质的种类和相对含量存在显著不同，砧木如何调控番茄果实风味仍需进一步的研究。