嫁接對大果番茄果實揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響

劉子記　劉維俠　牛玉　楊衍

摘要：【目的】探索嫁接對大果番茄果實揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響，為進一步開展大果番茄風(fēng)味調(diào)控研究提供依據(jù)?！痉椒ā坎捎庙斂展滔辔⑤腿?氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對博收1號、輝騰和輝騰2號3個大果番茄品種實生苗（S）和嫁接苗（J）果實的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類和相對含量進行分析?！窘Y(jié)果】博收1號S含有59種揮發(fā)性物質(zhì)，包括7種特有成分;博收1號J含有62種揮發(fā)性物質(zhì)，包括10種特有成分。輝騰S含有59種揮發(fā)性物質(zhì)，包括8種特有成分;輝騰J含有64種揮發(fā)性物質(zhì)，包括13種特有成分。輝騰2號S含有58種揮發(fā)性物質(zhì)，包括7種特有成分;輝騰2號J含有60種揮發(fā)性物質(zhì)，包括9種特有成分?！窘Y(jié)論】綜合比較3個大果番茄品種發(fā)現(xiàn)，3個大果番茄品種的嫁接苗（J）均能顯著提高果實中6-甲基-5-庚烯-2-酮、β-紫羅蘭酮和E-2-己烯醛的含量。

關(guān)鍵詞：番茄;嫁接;揮發(fā)性物質(zhì);頂空固相微萃取;氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用

中圖分類號：S641.2

文獻標志碼：A

文章編號：1008-0384（2020）11-1207-08

0引言

【研究意義】番茄是世界范圍內(nèi)高產(chǎn)值的水果型蔬菜，是人類微量營養(yǎng)元素的重要來源[1]。番茄不僅富含番茄紅素、維生素、糖類等營養(yǎng)成分，而且還擁有獨特的風(fēng)味，深受消費者青睞。番茄的風(fēng)味主要由揮發(fā)性物質(zhì)和非揮發(fā)性物質(zhì)組成，其中揮發(fā)性物質(zhì)是番茄風(fēng)味的主要組分，揮發(fā)性物質(zhì)主要包括醛類、醇類、酮類和酯類等[2]。研究栽培措施對番茄風(fēng)味物質(zhì)的影響對于進一步提升番茄風(fēng)味品質(zhì)具有重要意義。【前人研究進展】頂空固相微萃取.氣質(zhì)聯(lián)用方法是分析揮發(fā)性物質(zhì)的常用方法，集采樣、萃取、濃縮、進樣于一體，具有操作快，需要樣品量小，無需萃取溶劑等特點，能夠有效減少被分析樣品揮發(fā)的損失，較為準確地反映樣品風(fēng)味成分種類及相對含量[3]。該項技術(shù)已被成功用于甜瓜[4]、橄欖[5]、梅花[6]、洋蔥[7]、卷柏[8]揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析。da Silva Souza等[9]研究發(fā)現(xiàn)基因?qū)胂悼梢愿纳品压麑嵒ㄇ嗨睾皖惡}卜素的含量，但同時也顯著改變了揮發(fā)性物質(zhì)的種類和含量。Mayo-Hernandez等[10]研究發(fā)現(xiàn)木虱為害可以顯著改變番茄果實的揮發(fā)性物質(zhì)。另外，番茄風(fēng)味物質(zhì)的種類及含量高低與番茄品種、栽培因素有關(guān)[11]?！颈狙芯壳腥朦c】有關(guān)嫁接對大果番茄果實風(fēng)味品質(zhì)影響的研究鮮有報道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究擬采用頂空固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜技術(shù)鑒定大果番茄果實揮發(fā)性成分并采用峰面積歸一化法進行相對含量分析，比較嫁接對不同大果番茄品種揮發(fā)性物質(zhì)的影響，以期為番茄高效生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

供試大果番茄品種為博收1號、輝騰和輝騰2號，由北京博收種子有限公司提供。實生苗分別標記為博收1號S、輝騰S和輝騰2號S。以野茄托魯巴母為砧木，以博收1號、輝騰和輝騰2號為接穗，于2018年9月開展嫁接，嫁接苗分別標記為博收1號J、輝騰J和輝騰2號J。實生苗與嫁接苗于2018年10月底同一時間定植于中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院五隊試驗基地，采取隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，采取相同的栽培管理措施，每個處理的3個重復(fù)于2019年3月中旬分別采收成熟度和大小均勻一致的5枚果實進行混合勻漿，每個處理取15g勻漿進行揮發(fā)性物質(zhì)測定與分析。

1.2儀器

HP6890/5975C氣相-質(zhì)譜聯(lián)用儀購自美國安捷倫公司。手動固相微萃取裝置購白美國Supelco公司，萃取纖維頭為2cm-50/30μnDVB/CAR/PDMSStableFlex，色譜柱為FLMFB-5MS（30m×0.25mm×0.25μm）彈性石英毛細管柱。

1.3方法

揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)檢測：取混勻樣品10g置于10mL固相微萃取儀采樣瓶中，插入裝有2cm-50/30μm DVB/CAR/PDMS StableFlex纖維頭的手動進樣器，在60℃的平板加熱條件下頂空萃取50min后，移出萃取頭并立即插入氣相色譜儀進樣口（溫度250℃）中，熱解析5min進樣。

1.4數(shù)據(jù)處理

總離子流圖中的各峰經(jīng)質(zhì)譜計算機數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索及核對Nist 14和Wiley275標準質(zhì)譜圖，確定揮發(fā)性化學(xué)成分，用峰面積歸一化法測定各化學(xué)成分的相對質(zhì)量分數(shù)。

2結(jié)果與分析

2.1博收1號S和博收1號J揮發(fā)性成分比較分析

由圖1、表1可知，博收1號S和博收1號J共含有揮發(fā)性物質(zhì)69種，其中醇類15種，酮類4種，酯類9種，醛類27種，烴類7種，其他7種。

博收1號S含有59種揮發(fā)性物質(zhì)，占色譜流出組分總含量的98.57%。其中醇類14種，相對含量為21.82%。酮類4種，相對含量為7.93%。酯類6種，相對含量為12.93%。醛類24種，相對含量為46.72%。烴類5種，相對含量為0.72%。其他6種，相對含量為8.46%。博收1號J含有62種揮發(fā)性物質(zhì)，占色譜流出組分總含量的99.40%。其中醇類14種，相對含量為19.62%。酮類4種，相對含量為8.27%。酯類6種，相對含量為3.51%。醛類26種，相對含量為58.31%。烴類5種，相對含量為0.33%。其他7種，相對含量為9.35%（表1、表2）。

博收1號S和博收1號J揮發(fā)性物質(zhì)數(shù)量和含量存在顯著性差異。博收1號S醛類含量最高，其次為醇類、酯類、其他類、酮類和烴類。博收1號J醛類含量最高，其次為醇類、其他類、酮類、酯類和烴類。博收1號S含有7種特有揮發(fā)性成分。博收1號J含有10種特有揮發(fā)性成分。

2.2輝騰S和輝騰J揮發(fā)性成分比較分析

輝騰S和輝騰J共含有揮發(fā)性物質(zhì)72種，其中醇類16種，酮類4種，酯類8種，醛類23種，烴類1 1種，其他10種（圖1、表1）。

輝騰S含有59種揮發(fā)性物質(zhì)，占色譜流出組分總含量的98.31%。其中醇類14種，相對含量為15.58%。酮類4種，相對含量為7.15%。酯類7種，相對含量為8.81%。醛類16種，相對含量為36.89%。烴類10種，相對含量為2.34%。其他8種，相對含量為27.54%。輝騰J含有64種揮發(fā)性物質(zhì)，占色譜流出組分總含量的98.91%。其中醇類16種，相對含量為11.58%。酮類4種，相對含量為10.27%。酯類6種，相對含量為21.49%。醛類21種，相對含量為34.10%。烴類8種，相對含量為0.96%。其他9種，相對含量為20.50%（表1、表2）。

輝騰S和輝騰J揮發(fā)性物質(zhì)種類和含量存在顯著性差異。輝騰S醛類含量最高，其次為其他類、醇類、酯類、酮類和烴類。輝騰J醛類含量最高，其次為酯類、其他類、醇類、酮類和烴類。輝騰S含有8種特有揮發(fā)性成分。輝騰J含有13種特有揮發(fā)性成分。

2.3輝騰2號S和輝騰2號J揮發(fā)性成分比較分析

輝騰2號S和輝騰2號J共含有揮發(fā)性物質(zhì)67種，其中醇類15種，酮類4種，酯類10種，醛類23種，烴類7種，其他8種（圖1、表1）。

輝騰2號S含有58種揮發(fā)性物質(zhì)，占色譜流出組分總含量的99.01%。其中醇類14種，相對含量為12.30%。酮類4種，相對含量為7.28%。酯類7種，相對含量為5.00%。醛類19種，相對含量為68.82%。烴類6種，相對含量為0.79%。其他8種，相對含量為4.82%。輝騰2號J含有60種揮發(fā)性物質(zhì)，占色譜流出組分總含量的98.52%。其中醇類14種，相對含量為25.18%。酮類4種，相對含量為9.94%。酯類9種，相對含量為11.65%。醛類19種，相對含量為39.75%。烴類7種，相對含量為1.45%。其他7種，相對含量為10.55%（表1、表2）。

輝騰2號S和輝騰2號J揮發(fā)性物質(zhì)種類和含量存在顯著性差異。輝騰2號S醛類含量最高，其次為醇類、酮類、酯類、其他類和烴類。輝騰2號J醛類含量最高，其次為醇類、酯類、其他類、酮類和烴類。輝騰2號S含有7種特有揮發(fā)性成分。輝騰2號J含有9種特有揮發(fā)性成分。

3討論

在番茄中，已報道了超過400種揮發(fā)性物質(zhì)，這些揮發(fā)性組分相互作用構(gòu)成了番茄的風(fēng)味[12]。Tieman等[1]認為番茄的主要風(fēng)味物質(zhì)包括36種。

揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的提取方法包括蒸餾法、有機溶劑萃取法、超臨界CO2萃取法和固相微萃取法等。與其余方法相比，頂空固相微萃取是一種集萃取濃縮為一體的分離技術(shù)，該技術(shù)所需樣品量少，樣品前處理簡單，選擇性強，易實現(xiàn)自動化，與氣相色譜.質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）結(jié)合，能夠大大加快分析檢測的速度，盡可能減少被分析樣品的揮發(fā)損失，較為真實反映風(fēng)味成分[13]。

本研究采用頂空固相微萃取法分析了3個大果番茄品種實生苗和對應(yīng)嫁接苗果實揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的差異。綜合比較博收1號S和博收1號J、輝騰S和輝騰J、輝騰2號S和輝騰2號J三組揮發(fā)性物質(zhì)發(fā)現(xiàn)，實生苗和嫁接苗之間各類揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類和含量存在顯著不同。嫁接苗揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類均高于實生苗。這可能是由于嫁接苗增強了根系吸收水分和養(yǎng)分的能力，同時改善了同化物在嫁接植株體內(nèi)的運輸和分配，進而調(diào)節(jié)果實風(fēng)味品質(zhì)的形成[14]。

番茄紅素是6.甲基-5-庚烯-2-醇和6-甲基-5-庚烯-2-酮的前體物質(zhì)，通過類胡蘿卜素代謝途徑形成，隨著果實的成熟含量逐漸增加[15]，具有果香味[16]。6-甲基-5-庚烯-2-醇和6-甲基-5-庚烯-2-酮在嫁接苗中的含量明顯高于實生苗，該結(jié)果間接說明大果番茄嫁接苗果實番茄紅素含量高于實生苗。β-紫羅蘭酮作為番茄果實的主要風(fēng)味物質(zhì)[17]，通過類胡蘿卜素代謝途徑形成[18]。主要風(fēng)味物質(zhì)E-2-已烯醛賦予番茄果實青草味，通過脂肪酸代謝途徑形成[19]。3個大果番茄品種的嫁接苗均能顯著提高果實中β-紫羅蘭酮和E-2-己烯醛的含量。綜上分析，嫁接能夠明顯改善番茄果實主要風(fēng)味物質(zhì)的含量，進一步提高番茄的風(fēng)味品質(zhì)。番茄風(fēng)味品質(zhì)由多種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)協(xié)同作用，嫁接如何調(diào)控番茄風(fēng)味物質(zhì)的代謝將是未來的研究方向。β-紫羅蘭酮和E-2-已烯醛的含量。

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（責(zé)任編輯 ：翁志輝）

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收稿日期：2020-05-08初稿：2020-06-19修改稿

作者簡介：劉子記（1982-），男，博上，副研究員，研究方向：蔬菜遺傳育種（E-mail：liuzijil982@163.com）

*通信作者：楊衍（1971-），男，博士，研究員，研究方向：蔬菜遺傳育種（E-mail：catasvegetable@163.com）

基金項目：海南省科技計劃項目（ZDYF2020055）;中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)費專項項目（1630032017027）：農(nóng)業(yè)農(nóng)村部財政專項項目（NFZX2018）