田 甜，封碧红，宁明岸，史君彦，高丽朴，左进华，王 清,

（1.北京市农林科学院农产品加工与食品营养研究所，农业农村部蔬菜产后处理重点实验室，果蔬农产品保鲜与加工北京市重点实验室，北京 100097；2.广西大学农学院，广西南宁 530004；3.广西生态工程职业技术学院，广西柳州 545000）

樱桃番茄（Lycopersivon esculentumMill.）又称圣女果、小番茄，是茄科番茄属一年生草本植物，其果实表面色泽艳丽，口味酸甜清新，富含多种维生素、番茄红素和矿物质等，深受消费者喜爱[1]。随着人们生活水平不断提高，樱桃番茄的需求量不断增加，人们对其口感风味的要求也更高。然而樱桃番茄常温下不耐储运，易腐烂变质，导致其品质和口感风味产生变化[2]。低温贮藏是一种有效维持樱桃番茄品质的方法，可延长樱桃番茄保鲜期，但与常温贮藏相比会显著降低番茄中主要挥发性物质的含量，影响口感和风味[3-4]。挥发性物质是决定樱桃番茄果实特殊风味形成的重要因素之一[5]。‘千禧’樱桃番茄果型小而圆，形状似樱桃，质量好，含糖量和维生素C 含量远高于一般番茄[6]。‘吉甜一号’樱桃番茄由于其富含可溶性固形物、维生素C、可滴定酸和可溶性糖含量而被重点关注[7-9]。

目前，关于番茄挥发性风味物质的研究有较多报道。常培培等[10]测定5 个不同果色樱桃番茄品种新鲜果实，发现成熟果实挥发性物质主要成分为酮类、醛类、酯类和醇类。Li 等[11]用溶剂辅助风味蒸发和固相微萃取提取了73 种化合物，其中己醛、3-己烯醛、（E）-2-己烯醛、1-戊烯-3-酮和愈创木酚是番茄果实中的活性香气化合物。顶空固相微萃取-气质联用法（Headspace-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GCMS）检测可得到样品中各挥发性成分的定性、定量结果，已在甜瓜[12]、猕猴桃[13]、柚子[14]和芒果[15]等果蔬的挥发性特征测定和分类研究中应用。HSSPME-GC-MS 分析结果有利于对电子鼻分析结果进行解释，两者结合可同时从宏观和微观上对样品香气进行阐述和分析[16]。低温冷藏会导致风味品质下降，此前已有研究揭示了樱桃番茄的主要风味物质[17]，但对于樱桃番茄在冷藏期间的风味变化的报道较少。

本研究采用电子鼻与HS-SPME-GC-MS 相结合的方法，通过对两种樱桃番茄在冷藏期间的风味变化的研究，探索其品种间的差异，为高品质樱桃番茄采后储运技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

‘千禧’、‘吉甜一号’ 均在2021 年8 月采于北京天安公司小汤山基地，挑选果实完整、无机械损伤、无病虫害、成熟度一致、大小均匀的红熟期樱桃番茄作为试验材料。将挑选好的两种樱桃番茄分别装入0.03 mm 厚的聚乙烯膜中，置于4 ℃下冷藏16 d，分别于0 和16 d 进行取样[9]，每次取样量为500 g，每组设置3 个重复；甲醇、乙腈 色谱纯，安徽天地高纯溶剂公司；超纯水Milli-Q 纯水器进行纯化；0.03 mm PE 膜 北京华盾雪花有限公司；聚二甲基硅氧烷二乙烯基苯纤维、PTFE-硅胶隔膜 美国Supelco 公司。

PEN3 型便携式电子鼻 德国Airsense 公司；QP2010 plus GC-MS 设备 日本岛津公司。

1.2 实验方法

1.2.1 电子鼻检测 采用Yan 等[18]方法稍加修改，将两种樱桃番茄样品（500 g）破碎处理分别置于密闭容器中，在4 ℃条件下放置1 h 后，用顶空吸气法进行采集。测定条件为：传感器清洗时间80 s，自动调零时间5 s，样品准备时间5 s，样品测试时间120 s，传感器流速100 mL/min，实验中发现传感器响应值在110 s 趋于稳定，故选择112、113、114 s 时响应值的平均值用于数据分析。测量前后，均对传感器进行清洗和标准化。每个处理组重复测定3 次。PEN3 型便携式电子鼻传感器性能见表1。

表1 PEN3 型便携式电子鼻标准传感器阵列与性能Table 1 Standard sensor arrays and performance of electronic nose PEN3

1.2.2 HS-SPME-GC-MS 检测 参考Nzekoue 等[19]的方法，将新鲜的樱桃番茄样品（8.0 g）与1.2.1 一致破碎处理置于带有1.5 g NaCl 的PTFE-硅胶隔膜的20 mL 密封小瓶中。将样品平衡20 min 后，使用65 µm 聚二甲基硅氧烷二乙烯基苯纤维在50 ℃下萃取40 min。萃取后的样品从小瓶中取出并插入GC-MS 设备的进样口（样品在250 ℃下，不分流进样），使挥发性物质在DB-WAX 柱（30 m×0.25 mm×0.25 µm）中分离。分析过程中氦气用作载气，流速为1.0 mL/min。GC 的升温程序如下：40 ℃保持3 min，以5 ℃/min 升温至120 ℃，然后以10 ℃/min升至200 ℃后保持5 min。传输线和离子源温度分别保持在150 和200 ℃。在电离源（EI）模式下使用m/z 中的全扫描模式进行定性分析范围为45～550 amu。将实验质谱与NIST11 质谱库进行匹配，确定挥发性物质种类。根据峰面积百分比计算每种已鉴定挥发性物质的相对含量，最后进行归一化处理。

1.3 数据处理

利用仪器自带的Winmuster 分析软件，对数据进行主成分分析（Principal component analysis，PCA）。利用Excel 2010 统计分析软件进行数据整理，Origin 9.0 软件作图。

2 结果与分析

2.1 樱桃番茄电子鼻检测结果分析

2.1.1 雷达图分析 图1 为利用电子鼻的不同传感器所探测到的不同类型挥发物质的特征性雷达图，其中检测点距离圆心越远响应值越大，反之则越小[20]。由图1 可知，‘千禧’樱桃番茄在冷藏前后传感器W1W 和W5S 的响应值均高于‘吉甜一号’冷藏前后，说明‘千禧’冷藏前后能够检测出较多的无机硫化物和氮氧化合物等挥发性物质。而W2W 传感器的响应值在两种樱桃番茄冷藏后均明显增加，说明冷藏后能够检测出较多的有机硫化物等挥发性物质，这可能是由于冷藏处理和贮藏期延长影响樱桃番茄中的硫化物等挥发性物质的含量，进而影响樱桃番茄的整体风味品质[21]。

图1 两种樱桃番茄冷藏前后电子鼻雷达图分析Fig.1 Analysis of electronic nose radar chart before and after storage of two kinds of cherry tomatoes

2.1.2 主成分分析（PCA）PCA 是指将多个结果变量通过线性变换的方式，达到降维的目的，它能够反应因子和各个变量的相关程度，从而观察和比较不同样品中的主成分分析值在二维空间的分布差异[22]。图2 为两种樱桃番茄冷藏前后的PCA 图。由图2可知，主成分1 的贡献率为98.88%，主成分2 的贡献率为0.89%，两种主成分的总贡献率为99.77%，所受干扰较少，表明两个主成分能代表样品的主要信息特征[23]，反映两种樱桃番茄在冷藏过程中挥发性物质的变化。图2 中0 d 与冷藏16 d 后的‘千禧’和‘吉甜一号’均无重叠区域，且均相距较远（距离越远表明变化越明显），这说明两种樱桃番茄在冷藏后的挥发性物质成分均发生显著变化，其中与‘吉甜一号’相比，‘千禧’的变化更为明显，因此冷藏对‘千禧’番茄风味品质的影响较大。

图2 两种樱桃番茄冷藏前后主成分分析（PCA）Fig.2 Principal component analysis (PCA) of two kinds of cherry tomatoes before and after refrigeration

2.1.3 负荷加载分析（LA）10 个传感器所感应物质如表1 所示。不同传感器在负荷加载分析（Loading analysis，LA）图中的位置可以反映传感器对于样品挥发性物质贡献率的大小。距离原点越远，表示此传感器贡献率越大[24]。由图3 可知，W1W 对第一主成分的贡献率最大，其次是W5S，说明第一主成分主要反应的是无机硫化物类，这也与雷达图分析的结果相呼应。传感器W2W 对第二主成分的贡献率较大，说明第二主成分主要反应的是有机硫化物。由此可见，传感器W1W、W5S 和W2W 的识别和分析能力较强。

图3 两种樱桃番茄冷藏前后电子鼻LA 分析Fig.3 Analysis of electronic nose LA before and after storage of two kinds of cherry tomatoes

2.2 樱桃番茄HS-SPME-GC-MS 检测结果

由图4 两种樱桃番茄贮藏前后挥发性成分总离子流图和表2 所示，得出‘千禧’0 d 挥发性物质53 种，‘吉甜一号’0 d 挥发性物质55 种，且两个樱桃番茄0 d 的挥发性物质主要为醛类、醇类、酯类和酮类。冷藏16 d 后，在‘千禧’樱桃番茄中共检测出50 种挥发性物质，在‘吉甜一号’樱桃番茄中共检测出51 种挥发性物质，由此可知，这些挥发性物质种类的差异，可能是造成两种樱桃番茄风味品质差异的主要原因。此外，与0 d 相比，‘千禧’和‘吉甜一号’冷藏后总挥发性物质相对含量分别降低了7.08%和3.68%（图5），且两种樱桃番茄冷藏前后差异较大的挥发性物质主要为醛类、醇类、酯类和酮类。

图5 两种樱桃番茄冷藏前后挥发性物质分析比较结果Fig.5 Analysis and comparison results of volatile substances of two cherry tomatoes before and after refrigeration

表2 两种樱桃番茄冷藏前后挥发性物质类别及种类Table 2 Classes and types of volatile substances before and after refrigeration for two cherry tomatoes

2.2.1 醛类物质 在冷藏前后的‘千禧’和‘吉甜一号’樱桃番茄中共检测出27 种醛类物质（表3），其中相同挥发性物质成分有15 种。0 d 时‘千禧’和‘吉甜一号’樱桃番茄中醛类物质分别检测到18 种和22 种。冷藏16 d 后两种樱桃番茄醛类物质分别检测到21 种和20 种，‘千禧’和‘吉甜一号’0 d 醛类挥发性物质相对含量分别为72.03%和72.47%，其中‘千禧’冷藏后醛类挥发性物质相对含量下降了1.65%，而‘吉甜一号’冷藏后醛类物质相对含量仅下降了0.77%。其中，己醛在两种樱桃番茄冷藏前后的相对含量均最高，其次是反-2-己烯醛。‘千禧’樱桃番茄冷藏后己醛和反-2-己烯醛相对含量分别下降了7.03%和2.53%，而‘吉甜一号’分别下降了5.22%和0.97%。这说明‘吉甜一号’樱桃番茄在冷藏过程中可较好的维持果实中己醛和反-2-己烯醛等醛类挥发性物质相对含量和风味。

表3 两种樱桃番茄冷藏前后挥发性物质及相对含量Table 3 Volatile compounds and relative contents of two cherry tomatoes before and after cold storage

2.2.2 醇类物质 在冷藏前后的‘千禧’和‘吉甜一号’樱桃番茄共检测出23 种醇类物质（表3），其中相同挥发性物质成分有5 种。‘千禧’和‘吉甜一号’樱桃番茄在0 d 和冷藏16 d 后醇类物质分别检测到11 种和12 种，0 d 时‘千禧’和‘吉甜一号’醇类挥发性物质相对含量分别为8.29%和8.41%，冷藏16 d 后，‘千禧’醇类挥发性物质相对含量为8.38%，吉甜一号’醇类挥发性物质相对含量为8.43%，较‘千禧’高0.05%。其中1-戊醇在两种樱桃番茄冷藏前后的相对含量均最高，‘千禧’和‘吉甜一号’冷藏后1-戊醇相对含量分别上升0.3%和1.11%。这表明‘吉甜一号’在冷藏过程中可较好的维持果实中1-戊醇等醇类挥发性物质的相对含量和风味。

2.2.3 酯类物质 在冷藏前后的‘千禧’和‘吉甜一号’樱桃番茄共检测出4 种酯类物质（表3）。‘千禧’和‘吉甜一号’樱桃番茄0 d 酯类物质分别检测到4 种和3 种。冷藏16 d 后两种樱桃番茄酯类物质分别检测到1 种和2 种，‘千禧’和‘吉甜一号’0 d 酯类挥发性物质相对含量分别为3.19%和2.48%，其中‘千禧’冷藏后酯类挥发性物质相对含量下降了2.82%，‘吉甜一号’冷藏后酯类物质相对含量下降了0.67%，且两种樱桃番茄在冷藏后部分挥发性物质未被检测到。尽管在樱桃番茄中检测到的酯类物质的种类和相对含量较少，但酯类物质是除醛类和醇类物质之外的樱桃番茄风味形成的三大挥发性物质之一，对番茄风味形成的影响较大[25]，且‘吉甜一号’樱桃番茄在冷藏过程中可较好的维持果实中酯类挥发性物质种类和相对含量。

2.2.4 酮类物质 在冷藏前后的‘千禧’和‘吉甜一号’樱桃番茄共检测出11 种酮类物质（表3），其中相同挥发性物质成分有4 种。‘千禧’和‘吉甜一号’樱桃番茄0 d 酮类物质分别检测到7 种和5 种。冷藏16 d后两种樱桃番茄酮类物质分别检测到7 种和6 种，‘千禧’和‘吉甜一号’0 d 酮类挥发性物质相对含量分别为7.28%和9.7%，且‘千禧’冷藏后酮类挥发性物质相对含量下降了1.15%，‘吉甜一号’冷藏后酮类物质相对含量下降了0.74%。6-甲基-5-庚烯-2-酮在两种樱桃番茄冷藏前后的相对含量均最高，其次是1-戊烯-3-酮。‘千禧’冷藏后6-甲基-5-庚烯-2-酮和1-戊烯-3-酮相对含量分别由1.67%和1.67%升高至1.85%和1.99%，而‘吉甜一号’樱桃番茄冷藏16 d后6-甲基-5-庚烯-2-酮和1-戊烯-3-酮相对含量分别由2.36%和2.09%升高至2.57%和2.19%，这表明‘吉甜一号’樱桃番茄在冷藏前后酮类挥发性物质含量均高于‘千禧’。

2.2.5 其他类物质 除检测到以上挥发性物质外，在两种樱桃番茄冷藏前后还检测到呋喃类、烷烃类和烯烃类等挥发性物质，且这些挥发性物质相对含量均无明显变化规律，它们多是伴随各种加成或还原反应的产物或中间产物，对番茄风味品质影响较小[26]。

3 讨论与结论

风味是番茄果实的基本感官特征，在消费者接受度方面起着重要作用[27]。之前研究了在低温贮藏的条件下，‘吉甜一号’外观品质优于‘千禧’，更利于贮藏[9]。本实验在此基础上进一步探究冷藏对两种樱桃番茄风味品质的影响，通过电子鼻和HS-SPMEGC-MS 在‘千禧’和‘吉甜一号’冷藏前后共检测出93 种挥发性物质，包括醛类物质27 种，醇类物质23 种，酯类物质4 种、酮类物质11 种、呋喃类物质3 种、烷烃类物质9 种、烯烃类物质12 种、其他类物质4 种。其中在两个不同品种的樱桃番茄中共鉴定出27 种挥发性物质，且发现冷藏前后两种樱桃番茄风味品质均存在差异。常培培等[10]在5 个不同樱桃番茄品种中共检测到81 种挥发性物质，14 种共有成分。本研究结果进一步表明樱桃番茄品种不同，会导致挥发性物质成分存在明显差异。

醛类物质赋予番茄绿叶清香味[11]，已有研究证实了己醛、反-2-己烯醛、反式-2-戊烯醛和庚醛等是番茄的主要挥发性物质[28]，本研究发现在‘千禧’和‘吉甜一号’中检测到的主要挥发性醛类物质为己醛、反-2-己烯醛、反式-2-戊烯醛和庚醛，其中，己醛在‘千禧’和‘吉甜一号’冷藏前后的相对含量均最高，其次是反-2-己烯醛，且这两种香气成分相对含量在冷藏16 d后均下降，表明番茄冷藏后醛类物质含量会降低，Zhang 等[3]也研究表明己醛和反-2-己烯醛在番茄冷藏后含量会降低，且‘吉甜一号’冷藏后醛类物质相对含量下降速度比‘千禧’慢，这说明‘吉甜一号’可以较好的维持果实中的醛类挥发性物质含量。

醇类物质具有淡甜的果香，可以提升番茄的风味[29]。两种樱桃番茄冷藏前后相对含量较高的醇类物质是1-戊醇，是‘千禧’和‘吉甜一号’的主要挥发性物质，Viljanen 等[30]也证实了1-戊醇是番茄的主要挥发性物质。由表3 可知，两种樱桃番茄中这种挥发性物质在冷藏后的相对含量均比冷藏前有不同程度的增加，这可能是因为随着成熟度的提高，番茄果实在呼吸作用下产生了更多的醇类物质，导致两种樱桃番茄中醇类挥发性物质均不同程度升高[31]。

尽管在樱桃番茄中检测到的酯类物质的相对含量较少，但酯类物质是除醛类和醇类物质之外的三大樱桃番茄风味形成物之一，对番茄风味提升有重要作用[32-33]。‘千禧’和‘吉甜一号’中的酯类物质相对含量均在冷藏16 d 后出现不同程度地减少，‘千禧’16 d样品中仅检测到了相对含量为0.37%反式-2-戊烯酸乙酯，而‘吉甜1 号’冷藏16 d 样品中检测到的酯类物质有两种，相对含量也较高。且‘吉甜一号’冷藏后的酯类物质相对含量下降的速度比‘千禧’慢，表明‘吉甜一号’可以较好的维持果实中的酯类香气成分。

‘千禧’和‘吉甜一号’冷藏前后相对含量较高的酮类物质有6-甲基-5-庚烯-2-酮和1-戊烯-3-酮，Selli等[34]也证实这两种挥发性物质可以给番茄带来芳香味。在两种樱桃番茄冷藏后6-甲基-5-庚烯-2-酮的相对含量增加，可能是冷藏会影响参与将番茄红素或其前体转化的酶，导致其含量增加[35]。Farneti 等[36]也证实了6-甲基-5-庚烯-2-酮在冷藏后相对含量会增加。且‘吉甜一号’冷藏后酮类物质相对含量下降的速度比‘千禧’慢，表明‘吉甜一号’可以较好地维持果实中的酮类挥发性物质，保持较好的风味品质。

综上，‘千禧’和‘吉甜一号’冷藏16 d 前后挥发性物质和含量均有差异，冷藏会导致两种樱桃番茄风味品质下降。与‘千禧’相比，‘吉甜一号’可以更好的维持冷藏过程中樱桃番茄中的醛类、醇类、酮类等挥发性物质。因此，‘吉甜一号’更利于采后贮运和低温冷藏，在未来的研究中，可以通过转录组学和代谢组学联合分析番茄风味物质代谢调控途径，培育更加优良的番茄品种。