一种基于番茄香气特征化合物的番茄风味品质测定方法与流程

本发明涉及分析检测技术领域，具体涉及一种基于番茄香气特征化合物的番茄风味品质测定方法。

背景技术：

番茄(Solanum lycopersicum)为茄科(Solanaceae)茄属(Solanum)的一年生草本植物，是继马铃薯(S.tuberosum)之后全球第二大蔬菜作物。

番茄因其营养丰富，风味浓郁，口感良好等优点，深受大众喜爱，在人们的生活里有着不可替代的重要地位。番茄中富含番茄红素、β-胡萝卜素等类胡萝卜素，具有抗氧化、免疫调节、抗癌、延缓衰老等功效。番茄果实可以鲜食和熟食，同时还可以用于制作果酱、果汁以及罐头等加工副产品。

随着社会的发展和人民生活水平的提高，番茄的风味品质越来越被重视。风味是番茄的重要品质之一，果实有良好的风味，不仅能改善番茄的香气，还能促进番茄口感。番茄的风味主要取决于挥发性物质的组成，本发明提供一种基于番茄特征性挥发性物质相对含量的番茄风味品质判别方法，为番茄育种和风味研究提供新的评测手段。

现有技术中，专利文献CN104478548A公开了一种增加番茄原生态香味的专用肥，其中记载了通过测定番茄中的芳香性特征物质含量，来判定番茄的原生态香味。该技术中，将2-反-己烯酸、1-戊烯-3-酮、3-顺己烯酸、己醛和6-甲基-5-庚烯-2-酮作为番茄风味的主要特征性化合物，并将该5种化合物的含量提高用作番茄风味提升的依据。但番茄的风味组成复杂，一些负面影响的挥发性物质也是番茄香气的重要组成部分，仅从上述5种特征性化合物评估番茄香气，结果较片面。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于番茄香气特征化合物的番茄风味品质测定方法；该评测方法为番茄风味品质测评提供技术支持，该方法具有操作简便，数据量化，结果客观，判别准确度高的优点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种基于番茄香气特征化合物的番茄风味品质测定方法，包括以下步骤：

A、采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术进行检测，测定番茄中的香气特征化合物，建立番茄的香气特征化合物与品质指标的多重回归线性方程；

B、将待测新鲜番茄的果肉采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术进行检测，将所得香气特征化合物的定量结果代入所述多重回归线性方程中，计算得到预估值；

C、根据预估值的高低判定待测新鲜番茄的风味品质。

优选地，步骤A中，所述香气特征化合物包括化合物1到化合物13所示的化合物，所述化合物1为异戊醛，化合物2为反-2-己烯醛，化合物3为顺-3-己烯醛，化合物4为1-戊烯-3-酮，化合物5为己醛，化合物6为顺-3-己烯醇，化合物7为反-2-庚烯醛，化合物8为6-甲基-5-庚烯-2-酮，化合物9为2-异丁基噻唑，化合物10为苯乙醛，化合物11为苯乙醇，化合物12为β-紫罗酮，化合物13为β-硝基苯乙烷。

优选地，所述多重回归线性方程如下：

F1＝-0.154Z1+0.484Z2+0.932Z3+0.509Z4+0.524Z5+0.932Z6+0.915Z7+0.889Z8+0.092Z9+0.16Z10+0.239Z11+0.706Z12+0.232Z13；

F2＝0.435Z1-0.172Z2-0.092Z3-0.213Z4-0.589Z5-0.092Z6-0.006Z7+0.013Z8-0.09Z9+0.886Z10+0.768Z11+0.318Z12+0.826Z13；

F3＝0.712Z1+0.53Z2+0.11Z3+0.517Z4+0.096Z5+0.11Z6-0.236Z7-0.374Z8+0.685Z9+0.0.37Z10-0.12Z11-0.303Z12+0.131Z13；

F4＝0.078Z1+0.366Z2-0.527Z3-0.236Z4-0.19Z5+0.325Z6+0.029Z7+0.024Z8+0.732Z9-0.293Z10-0.239Z11+0.347Z12+0.063Z13；

其中，所述Z1到Z13为化合物1到化合物13的定量结果。

优选地，所述定量结果为相对浓度。

优选地，所述预估值为F1，F2，F3，F4四个值相加所得。

优选地，步骤A和B中，所述采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术进行检测的条件包括：

固相微萃取条件：50℃搅拌速率为250r/min，震荡15min，然后顶空固相微萃取吸附30min，解吸4min；

色谱条件：色谱柱为安捷伦DB-wax(30m×0.25mm×0.25μm)毛细管柱，进样温度：260℃，无分流；载气为氦气(99.999％)；流量1mL/min；柱温升温程序为40℃保持5min，以5℃/min升至250℃，保持5min；接口温度为260℃；

质谱条件：离子源温度为230℃，四级杆温度150℃；电离方式为电子轰击电离(EI+)，离子化能量为70ev；扫描方式为全扫描，质量范围为20～400m/z。

优选地，所述番茄进行固相微萃取前，进行如下处理：称取番茄果肉，并加入2-壬酮标样和陶瓷珠。

优选地，所述番茄为完熟期的番茄。

优选地，所述番茄果肉的称取量为5g，加入10μL、10μg/L 2-壬酮标样，所述陶瓷珠加入量为2粒，直径为5mm。

所述预估值越高，番茄风味品质越佳。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明提供了一种基于番茄香气特征化合物的番茄风味品质判别方法，过去由于番茄风味品质难以量化，缺少判别标准的依据等原因，造成了在长期的番茄选育过程中，番茄丢失了原本的“番茄味”。本发明可以填补这一技术空缺，适合用于在番茄品种的选育过程中的大批量品种筛选，为番茄香味鉴评结果由“主观语言描述型”向“数值定量型”转变提供技术支持。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为主成分分析碎石土；

图2为野生醋栗番茄的总离子流图；

图3为香气特征化合物1-戊烯-3-酮的质谱图；

图4为香气特征化合物己醛的质谱图；

图5为香气特征化合物异戊醛的质谱图；

图6为香气特征化合物顺-3-己烯醛的质谱图；

图7为香气特征化合物顺-3-己烯醇的质谱图；

图8为香气特征化合物反-2-己烯醛的质谱图；

图9为香气特征化合物反-2-庚烯醛的质谱图；

图10为香气特征化合物苯乙醛的质谱图；

图11为香气特征化合物苯乙醇的质谱图；

图12为香气特征化合物6-甲基-5-庚烯-2-酮的质谱图；

图13为香气特征化合物2-异丁基噻唑的质谱图；

图14为香气特征化合物β-硝基苯乙烷的质谱图；

图15为香气特征化合物β-紫罗酮的质谱图；

图16为品尝小组打分与采用本发明方法测定的评估值生成的折线图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1.

试验样品：栽培番茄Pv.P86(S.lycopersicum,cultivar P86，已公开在Dissecting the mechanism of Solanum lycopersicum and Solanum chilense flower colour formation，M.Gao,H.Qu,L.Gao,L.Chen,R.S.J.Sebastian,L.Zhao,First published:22April 2014)，醋栗番茄(Solanum pimpinellifolium L.)LA1585，P86×LA1585F1及F2代十个株系。栽培番茄Pv.P86的种子由青岛农业大学提供；醋栗番茄LA1585的种子由美国加利福尼亚大学的番茄遗传资源中心(http://tgrc.ucdavis.edu)提供。

仪器：美国安捷伦公司7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)；CTC三位一体自动进样器；XS205型电子分析天平，瑞士Mettler-Toledo公司；数据分析软件为IBM SPSS Statistics 22。

具体操作步骤：

1、样品的制备：取完熟期的番茄果实，精确称取0.5g(±0.02mg)番茄果肉于20ml进样瓶中，在顶空瓶中加入10μL、10μg/L的2-壬酮标样和两粒陶瓷珠(直径5mm)。

2、SPME-GC-MS条件：

SPME条件：50℃搅拌速率为250r/min，震荡15min，顶空固相微萃取吸附30min，解吸4min。

色谱(GC)条件：色谱柱为安捷伦DB-wax(30m×0.25mm×0.25μm)毛细管柱，进样温度：260℃，无分流；载气为氦气(99.999％)；流量1mL/min；柱温升温程序为40℃保持5min，以5℃/min升至250℃，保持5min；接口温度为260℃

质谱(MS)条件：离子源温度为230℃，四级杆温度150℃；电离方式为电子轰击电离(EI+)，离子化能量为70ev；扫描方式为全扫描，质量范围为20～400m/z。

3、定性分析和定量分析方法

3.1香气特征化合物和内标的定性分析采用NIST库检索；

3.2特征化合物出峰时间的确定：

以1-戊烯-3-酮为例，按照上述第2部分GC-MS条件进行SCAN扫描，获得GC-MS总离子流色谱图(见图2)对所得的峰积分并通过NIST谱库检索1-戊烯-3-酮的标准质谱图(见图3)，确定1-戊烯-3-酮的出峰时间为5.7587min。并以此方法确定其他香气特征化合物的出峰时间。

3.3计算相对含量

按照上述3.2找到内标2-壬酮的出峰时间以及峰面积，依照下述公式，计算十三种特征化合物的相对含量(即目标物浓度)。

4、数据分析

主成分分析是一种经常采用的非监督多元统计分析技术，它可对数据进行降维处理，同时保留数据中的鉴别能力。主成分分析通过把测量的变量转化为不相关的主成分，每个主成分是一个原始变量的线性组合(主成分分析碎石图如图1所示)。主成分分析结果显示主成分PCl、主成分PC2、主成分PC3和主成分PC4的贡献率分别为33.49％、21.90％、14.85％和10.92％(此贡献率为主成分所能代表样本的信息程度，为软件分析中自动得出)，累计贡献率为81.16％。通过数据分析，获得了13种特征性化合物与品质指标的四个多重线性回归方程：

F1＝-0.154Z1+0.484Z2+0.932Z3+0.509Z4+0.524Z5+0.932Z6+0.915Z7+0.889Z8+0.092Z9+0.16Z10+0.239Z11+0.706Z12+0.232Z13；

F2＝0.435Z1-0.172Z2-0.092Z3-0.213Z4-0.589Z5-0.092Z6-0.006Z7+0.013Z8-0.09Z9+0.886Z10+0.768Z11+0.318Z12+0.826Z13；

F3＝0.712Z1+0.53Z2+0.11Z3+0.517Z4+0.096Z5+0.11Z6-0.236Z7-0.374Z8+0.685Z9+0.0.37Z10-0.12Z11-0.303Z12+0.131Z13；

F4＝0.078Z1+0.366Z2-0.527Z3-0.236Z4-0.19Z5+0.325Z6+0.029Z7+0.024Z8+0.732Z9-0.293Z10-0.2391+0.347Z12+0.063Z13。

其中，Z1到Z13分别代表13种香气特征化合物(化合物1到化合物13)的相对含量。Z1为异戊醛，Z2为反-2-己烯醛，Z3为顺-3-己烯醛，Z4为1-戊烯-3-酮，Z5为己醛，Z6为顺-3-己烯醇，Z7为反-2-庚烯醛，Z8为6-甲基-5-庚烯-2-酮，Z9为2-异丁基噻唑，Z10为苯乙醛，Z11为苯乙醇，Z12为β-紫罗酮，Z13为β-硝基苯乙烷。

5、番茄风味品质评估

将SPME-GC-MS结果代入多元回归方程中，可得以下结果(表1)：

表1

实施例2

1、组织品尝小组对不同品种的番茄进行风味打分

共有170人组成品尝小组为25个不同品种的番茄香气强度打分，平常小组成员年龄跨度从18岁到78岁，其中有64名男性，106名女性。

每个品种取三个生物学重复，品尝前将番茄果实一分为二，小组成员可以根据习惯随意咀嚼和嗅闻。分数从0分到100分，风味越佳分数越高，最后得分取平均数。

2、采用实施例1的测定方法对样品25个不同品种的番茄进行风味品质测定，具体步骤如下：

2.1样品的制备：取完熟期的番茄果实，磨成匀浆，量取2ml番茄匀浆于22ml进样瓶中。

2.2 SPME-GC-MS条件：

SPME条件：50℃搅拌速率为300r/min，震荡10min，顶空固相微萃取吸附30min，解吸5min。

色谱(GC)条件：色谱柱为ZB-5(30m×0.25mm×0.25μm)毛细管柱，进样温度：260℃，无分流；载气为氦气(99.999％)；流量1.2mL/min；柱温升温程序为40℃保持5min，以3℃/min升至60℃，再以6℃/min升至160℃，最后以以12℃/min升至260℃，保持5min；接口温度为260℃

质谱(MS)条件：电离方式为电子轰击电离(EI+)，离子化能量为70ev；扫描方式为全扫描，质量范围为35～300m/z

2.3定性分析和定量分析方法

2.3.1香气特征化合物和内标的定性分析采用NIST库检索；

2.3.2特征化合物出峰时间的确定；

2.3.3计算相对含量

按照上述2.3.2找到内标2-壬酮的出峰时间以及峰面积，依照下述公式，计算十三种特征化合物的相对含量(即目标物浓度)。

2.4番茄风味评估

将SPME-GC-MS定量结果代入多元回归方程中，得到评估值(表2)。

表2

根据上表可得不同品种和株系的番茄风味品质预估值，该方法可以在风味品质方面为品种选育提供技术支持。

将计算值和小组分数分别做折线图，如图16所示，可见趋势大致相同，证明该方法的可靠性。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。