番茄香气品质改良综述

番茄作为设施栽培的重要经济作物,其挥发物质具有抗癌、抗炎、吸引种子传播者等特性,同时在很大程度上决定了商品等级和消费者的接受度,是衡量果实品质的一个重要指标,故成为改良番茄品质的一个重要发展方向。番茄的香气受到基因型、成熟度、栽培条件和采后贮藏条件等因素的影响。目前番茄脂肪酸衍生物、氨基酸衍生物、苯丙烷类物质和萜类化合物四种类型的挥发物合成途径已被揭示。近年来,由于育种家们对番茄果实农艺性状的不断追求,番茄的风味品质随着驯化育种的进程在不断下降。随着人们生活水平的提高,对番茄果实品质要求也有所提高,利用不同的技术手段提升番茄风味品质是番茄育种工作者的重要目标之一。传统的育种技术过程缓慢、复杂且具有物种间的局限性,而代谢工程学具有准确、直接、高效的特点,可以定向地通过外源基因的引入和调控内源基因对番茄香气进行改良,提高改良效率。番茄香气关键数量性状基因座(QTL)的发掘也为代谢工程学提供理论支持。综述了番茄果实的挥发性成分及影响因素、挥发物合成机制、挥发物代谢合成酶的重要性和代谢工程学香气品质改良措施,并分析了代谢工程学对番茄香气改良的不足,指出了番茄香气改良的未来潜在研究方向,以期为阐明番茄果实香气改良提供理论依据。

PuFAD8基因过表达载体的构建及其在番茄中的遗传转化

脂肪酸去饱和酶8(fatty acid desaturase 8,FAD8)是FAD基因家族成员,可参与催化不饱和脂肪酸的合成进而影响果实香气。为进一步研究PuFAD8基因的功能及其与番茄果实挥发性物质的关系,文章构建了模式植物番茄PuFAD8基因的过表达载体,通过农杆菌介导遗传转化、植物组织培养技术获得番茄PuFAD8基因过表达植株。结果表明,番茄PuFAD8基因过表达载体构建成功,并获得番茄过表达植株,以便进一步研究该基因的分子功能,为明确其在番茄果实成熟过程中挥发性物质的调控机制奠定了基础。

番茄果实芳香物质的研究进展

本文对番茄果实芳香物质的研究进展进行了综述,从番茄果实主要芳香物质的种类,不同芳香物质对番茄果实风味的具体贡献入手,阐述了不同品种间、不同成熟时期、不同栽培条件下番茄果实芳香物质的变化情况和芳香物质分子遗传标记进展;对番茄果实挥发性芳香物质的形成途径、关键酶及影响番茄果实芳香物质变化的外界因素进行了分析,并对番茄果实芳香物质的分离、鉴定方法进行了概述。

番茄果实的芳香物质组成及其影响因素研究进展

香气是番茄果实重要的感官品质之一,由果实中400多种具有挥发性的芳香物质协同产生,在很大程度上决定了商品等级和消费者的接受度。本文简述了番茄果实中的芳香物质及其在成熟过程中的变化趋势,总结了其合成途径,并重点介绍了影响番茄果实中芳香物质形成的因素,以期为研究者、生产者、销售者和消费者提供理论和生产实践方面的指导。

固相微萃取气质联用测定番茄香气成分条件优化

以番茄为试材,利用固相微萃取(SPME)气相色谱-质谱(GC/MS)联用技术分析番茄香气组分,探讨了萃取头、萃取温度、萃取时间、装样率、盐离子浓度(NaCl)和解析时间等条件对分析结果的影响。结果表明:番茄的SPME-GC/MS最优萃取方法为装样率50%,NaCl质量浓度为0.30g·mL^(-1),CAR/PDMS(75μm)萃取头在50℃下萃取40min后,高温解析3min,在此试验条件下,利用顶空固相微萃取可以从试验用的番茄中萃取到75种香气成分(匹配率800以上),其中包括醇类21种、醛类24种、酮类11种、酯类10种、呋喃类3种、酚类2种、其它类4种。

不同栽培季节番茄果实芳香物质的比较

以佳粉15号番茄为试材,研究了秋冬茬、春茬两个不同栽培季节日光温室内营养液栽培的番茄成熟果实中主要芳香物质、脂肪酸含量及脂氧合酶活性的差异。研究发现:秋冬茬番茄果实中脂肪酸含量高于春茬,而春茬番茄果实中芳香物质含量和脂氧合酶活性均显著高于秋冬茬。在秋冬茬和春茬番茄果实中分别检测到37种和48种芳香物质,其中秋冬茬番茄果实中芳香物质含量仅为304.58μg.kg-1,而春茬番茄果实中含量高达702.39μg·kg-1,是秋冬茬的2.3倍。结果表明,春茬番茄果实风味明显好于秋冬茬。

番茄果实不同发育阶段香气成分组成及变化

以陕西杨凌地区主栽的番茄品种‘金棚1号’为试验材料,通过固相微萃取和GC/MS联用技术,对番茄果实不同成熟阶段的香气成分及其组成变化进行了研究。结果表明,‘金棚1号’番茄果实共检测到54种香气成分,主要成分为醛类、酸类、醇类、酮类、酯类、酚类等。在果实的不同发育阶段,香味组分及其含量差异较大。醛类物质在绿熟期相对含量较高,为45.87%,在半熟期、硬熟期、完熟期的相对含量分别为12.65%、16.62%、17.15%,其中C6醛在绿熟期占43.7%,完熟期占15.27%,为醛类物质的主要成分;酸类物质含量在4个发育时期中先上升后下降,在半熟期含量达到最高,为15.2%,在完熟期酸类物质含量下降,为6.93%;酮类物质在完熟期含量达到最大,为18.27%;在绿熟期检测到4种重要的番茄特征香气物质,半熟期检测到5种番茄特征香气物质,硬熟期和完熟期各检测到6种番茄特征香气物质。说明随着果实的成熟,特征香气物质种类增多。

缺锰和多锰对番茄产量及风味品质的影响

通过设置不同的硫酸锰浓度并测定不同供锰水平下番茄的产量及与果实风味品质相关的指标,研究了缺锰和多锰对番茄产量和品质的影响。结果表明,无论缺锰还是多锰处理,番茄叶片叶绿素含量和产量都显著下降,叶绿素含量分别为正常处理的57.31%和61.50%,产量为58.25%和68.35%;叶片POD和SOD活性降低,以缺锰处理较为显著;缺锰和多锰处理的MDA含量分别高于对照71.07%和40.71%。缺锰和多锰处理导致果实的酸度分别增加37.4%和40.1%,可溶性固型物含量降低17.51%和13.19%,两者较正常锰处理均差异达到显著水平,Vc含量降低31.94%和9.45%;此外,2种处理果实中的活性物质番茄红素含量均下降34%左右,总酚和总黄酮含量下降30%~35%,总抗氧化力也明显降低,而且果实的芳香物质种类也少于正常处理。说明适宜的锰浓度是保证番茄高产、优质的重要因素。

番茄果实呈香组分及其代谢途径研究进展

整理了关于番茄果实呈香组分的组成及其代谢途径的相关资料,以香气活力值大于1为标准,对番茄果实中200多种挥发性组分的香气活力进行排序和筛选,确定顺-3-己烯醛、β-紫罗酮、己醛、β-大马酮、1-戊烯-3-酮、2,3-甲基丁醛、反-2-庚烯醛、苯乙醛、6-甲基-5-庚基-2-酮、顺-3-己烯醇和水杨酸甲酯等11种组分是番茄果实主要呈香成分,分别来源于脂肪酸代谢途径、氨基酸代谢途径和类胡萝卜素代谢途径;进而综述了上述呈香组分在脂肪酸代谢途径、氨基酸代谢途径和类胡萝卜素代谢途径中的形成过程,确定脂肪酸代谢途径是影响番茄果实特征风味的关键过程,其中脂肪氧合酶和乙醇脱氢酶在脂肪酸代谢途径中对呈香组分的形成具有重要作用。

番茄果实风味的组成及其影响因素研究综述

番茄风味由番茄在成熟过程中形成的挥发性化合物决定,在一定程度上决定了消费者对番茄购买的选择。决定番茄风味的物质在番茄的成熟过程中会经历动态的变化过程,从最初释放到香气富集直至消耗殆尽,受到诸多因素的影响。通过阐述番茄香气物质合成的关键途径和关键物质,以了解如何加速通过香气物质合成的准备期,延长香气富集的累积期,尽量减少香气物质的损耗期,为番茄风味品质的提升提供参考。

新鲜番茄风味组分研究

分别采用固相微萃取(SPME)和同时蒸馏萃取(SDE)两种提取技术,对不同番茄品种的16个样品进行风味组分的GC-MS分析鉴定,给出番茄主要挥发性风味组分的化学成分,并对不同品种风味组分的差异进行了初步分析。

Lycopene Accumulation Affects the Biosynthesis of Some Carotenoid-related Volatiles Independent of Ethylene in Tomato

For elucidating the regulatory mechanism of ethylene on carotenoid-related volatiles （open chain） compounds and the relationship between lycopene and carotenoid-related volatiles, transgenic tomato fruits in which ACC synthase was suppressed were used. The transgenic tomato fruit showed a significant reduction of lycopene and aroma volatiles with low ethylene production. 6-methyl-5-hepten-2-one, 6-methyl-5-hepten-2-ol and geranylacetone, which were suspected to be lycopene degradation products, were lower than those in wild type tomato fruits. In order to identify whether lycopene accumulation effects the biosynthesis of some carotenoid-related volatiles independent of ethylene in tomato or not, the capability of both wild type and transgenic tomato fruits discs to convert lycopene into carotenoid-related volatiles was evaluated. The data showed that external lycopene could convert into 6-methyl-5-hepten-2-one and 6-methyl-5-hepten-2-ol in vivo, indicating that the strong inhibition of ethylene production had no effect on enzymes in the biosynthesis pathway of some carotenoid-related volatUes. Therefore, in ACS-suppression transgenic tomato fruits, the low levels of 6-methyl- 5-hepten-2-one, 6-methyl-5-hepten-2-ol was due to decreased lycopene accumulation, not ethylene production. Ethylene only affected the accumulation of lycopene, and then indirectly influenceed the level of lycopene-related volatiles.

固相微萃取技术分析番茄香气成分的方法建立

除了酸甜苦咸四种基本味觉外,消费者选择食品时,食品所释放出来的香气也是一个考虑因素。通过固相微萃取结合气相色谱技术,可以很好地分离和鉴定番茄中的香气成分,最佳测定条件是:固相微萃取萃取头选用CW/DVB,吸附时间是25min,吸附温度为40℃,解析时间为4min,采样瓶中样品量为6g;气谱条件是:不分流进样,色谱柱为极性柱,采用程序升温进行分离鉴定。

番茄米酒香气成分的GC-MS分析

采用溶剂萃取法提取番茄米酒中的香气成分,经气相色谱-质谱联机分析,共鉴定出14种香气化合物,包括醇、酯、胺、醛、酚等几类化合物。醇类物质在香气成分中含量最高,占香气成分总含量的62.78%,其中最主要的是苯乙醇和1-戊醇,其含量分别占香气成分总含量的23.28%和36.75%。酯类在香气成分中种类最多,占7种,并且其总含量也仅次于醇类化合物,占香气成分总含量的25.89%。另外,在这些香气成分中还发现了具有保健功能的亚油酸乙酯和4-甲基-6-叔丁基苯酚,二者在预防一些慢性病方面可以起到一定作用。

不同供铁水平对番茄产量及果实风味品质的影响

以番茄品种"中杂101号"为试材,研究了不同供铁水平对番茄产量和果实风味品质相关指标的影响。结果表明,无论缺铁还是多铁处理,番茄叶片叶绿素含量、POD活性、SOD活性和MDA含量都显著低于正常铁处理。果实方面,番茄的产量下降,果实的酸度增加,甜度和Vc含量降低,品质下降;此外,果实中的活性物质番茄红素、总酚、总黄酮含量下降,而且果实的芳香物质种类也发生了变化。说明适宜浓度的铁是番茄高产、优质的必要条件。

金属离子对番茄汁特征香气组分的影响

研究金属离子对番茄汁特征性香气组分及其关键酶活性的影响。建立番茄汁中己醛、反-2-己烯醛、己醇、顺-3-己烯醇和反-2-己烯醇的测定方法,该方法日内和日间精密度分别为2.13%和4.66%;进一步评价Fe^2+、Fe^3+、Cu^2+、Ca^2+、Mn^2+和Na^+对番茄汁特征性香气组分及关键酶活性的影响。结果显示,Fe3+离子钝化番茄汁中醇酰基转移酶,促进番茄特征性香气组分己醛和反-2-己烯醛的积累,使香气活力值之和比未处理组提高了62.1%。因此,添加Fe3+离子有助于番茄汁特征性香气组分积累。

乙烯与脂氧合酶在番茄果实香气合成中的作用

通过对番茄成熟突变体和野生型果实香气物质、乙烯释放量、氢过氧化物裂解酶(HPL)、脂氧合酶(LOX)活性及基因表达的测定,明确LOX与乙烯在番茄果实香气物质合成中的作用。以番茄成熟突变体rin、nor、cnr、nr(均为乙烯合成缺陷突变体)、hp-1(高色素突变体,乙烯生成正常)和野生型Ailsa Craig(AC)为试材,分别在果实破色期(0 d)、破色3 d(3 d)和破色7 d(7 d)取果实,测定香气物质、乙烯释放量、LeHPL基因表达、LOX活性和TomloxC基因表达。结果表明,随着果实的成熟,4种乙烯合成突变体果实中的香气物质种类和含量与野生型AC相比均减少,但突变体hp-1果实中香气物质与AC无显著差异;rin、nor、cnr突变体中不产生乙烯,nr中产生少量乙烯,hp-1和AC果实中能正常生成乙烯;除AC果实外,突变体rin、nor、cnr果实中LOX酶活性和TomloxC基因表达水平均较低,而在hp-1和nr破色7 d果实中酶活性和基因表达量均最高;Le HPL表达量在AC和hp-1果实中随果实成熟显著增加,在nor破色7 d显著高于破色期(0 d)和破色3 d的,而在cnr、rin和nr破色7 d均显著下降。在乙烯合成缺陷突变体果实中香气物质种类和含量较野生型减少,且不能合成乙烯或合成少量乙烯,同时LOX酶活性降低,TomloxC及LeHPL表达下降,表明番茄果实香气物质合成的LOX途径是依赖乙烯的过程。