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为解决蔬菜香气研究不足、番茄和辣椒香气成分不明等问题，浙江农业科学院等单位研究人员开展基于 GC×GC - TOF - MS 技术分析两者风味物质的研究，明确了差异等结果，对育种和风味改良意义重大，推荐阅读。
在蔬果的世界里，番茄和辣椒可谓是人气超高的 “明星”。它们不仅是餐桌上的常客，还凭借独特的香气征服了无数食客的味蕾。番茄酸甜可口，带着清新的果香；辣椒或火辣刺激，或散发着浓郁的独特气息，为美食增添别样风味。然而，你有没有想过，这些美味背后的香气秘密是什么呢？为何它们的味道如此不同？这背后的奥秘可大有来头。
如今，消费者对蔬果品质的要求越来越高，香气作为重要的品质指标，备受关注。可在蔬果种植过程中，不同品种的果实香气却出现了 “退化” 现象，这让科研人员十分担忧。就拿番茄和辣椒来说，它们同属茄科植物，在全球广泛种植，独特的香气深受大家喜爱。但目前对于蔬菜香气的研究还处于起步阶段，虽然已经有一些针对番茄和辣椒香气的研究，比如对比不同品种间的挥发性风味化合物，以及确定不同生长阶段的挥发性风味物质，但系统比较番茄和辣椒果实香气成分的研究却少之又少。同时，传统的检测技术，像气相色谱 - 质谱联用仪（GC - MS），在面对复杂的挥发性化合物混合物时，显得有些 “力不从心”，存在分离不彻底、杂质干扰等问题。为了深入了解番茄和辣椒香气的秘密，填补研究空白，浙江农业科学院等单位的研究人员开展了一项重要研究，并在《Scientific Reports》期刊上发表了名为《Comparative analysis of flavor substances in tomato and pepper fruits using flavoromics based on GC×GC - TOF - MS》的论文。
研究人员为了探索番茄和辣椒香气的奥秘，用到了几个厉害的 “武器”。首先是全二维气相色谱 - 飞行时间质谱联用技术（GC×GC - TOF - MS），它就像一个超精密的 “探测器”，能更精准地检测和分析挥发性有机化合物（VOCs）。还有相对气味活性值（ROAV）这个指标，它能帮助研究人员找出那些对香气贡献大的关键化合物。此外，研究人员还运用了多种统计分析方法，比如主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘法判别分析（OPLS - DA），这些方法能从复杂的数据中找出规律，让研究结果更可靠。
下面咱们来看看研究人员都发现了什么。
多元统计分析
研究人员先对番茄和辣椒的果实样本进行了多元统计分析。通过主成分分析（PCA）发现，第一主成分（PC1，60.8%）和第二主成分（PC2，14.0%）加起来能解释总方差的 74.8%。从得分图上看，辣椒样本都在右边，番茄样本都在左边，界限分明。再看构建的正交偏最小二乘法判别分析（OPLS - DA）模型，它的预测能力（Q2）达到 0.976，解释方差（R2Y）为 1，这表明模型性能很强，能清楚地区分番茄和辣椒样本，说明这些果实样本的生物学重复性很好，而且两者之间差异明显。
挥发性有机化合物（VOCs）成分检测的对比分析
研究人员用 ChromaTOF 软件和 NIST2020 数据库，对番茄和辣椒的挥发性化合物进行了详细分析。结果发现，番茄里鉴定出 1026 种化合物，辣椒里有 933 种化合物。在这些化合物中，酯类的差异最为突出。番茄和辣椒的挥发性化合物总数相差 93 种，番茄的酮类、杂环化合物、醛类、醇类、羧酸类和其他类化合物比辣椒多，而酯类比辣椒少 34 种。从相对含量来看，番茄和辣椒中醇类的相对含量都是最高的，杂环化合物和醛类的比例也都超过 10%，但酯类的相对含量差异达到 8%，辣椒中酯类占 14.67%，番茄中仅占 6.63%。这说明酯类可能是区分番茄和辣椒香气的关键因素。而且，辣椒中的苯甲酸 - 2 - 羟基乙酯、苯甲酸乙酯和己酸乙酯等酯类化合物浓度较高，对整体风味影响很大。
番茄和辣椒之间的挥发性有机化合物（VOCs）对比分析
研究人员还发现，番茄和辣椒共有 399 种挥发性有机化合物（VOCs）。不过，两者的挥发性有机化合物组成比例有差异，番茄中醇类（22.4%）占比最多，辣椒中酯类（24.3%）占比最高，这再次证明酯类是区分两者香气的关键。此外，番茄有 627 种特有挥发性物质，像 2 - 异丁基噻唑等；辣椒有 534 种特有挥发性物质，比如 3 - 己烯 - 1 - 醇苯甲酸酯（Z）等。通过分析变量重要性投影（VIP）值和 p 值，研究人员找出了 138 种差异显著的挥发性有机化合物（VOCs）。聚类热图显示，番茄中的挥发性有机化合物大多上调，代谢更活跃；辣椒中的则大多下调。和辣椒相比，番茄中乙酰丙酮（log?FC = 13.07）、十二醛（log?FC = 11）等 126 种挥发性物质强度增加，而 2 - 甲基十三烷（log?FC = 5.15）等 12 种挥发性物质强度降低。
关键挥发性有机化合物（VOCs）的鉴定和感官风味特征分析
研究人员以 ROAV＞1 为标准，找出了对香气贡献大的关键挥发性有机化合物（VOCs）。番茄中有 7 种，辣椒中有 4 种。（E） - 2 - 壬烯醛在两者中 ROAV 值都是 100，是主要的风味贡献者。番茄中（E） - 2 - 辛烯醛和 2 - 戊基呋喃的 ROAV 值比辣椒高很多。在番茄中，庚醛、（E） - 2 - 十二烯醛等化合物的 ROAV 值在 1 - 10 之间，对绿色和脂肪香气有贡献；而在辣椒中，2 - 甲氧基 - 3 -（2 - 甲基丙基）吡嗪的 ROAV 值高达 15.12。研究人员还绘制了风味轮，发现番茄和辣椒的主要香气特征可分为绿色香气、脂肪香气、新鲜香气、甜味香气和水果香气 5 类。通过构建关联网络地图，发现一些物质和多种风味相关，比如（E） - 2 - 壬烯醛和绿色、新鲜等多种风味有关。而且，虽然有些物质 ROAV＜1，但它们也可能通过协同作用影响风味。
风味特征分析
由于目前还没有番茄和辣椒感官分析的标准方法，研究人员只能借助在线风味数据库的数据来分析它们的风味特征。结果发现，番茄和辣椒的主要风味都是甜味，但辣椒的绿色、水果、草本、木质和苹果风味更明显，番茄则有更突出的蜡质、柑橘和脂肪风味。
通过这项研究，研究人员得出了不少重要结论。他们一共检测出 1560 种挥发性有机化合物（VOCs），番茄中有 1026 种，辣椒中有 933 种，酯类在数量和相对含量上差异最大，是区分两者香气的关键。（E） - 2 - 壬烯醛是两者中最主要的风味成分，ROAV 值为 100.00。在感官风味方面，番茄和辣椒都以甜味为主，但在其他风味上存在差异。
这项研究意义重大。它首次系统地比较了番茄和辣椒果实的香气成分，为我们揭开了它们香气差异的秘密。这些发现能帮助育种人员培育出香气更浓郁、更符合消费者口味的品种。比如，以后可能会培育出酯类含量更合适的番茄和辣椒，让它们的味道更好。同时，研究也为蔬菜香气研究提供了新思路和方法，推动了相关领域的发展。不过，研究人员也提到，目前只研究了新鲜未处理的番茄和辣椒，而辣椒在加工过程中风味可能会发生变化，这将是未来研究的方向。相信在科研人员的不断探索下，我们会对蔬果的香气有更深入的了解，未来的美食也会更加美味！
