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      設(shè)施‘玫瑰香’葡萄二次果果實(shí)品質(zhì)及芳香化合物組分分析

      2013-05-07 03:14:06商佳胤李樹(shù)海
      果樹(shù)學(xué)報(bào) 2013年2期
      關(guān)鍵詞:設(shè)施栽培品質(zhì)

      商佳胤 李樹(shù)海

      摘 要 : 【目的】為了探討設(shè)施‘玫瑰香葡萄二次果果實(shí)品質(zhì)及芳香化合物組分與露地栽培的差異,【方法】使用固相微萃取技術(shù)及氣相-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)測(cè)定‘玫瑰香二次果果實(shí)芳香物質(zhì)含量,研究其果實(shí)品質(zhì)及芳香物質(zhì)相對(duì)含量與露地‘玫瑰香葡萄的差異?!窘Y(jié)果】結(jié)果表明,‘玫瑰香葡萄二次果單粒質(zhì)量、縱徑、橫徑較露地‘玫瑰香分別減少了25.50%、10.20%、17.39%;果實(shí)總糖、總酸、果皮原花青素含量分別為21.06%、0.76%和10.30 mg·g-1,均顯著高于露地‘玫瑰香果實(shí)的16.40%、0.45%和5.38 mg·g-1?!倒逑愣喂麢z測(cè)出的芳香化合物種類(lèi)為33種,顯著高于露地果實(shí)中的27種;二次果中醛類(lèi)化合物相對(duì)含量最高,為47.52%,露地‘玫瑰香中醇類(lèi)化合物相對(duì)含量最高,為61.72%。‘玫瑰香二次果中的萜醇類(lèi)化合物、里那醇相對(duì)含量分別為37.39%、10.97%,顯著低于露地‘玫瑰香中的57.95%、43.71%;但是二次果中具有果香味的橙花醇、留蘭香味的香芹醇、花香味的脫氫里那醇和甜‘玫瑰香味的香茅醇相對(duì)含量分別為6.13%、0.55%、9.92%、1.19%,均顯著高于露地‘玫瑰香?!倒逑愣喂蠧6醛的相對(duì)含量顯著高于露地‘玫瑰香,其中2-己烯醛、己醛的相對(duì)含量分別為35.81%、9.98%,顯著高于露地果實(shí)中的28.40%、4.85%?!窘Y(jié)論】‘玫瑰香二次果果實(shí)品質(zhì)和芳香物質(zhì)相對(duì)含量與露地‘玫瑰香有顯著差異;部分風(fēng)味指標(biāo)優(yōu)于露地栽培‘玫瑰香。

      關(guān)鍵詞: ‘玫瑰香葡萄; 設(shè)施栽培; 二次果; 品質(zhì); 芳香化合物

      中圖分類(lèi)號(hào):S663.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1009-9980

      ‘玫瑰香葡萄(Vitis vinifera L. ‘Muscat Hamburg)屬歐亞種,原產(chǎn)于英國(guó),是世界知名的鮮食與釀酒兼用品種,在我國(guó)已有100多年的栽培歷史。由于此品種易于管理、抗病性強(qiáng)、‘玫瑰香味濃郁,多年來(lái)一直是我國(guó)環(huán)渤海地區(qū)的主栽品種。近幾年,隨著葡萄產(chǎn)期調(diào)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用,我國(guó)已經(jīng)成為世界上設(shè)施葡萄栽培面積最大的國(guó)家[1]。在我國(guó)北方很多地區(qū),鮮食葡萄的上市期已經(jīng)可以從6月到翌年1月。在華北地區(qū),由于受氣候條件限制,‘玫瑰香葡萄鮮果最晚只能到11月上旬采收;而利用設(shè)施二次果栽培技術(shù),則可以使‘玫瑰香葡萄的上市時(shí)間延遲到元旦前后,可以顯著提高葡萄種植戶(hù)的經(jīng)濟(jì)效益。

      目前,對(duì)葡萄二次結(jié)果的研究仍主要集中在栽培技術(shù)、栽培生理和果實(shí)品質(zhì)調(diào)控等方面,對(duì)二次果果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)、芳香化合物組分方面至今沒(méi)有深入研究;而二次果是否具有與常規(guī)種植‘玫瑰香鮮果一樣的風(fēng)味,其在市場(chǎng)上是否有競(jìng)爭(zhēng)力,種植戶(hù)能否獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益,已成為發(fā)展設(shè)施‘玫瑰香二次果種植的關(guān)鍵。在葡萄生產(chǎn)中,品質(zhì)的優(yōu)劣,不僅取決于糖、酸含量等指標(biāo),還取決于芳香化合物的多少。有關(guān)芳香物質(zhì)的研究一直是葡萄、葡萄酒領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn),‘玫瑰香型葡萄[2]則是研究的重點(diǎn)。為此,本試驗(yàn)以‘玫瑰香葡萄二次果為試材,研究了其果實(shí)品質(zhì)及芳香化合物組分,比較其與露地常規(guī)栽培的差異,以期為了解‘玫瑰香二次果的品質(zhì)特性提供理論依據(jù)。

      1 材料和方法

      1.1 材料與處理

      試驗(yàn)于2011年4月10日至12月20日在天津市林業(yè)果樹(shù)研究所葡萄試驗(yàn)園進(jìn)行,供試材料為日光溫室種植的‘玫瑰香葡萄,采用單干雙臂V型整形方式,株行距為1.0 m ×2.0 m;當(dāng)年4月10日葡萄正常萌芽,5月20日除去棚膜,一次果正常開(kāi)花、坐果,常規(guī)管理;7月利用修剪誘發(fā)二次果,每個(gè)結(jié)果新梢保留1個(gè)果穗;9月15日將一次果全部采收,10月10日覆蓋日光溫室塑料薄膜,其間對(duì)二次果采用常規(guī)管理。以露地栽培、常規(guī)管理的‘玫瑰香葡萄為對(duì)照,采用傾斜龍干V型整形方式,株行距為1.0 m ×3.0 m,要求每個(gè)結(jié)果新梢保留1個(gè)果穗。試驗(yàn)于2011年9月8日采集成熟度一致、無(wú)病害、無(wú)霉變、無(wú)機(jī)損傷的常規(guī)栽培果穗(對(duì)照)作為試驗(yàn)樣品,每個(gè)處理采集30個(gè)果穗,每10個(gè)果穗為1次重復(fù),3次重復(fù);2011年11月27日采集成熟度一致、無(wú)病害、無(wú)霉變、無(wú)機(jī)損傷的二次果果穗(處理)作為試驗(yàn)樣品,每個(gè)處理采集30個(gè)果穗,每10個(gè)果穗為1次重復(fù),3次重復(fù)。樣品采集后,立即放入冰盒,帶入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行前處理。

      1.2 測(cè)定方法

      1.2.1 果實(shí)品質(zhì)分析 總糖測(cè)定采用蒽酮比色法[3];總酸測(cè)定采用酸堿滴定法[3];抗壞血酸(Vc)測(cè)定采用2,6-二氯靛酚滴定法[3];可溶性固形物測(cè)定采用便攜式手持折光儀;原花色素測(cè)定采用分光光度計(jì)[4];總酚測(cè)定采用Folin-Ciocalteu 法[4]。

      1.2.2 果實(shí)芳香化合物測(cè)定 1) 儀器與試劑。磁力攪拌器型號(hào)為PC-420D,美國(guó)康寧公司;萃取頭為50/30 μm CAR/DVB/PDMS、100 μm PDMS;固相微萃取手柄,美國(guó)Supleco公司;氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀Trace DSQ GC/MS,美國(guó)Finnigan公司;色譜柱HP-INNO-Wax毛細(xì)管柱,長(zhǎng)30 m、內(nèi)徑0.25 mm、液膜厚度0.25 μm?;瘜W(xué)試劑均為分析純。

      2)揮發(fā)性成分的提取。參照李志文等[5]方法,略有修改。將處理和對(duì)照葡萄果實(shí)取250 g清洗,使用打汁機(jī)破碎果粒,稱(chēng)取5 g果漿,使用離心機(jī)6000 r·min-1離心15 min,離心后使用4層紗布過(guò)濾,取上清液8 mL轉(zhuǎn)入15 mL玻璃瓶中,在60 ℃下水浴15 min;水浴后,加入3 g NaCl,加蓋封口后將萃取頭插入樣品頂空瓶,于105 ℃吸附40 min,磁力攪拌子轉(zhuǎn)速為950 r·min-1。吸附后將萃取頭取出插入氣相色譜進(jìn)樣口,于250 ℃解吸10 min,同時(shí)啟動(dòng)儀器采集數(shù)據(jù)。

      3)質(zhì)譜條件。EI源溫度170 ℃,電離電壓70 eV,離子源溫度250 ℃,光電倍增管電壓為350 V。

      1.3 數(shù)據(jù)處理

      質(zhì)譜圖采用標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)NIST/WILEY搜索,用峰面積歸一化法定量,得到各物質(zhì)的相對(duì)含量。應(yīng)用DPS8.50和Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 ‘玫瑰香葡萄果實(shí)品質(zhì)分析

      由表1可以看出,處理單粒質(zhì)量、縱徑、橫徑為4.06 g、1.76 cm、1.52 cm,較對(duì)照分別減少了25.50%、10.20%、17.39%;果肉內(nèi)的總糖、總酸、可溶性固形物含量分別為16.40%、0.45%、18.12%,均顯著低于處理的21.06%、0.76%、21.30%;對(duì)照果肉中的維生素C含量為9.21 mg·kg-1,是處理中維生素C含量的2.7倍。處理果皮中的原花色素、總酚分別為10.30 mg·g-1、6.1 mg·g-1,均顯著高于對(duì)照,其中果皮原花色素的含量較處理提高了91.45%。

      2.2 ‘玫瑰香果實(shí)中香氣成分的分類(lèi)分析

      GC/MS檢測(cè)得到的總離子圖如圖1所示,常規(guī)露地種植‘玫瑰香和設(shè)施‘玫瑰香二次果在香氣成分方面差異較大。利用NIST/WILEY譜庫(kù)檢索,分析對(duì)照、處理果實(shí)中芳香化合物的種類(lèi)和相對(duì)含量(表2)。對(duì)照檢測(cè)到芳香化合物27種;處理檢測(cè)到芳香化合物33種;對(duì)照中檢測(cè)到的芳香化合物相對(duì)含量為99.58%,高于處理中的96.72%。對(duì)照中醇類(lèi)化合物的相對(duì)含量最高;處理中醛類(lèi)化合物的相對(duì)含量最高?!倒逑愎麑?shí)中的芳香物質(zhì)成分按化合物結(jié)構(gòu)可以分為醇、醛、酮、酯、酸、烴和苯的衍生物。對(duì)照中的醇類(lèi)、烯烴類(lèi)化合物的相對(duì)含量分別為61.72%、0.68%,顯著高于處理中的42.51%、0.49%。處理中的醛、酮、酯、酸、苯的衍生物化合物相對(duì)含量分別為47.52%、0.31%、0.62%、4.79%、0.38%,均顯著高于對(duì)照中的34.08%、0.05%、0.17%、2.77%、0.07%。

      2.3 ‘玫瑰香果實(shí)中醇類(lèi)物質(zhì)組分分析

      從表3中可以看出,處理和對(duì)照中的非萜醇檢出種類(lèi)均為4種;處理中檢測(cè)出萜醇為6種,對(duì)照檢測(cè)出5種。處理和對(duì)照中檢測(cè)出的萜醇類(lèi)物質(zhì)相對(duì)含量分別為37.39%和57.95%;各萜醇類(lèi)芳香化合物中,處理和對(duì)照中的里那醇相對(duì)含量均最高,分別為10.97%、43.71%。處理中的橙花醇、香芹醇、脫氫里那醇、香茅醇的相對(duì)含量分別為6.13%、0.55%、9.92%、1.19%,顯著高于對(duì)照;對(duì)照中的松油醇、氧化里那醇的相對(duì)含量分別為10.46%、0.74%,顯著高于處理。以上所述說(shuō)明設(shè)施‘玫瑰香二次果在果實(shí)萜醇類(lèi)芳香化合物的相對(duì)含量方面差異顯著,二次果的果實(shí)風(fēng)味發(fā)生了顯著的變化。

      2.4 ‘玫瑰香果實(shí)中醛、酮類(lèi)物質(zhì)組分分析

      由表4可以看出,醛類(lèi)物質(zhì)是對(duì)照、處理中主要的芳香化合物,其中處理和對(duì)照中醛類(lèi)物質(zhì)相對(duì)含量最高的是具有綠葉清香和果香的2-己烯醛,分別為35.81%和28.40%;同時(shí),在處理中還檢測(cè)出具有清香、果香的2,4-己二烯醛和具有花香的苯乙醛,其相對(duì)含量分別為0.79%和0.10%,這2種物質(zhì)在對(duì)照中均未檢測(cè)出。處理和對(duì)照中均檢測(cè)出具有綠葉清香和果香味的己醛,其中處理中的相對(duì)含量為9.98%,顯著高于對(duì)照中的4.85%。具有‘玫瑰香味的大馬酮,在對(duì)照中檢測(cè)到的相對(duì)含量為0.05%,在處理中未檢測(cè)出。

      2.5 ‘玫瑰香果實(shí)中酯類(lèi)香氣成分分析

      由表5可以看出,對(duì)照中的酯類(lèi)物質(zhì)與處理中的差異很大,其果實(shí)中檢測(cè)出水楊基酸甲酯在處理中未檢測(cè)出,水楊基酸甲酯具有冬青葉香味,其相對(duì)含量為0.17%。處理中檢測(cè)出的戊二酸二丁基酯、磷酸三丁酯、1,2-苯二羧酸二(2-甲基丙基)酯、鄰苯二甲酸二丁酯在對(duì)照中均未檢測(cè)出,其中戊二酸二丁基酯、鄰苯二甲酸二丁酯具有芳香味,相對(duì)含量分別為0.08%、0.20%。

      2.6 ‘玫瑰香果實(shí)中酸類(lèi)香氣成分分析

      酸類(lèi)化合物大部分均有一定的刺激氣味,含量超過(guò)一定范圍將產(chǎn)生令人不舒服的氣味。由表5可以看出對(duì)照中檢測(cè)出的N'-[3-(1-羥基-1-苯基乙基)苯基]酰肼乙酸、2-甲基-1-(1,1-二甲基乙基)-2-甲基-1,3-丙二基丙酸在處理中未檢測(cè)出,其相對(duì)含量分別為0.10%、0.04%。處理中檢測(cè)出的蝶呤-6-羧酸在對(duì)照中未檢測(cè)出,其相對(duì)含量為0.13%。處理和對(duì)照中均檢測(cè)出具有難聞氣味的壬酸和具有清香味的香葉酸,其中處理中壬酸和香葉酸的相對(duì)含量分別為0.10%和4.56%,均顯著高于對(duì)照中的0.03%和2.60%。

      2.7 ‘玫瑰香果實(shí)中其他類(lèi)香氣成分分析

      在芳香物質(zhì)中,烯烴、苯的衍生物對(duì)葡萄香氣也具有重要的影響。由表6可以看出,對(duì)照中相對(duì)含量最多的烯烴類(lèi)物質(zhì)是具有松木氣味異松油烯,相對(duì)含量為0.48%,該物質(zhì)在處理中未檢測(cè)出。處理中含量最多的烯烴類(lèi)物質(zhì)是具有松木氣味3-蒈烯,相對(duì)含量為0.22%,在對(duì)照中未檢測(cè)出。月桂烯是一類(lèi)具有香脂氣味的芳香化合物,處理和對(duì)照中相對(duì)含量分別為0.17%、0.20%,差異不顯著。處理中還檢測(cè)出苯并噻唑這種具有刺激難聞氣味的化合物,相對(duì)含量為0.08%,在對(duì)照中未檢測(cè)出。

      3 討 論

      葡萄糖、酸含量是決定葡萄果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo);果實(shí)單粒質(zhì)量、縱橫徑、色澤則是果實(shí)外觀品質(zhì)的重要指標(biāo)。葡萄果實(shí)隨著葉綠素的降解和花青苷的合成,果皮由綠轉(zhuǎn)紅,最終達(dá)到品種特有的顏色特征。與常規(guī)露地種植相比,設(shè)施‘玫瑰香二次果在果實(shí)轉(zhuǎn)色期至成熟期,其生長(zhǎng)環(huán)境的溫差更大、濕度更低,這都有利于糖分的積累和原花色素的轉(zhuǎn)化、形成;但是在果實(shí)膨大期,環(huán)境溫度低、光照差,植株養(yǎng)分積累不足則會(huì)使葡萄果實(shí)明顯偏小。本研究結(jié)果表明:二次果果粒大小顯著低于對(duì)照,果實(shí)中的總糖、可滴定酸、原花青素含量均顯著高于對(duì)照。由于原花色素含量較高,二次果果實(shí)色澤顯著深于對(duì)照。因此,從這些品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià),‘玫瑰香二次果的果實(shí)品質(zhì)要優(yōu)于露地‘玫瑰香;而對(duì)于二次果果粒偏小的問(wèn)題,則還需要利用一些農(nóng)藝技術(shù)繼續(xù)進(jìn)行改良。

      本研究發(fā)現(xiàn)處理果實(shí)中芳香物質(zhì)種類(lèi)為33種,顯著高于對(duì)照中的27種,說(shuō)明處理果實(shí)中的芳香物質(zhì)種類(lèi)較對(duì)照豐富。前人研究表明葡萄品種、生長(zhǎng)環(huán)境、栽培模式、果實(shí)成熟度和外界處理手段等因素對(duì)葡萄芳香物質(zhì)的種類(lèi)、含量均有影響[6-7],而本研究中的芳香物質(zhì)相對(duì)含量和芳香物質(zhì)豐富度的差異可能就是由于設(shè)施內(nèi)、外溫度、濕度、光照條件、晝夜溫差等栽培環(huán)境不同造成的,其具體形成原因和其對(duì)香氣品質(zhì)的影響還有待進(jìn)一步研究。

      本研究表明,‘玫瑰香二次果和對(duì)照中的萜醇類(lèi)化合物相對(duì)含量均較高,這與前人[6,8]的研究是一致的。設(shè)施栽培‘玫瑰香二次果中的萜醇類(lèi)化合物、里那醇相對(duì)含量分別為37.39%、10.97%,顯著低于對(duì)照中的57.95%、43.71%,說(shuō)明設(shè)施條件下,人工遮光確實(shí)降低了葡萄果實(shí)中的萜醇類(lèi)物質(zhì)含量[9-10];同時(shí),風(fēng)味最重的里那醇[6,11]相對(duì)含量也有顯著降低,說(shuō)明‘玫瑰香二次果的典型風(fēng)味較露地‘玫瑰香差。此外,二次果中具有果香味的橙花醇、留蘭香味的香芹醇、花香味的脫氫里那醇以及甜‘玫瑰香味的香茅醇相對(duì)含量分別為6.13%、0.55%、9.92%、1.19%,均顯著高于對(duì)照,這些萜類(lèi)物質(zhì)對(duì)于葡萄香氣都有重要的貢獻(xiàn)[12]。這說(shuō)明設(shè)施栽培條件下,二次果中的萜醇化合物總量低于對(duì)照,但是環(huán)境條件的改變,使部分萜醇化合物代謝途徑也發(fā)生了改變,使得二次果中部分萜醇化合物的相對(duì)含量高于對(duì)照,而這些萜類(lèi)物質(zhì)的代謝與合成途徑[13-14]、酶[15]、底物[16]、過(guò)渡態(tài)單萜產(chǎn)物[17-18]均有重要的關(guān)系,因此,環(huán)境因子對(duì)葡萄二次果果實(shí)品質(zhì)的影響機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

      有研究表明,C6化合物是葡萄果實(shí)中一類(lèi)重要的風(fēng)味化合物[19],其相對(duì)含量可以占成熟葡萄香氣成分的70%~80%[20-21],是判斷葡萄果實(shí)成熟度的重要指標(biāo)之一[22]。本研究表明,‘玫瑰香葡萄二次果中相對(duì)含量最高的芳香物質(zhì)是2-己烯醛,為35.81%,顯著高于對(duì)照中的28.40%;己醛的相對(duì)含量為9.98%,也顯著高于對(duì)照中的4.85%,說(shuō)明C6醛是‘玫瑰香葡萄二次果芳香物質(zhì)中最主要的成分,作為具有較高香氣值的2-己烯醛和己醛[19],這些物質(zhì)對(duì)葡萄果實(shí)中的芳香化合物組分產(chǎn)生了影響。

      4 結(jié) 論

      設(shè)施栽培‘玫瑰香葡萄二次果果實(shí)總糖、可滴定酸、原花青素含量均顯著高于露地栽培,但其果粒偏小。

      設(shè)施栽培果實(shí)中醛類(lèi)化合物及具有清香味的2-己烯醛相對(duì)含量最高;露地栽培果實(shí)中醇類(lèi)化合物及具有‘玫瑰香味的里那醇相對(duì)含量最高,說(shuō)明二者風(fēng)味存在顯著差異。

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