‘愛甘水’梨果實生長發(fā)育過程中香氣成分的變化分析

廖鳳玲，李立佼，汪志輝*，熊 博，范茜茜

（四川農(nóng)業(yè)大學園藝學院，四川 雅安 625 014）

‘愛甘水’梨果實生長發(fā)育過程中香氣成分的變化分析

廖鳳玲，李立佼，汪志輝*，熊 博，范茜茜

（四川農(nóng)業(yè)大學園藝學院，四川 雅安 625 014）

采用固相微萃取法提取‘愛甘水’梨果實生長發(fā)育過程的香氣成分，經(jīng)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析花后不同時期‘愛甘水’梨果實的香氣成分。結(jié)果表明，‘愛甘水’梨果實香氣成分主要為酯類、醛類和醇類。其中，酯類物質(zhì)含量在果實生長發(fā)育過程中逐漸升高，從0.41%增加到57.05%；醛類物質(zhì)含量在果實生長發(fā)育過程呈現(xiàn)先增后降的變化規(guī)律，最大值為31.86%；而醇類物質(zhì)含量在果實生長發(fā)育過程呈現(xiàn)“M”形的變化規(guī)律，最高達到18.28%。此外，還檢測出己醛、2-己烯醛、己酸乙酯、苯甲酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、辛酸乙酯、丁酸-2-乙基丙酯、十九烷為成熟‘愛甘水’梨果實的特征香氣成分。

‘愛甘水’梨；果實；香氣

我國栽培的東方梨系種植資源極為豐富，具有脆嫩、化渣、汁多、味濃等特點，是世界范圍內(nèi)深受消費者喜愛的水果之一，亦是我國廣泛栽培的重要水果，其種質(zhì)資源極為豐富。近幾年來，我國梨品種結(jié)構(gòu)調(diào)整進一步優(yōu)化，主要表現(xiàn)在外觀及鮮食品質(zhì)優(yōu)良的砂梨品種及國內(nèi)育成的新品種逐年增加?！異鄹仕媸侨毡居瞄L壽和多摩梨雜交育成，該品種具有果形美觀、品質(zhì)佳、豐產(chǎn)、成熟早等優(yōu)點，是早熟梨市場上的精品[1]。

香氣成分是果品品質(zhì)的指標之一，是果品品質(zhì)評價基礎(chǔ)。隨著國 際市場對果品品質(zhì)要求越來越高以及食品工業(yè)對天然風味物質(zhì)需求的增加，果品香氣日益受到關(guān)注。特別是近年來，隨著固相微萃?。╤ead space-solid phase micro extraction，HS-SPME）技術(shù)與氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用分析測試技術(shù)的發(fā)展，香氣已成為果實品質(zhì)的重要研究領(lǐng)域之一[2-4]。

果實的香氣與果實的成熟度、乙烯釋放量等[5-10]因素有關(guān)，不同成熟階段果實香氣變化的研究在蘋果[11]、桃[12]、李[13]、獼猴桃[14]、櫻桃[15]、草莓[16]、柑橘[17]、杏[18]上均有報道，而關(guān)于早熟砂梨果實生長階段香氣的研究還較少。

本實驗以早熟砂梨品種——‘愛甘水’梨果實為實驗材料，研究‘愛甘水’梨果實生長發(fā)育過程香氣形成，探究出‘愛甘水’梨果實生長發(fā)育過程香氣成分的變化規(guī)律，為下一步確定測定香氣合成關(guān)鍵酶活性的代謝關(guān)鍵時間及關(guān)鍵因子提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試材為2012年在四川農(nóng)業(yè)大學農(nóng)場“V”形梨園種植基地種植的‘愛甘水’梨（Purys pyrifolia cv.‘Aiganshui’）果實。分別采取花后70、77、80、83、86、89、92、95、98、101 d（果實成熟）和104 d的果實，每個時期采取3 個果實。采摘時選擇發(fā)育成熟程度一致的果實，采摘后立即運至實驗室，經(jīng)液氮研磨成粉末后，迅速將樣品放置于-80 ℃冰箱，以備于香氣成分萃取使用。

NaCl（分析純） 天津市科密歐化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

6890/5973N型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國安捷倫公司；100 μm PDMS/DVB頂空固相微萃取儀 美國Supelco公司。

1.3 方法

參照高紅巖[19]、陳計巒[20]等頂空萃取法，取貯藏于-80 ℃‘愛甘水’梨果實于常溫條件下研磨成勻漿，量取8～15 mL萃取瓶，然后向萃取瓶中加入2.5 g NaCl，混勻之后向瓶中放入轉(zhuǎn)子，蓋緊樣品瓶蓋，將已老化好的100 μm PDMS/DVB萃取頭插入到樣品瓶中，推出纖維頭（未接觸溶液及瓶壁）。40 ℃條件下于磁力攪拌器萃取20 min，吸附后縮回纖維頭再從樣品瓶中拔出萃取頭，然后將萃取頭直接插入氣相色譜儀進樣口，推出纖維頭，于進樣口解吸5 min，同時啟動6890/5973N型GC-MS聯(lián)用儀采集數(shù)據(jù)。

GC條件：色譜柱HP-5MS（30 m×0.25 mm，0.25 μm）起始溫度40 ℃，保持3 min，以5 ℃/min，持續(xù)升溫到160 ℃，保持2 min，以5 ℃/min，持續(xù)升溫到220 ℃，保持3 min，進樣口溫度250 ℃，載氣為氦氣，流速2 mL/min，進樣量3 μL。

MS條件：電子電離方式，電離電壓70 eV，恒壓10 psi，連接桿溫度280 ℃。進樣口250 ℃，燈絲電流0.25 mA，電子倍增器電壓1 500 V，掃描范圍為33～350 u。每次樣重復3 次。各組分經(jīng)過計算機NIST 2.0質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫檢索及資料分析。通過峰面積歸一化法計算相對含量。

2 結(jié)果與分析

根據(jù)GC-MS分析結(jié)果，共檢測出生長發(fā)育過程的‘愛甘水’梨果實41 種香氣成分，主要包括各種酯類、醛類、醇類等。其中‘愛甘水’梨果實在花后70、77、80、83、86、89、92、95、98、101、104 d，分別檢測出14、12、13、11、15、15、12、14、14、19、20 種香氣成分，分別占各自總峰面積的22.98%、34.97%、33.71%、44.95%、56.33%、54.67%、58.29%、64.91%、79.12%、81.13%、76.58%。

表1 ‘愛甘水’梨果實生長發(fā)育過程的香氣組成和含量Table 1 Aroma components and contents in ‘Aiguanshui’ pear during fruit development %

續(xù)表1 %

由表1可知，隨著果實的成熟，己酸乙酯、苯甲酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯含量逐漸升高，部分酯類，如E-2-甲基2-丁烯酸乙酯、E-11-十六碳烯酸乙酯、苯甲酰甲酸乙酯在花后101 d出現(xiàn)，且香氣總含量達到最高，為81.13%?；ê?01 d‘愛甘水’梨果實的主要香氣成分為：己醛（14.22%）、2-己烯醛（8.58%）、己酸乙酯（8.61%）、苯甲酸乙酯（4.50%）、丁酸乙酯（32.42%）、戊酸乙酯（2.44%）、辛酸乙酯（1.25%）、丁酸-2-乙基丙酯（1.58%）、十九烷（2.38%），即為‘愛甘水’梨成熟果實的特征香氣成分。

圖1 ‘愛甘水’梨果實生長發(fā)育過程主要香氣成分類別Fig.1 Changes in the contents of chemical classes of aroma components in ‘Aiguanshui’ pear during fruit development

根據(jù)GC-MS檢測出化合物的化學結(jié)構(gòu)，將‘愛甘水’梨發(fā)育過程中個香氣成分歸為酯類、醛類、醇類、烴類、其他類及呋喃酮類，并對主要香氣種類的相對含量和數(shù)目在發(fā)育過程中的變化做比較。從圖1可以看出，在‘愛甘水’梨果實的不同發(fā)育期，各類香氣化合物的相對含量及數(shù)目有著各自的變化規(guī)律。

1）酯類物質(zhì)的變化：酯類物質(zhì)是‘愛甘水’梨果實的主要香氣物質(zhì)，且隨著果實的成熟逐漸增多。由圖1可以看出，酯類物質(zhì)含量最高值出現(xiàn)在花后104 d，為57.05%；2）醛類物質(zhì)的變化：‘愛甘水’梨果實的醛類物質(zhì)的變化規(guī)律呈現(xiàn)升-降的變化規(guī)律，其中含量最高值出現(xiàn)在花后95 d，達31.86%；3）醇類物質(zhì)的變化：醇類物質(zhì)在果實發(fā)育過程中的變化規(guī)律與酯類及醛類物質(zhì)的變化規(guī)律均不同，呈現(xiàn)“M”形的變化規(guī)律，在花后77 d達到最高，為18.28%，花后86 d醇類物質(zhì)開始減少，在果實成熟期醇類物質(zhì)含量很少；4）烴類物質(zhì)的變化：烴類物質(zhì)在花后86 d含量最高，隨著果實成熟而減少，果實成熟后期，只有少量烴類物質(zhì)被檢測出且含量極少；5）其他類及喃酮類物質(zhì)的變化：其他類中的酸含量較低，且隨著果實成熟逐漸減少。酮類物質(zhì)含量一直很低，且變化規(guī)律不明顯。

3 討 論

果實香氣是果實品質(zhì)的重要組成成分之一，不同品種間香氣組成會有明顯的差異[21]。陳計巒等[20]發(fā)現(xiàn)‘豐水’梨的主要成分為乙酸乙酯、棕櫚酸異丙酯、乙醇、丁酸乙酯、苯甲酸乙酯、己酸乙酯等酯類。本研究發(fā)現(xiàn)，‘愛甘水’梨成熟果實的主要香氣成分為己醛（14.22%）、2-己烯醛（8.58%）、己酸乙酯（8. 61%）、苯甲酸乙酯（4.50%）、丁酸乙酯（32.42%）、戊酸乙酯（2.44%）、辛酸乙酯（1.25%）、丁酸-2-乙基丙酯（1.58%）、十九烷（2.38%），其中種類最多、含量最高的是酯類物質(zhì)。

果實香氣的合成是一個動態(tài)的過程，大部分香氣物質(zhì)出現(xiàn)在果實發(fā)育的后期階段[22]。本研究發(fā)現(xiàn)，果實香氣總量隨果實成熟度增加而增加，果實酯類化合物含量隨著果實成熟度增加而增加，這與其他類水果的變化規(guī)律具有一致性，但在金魁獼猴桃生長過程中乙酸乙酯、苯甲酸乙酯等酯類物質(zhì)大都呈先增后減的變化規(guī)律[23]，在‘愛甘水’梨成熟過程中乙酸乙酯、苯甲酸乙酯出現(xiàn)在果實成熟后期，且隨著果實成熟含量逐漸升高。而醛類物質(zhì)含量在果實生長發(fā)育過程中呈現(xiàn)先增后降的變化規(guī)律；醇類物質(zhì)含量在果實生長發(fā)育過程呈現(xiàn)“M”形的變化規(guī)律。醛類及醇類物質(zhì)的變化規(guī)律則與其他類水果不太一致，如以烴類、醇類、醛類為主要香氣成分的柑橘類果實比較，醇類及醛類含量均隨著果實的成熟而增加[2]。

大量研究[24]表明，香氣主要由脂肪酸代謝，氨基酸代謝及碳水化合物代謝產(chǎn)生，且酯類化合物由脂肪酸代謝和氨基酸代謝合成?；ê?5 d愛甘水梨果實的香氣物質(zhì)迅速增加，到101 d達到最大值。愛甘水梨果實香氣物質(zhì)在果實成熟后期大量合成，說明梨果實在成熟后期香氣代謝旺盛，是其果實香氣合成的關(guān)鍵期。在生產(chǎn)栽培中，在關(guān)鍵時期對果實進行香氣調(diào)控，使其香味更加濃郁，提高其果實品質(zhì)，可有效地提升梨果品的市場競爭力及果園經(jīng)濟效益。

實驗過程中測定了‘愛甘水’梨果實的乙烯釋放量（未列出數(shù)據(jù)），發(fā)現(xiàn)香氣含量的變化與乙烯釋放量的變化呈正相關(guān)，表明乙烯促進果實香氣的產(chǎn)生，對香氣具有調(diào)控作用，其具體調(diào)控機理還有待進一步研究。

己醛、2-己烯醛隨著果實成熟含量不斷增加，但在花后95 d達到最大值后含量逐漸下降。己酸乙酯、苯甲酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、2-甲基丁酸甲酯隨著果實成熟含量不斷增加。說明這些成分與果實成熟度關(guān)系密切。下一步可通過測定香氣合成關(guān)鍵酶活性來確定影響以上成分的關(guān)鍵時間及關(guān)鍵因子。

[1] 李賽. 日本早熟優(yōu)質(zhì)梨: 愛甘水[J]. 河北果樹, 2003(4): 42-43.

[2] 喬宇, 謝筆鈞, 張妍, 等. 三種溫州蜜柑果實香氣成分的研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學, 2008, 41(5): 1452-1458.

[3] 鄭孝華, 翁雪香, 鄧春暉. 中華獼猴桃果實香氣成分的氣相色譜/質(zhì)譜分析[J]. 分析化學, 2004, 32(6): 834.

[4] 吳繼紅, 張美莉, 陳芳, 等. 固相微萃取GC-MS法測定蘋果不同品種中主要芳香成分的研究[J]. 分析測試學報, 2005(4): 101-104.

[5] 張力, 林慶揚, 李子臣, 等. 乙烯利對早酥梨果實的催熟效果[J]. 中國果樹, 1984(3): 15-17.

[6] 王永章, 張大鵬. 乙烯對成熟期新紅星蘋果果實碳水化合物代謝的調(diào)控[J]. 園藝學報, 2000, 27(6): 391-395.

[7] 賈慧娟. 光照對桃果實香氣成分的影響[D]. 杭州: 浙江大學, 2006. [8] 王少敏, 魏樹偉. 套袋對鴨梨果實香氣及糖酸組分的影響[J]. 青島農(nóng)業(yè)大學學報: 自然科學版, 2011, 28(2): 115-117.

[9] 劉松忠, 姜遠茂, 彭福田, 等. 疏果處理對草莓果實芳香成分的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學報, 2004, 13(2): 172-175.

[10] 汪秋安, 碧云. 水果在成熟與貯藏時香氣的形成與變化[J]. 香料香精化妝品, 2002(4): 42-47.

[11] 王海波, 陳學森, 張春雨, 等. 兩個早熟蘋果品種不同成熟階段果實香氣成分的變化[J]. 園藝學報, 2008, 35(10): 1419-1424.

[12] CHAPMAN G W Jr,, HORVAT R J, FORBUS W R Jr,. Physical and chemical changes during the maturation of peaches (cv. Majestic)[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1991, 39: 867-870.

[13] 劉澤靜, 張京聲, 陳安均, 等. “蓋縣李”果實成熟前后揮發(fā)性物質(zhì)GC-MS分析[J]. 西南大學學報: 自然科學版, 2009, 31(8): 13-19.

[14] YOUNG H. The effects of harvest maturity,ripeness and storage on Kiwifruit aroma[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 1995, 36(5): 352-358.

[15] 張序, 姜遠茂, 彭福田, 等. ‘紅燈’甜櫻桃果實發(fā)育進程中香氣成分的組成及其變化[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學, 2007, 40(6): 1222-1228.

[16] MISZCZAK A, FORNEY C F, PRANGE R K. Development of aroma volatiles and color during postharvest ripening of ‘Kent’strawberries[J]. Journal of the American Society for Horticultural Science, 1995, 120: 650-655.

[17] 喬宇, 范剛, 程薇, 等. 錦橙果實發(fā)育過程中香氣成分的變化[J]. 果樹學報, 2011, 28(1): 138-142.

[18] 陳美霞, 陳學森, 周杰, 等. 杏果實不同發(fā)育階段的香味組成及其變化[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學, 2005, 38(6): 1244-1249.

[19] 高紅巖. 乙烯對番茄果實風味、香氣成分生物合成的調(diào)控作用研究[D]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)大學, 2006.

[20] 陳計巒, 周珊, 閆師杰, 等. 豐水梨、碭山梨、南果梨的香氣成分分析[J]. 園藝學報, 2005, 32(2): 301-303.

[21] 田長平, 魏景利, 劉曉靜, 等. 梨不同品種果實香氣成分的GC-MS分析[J]. 果樹學報, 2009, 26(3): 294-299.

[22] 張海英, 韓濤, 許麗, 等. 果實的風味構(gòu)成及其調(diào)控[J]. 食品科學, 2008, 29(4): 464-469.

[23] 譚皓, 廖康, 涂正順. 金魁獼猴桃發(fā)育過程中香氣成分的動態(tài)變化[J].果樹學報, 2006, 23(2): 205-208.

[24] 乜蘭春, 孫建設(shè), 黃瑞虹. 果實香氣形成及其影響因素[J]. 植物學通報, 2004, 21(5): 631-637.

Changes inAroma Components in ‘Aiganshui’ Pear during Fruit Development

LIAO Feng-ling , LI Li-jiao, WANG Zhi-hui*, XIONG Bo, FAN Qian-qian
(Colled ge of Horticulture, Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014, China)

The aroma components of ‘Aiganshui’ pear (Purys pyrifolia cv. ‘Aiganshui’) at different development st ages were analyzed by headspace-solid phase micro extraction (HS-SPME) combined with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The results showed that the major aroma components were esters, aldehydes and alcohol s. The conte nt of este rs increased from 0.41% to 57.05% during fruit development, while the content of aldehydes initially increased to the maximum level of 31.86% and then decreased. The content of alcohols changed with development time following an M-shaped curve, showing a maximum level of 18.28%. Besides, hexanal, 2-hexenal, ethyl hexanoate, ethyl benzoate, ethyl butyrate, ethyl butyrate, ethyl valerate, ethyl caprylate, butyric acid-2-ethyl propyl ester, and nonadecane were identified as the characteristic aroma components of ‘Aiganshui’ pear.

‘Aiganshui’ pear; fruit; aroma

S661.2

A

1002-6630（2014）22-0222-04

10.7506/spkx1002-6630-201422043

2014-03-18

四川省科技支撐計劃項目（2011NZ0034）

廖鳳玲（1989—），女，碩士研究生，研究方向為果樹高效栽培與果樹生理。E-mail：793122262@qq.com

*通信作者：汪志輝（1968—），男，教授，博士，研究方向為果樹高效栽培與果樹生理。E-mail：wangzhihui318@126.com