3個蘋果品種果實香氣物質(zhì)研究

盧明艷，劉 珩，孫守文，張東亞，趙 蕾，陶秀冬，古麗米熱

(新疆林業(yè)科學院，烏魯木齊 830063)

3個蘋果品種果實香氣物質(zhì)研究

盧明艷，劉 珩，孫守文，張東亞，趙 蕾，陶秀冬，古麗米熱

(新疆林業(yè)科學院，烏魯木齊 830063)

目的研究新富1號、早富1號和長富2號果實香氣成分差異。方法利用頂空固相微萃取和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分別測定3個蘋果品種香氣成分。結(jié)果3個品種富士蘋果果實香氣成分主要由酯類和醇類物質(zhì)組成，新富1號、早富1號和長富2號相對含量大于1%的香氣成分種類分別為15、14和20種，是新富1號、早富1號和長富2號的主要香氣成分，三者有乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸己酯、丁酸乙酯、正戊酸己酯等10種共有主要香氣成分，但在不同品種間含量差異較大，且三者均含有獨有的香氣成分。結(jié)論3個蘋果品種果實主要香氣成分基本一致。根據(jù)香氣成分種類及含量，將3個蘋果品種劃分為“酯香型”，其中新富1號、早富1號屬于“酯香型”蘋果中的“乙酸酯型”，長富2號屬于“酯香型”蘋果中的“丁酸酯型”。

蘋果；香氣成分；氣相色譜—質(zhì)譜法

0 引 言

【研究意義】蘋果作為我國第一大水果種類，已被國家農(nóng)業(yè)部列入優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品[1]。隨著生活水平的提高，消費者已不滿足果實美觀、糖分等內(nèi)外在品質(zhì)[2]，提升蘋果品質(zhì)是快速適應國內(nèi)外市場競爭的必由之路[3]。新疆地屬溫帶大陸性氣候，日照充足、晝夜溫差大，已成為發(fā)展特色林果業(yè)提供絕佳區(qū)域。截至2016年底，全疆蘋果栽植面積已突破6.33×104hm2(95萬畝)，其中絕大多數(shù)以鮮食蘋果為主，已經(jīng)成為農(nóng)村農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的支柱產(chǎn)業(yè)。香氣是構(gòu)成蘋果果實品質(zhì)的重要因素，已成為消費者選擇商品果的一項重要指標。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，芳香果品逐步受到人們的青睞，成為當前和今后果品的發(fā)展方向之一。研究蘋果果實香氣成分，對調(diào)控果實香氣及提高果實品質(zhì)、品種育種研究具有重要的意義。【前人研究進展】新疆林科院經(jīng)多年培育的紅富士蘋果優(yōu)良芽變品種，具備對現(xiàn)有品種較好的補充和更新?lián)Q代潛力。新富1號，屬中晚熟品種，突出特點是果肉質(zhì)細松脆、有香氣；早富1號，屬中早熟品種，貯運性極佳，受到種植者和消費者的青睞。2個富士系良種適生新疆阿克蘇、伊犁州逆溫帶、和田、喀什等蘋果主產(chǎn)區(qū)，已于2014年通過新疆林木良種委員會審定。前人關(guān)于蘋果香氣成分的研究已有較多報道[4-6]，主要集中在富士、元帥、皇家嘎拉、美國8號等研究上，國外對蘋果果實揮發(fā)性物質(zhì)成分已鑒定岀350多種物質(zhì)[8]。【本研究切入點】香氣是蘋果果實品質(zhì)的重要指標之一。研究以長富2號為對照，對新富1號和早富1號香氣成分進行研究，并明確3個品種果實之間的香氣成分差異?！緮M解決的關(guān)鍵問題】通過氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對新富1號、早富1號和長富2號果實的香氣成分進行分析，為紅富士良種生產(chǎn)、調(diào)控果實香氣、改善果實品質(zhì)和品種育種提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗在山東農(nóng)業(yè)大學園藝學院中心實驗室進行，供試蘋果品種為新富1號、早富1號和長富2號，樹齡7a，均采自新疆阿克蘇市依干其鄉(xiāng)二大隊果園，每個品種選生長正常的5株樹，在樹冠外圍中部選擇大小、成熟和受光條件相同的果實樣品10個，在實驗室進行香味物質(zhì)萃取和測定。

1.2 方 法

樣品制備：將每個蘋果快速切開去皮去籽、縱切至果心取一薄片并混勻，每份樣品稱取果肉30 g于榨汁機中打碎，吸取7 mL放入15 mL樣品瓶中，加入2 g氯化鈉密封。將老化好的萃取頭插入樣品瓶頂空部分萃取30 min，取出萃取頭插入氣相色譜儀，在270℃條件下解吸5 min。

GC-MS分析：采用Trace GC-MS聯(lián)用儀(Finnigan公司)分析，參照陳美霞[9]和汪立平等[10]的方法，略加改動。色譜條件：采用 Supelco CV1701柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，柱前壓：7 psi，進樣口溫度：200℃；升溫程序：35℃溫度保持1 min，以8℃/min升高到180℃，以15℃/min升高到230℃溫度，保持5 min。載氣：99.99% He氣，流速2.71mL/min。質(zhì)譜條件：離子源為EI，離子源溫度200℃，電子能量70 eV。掃描質(zhì)量范圍45～450 amu。

1.3 數(shù)據(jù)處理

分析結(jié)果利用NIST/WILLEY譜庫進行檢索，確定其香氣成分，采用峰面積歸一法測定各成分的相對百分含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 3種蘋果品種果實揮發(fā)性成分

研究表明，3種蘋果品種揮發(fā)性成分保留時間和相對含量均存在一定差異，共檢測到酯類、醇類、醛類、酸類、烴類、其他類共6大類60種化合物。新富1號檢測出33種揮發(fā)物，包括26種酯類、5種醇類、2種烴類，分別占總量的92.31%、5.54%、2.15%；早富1號檢測出40種揮發(fā)物，包括28種酯類、7種醇類、1種酸類、2種烴類、其他種類2種，分別占總量的74.66%、23.97%、0.25%、0.76%和0.36%；長富2號有46種揮發(fā)物，主要包括36種酯類、5種醇類、1種醛類、1種酸類、2種烴類、其他種類1種，分別占總量的87.45%、10.7%、0.08%、0.26%、1.18%、0.33%。3個蘋果品種果實揮發(fā)物中酯類占總量的74.66%～92.31%，醇類占總量的5.54%～23.97%，酯類在3個蘋果品種果實中揮發(fā)性成分起主要部分，其次是醇類。圖1，表1

2.2 3個蘋果品種香氣物質(zhì)成分比較

研究表明，新富1號、早富1號和長富2號相對含量大于1%的香氣成分分別為15、14和20種，為3個蘋果品種的主要香氣成分，其中三者共有的香氣成分包括乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸己酯、丁酸乙酯、正戊酸己酯、2-甲基乙酸丁酯、2-甲基丁酸乙酯、2-甲基丁酸丁酯、1-丁醇、1-己醇10種，其總含量分別占新富1號、早富1號和長富2號測定總量的84.38%、69.77%、61.71%。長富2號特有的主要香氣成分為丙酸丙酯、丁酸丙酯、2-甲基丁酸甲酯、2-甲基-丁酸-2-甲基丁酯。說明3個蘋果品種主要香氣成分基本一致，但在不同品種間含量差異較大。

3個蘋果品種均含有獨有的香氣成分，如新富1號果實中檢測到乙酸-2-甲基丙酯、己酸-2-甲基丙酯、辛酸乙酯、2-甲基-1-戊醇乙酸酯、(Z)-2-己烯-1-醇乙酸酯、正丁基異氰酸乙酸酯、(Z)-2-已烯-1-醇；早富1號果實中檢測到乙酸丙酯、乙醇、1，3-丁二醇，丙酸己酯、1-苯醇-2-甲基丁酯、2，4，5-三甲基-1，3-二氧戊環(huán)；長富2號果實中檢測到2-甲基丁酸-1-甲基乙酯、丙酸甲酯、丁酸-2-甲基丙酯、己酸甲酯、2-甲基丙酸丁酯、2-甲基-1-丁醇丙酸酯、2-甲基-苯酸乙酯、(E)-2-甲基-2-丁烷丙酯、環(huán)丁基甲酸己酯、己酸-3-巰基己醇、丁醛。表1

圖1 三個蘋果品種果實揮發(fā)物質(zhì)總離子流
Fig.1 Gas chromatography spectrometric (GC-MS) total ion chromatogram of volatiles from three apple cultivars fruits

表1 3個蘋果品種果實的揮發(fā)性物質(zhì)

Table 1 Volatiles of the constituents in the three apples cultivar fruits

化合物名稱Compound相對含量Relativecontent(%)新富1號Malusxinfu1早富1號Maluszaofu1長富2號Nagafy2乙酸乙酯EthylAcetate28622283116乙酸丙酯Aceticacid，propylester696乙酸丁酯Aceticacid，butylester1688956322乙酸戊酯Aceticacid，pentylester?057052064乙酸己酯Aceticacid，hexylester671563602乙酸-2-甲基丙酯Aceticacid，2-methylpropylester?059丙酸甲酯Methylpropionate?06丙酸乙酯Propanoicacid，ethylester297578丙酸丙酯Propanoicacid，propylester011035112丙酸丁酯Propanoicacid，butylester?01102026丙酸己酯Propanoicacid，hexylester?015丁酸甲酯Butanoicacid，methylester133001153丁酸乙酯Butanoicacid，ethylester11691381052丁酸丙酯Butanoicacid，propylester?051054257丁酸丁酯Butanoicacid，butylester?051037052丁酸己酯Butanoicacid，hexylester?089003丁酸-2-甲基丙酯Butanoicacid，2-methylpropylester?008丁酸-2-甲基丁酯Butanoicacid，2-methylbutylester?009027丁酸-2-甲基-1-甲乙酯Butanoicacid，2-methyl-，1-methylethylester132284045正戊酸己酯Hexyln-valerate244597647異戊酸己酯Isopentylhexanoate?006007己酸甲酯Hexanoicacid，methylester?012己酸乙酯Hexanoicacid，ethylester11403135己酸丙酯Hexanoicacid，propylester?02045己酸-2-甲基丙酯Hexanoicacid，2-methylpropylester?05己酸己酯Hexanoicacid，hexylester?018016辛酸乙酯Octanoicacid，ethylester?0172-甲基乙酸丁酯1-Butanol，2-methyl-，acetate892799882-甲基丙酸丁酯Propanoicacid，2-methyl-，ethylester?0082-甲基-1-丁醇丙酸酯1-Butanol，2-methyl-，propanoate?0152-甲基丁酸甲酯Butanoicacid，2-methyl-，methylester0560683082-甲基丁酸乙酯Butanoicacid，2-methyl-，ethylester36130218652-甲基丁酸丁酯Butyl2-methylbutanoate1182711752-甲基-丁酸-2-甲基丁酯Butanoicacid，2-methyl-，2-methylbutylester0130561672-甲基丁酸戊酯Butanoicacid，2-methyl-，pentylester?0180162-甲基丁酸己酯Butanoicacid，2-methyl-，hexylester?0310320522-甲基丁酸-1-甲基乙酯Butanoicacid，2-methyl-，1-methylethylester6822-甲基-1-戊醇乙酸酯1-Pentanol，2-methyl-，acetate?0650462-甲基-苯酸乙酯Propanoicacid，2-methyl-，hexylester?08(E)-2-甲基-2-丁烷丙酯2-Butenoicacid，2-methyl-，propylester，(E)-?002環(huán)丁基甲酸己酯Cyclobutanecarboxylicacid，hexylester?0021-苯醇-2-甲基丁酯1-Pentanol，2-methyl-，acetate?026(Z)-2-己烯-1-醇乙酸酯2-Hexen-1-ol，acetate，(Z)-?065正丁基異氰酸乙酸酯Butylisocyanatoacetate?013乙醇Ethanol6811-丁醇1-Butanol261773186正戊醇1-Pentanol?0090091-己醇1-Hexano1723042182，3-丁二醇2，3-Butanediol?0122-甲基-1-丁醇2-Methyl-1-butanol091613647己酸-3-巰基己醇3-Mercaptohexylhexanoate?01

續(xù)表

表1 3個蘋果品種果實的揮發(fā)性物質(zhì)
Table 1 Volatiles of the constituents in the three apples cultivar fruits

化合物名稱Compound相對含量Relativecontent(%)新富1號Malusxinfu1早富1號Maluszaofu1長富2號Nagafy22-甲基-6-庚烯甲醇6-Hepten-1-ol，2-methyl-?009005(Z)-2-已烯-1-醇2-Hexen-1-ol，(Z)-?021丁醛Butanal?008乙氧基乙酸Aceticacid，ethoxy-?025026法呢烯Farnesene154061107甲苯Toluene?0610150111-甲氧基-2-甲基丁烷Butane，1-methoxy-2-methyl-?0290332，4，5-三甲基-1，3-二氧戊環(huán)1，3-Dioxolane，2，4，5-trimethyl-?007

注：*相對含量小于1%

Note：The compounds with symbol*in contents lower than 1%

2.3 3個蘋果品種香氣物質(zhì)成分類別比較

研究表明，3個蘋果品種果實中香氣種類排序如下：酯類，長富2號(36種)>早富1號(28種)>新富1號(26種)；醇類：早富1號(7種)>新富1號=長富2號(5種)，醛類，長富2號(1種)>新富1號=早富1號；酸類，早富1號=長富2號(1種)>新富1號；烴類，早富1號=長富2號=新富1號(2種)，其他類，早富1號(2種)>長富2號(1種)>新富1號。從香氣成分所占含量排序上看，酯類，新富1號(92.31%)>長富2號(87.45%)>早富1號(74.66%)；醇類：早富1號(23.97%)>長富2號(10.7%)>新富1號(5.44%)；醛類，長富2號(0.08%)>新富1號=早富1號；酸類，長富2號(0.26%)>早富1號(0.25%)>新富1號；烴類，新富1號(2.15%)>長富2號(1.18%)>早富1號(0.76%)，其他類，早富1號(0.36%)>長富2號(0.33%)>新富1號。由此可知，3個蘋果品種果實內(nèi)相對含量最高的化合物類別均是酯類。其次為醇類、烴類，不同品種的果實香氣種類和相對含量存在明顯差異。表2

表2 3個蘋果品種香氣成分種類及含量
Table 2 Aromatic categories and relative contents in three apple cultivars

香氣類別categories新富1號 Malusxinfu1早富1號 Maluszaofu1長富2號 Nagafy2相對含量Relativecontent(%)種類Types相對含量Relativecontent(%)種類Types相對含量Relativecontent(%)種類Types酯類Esters923126746628874536醇類Alcohols5545239771075醛類Aldehude0081酸類Acids02510261烴類Hydrocarbons215207621182其他Others03620331

3 討 論

果實香氣研究備受關(guān)注，已成為果實品質(zhì)研究的重要領(lǐng)域之一[11]。蘋果已檢測出350多種揮發(fā)性成分物質(zhì)，主要香氣成分包括乙酸乙酯，乙酸丁酯，乙酸異戊酯，2-甲基丁酸乙酯，丁酸乙酯，己醛，2-甲基丁醇等14種，其中對蘋果香氣起主要作用的是醇類、酯類、醛類[12-14]。乜蘭春等[4]在蘋果果實中檢測的揮發(fā)性物質(zhì)中以酯類和某些醇類物質(zhì)為主，其中丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯較高。研究表明，新富1號、早富1號和長富2號相對含量大于1%的香氣成分種類分別為15、14和20種，三者有10種共有主要香氣成分，其總含量分別占新富1號、早富1號和長富2號測定總量的84.38%、69.77%、61.71%，可能是香氣成分之間的互作使主要香氣含量較多的新富1號香味更為濃郁。但主要香氣成分在不同品種間含量差異較大，而且各自均含有獨有的香氣成分，如新富1號果實中檢測到乙酸-2-甲基丙酯、己酸-2-甲基丙酯、辛酸乙酯等7種；早富1號果實中檢測到中乙酸丙酯、乙醇、丙酸己酯等6種；長富2號果實中檢測到2-甲基丁酸-1-甲基乙酯、丙酸甲酯、丁酸-2-甲基丙酯、己酸甲酯等11種，這可能是三者香味差別的主要原因之一。

前人根據(jù)蘋果芳香物質(zhì)的構(gòu)成分為“酯香型”和“醇香型”[15-17]。“酯香型”如：早豐甜、元帥、紅富士；“醇香型”如：貝拉、紅玉。試驗結(jié)果表明，新富1號、早富1號和長富2號酯類相對含量分別為92.31%、74.66%、87.45%，可以將其劃分為“酯香型”。Paillard[18]將“酯香型”蘋果品種區(qū)分為乙酸酯型、丙酸酯型、丁酸酯型及乙醇酯型。Echeverria等[19]試驗結(jié)論表明：“富士”蘋果為乙酸酯型。這與試驗研究結(jié)果基本一致。新富1號、早富1號果實中檢測到乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸己酯等乙酸酯類含量明顯高于其他酯類成分，占酯類總含量的69%～71.5%，對2個品種香氣貢獻最大，表明，新富1號、早富1號可能屬于“酯香型”蘋果中的“乙酸酯型”，而長富2號果實中檢測到2-甲基丁酸乙酯、丁酸乙酯、2-甲基丁酸-1-甲基乙酯等丁酸酯類含量明顯高于其他酯類，占酯類總含量的55.6%，表明，長富2號可能屬于“酯香型”蘋果中的“丁酸酯型”，果實香氣形成受多種因素的影響，同一品種在不同環(huán)境條件和栽培措施對果實形成有影響[20]，進而影響了長富2號香氣組分的變化和香氣物質(zhì)代謝途徑以及酶活性的差異，其差異原因有待于進一步的研究。

4 結(jié) 論

新富1號、早富1號和長富2號共檢測到酯類、醇類、醛類、酸類、烴類、其他類共6大類60種化合物，3個品種蘋果果實香氣成分種類和含量均存在差異，主要由酯類和醇類物質(zhì)組成。新富1號、早富1號和長富2號相對含量大于1%的香氣成分種類分別為15、14和20種，三者有乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸己酯、丁酸乙酯、正戊酸己酯、2-甲基乙酸丁酯、2-甲基丁酸乙酯、2-甲基丁酸丁酯、1-丁醇、1-己醇10種共有主要香氣成分，但在不同品種間含量差異較大；長富2號特有的主要香氣成分為丙酸丙酯、丁酸丙酯、2-甲基丁酸甲酯、2-甲基-丁酸-2-甲基丁酯，且三者均含有獨有的香氣成分，如新富1號果實中檢測到乙酸-2-甲基丙酯、己酸-2-甲基丙酯等；早富1號果實中檢測到乙酸丙酯、乙醇等；長富2號果實中檢測到2-甲基丁酸-1-甲基乙酯、丙酸甲酯等。根據(jù)香氣成分種類及含量，將3個蘋果品種劃分為“酯香型”，其中新富1號、早富1號劃為“酯香型”蘋果中的“乙酸酯型”，長富2號劃為“酯香型”蘋果中的“丁酸酯型”。

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ComparisonofAromaComponentsinThreeAppleCultivars

LU Ming-yan，LIU Heng，SUN Shou-wen，ZHONG Dong-yan，ZHAO Lei，TAO Xiu-dong，GU Li-mire

(InstituteofLandscape，XingjiangAcademyofForestrySciences，Urumqi830063,China)

ObjectiveThis paper aims to study the difference of aroma components inMalusXinfu 1,MalusZaofu 1 and Nagafy 2 apple fruits.MethodThe aromatic components of three apple cultivars were reexamined by HSSPME and analyzed by GC-MS．ResultEsters aldehydes and alcohols were the constituents in three Fuji apples. The aroma components with relative content of more than one percent were respectively 15,14 and 20 fromMalusxinfu 1,Maluszaofu 1 and Nagafy 2 apple. The main 10 aromatic components were ethyl acetate, acetic acid, butyl ester, acetic acid, hexyl ester, butanoic acid, ethyl ester and Hexyl n-valerate, etc. but there were differences in relative contents among the three apple cultivars，each of which had the unique aroma components.ConclusionThe main aroma components of three apple varieties were basically the same. According to the different categories and relative contents of aromatic components, three apple cultivars could be classified as ester-type.MalusXinfu 1 andMalusZaofu 1 could be classified as the acetate-type of ester-type apple and Nagafy 2 apple as the butanoic-type of ester-type apple.

apple；aromatic components；GC-MS

ZHANG Dong-yan(1965-), male, native place:Wulumuqi,Xinjiang. professor, master, research field: Forest tree breeding economic forest introduction and cultivation. (E-mail)zdywah998@126.com

S661.2

A

1001-4330(2017)10-1796-08

10.6048/j.issn.1001-4330.2017.10.004

2017-07-13

自治區(qū)公益性科研院所基本科研業(yè)務費專項資金“鮮食蘋果優(yōu)良品種選育及繁育技術(shù)研發(fā)”(KY2017029)；2015年自治區(qū)科技興農(nóng)項目“蘋果新優(yōu)品種矮化密植高效栽培技術(shù)示范與推廣”

盧明艷(1983-)，女，新疆人，園藝師，碩士，研究方向為果樹育種和抗逆經(jīng)濟樹種的引種示范與推廣，(E-mail)305736040@qq.com

張東亞(1964-)，男，河南人，研究員，研究方向為林木育種、抗逆生態(tài)及經(jīng)濟樹種的引種示范與推廣，(E-mail)zdywah998@126.com

Supported by: Autonomous region Project Supported by the Special Funding for Basic Scientific Research of Public Welfare Research Institutes" Breeding and breeding technology research and development for fresh apple varieties"(KY2017029), Autonomous Region Scientific Technology Project in 2015"Dwarf dense planting of efficient cultivation technology demonstration and promotion for apple's new superior varieties "