紅顏草莓不同發(fā)育時期營養(yǎng)品質(zhì)及香氣變化

趙國富，王金敖，謝庭輝

(臺州科技職業(yè)學(xué)院 農(nóng)業(yè)與生物工程學(xué)院，浙江 臺州 318020)

草莓屬薔薇科草莓屬草本植物，目前已知的草莓屬(Fragaria)約有24種[1]，其中，八倍體的鳳梨草莓(F.ananassa)由美洲種弗州草莓(F.virginiana)和智利草莓(F.chiloensis)雜交而來[2-3]。草莓果實鮮美紅嫩，無果皮，果肉多汁，味道爽口怡人，不僅富含糖類、膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)和氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)，而且含有花青素等功能成分[4-5]，深受人們的喜愛。

植物果實營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)多樣，單一品質(zhì)指標(biāo)突出并不能判定果實品質(zhì)的優(yōu)劣。夏東京等[6]研究6個草莓主栽品種時發(fā)現(xiàn)，盡管豐香品種香味濃郁，但其感官品質(zhì)及營養(yǎng)均差于紅顏品種，綜合評價，紅顏果實綜合品質(zhì)最好。盡管單一指標(biāo)不能判定果實品質(zhì)的優(yōu)劣，但各營養(yǎng)物質(zhì)間相互關(guān)聯(lián)[7-9]，且隨生長發(fā)育不斷變化，探索各營養(yǎng)指標(biāo)隨生長發(fā)育的變化情況，對了解草莓果實營養(yǎng)物質(zhì)代謝機(jī)制，選育營養(yǎng)價值高且香味濃郁的草莓品種具有重要的指導(dǎo)意義。本研究擬通過檢測紅顏草莓不同發(fā)育時期(幼果期、轉(zhuǎn)色期和成熟期)的部分營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)(可溶性糖、花青素、可滴定酸及維生素C)和揮發(fā)性成分及其含量，以了解草莓果實各營養(yǎng)物質(zhì)隨生長發(fā)育的變化情況，為選育綜合品質(zhì)高的草莓果實品種提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅顏草莓(F.ananassaDuch.cv Benihoppe)于2016年10月采自浙江省臺州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院人工大棚，然后移栽至臺州科技職業(yè)學(xué)院智能溫室，相對濕度為75%。果實分3個時期采摘[10]：S1期(幼果期)為開花后15 d，S2期(轉(zhuǎn)色期)為開花后22 d，S3期(成熟期)為開花后29 d。每個時期隨機(jī)采摘20個果實，采后放入液氮速凍，然后-80 ℃保存。

固相微萃取儀(Supelco，Bellefonte，PA，USA)，微萃取針(PDMS/CAR/DVB)，GC-MS(Agilent Technologies，Inc.，Palo Alto，CA，USA)。

1.2 實驗方法

1.2.1 花青素的提取與測定

花青素的提取參照文獻(xiàn)[11]，并做適當(dāng)修改。將-80 ℃保存的草莓于液氮中研磨至粉狀，稱取5 g左右粉狀樣品，加入20 mL 0.1%(體積分?jǐn)?shù))HCl-甲醇溶液，混勻，25 ℃浸提24 h，室溫4 500 r·min-1離心10 min，取上清液，重復(fù)3次，合并上清液，定容至50 mL。取2 mL定容液采用pH示差法測定花青素含量[12]。

1.2.2 可溶性糖、可滴定酸及維生素C含量的測定

可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定[13]；可滴定酸(總酸度)采用酸堿滴定法測定[13]；維生素C(VC)含量采用2，6-二氯靛酚法[13]測定。

1.2.3 固相微萃取方法

將草莓碾磨碎，稱取5 g放入15 mL試樣瓶，加蓋封口。將萃取頭插入樣品瓶頂空部分，35 ℃萃取30 min，然后將萃取頭抽出插入氣質(zhì)聯(lián)用儀，250 ℃解吸1 min，進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜(gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS)分析。

GC-MS分析參文獻(xiàn)[14-16]，進(jìn)行適當(dāng)修改。采用7890B安捷倫氣相色譜，質(zhì)譜檢測儀為安捷倫5975C(EI mode，70 eV)，毛細(xì)管柱(DB-5MS) 30 m×0.25 mm；膜厚0.25 μm；載氣為氦氣；流速為1 mL·min-1；進(jìn)樣量0.5 μL。程序升溫：50 ℃保持1 min，以每min 5 ℃升溫至320 ℃，320 ℃保持至結(jié)束。進(jìn)樣口溫度為220 ℃，質(zhì)譜范圍為29～450。未知化合物質(zhì)譜圖經(jīng)計算機(jī)檢索同時與Wiley library和NIST library兩個質(zhì)譜庫相匹配，并結(jié)合人工圖譜解析及資料分析，對樣品的總離子流圖進(jìn)行處理，按峰面積歸一化法測定各組分的百分含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 草莓果實品質(zhì)分析

在紅顏草莓中，總色素、總糖、總酸及VC含量均隨著果實的生長發(fā)育而逐漸上升，其中，總色素、總糖和VC含量在轉(zhuǎn)色期(S2)至成熟期(S3)迅速上升。

2.2 草莓中揮發(fā)性成分分析

由圖1、圖2、表2可知：醛類物質(zhì)為草莓果實中相對含量最多的揮發(fā)性物質(zhì)，隨果實的不斷發(fā)育，在轉(zhuǎn)色期醛類物質(zhì)含量達(dá)到94.20%，而后逐漸降低，成熟期含量為37.22%；其絕對含量也是隨著果實發(fā)育而增加，在轉(zhuǎn)色期含量最多，而后逐漸減少。醇類物質(zhì)在果實未成熟時含量較低，在成熟果實中占有較大比例，達(dá)到31.31%。酮類在草莓果實未成熟時相對含量最高，達(dá)17.10%，隨著果實發(fā)育逐漸降低，在果實成熟時又急劇升高至5.02%。酸類、酯類物質(zhì)均只在成熟果實中檢測到，含量分別為7.58%、1.13%。

表1 紅顏草莓發(fā)育過程中花青素、可溶性糖、可滴定酸及VC含量的變化

數(shù)據(jù)均以鮮質(zhì)量計算，用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

圖1 草莓不同發(fā)育時期揮發(fā)性物質(zhì)的相對含量Fig.1 Relative abundance of the volatiles compounds during the fruit development of F.ananassa

圖2 草莓不同發(fā)育時期揮發(fā)性物質(zhì)的含量Fig.2 Amount of volatiles compounds during fruit development of F.ananassa

2.3 草莓果實香味成分的比較

表2為相對含量排在前10的揮發(fā)性物質(zhì)及其含量。由表2可知：成熟草莓主要成分為2-己烯醛(26.46%)、3，7-二甲基1.6辛二烯-3-醇(15.96%)、2-橙花叔醇(13.94%)、2，5二甲基4-羥基-2(3H)呋喃酮(9.05%)、己醛(8.06%)。2-己烯醛為草莓果實的主要揮發(fā)性物質(zhì)，其含量在未成熟期最高，達(dá)到79.62%；3，7-二甲基1.6辛二烯-3-醇為成熟果實中次要物質(zhì)，含量達(dá)15.96%，但該物質(zhì)在未成熟果實中并未檢測到。己醛是草莓果實的一種重要物質(zhì)，在成熟果實中其相對含量達(dá)到8.06%。

3 結(jié)論與討論

通過對紅顏草莓不同發(fā)育期花青素、可溶性糖、可滴定酸及VC含量變化規(guī)律的研究發(fā)現(xiàn)，花青素含量隨著果實生長發(fā)育而增加，轉(zhuǎn)色期后，花青素含量迅速增加，成熟期達(dá)到峰值，含量達(dá)42.50 μg·g-1，高于榮寧寧[11]測定的章姬和越心品種中花青素含量，但低于其測定的紅顏品種的含量，也低于王俊宇等[17]測定的含量，這可能與果實栽培條件及施肥有關(guān)。與色素相似，草莓果實中可溶性糖和VC含量也隨果實發(fā)育而增加，這與榮寧寧[11]的研究一致。

本實驗采用固相微萃取結(jié)合GC-MS方法測定了不同發(fā)育階段的紅顏草莓果實中揮發(fā)性物質(zhì)含量，主要包括醛類、酮類、醇類和酯類，如2-己烯醛(26.46%)、3，7-二甲基1.6辛二烯-3-醇(15.96%)、2-橙花叔醇(13.94%)、2，5二甲基4-羥基-2-(3H)呋喃酮(9.05%)、己醛(8.06%)。目前，從草莓果實中分離鑒定出至少360種香氣物質(zhì)，主要包括酯類、酮類、醛類、醇類、呋喃類、萜類和硫化物等[18]。成熟的草莓果實中酯的含量占總揮發(fā)物的25%～90%，甲酯和乙酯為最主要的酯類，如甲基、乙基丁酸甲酯和乙酸丁酯，己酸乙酯等[19]。呋喃酮(2，5二甲基4-羥基-3(2H)呋喃酮)和它的甲基化衍生物2，5二甲基-4-甲氧基-3(2H)呋喃酮被認(rèn)為是草莓果實的主要特征香味物質(zhì)[18]，通常以微量存在于其他水果中，但本研究中，紅顏草莓中2，5二甲基4-羥基-3(2H)呋喃酮含量高達(dá)9.05%，略低于Duan等[7]測定的含量。

表2 不同發(fā)育時期草莓主要揮發(fā)性物質(zhì)成分

百分比以峰面積的比值表示，Nd表示未檢測到。

Percentage was expressed as the ratio of peak areas，and Nd meant not detected.

植物果實中揮發(fā)性成分有多種，但不是每種揮發(fā)性成分對香味都有貢獻(xiàn)，只有那些香氣值(相對含量/香味閾值)高的成分對果實的香氣有重要貢獻(xiàn)。成熟果實中，發(fā)現(xiàn)大量的2-己烯醛(26.46%)和2，5二甲基4-羥基-2(3H)-呋喃酮(9.05%)的存在，這兩者香味閾值極低[20-21]，極低含量就有較強(qiáng)香氣，考慮到這2種物質(zhì)在成熟草莓中相對含量較高，據(jù)此認(rèn)為己烯醛和呋喃酮為成熟草莓的特征香味物質(zhì)。

綜上，紅顏草莓花青素、可溶性糖及VC等含量隨果實發(fā)育而升高，總酸在果實轉(zhuǎn)色期后變化較小，紅顏草莓果實的香氣物質(zhì)主要有醛類、醇類、酮類、酯類等，成熟紅顏草莓的特征香味物質(zhì)為己烯醛和呋喃酮。