四九-19菜心采收期揮發(fā)性物質成分和含量分析

周賢玉，任海龍，戴修純，張 華，原 遠

（廣州市農業(yè)科學研究院，廣東 廣州 510308）

菜心[Brassica campestrisL.ssp.chinensis（L.）Makinovar.utilis Tsen etLee]起源于我國廣東[1]，是十字花科、蕓薹屬、蕓薹種、白菜亞種的1個變種。菜心以花薹為食用器官，其可食用部分每100 g含有粗纖維0.91 g、維生素C 52.16 mg，還含有14種微量元素，特別是P、Fe、Zn、Ca等含量較豐富[2]，被譽為“蔬品之冠”。由于菜心具有生長期短、復種指數(shù)高，可周年生產(chǎn)的特點，使之成為華南地區(qū)栽培面積和市場供應量最大的蔬菜種類之一[3-4]。不僅占據(jù)了港澳蔬菜供應量的10%，還出口日本、美國、歐洲以及東南亞等地[2]。

固相微萃取技術屬于非溶劑型萃取方法，與傳統(tǒng)方法相比具有快速、低成本等優(yōu)點，在揮發(fā)性物質分析中得到廣泛應用[5]。目前，應用固相微萃取技術測定揮發(fā)性風味物質的研究主要集中在草莓[6-9]、白菜[10-11]、辣椒[12-13]、蘿卜[14-15]和薺菜[16]等，對于菜心采收期風味物質的研究少見報道。本研究利用固相微萃取技術對四九-19菜心的蕾前期、現(xiàn)蕾期和開花期3個采收時期的揮發(fā)性風味物質進行測定分析，以期為菜心采收期的確定及品質育種提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗設計

選取廣州地區(qū)主栽早熟品種四九-19菜心為試驗材料，于2018年7月播種于廣州市農業(yè)科學研究院南沙基地溫室，隨機區(qū)組設計，3次重復，每小區(qū)種植5行，每行15株，株行距為18 cm×18 cm，田間管理同一般大田條件。分別取菜心蕾前期、現(xiàn)蕾期和開花期（菜心齊口花開2～5朵）各15棵，置于4 ℃冰箱保存約16 h后，送至華南農業(yè)大學測試中心進行菜心揮發(fā)性物質的測定。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品前處理

將菜心植株清洗、晾干水分、切碎，取10 g裝入250 mL三角瓶，錫紙密封后平衡15 min，插入頂空固相微萃取纖維45 ℃萃取30 min，手動進樣檢測，氣相色譜-質譜聯(lián)用（GC-MS）240 ℃熱解析3 min。

1.2.2 色譜和質譜條件

儀器設備：GCMS-QP2010 UItra型氣相色譜-質譜聯(lián)用儀（日本島津公司）、85 μm CARPDMS萃取頭（美國Supelco公司）、PEG-20M毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm，上海安普公司）。

氣相色譜-質譜聯(lián)用儀條件參照吳春燕等[11]的方法，色譜柱條件：載氣He，流速1 mL/min恒流。程序升溫：起始柱溫35 ℃，保持3 min，以8 ℃/min上升至45 ℃，6 ℃/min上升至140 ℃，最后以10 ℃/min速度上升至230 ℃保持1 min。質譜條件：電子轟擊離子源；電子能量70 eV；傳離子源溫度230 ℃；接口溫度240 ℃、發(fā)射電流200 μA、檢測器電壓350 V。

1.3 分析方法

定性分析：由GC-MS得到的總離子圖經(jīng)檢索與Wiley、Mainlib等譜庫匹配，確定揮發(fā)物質化學成分。定量分析：用峰面積歸一化法求得各物質相對含量。

2 結果與分析

2.1 四九-19菜心風味物質的組分分析

在四九-19菜心3個采收時期中，共檢測出10類化合物（表1）。其中包括醛、酮類各4種，醇類10種，酯30種，酸3種，醚1種，腈3種，烴、雜環(huán)類和其他化合物各1種。其中蕾前期檢測到的化合物的種類最少，只有23種，酮、酸和烴類各1種，醇類4種和酯類16種；現(xiàn)蕾期檢測出26種化合物，包括酮、酸、腈和烴類各1種，醇類6種和酯類16種；開花期共檢測出35種化合物，包括醚、烴、雜環(huán)和其他類化合物各1種，酸類2種，酮類和腈類各3種，醛類4種，醇類8種和酯類11種。

從表1可以看出，四九-19菜心3個采收時期均以酯類物質相對含量最高和揮發(fā)物質種類最多，相對含量為51.08%～95.95%，共11～16種；醇類物質次之，相對含量為3.48%～27.42%，共4～8種；其他化合物含量相對較低。

從表1還可以看出，酯和醇類是四九-19菜心3個采收時期的主要揮發(fā)物質，占總含量的78%以上。醛、醚、雜環(huán)和其他類物質只存在于開花期，蕾前期和現(xiàn)蕾期均未檢測出；酮、醇和酸類揮發(fā)物質的種類和相對含量方面，開花期高于蕾前期和現(xiàn)蕾期，其在蕾前期和現(xiàn)蕾期沒有明顯變化；酯類揮發(fā)物質的種類和相對含量在開花期低于蕾前期和現(xiàn)蕾期。

2.2 四九-19菜心風味物質的具體成分分析

由表1可以看出，四九-19菜心3個采收時期共有的風味物質有4種，分別為2-乙基己醇、正己醇、乙酸己酯和月桂酸乙酯。蕾前期特有的風味物質共有9種，包括2-（1-甲基乙基）-環(huán)己酮、乙酸甲酯、（Z）-2-己烯-1-醇乙酸酯、（Z）-丙酸-3-己烯酯、（4E）-4-己烯-1-醇乙酸酯、（E）-3-己烯丁酸酯、n-戊酸-Z-3-己烯-1-基酯、乙酸戊酯、（E）-1,3-戊二烯等；現(xiàn)蕾期特有的風味物質有4-戊烯-1-醇、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇、（Z）-己酸-3-己烯酯、甲酸己酯、苯甲酸-2-甲?；?4,6-二甲氧基-8,8-二甲基-2-辛酯、（Z）-3-己烯醇-2-甲基丁酸酯、乙酸庚酯、3-丁烯基異硫氰酸酯、1-異硫代氰酸丁酯、G8-氧雜環(huán)[3.2.1]辛醇-3,7-二醇-3-乙酸酯、1-氨基環(huán)丙烷羧酸、3-乙基-1,5-丁二烯等共12種；開花期特有的風味物質有3-己烯醛、（E,E）-2,4-己二烯醛、己醛、（E）-2-己烯醛、3-戊酮、4',6'-二甲氧基-2',3'-二甲基苯乙酮、3-戊醇、（E）-4-己烯-1-醇、α-異硫氰酸-γ-丁內酯、酞酸二乙酯、異硫氰酸異丁酯、3-己烯乙酸酯、乙酸、丙二醇甲醚、5-己腈、2-丙烯基硫代乙腈、2,3-二甲基戊烷、（E）-六氫-2H-環(huán)戊基噻吩、甲基烯丙基氰等19種。

由表1還可以看出，3個采收時期中酯和醇類相對含量均最高，占檢測出總揮發(fā)物質的78.50%～99.44%，為主要揮發(fā)物質類別。四九-19菜心蕾前期檢測出揮發(fā)物質酯類以（E）-3-己烯-1-醇乙酸酯相對含量（78.00%）最高，乙酸己酯（9.03%）次之；醇類以（Z）-3-己烯-1-醇相對含量（3.02%）最高，正己醇（0.20%）次之。四九-19菜心現(xiàn)蕾期揮發(fā)物質酯類以（Z）-己酸-3-己烯酯相對含量（75.34%）最高，乙酸（Z）-3-己烯酯（9.39%）次之；醇類以（E）-2-己烯-1-醇相對含量（5.18%）最高。開花期揮發(fā)物質酯類以（E）-3-己烯-1-醇乙酸酯相對含量（45.72%）最高，（Z）-3-乙酸-3-己烯酯（1.20%）次之；醇類以（Z）-3-己烯-1-醇相對含量（24.03%）最高，1-戊烯-3-醇（1.34%）次之；醛類以3-己烯醛相對含量（2.48%）和（E,E）-2,4-己二烯醛（2.24%）較高。雖然3個采收時期揮發(fā)物質種類主要為酯和醇，但3個時期檢測到的主要風味物質存在差異。

3 結論與討論

十字花科蔬菜揮發(fā)性物質存在差異，但一般都由醛、酮、酸、醇、酯類等構成[11]。本研究表明，在四九-19菜心的3個采收時期揮發(fā)物質種類主要為酯和醇類，但3個時期檢測到的主要風味物質存在差異，蕾前期檢測出揮發(fā)物質以（E）-3-己烯-1-醇乙酸酯（78.00%）、乙酸己酯（9.03%）和（Z）-3-己烯-1-醇（3.02%）相對含量最高，現(xiàn)蕾期檢測出揮發(fā)物質以（Z）-己酸-3-己烯酯（75.34%）、（Z）-乙酸-3-己烯酯（9.39%）和（E）-2-己烯-1-醇（5.18%）相對含量最高，開花期檢測出揮發(fā)物質以（E）-3-己烯-1-醇乙酸酯（45.72%）和（Z）-3-己烯-1-醇（24.03%）相對含量最高，這與原遠等[17]對成熟期四九-19菜心風味物質研究中，檢測出較多（E）-3-己烯-1-醇乙酸酯和（Z）-3-己烯-1-醇的結果一致。在本研究中菜心采收期相對含量最高的揮發(fā)物質（E）-3-己烯-1-醇乙酸酯和（Z）-3-己烯-1-醇，在成熟的蓋縣李、紅肉桃和白肉桃中也大量存在[8,18]，（Z）-3-己烯-1-醇也存在于成熟的草莓、櫻桃番茄和白菜中[10-11,19-20]。其余風味物質醛、酮、醇和酸類的相對含量和種類在菜心開花期均呈現(xiàn)升高，而酯類物質降低的趨勢，這與水果中紅燈甜櫻桃[21]和蓋縣李[18]成熟前后醇與酯類物質的變化相反。

表1 不同時期四九-19菜心風味物質及其相對含量

續(xù)表1

在四九-19菜心開花期共檢測出揮發(fā)物質35種，主要為酯、醇、醛和烴類等，以（E）-3-己烯-1-醇乙酸酯、（Z）-3-己烯-1-醇、3-己烯醛、（E,E）-2,4-己二烯醛和2,3-二甲基戊烷為主要揮發(fā)物質。風味物質是評價蔬菜品質的重要指標，蔬菜品種和成熟度都會影響風味物質的含量和組成[11]，從蕾前期到開花期，是四九-19菜心風味物質逐漸積累的時期，開花期風味物質的種類和數(shù)量達到最高，此時采收的菜心風味品質最佳。

由于菜心的種類不同，風味亦有所區(qū)別，本研究只對最具代表性的四九-19菜心的3個采收時期風味物質進行了研究，后續(xù)還需對其他種類的菜心做進一步研究，以期為菜心采收期的確定及品質育種提供科學依據(jù)。