不同成熟時(shí)期無(wú)花果果實(shí)品質(zhì)及香氣組分的比較分析

高 揚(yáng)，李樹(shù)海，劉景超，廖方舟，張曉玉

（天津市林業(yè)果樹(shù)研究所，天津市果樹(shù)栽培技術(shù)工程中心，天津300381）

無(wú)花果營(yíng)養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨(dú)特，具有藥食同源特點(diǎn)，是第三代水果中的重要一員。其果實(shí)富含硒、鉀、鈣、維生素、不飽和脂肪酸等營(yíng)養(yǎng)成分，還含有抗氧化活性物質(zhì)和藥理活性物質(zhì)，具有助消化、治療咽喉炎、止腹瀉、抗衰老等功效，被譽(yù)為“21 世紀(jì)人類健康的守護(hù)神”[1]。近年來(lái)，無(wú)花果在全國(guó)范圍內(nèi)栽培面積不斷擴(kuò)大，主要集中在新疆、山東、陜西、江蘇以及四川等地區(qū)[2]，并且已經(jīng)逐步開(kāi)展了引種試驗(yàn)[3-5]、栽培技術(shù)[6-8]、病蟲(chóng)害防治[9-10]、貯藏保鮮[11-13]、抗逆生理[14]、活性物質(zhì)提取及功效[15-16]等方面的研究。

提升果實(shí)品質(zhì)、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果品是水果生產(chǎn)的終極目標(biāo)，也是當(dāng)下供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革的重要內(nèi)容。隨生長(zhǎng)季節(jié)變化，不同氣象因子會(huì)影響不同成熟時(shí)期無(wú)花果果實(shí)品質(zhì)以及芳香化合物的組分，從而影響采收后的貯藏保鮮中的耐儲(chǔ)性和抗病性。無(wú)花果具有生長(zhǎng)季節(jié)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與果實(shí)形成同時(shí)進(jìn)行的特性，一年內(nèi)多次結(jié)果，在天津地區(qū)從7 月下旬開(kāi)始成熟，直至10 月底結(jié)束。

為探討不同成熟時(shí)期無(wú)花果果實(shí)品質(zhì)與芳香化合物組分的差異，本研究以目前無(wú)花果主栽品種波姬紅為試材，在無(wú)花果成熟季節(jié)7—10 月，定期采收成熟果實(shí)，測(cè)定其外觀及內(nèi)在品質(zhì)，以及芳香化合物組分，比較不同成熟時(shí)期波姬紅無(wú)花果品質(zhì)差異，以期為無(wú)花果優(yōu)果優(yōu)價(jià)、品質(zhì)調(diào)控及貯藏保鮮提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為3 年生波姬紅無(wú)花果，株行距為2 m×3 m，樹(shù)形為三主枝開(kāi)心形，溫室栽培。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院武清科技創(chuàng)新基地示范園內(nèi)，地理位置為北緯39.42°，東經(jīng)116.95°，海拔高度2.1 m。2019 年武清試驗(yàn)園氣象條件如表1 所示。

表1 2019 年武清試驗(yàn)園氣象條件

1.3 試驗(yàn)方法

2019 年在無(wú)花果成熟季節(jié)，分別于8 月2 日、9 月10 日及10 月18 日采摘新鮮成熟無(wú)花果，選擇當(dāng)年新梢中部、大小均勻一致、無(wú)病蟲(chóng)害、無(wú)擠壓損傷的果實(shí)，進(jìn)行試驗(yàn)分析。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 果實(shí)外觀及理化指標(biāo)測(cè)定 用游標(biāo)卡尺測(cè)量無(wú)花果果實(shí)橫縱徑，用電子天平測(cè)定無(wú)花果果實(shí)質(zhì)量，每個(gè)成熟期測(cè)定30 個(gè)果實(shí)；采用日本ATAGO PAL-1 便攜式折光儀測(cè)定可溶性固形物含量，每個(gè)成熟期測(cè)定10 個(gè)果實(shí)?？偹岷坎捎盟釅A滴定法測(cè)定，每個(gè)成熟期果實(shí)測(cè)定3 次。

1.4.2 揮發(fā)性成分的提取 香氣物質(zhì)的提取和測(cè)定采用頂空固相微萃?。℉S-SPME）和氣相色譜/質(zhì)譜分析（GC-MS）聯(lián)用法測(cè)定。波姬紅無(wú)花果果實(shí)破碎勻漿后于 4 ℃、10 000 r/min 下離心 15 min，4 層紗布過(guò)濾，取上清液8 mL 倒入15 mL 頂空瓶中，加入2.0 g NaCl。

采用Thermo Triplus RSH 自動(dòng)進(jìn)樣裝置進(jìn)行固相微萃取以及進(jìn)樣操作。萃取頭材質(zhì)為聚二甲基硅氧烷/碳篩/二乙烯苯（PDMS/CAR/DVB），需要活化后使用。孵化爐溫度為40 ℃，孵化時(shí)間10 min，在40 ℃溫度下吸附30 min，萃取頭在250 ℃下熱解析2 min。

試驗(yàn)所用氣相色譜為T(mén)hermo Trace1300，質(zhì)譜為 Thermo ISQ7000，色譜柱為 HP-INNOWAX（長(zhǎng)30 m，內(nèi)徑0.25 mm，液膜厚度0.25 μm）。載氣為高純氦氣，流速為1 mL/min。固相微萃取采用自動(dòng)進(jìn)樣，不分流模式。柱溫箱的升溫程序?yàn)椋?0 ℃保持5 min，然后以2 ℃/min 的速度升溫至100 ℃保持1 min，再以8 ℃/min 的速度升溫至220 ℃保持5 min。質(zhì)譜傳輸線溫度為250 ℃，離子源溫度為200 ℃，電離方式EI，離子能量70 eV，質(zhì)量掃描范圍為m/z 35～500。

各組分質(zhì)譜經(jīng)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)NIST 11s.LIB 和Wiley7.LIB 檢索及資料分析，確認(rèn)其香氣成分，同時(shí)用峰面積歸一化法定量，計(jì)算各組分的相對(duì)含量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2016 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，SPSS 19.0 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分布性驗(yàn)證、單因素方差分析和差異顯著性比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 無(wú)花果物候期觀測(cè)分析

從表2 可以看出，波姬紅無(wú)花果在溫室栽培條件下，當(dāng)3 月溫室內(nèi)平均溫度達(dá)到18.5 ℃時(shí)開(kāi)始萌芽，在溫室內(nèi)開(kāi)始萌芽的時(shí)間為3 月28 日，從萌芽到展葉需要10 d 左右，之后進(jìn)入營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段，在5 月24 日開(kāi)始坐果，從坐果到果實(shí)成熟經(jīng)歷63 d，結(jié)果期從7 月下旬至10 月底結(jié)束，落葉期在11 月15 日。

表2 波姬紅無(wú)花果在天津溫室栽培下主要物候期 月- 日

2.2 不同成熟時(shí)期無(wú)花果外觀品質(zhì)分析

表3 不同成熟時(shí)期無(wú)花果外觀品質(zhì)比較

從表3 可以看出，不同成熟時(shí)期波姬紅在單果質(zhì)量、橫徑、縱徑上存在顯著差異（P＜0.05），9 月成熟的波姬紅單果質(zhì)量最大，為68.82 g，8 月和10 月采摘的無(wú)花果單果質(zhì)量間差異不顯著，分別為62.31、61.44 g；8 月采摘的波姬紅橫徑最大，為53.24 mm，9 月和10 月采摘的波姬紅橫徑間不存在顯著差異，分別為 51.31、49.78 mm；8、9、10 月采摘的波姬紅在縱徑上存在顯著差異（P＜0.05），9 月采摘的波姬紅縱徑最大，為75.38 mm，其次為8 月采摘的波姬紅，縱徑為70.30 mm，最小的是10 月采摘的波姬紅，縱徑為63.88 mm。

2.3 不同成熟時(shí)期無(wú)花果理化指標(biāo)檢測(cè)分析

從表4 可以看出，不同成熟時(shí)期波姬紅無(wú)花果可溶性固形物含量間存在顯著差異（P＜0.05），其中，10 月采摘的波姬紅可溶性固形物含量最高，達(dá)到18.50%，其次為9 月采摘的波姬紅，可溶性固形物含量為17.14%，8 月采摘的波姬紅可溶性固形物含量最低，為12.65%，說(shuō)明伴隨著成熟期的延后，波姬紅果實(shí)內(nèi)糖、酸、維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累增大，風(fēng)味更加濃郁。8—10 月成熟的波姬紅總酸含量之間不存在顯著差異，分別為0.10%、0.09%和0.09%，說(shuō)明成熟時(shí)期不同，總酸含量沒(méi)有顯著變化，引起波姬紅風(fēng)味變化的是糖及其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

表4 不同成熟時(shí)期無(wú)花果可溶性固形物、總酸含量比較 %

2.4 不同成熟時(shí)期波姬紅無(wú)花果香氣種類及含量變化分析

表5 不同成熟時(shí)期波姬紅果實(shí)揮發(fā)性成分及相對(duì)含量比較

續(xù)表5

不同成熟時(shí)期波姬紅果實(shí)按方法1.4 處理后，經(jīng)GC-MS 分析后，在不同成熟期波姬紅無(wú)花果中，共鑒定出揮發(fā)性組分53 種，主要包括酯類、醛類、醇類、苯衍生物等（表 5）。8、9、10 月波姬紅成熟果實(shí)中檢測(cè)出的揮發(fā)性成分種類分別為34、28、25 種；其中，3 個(gè)成熟期共有的組分有15 種，8 月份成熟果實(shí)特有的揮發(fā)性組分有11 種，9 月份特有的揮發(fā)性組分有11 種，10 月份特有的揮發(fā)性組分有4 種（圖1）。從開(kāi)始成熟至成熟末期果實(shí)中揮發(fā)性組分各具特點(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，8、9、10 月波姬紅成熟果實(shí)中揮發(fā)性成分中苯衍生物相對(duì)含量最高，這成為波姬紅無(wú)花果果實(shí)揮發(fā)性組分的明顯特征（表6）。

表6 不同成熟時(shí)期波姬紅果實(shí)中揮發(fā)性組分的分類比較

2.4.1 不同成熟時(shí)期波姬紅無(wú)花果酯類物質(zhì)的變化 酯類是水果香氣的重要組分，試驗(yàn)檢測(cè)出的酯類組分較少，只有2 種，分別為乙酸乙酯和2，2，4-三甲基-1，3- 戊二醇二異丁酸酯，均存在于不同成熟期波姬紅果實(shí)中，在9 月份成熟的果實(shí)中相對(duì)含量最高，達(dá)到20.29%；其酯類中相對(duì)含量最高的是乙酸乙酯，在8、9、10 月波姬紅成熟果實(shí)中的相對(duì)含量分別為0.25%、20.21%和5.16%。試驗(yàn)結(jié)果表明，乙酸乙酯是波姬紅無(wú)花果果實(shí)中重要香氣組分（表 5）。

2.4.2 不同成熟時(shí)期波姬紅無(wú)花果醇類物質(zhì)的變化 不同成熟時(shí)期波姬紅無(wú)花果果實(shí)中醇類揮發(fā)性物質(zhì)種類存在差異，共檢測(cè)出6 種，呈現(xiàn)先增加后減少趨勢(shì)；8 月采摘的波姬紅果實(shí)中醇類物質(zhì)有3 種，分別是2，2，6- 三甲基-6- 乙烯基四氫-2H-呋喃-3- 醇、2- 甲基-2- 烯-1- 醇及3- 乙基 -4-甲基戊烷-1- 醇，相對(duì)含量分別為0.24%、0.32%和10.41%；9 月采摘的波姬紅果實(shí)中揮發(fā)性醇類物質(zhì)有5 種，分別為2- 甲基-2- 烯-1- 醇、3- 乙基-4-甲基戊烷-1- 醇、正己醇、香葉醇、仲辛醇；10 月采摘的波姬紅果實(shí)中揮發(fā)性醇類物質(zhì)只有1 種，為3- 乙基-4- 甲基戊烷-1- 醇，相對(duì)含量為3.35%。試驗(yàn)結(jié)果表明，9 月采摘的波姬紅果實(shí)中揮發(fā)性醇類物質(zhì)種類最多，8 月份醇類物質(zhì)相對(duì)含量最高；其中，含量最高的揮發(fā)性醇類物質(zhì)為3- 乙基-4-甲基戊烷-1- 醇（表5）。

2.4.3 不同成熟時(shí)期波姬紅無(wú)花果醛類物質(zhì)的變化 不同成熟時(shí)期波姬紅無(wú)花果果實(shí)中醛類揮發(fā)性物質(zhì)種類存在差異，共檢測(cè)出9 種，呈現(xiàn)初熟種類多而后減少的趨勢(shì)；8 月采摘的波姬紅果實(shí)中醛類物質(zhì)種類最多，共8 種，分別是2- 甲基-4- 戊醛、庚醛、正辛醛、2，6- 壬二烯醛、順 -2- 甲基 -2- 丁醛、正己醛、2- 己烯醛和壬醛；9 月采摘的波姬紅果實(shí)中揮發(fā)性醛類物質(zhì)有4 種，分別為正己醛、2- 己烯醛、壬醛及2- 甲基-2- 丁醛，相對(duì)含量分別為1.86%、2.76%、0.30%和 3.02%；10 月采摘的波姬紅果實(shí)中揮發(fā)性醛類物質(zhì)有4 種，分別為順-2- 甲基-2- 丁醛、正己醛、2- 己烯醛及壬醛，相對(duì)含量分別為0.96%、1.19%、0.98%和0.20%。試驗(yàn)結(jié)果顯示，8 月采摘的波姬紅無(wú)花果果實(shí)中醛類物質(zhì)最豐富，含量較高的2 種醛類物質(zhì)為正己醛和2- 己烯醛，相對(duì)含量分別為5.57%和23.08%（表5）。

2.4.4 不同成熟時(shí)期波姬紅無(wú)花果苯衍生物的變化 在不同成熟時(shí)期波姬紅果實(shí)中檢測(cè)出苯衍生物共12 種，是果實(shí)揮發(fā)性組分中相對(duì)含量最高的種類，每個(gè)時(shí)期組成各具特點(diǎn)；8 月采摘的波姬紅果實(shí)中檢測(cè)出苯衍生物共4 種，分別是鄰苯二甲酸六-3- 基異丁酯、苯甲醛、苯甲醇和（Z）-3- 苯基-2- 烯醛；9 月采摘的波姬紅果實(shí)中檢測(cè)出苯衍生物共7 種，分別是苯甲醛、苯甲醇、苯乙醇、鄰苯二甲酸庚-4- 異丁酯、鄰苯二甲酸二丁酯、奧苷菊環(huán)和 1，1，4a- 三甲基 -5，6- 二甲基十氫萘，相對(duì)含量總和為25.91%；10 月采摘的波姬紅果實(shí)中檢測(cè)出苯衍生物共6 種，分別是鄰苯二甲酸六-3- 基異丁酯、苯甲醛、苯甲醇、草蒿腦、苯甲酸乙酯和甲苯，相對(duì)含量總和為55.26%。試驗(yàn)結(jié)果顯示，8、9 月成熟波姬紅無(wú)花果果實(shí)中苯甲醛相對(duì)含量較高，分別為24.66%和21.26%，10 月份成熟果實(shí)的苯甲醛含量繼續(xù)增加，達(dá)到45.46%，說(shuō)明波姬紅無(wú)花果中相對(duì)含量最高的苯衍生物為苯甲醛（表5）。

2.4.5 不同成熟時(shí)期波姬紅無(wú)花果萜類、酚類及其他揮發(fā)性物質(zhì)的變化 不同成熟時(shí)期無(wú)花果果實(shí)中檢測(cè)的萜類物質(zhì)只有1 種，為里那醇，里那醇在3 個(gè)成熟時(shí)期都含有，相對(duì)含量分別為2.87%、4.21%和0.55%，里那醇是玫瑰香型葡萄的特征香氣成分，具有典型的玫瑰香氣，能夠吸引昆蟲(chóng)[17]；在8 月份成熟的波姬紅無(wú)花果果實(shí)檢測(cè)出了2，4- 二叔丁基苯酚，相對(duì)含量為0.21%，它是葡萄香氣的特征組分，具有特殊香味；3 個(gè)不同成熟時(shí)期波姬紅無(wú)花果果實(shí)中還檢測(cè)出草酸、2- 戊基呋喃、烯烴和烷烴等揮發(fā)性物質(zhì)（表5）。

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，不同時(shí)期成熟的波姬紅果實(shí)品質(zhì)存在顯著差異（P＜0.05），9 月成熟的波姬紅無(wú)花果單果質(zhì)量顯著高于8 月和10 月，10 月成熟的波姬紅無(wú)花果可溶性固形物含量最高，果實(shí)品質(zhì)與氣象因子密切相關(guān)。波姬紅從坐果至成熟需63 d，此期間環(huán)境溫度、降水量均會(huì)對(duì)果實(shí)品質(zhì)產(chǎn)生重要影響。設(shè)施內(nèi)栽培可明顯提高溫度，整個(gè)生長(zhǎng)季7 月份平均溫度最高，為28.2 ℃，適宜的溫度能夠保證波姬紅正常生長(zhǎng)發(fā)育；2019 年降水集中在7 月和8 月，分別為101.1、132.2 mm，豐富的雨水會(huì)直接影波姬紅果實(shí)品質(zhì)，增大果實(shí)含水量，導(dǎo)致10 月成熟果實(shí)可溶性固性物含量顯著高于8 月和9 月。

水果香氣物質(zhì)屬于次生代謝產(chǎn)物，其代謝途徑主要為脂肪酸代謝途徑、氨基酸代謝途徑和萜類代謝途徑[18]。水果經(jīng)脂肪酸代謝產(chǎn)生醇類、醛類、烷烴類及酮類化合物，經(jīng)氨基酸代謝產(chǎn)生苯衍生物、酚類化合物和支鏈脂肪族化合物，經(jīng)萜類代謝產(chǎn)生醇類、醛類、烯烴和酮類共4 類化合物。試驗(yàn)結(jié)果顯示，波姬紅果實(shí)中經(jīng)氨基酸代謝產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)最多，說(shuō)明氨基酸代謝途徑是波姬紅無(wú)花果果實(shí)合成揮發(fā)性物質(zhì)的重要代謝途徑；不同時(shí)期成熟的波姬紅無(wú)花果果實(shí)中揮發(fā)性成分各具特色，8 月成熟的波姬紅果實(shí)中相對(duì)含量較高的3 種香氣物質(zhì)分別為苯甲醛、2- 己烯醛、3- 乙基-4- 甲基戊烷-1-醇，相對(duì)含量分別為24.66%、23.08%和10.41%；9 月成熟的波姬紅果實(shí)中相對(duì)含量較高的香氣物質(zhì)為乙酸乙酯和苯甲醛，相對(duì)含量分別為20.21%和21.26%；10 月成熟的波姬紅果實(shí)中相對(duì)含量最高的物質(zhì)是苯甲醛，相對(duì)含量為45.46%；其中，苯甲醛具有杏仁香味[19]，苯甲醛及其衍生物的抗癌功效已被廣泛認(rèn)可[20]，2- 己烯醛具有綠葉清香和果香[21]，乙酸乙酯具有草莓香氣，這些揮發(fā)性組分共同形成了波姬紅無(wú)花果不同成熟時(shí)期的典型香氣特征。