柑橘汁中游離態(tài)和鍵合態(tài)揮發(fā)性成分分析

張晨，周佳，馬亞琴，鄧涂靜，王珺

(西南大學(xué) 柑桔研究所，國(guó)家柑桔工程技術(shù)研究中心，重慶，400712)

柑橘作為全世界種植面積最廣且品種資源較為豐富的水果品種之一，素有“水果之王”的美稱[1]。據(jù)資料顯示，我國(guó)柑橘年產(chǎn)量自1978年以來(lái)始終保持穩(wěn)定增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，且于2020年年產(chǎn)量首次突破5 000萬(wàn)t，達(dá)到5 121.90萬(wàn)t，占世界柑橘總產(chǎn)量的50%以上[2-3]。目前，我國(guó)柑橘產(chǎn)量居世界第一，但其加工量占比僅為5%，這對(duì)于成熟季節(jié)相對(duì)集中的柑橘而言將會(huì)面臨滯銷的現(xiàn)象，從而造成了巨大柑橘資源的浪費(fèi)。對(duì)此，提高柑橘類水果的加工量可作為解決困境的主要途徑。果汁、果醬、蜜餞、罐頭等為常見的柑橘加工產(chǎn)品，其中，柑橘汁憑借其風(fēng)味獨(dú)特、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)而逐漸成為了柑橘類水果的主要加工方向[4]。

香氣物質(zhì)作為消費(fèi)者衡量柑橘汁品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)，是果實(shí)成熟過程中形成的次級(jí)代謝產(chǎn)物，其中大部分來(lái)自于氨基酸和脂肪酸的衍生物。柑橘汁中的香氣物質(zhì)分為兩類，分別為游離態(tài)香氣物質(zhì)與鍵合態(tài)香氣物質(zhì)。其中，游離態(tài)香氣物質(zhì)可被人們直接感知，但鍵合態(tài)香氣物質(zhì)因其以糖苷鍵的形式存在而不易被人感知，需要在酸或酶的水解作用下才會(huì)釋放出游離態(tài)芳香化合物進(jìn)而被人感知達(dá)到增香的目的。近年來(lái)，研究人員對(duì)柑橘汁中游離態(tài)香氣物質(zhì)研究逐漸增多。XIAO等[5]從5種寬皮柑橘汁中鑒定出47種揮發(fā)性化合物并篩選出36種芳香活性物質(zhì)。成傳香等[6]從13種柑橘汁中共測(cè)得67種香氣物質(zhì)，其中以烯烴類物質(zhì)種類最多，其次為醇類、酯類、醛類、酮類、酚類。ZHOU等[7]從8種寬皮柑橘汁和甜橙汁中共測(cè)得77種香氣物質(zhì)，篩選出41種香氣活性物質(zhì)，并進(jìn)一步對(duì)寬皮柑橘汁、甜橙汁中香氣成分在風(fēng)味形成過程中的差異性進(jìn)行了研究。鍵合態(tài)香氣物質(zhì)作為水果中最為重要的潛在香氣源，其水解后釋放的香氣化合物對(duì)于平衡、改善果汁的風(fēng)味至關(guān)重要[8]。目前，已有研究對(duì)不同品種葡萄、獼猴桃、刺梨汁中鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的組成及分布差異做了較為詳細(xì)的研究，并證實(shí)了鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的水解對(duì)于水果及其加工產(chǎn)品的增香至關(guān)重要。但對(duì)于柑橘汁中鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的研究則鮮有報(bào)道。對(duì)此，本試驗(yàn)以寬皮柑橘(椪柑、南豐蜜桔)、雜柑(沃柑、愛媛38號(hào))、橙類(長(zhǎng)葉香橙、臍橙)、琯溪蜜柚為原料，采用樹脂吸附分離與頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(headspace solid phase microextraction-GC-MS，HS-SPME-GC-MS)相結(jié)合的方法對(duì)各類柑橘汁中鍵合態(tài)香氣組分、游離態(tài)香氣組分進(jìn)行分離鑒定，并比較了各類柑橘汁中鍵合態(tài)、游離態(tài)揮發(fā)性化合物的組成及含量差異，為進(jìn)一步提升柑橘類水果加工產(chǎn)品的品質(zhì)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

本實(shí)驗(yàn)選用的柑橘類水果均在各自成熟期采摘，具體情況見表1。

表1 受試柑橘樣品基本信息Table 1 Information of tested citrus samples

1.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑

Amberlite XAD-2樹脂(20～60目)，美國(guó)Supelco公司；β-D-葡萄糖苷酶(來(lái)源于杏仁，6 000 U/g)，上海瑞永公司；環(huán)己酮(≥99.9%)，阿拉丁公司；戊烷、乙醚、甲醇、NaCl(均為分析純級(jí))，國(guó)藥集團(tuán)。

1.1.3 儀器與設(shè)備

7890B/5977A氣相色譜-質(zhì)譜儀(配DB-5MS石英毛細(xì)管柱)，Agilent；二乙烯基苯(divinyl benzene，DVB)/碳分子篩(carbon molecular sieves, CMS)/聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)萃取頭，美國(guó)Supelco公司；SQP分析天平，賽多利斯有限公司；FMC壓榨機(jī)全果錐式榨汁機(jī)，西南大學(xué)柑桔研究所中試車間。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 柑橘汁樣品制備

采用家用全果錐式榨汁機(jī)對(duì)柑橘汁樣品進(jìn)行榨汁，隨后將果汁經(jīng)100目無(wú)菌紗布過濾后存于-80 ℃超低溫冰箱備用。

1.2.2 固酸比

依照GB/T 8210—2011 《柑桔鮮果檢驗(yàn)方法》測(cè)定固酸比，按公式(1)計(jì)算：

固酸比=可溶性固形物含量/可滴定酸含量

(1)

1.2.3 Amberlite XAD-2樹脂預(yù)處理

稱取50 g XAD-2樹脂于索式抽提器中，依次用戊烷、乙酸乙酯、甲醇分別對(duì)其進(jìn)行回流處理約10 h，然后將處理后的樹脂置于甲醇中保存?zhèn)溆?。使用時(shí)采用甲醇為溶劑進(jìn)行濕法裝柱，此后用大約600 mL去離子水(4 mL/min)沖柱至無(wú)醇味后備用。

1.2.4 不同品種柑橘汁中游離態(tài)香氣物質(zhì)的萃取

參考成傳香等[6]的方法，并稍作修改。準(zhǔn)確量取5.0 mL果汁、1.0 g干燥NaCl、3 μL環(huán)己酮(甲醇稀釋40倍至質(zhì)量濃度為14.25 μg/mL)依次加入到20 mL螺口玻璃瓶中，頂空充氮20 s后用聚四氟乙烯隔熱墊密封瓶蓋旋緊備用，每個(gè)樣品重復(fù)3次。頂空固相微萃取條件：40 ℃平衡20 min，插入SPME萃取頭于螺口瓶頂空恒定高度處推出纖維頭使其暴露30 min。

1.2.5 不同品種柑橘汁中鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的萃取

參考陳亦欣等[9]的方法，將1.2.1得到的柑橘汁以3 mL/min流速流經(jīng)1.2.3處理好的樹脂柱，接著用去離子水洗柱至水澄清以除去可溶性糖和酸類物質(zhì)。然后用V(乙醚)∶V(戊烷)=1∶1溶液洗柱除去游離態(tài)香氣物質(zhì)，再用乙醇將吸附于樹脂柱上的鍵合態(tài)香氣物質(zhì)洗脫出來(lái)并收集乙醇部分，置于50 ℃下減壓濃縮，用25 mL檸檬酸-Na2HPO4緩沖液(pH 5.0)溶解，隨后用100 mLV(乙醚)∶V(戊烷)=1∶1分3次萃取殘留的游離態(tài)香氣物質(zhì)，剩余水相即鍵合態(tài)香氣組分。最后，稱取β-葡萄糖苷酶0.1 mL于50 mL頂空瓶中，加入上述水相，密封后38 ℃恒溫水解48 h，將得到的酶解液進(jìn)行GC-MS分析，步驟同1.2.4。

1.2.6 GC-MS分析

參考成傳香等[6]的方法，并稍作修改。色譜條件：DB-5MS(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；升溫程序：35 ℃保持5 min，以3 ℃/min升至180 ℃保持2 min，再以5 ℃/min升至240 ℃，保持2 min；進(jìn)樣口溫度240 ℃；不分流進(jìn)樣；載氣為He(純度>99.999%)；載氣流速1 mL/min。

質(zhì)譜條件：離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；離子化方式電子電離(electron ionization，EI)；電子能量70 eV；質(zhì)量范圍45～400 amu。

1.2.7 定性、定量分析

定性分析：將各樣品香氣組分與圖譜庫(kù)(Flavour 2.0、NIST 2008)的檢索結(jié)果進(jìn)行匹配，以正構(gòu)烷烴(C5～C25)保留時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算揮發(fā)性化合物的保留指數(shù)(retention index，RI)與相關(guān)文獻(xiàn)相結(jié)合定性[10]。

定量分析：參考SHUI等[11]的方法稍作修改，采用甲醇稀釋后的環(huán)己酮為內(nèi)標(biāo)物進(jìn)行半定量分析。香氣組分含量計(jì)算如公式(2)所示[7]：

(2)

式中：ω待,待測(cè)物質(zhì)濃度，μg/g；S待,待測(cè)物峰面積，mAU·min；ω,環(huán)己酮濃度,μg/g；V1,環(huán)己酮體積,μL；S1,環(huán)己酮峰面積,mAU·min；V待,樣品體積,μL。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS Statistics 17.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA)，Excel 2019、SIMCA 14.1用于數(shù)據(jù)分析；Origin 2018用于圖片整理。

2 結(jié)果與分析

由電子版增強(qiáng)出版文件附表1(https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028946)可知，經(jīng)過HS-SPME-GC-MS從寬皮柑橘(南豐蜜桔、椪柑)、橙類(臍橙、長(zhǎng)葉香橙)、雜柑(愛媛38號(hào)、沃柑)、琯溪蜜柚4大類柑橘汁中共鑒定出127種揮發(fā)性香氣物質(zhì)，其中烯烴類香氣物質(zhì)種類最多，為50種，醇類、醛類、酯類香氣物質(zhì)種類也較多，分別為20、19和17種，酮類、酚類香氣物質(zhì)種類則較少，分別為6、5種，此與成傳香等[6]的研究結(jié)果相似。此外，本試驗(yàn)還測(cè)得10種其他類香氣化合物，包括一些常見的烷烴類物質(zhì)及苯系物。

2.1 游離態(tài)揮發(fā)性組分分析

由表2可知，烯烴類物質(zhì)的種類、含量在所有游離態(tài)香氣物質(zhì)中均遠(yuǎn)高于其他香氣組分，其中烯烴類物質(zhì)的含量更是占到了總游離態(tài)香氣物質(zhì)含量的90%以上，這與吳曲陽(yáng)[12]的研究結(jié)果一致。

表2 不同品種柑橘汁中各類游離態(tài)香氣物質(zhì)含量Table 2 Contents of free aroma compounds in different citrus juices

如圖1所示，在所有柑橘汁中，含游離態(tài)香氣物質(zhì)種類數(shù)由高到低的品種依次為愛媛38號(hào)、南豐蜜橘、臍橙、琯溪蜜柚、長(zhǎng)葉香橙、椪柑、沃柑。其中，愛媛38號(hào)的游離態(tài)香氣物質(zhì)種類顯著高于其他果汁樣品，而其他果汁樣品中游離態(tài)香氣物質(zhì)的種類差異則不顯著。但對(duì)于愛媛38號(hào)而言，其游離態(tài)香氣物質(zhì)的含量則較低，位于所有柑橘汁中的第6位。沃柑與愛媛38號(hào)均屬于雜柑，二者的游離態(tài)香氣物質(zhì)含量相近均遠(yuǎn)低于寬皮柑橘與橙類，且遠(yuǎn)高于琯溪蜜柚。但本試驗(yàn)中寬皮柑橘與橙類所含游離態(tài)香氣物質(zhì)的含量相近，這與成傳香等[6]、周琦等[13]研究結(jié)果不符，原因可能與本批實(shí)驗(yàn)中所選寬皮柑橘品質(zhì)較好，而橙類由于其采樣地點(diǎn)當(dāng)年的生長(zhǎng)環(huán)境較差，果園樹枝管理及肥水管理方式不善而導(dǎo)致其品質(zhì)較差。

圖1 不同品種柑橘汁中各類游離態(tài)香氣物質(zhì)的數(shù)量Fig.1 Quantity of free aroma compounds in different citrus juices

固酸比作為國(guó)際通用的衡量果實(shí)鮮食品質(zhì)及風(fēng)味的重要指標(biāo)[14]，由圖2可知，寬皮柑橘(椪柑、南豐蜜橘)的固酸比要顯著高于橙類(臍橙、長(zhǎng)葉香橙)。此外，本試驗(yàn)中采用了可以使柑橘汁中香氣物質(zhì)種類更為豐富的全果機(jī)榨而并非切半式手榨的榨汁方式，且南豐蜜橘、椪柑的比表面積較大、皮質(zhì)胞壁相對(duì)較薄易破裂，故融入到果汁中的香氣物質(zhì)種類及含量可能會(huì)更多[15]。

圖2 不同品種柑橘汁中固酸比Fig.2 Solid acid ratio in citrus juice of different varieties

柑橘汁中含量最多且最為重要的一類香氣物質(zhì)為烯烴類物質(zhì)[16]。本試驗(yàn)中共鑒定出49種游離態(tài)烯烴類物質(zhì)，其中愛媛38號(hào)中含有27種，沃柑、琯溪蜜柚中均含有19種，長(zhǎng)葉香橙中含有16種，南豐蜜橘、椪柑中均含有15種。臍橙、南豐蜜橘中游離態(tài)烯烴類物質(zhì)含量最高，分別為4 436.63和4 412.35 μg/g，其次為椪柑和長(zhǎng)葉香橙，琯溪蜜柚中含量最低，僅為61.24 μg/g。愛媛38號(hào)、沃柑2種雜柑中游離態(tài)烯烴類香氣物質(zhì)含量均低于橙類與寬皮柑橘，而寬皮柑橘與橙類中游離態(tài)烯烴類物質(zhì)則含量相近，占樣品中總游離態(tài)烯烴類物質(zhì)含量的比例均超過40%。檸檬烯、月桂烯、γ-松油烯、萜品油烯為所有柑橘汁樣品中均被檢測(cè)到的游離態(tài)烯烴類物質(zhì)，且檸檬烯為眾多游離態(tài)烯烴物質(zhì)中含量最高的單萜類物質(zhì)，其在所有樣品中占總游離態(tài)香氣組分含量的比例均高于55%，這與成傳香等[6]的研究結(jié)果相似。月桂烯作為組成柑橘類果實(shí)香氣的重要組分，其伴有辛香氣味，在南豐蜜橘中含量最高，為284.42 μg/g，其次分別為臍橙、椪柑(247.95、194.91 μg/g)，琯溪蜜柚中含量最少，僅為9.95 μg/g。γ-松油烯、萜品油烯分別具有明顯的木香和柑橘香味，其二者為柑橘中常見的香氣物質(zhì)，本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)寬皮柑橘中的γ-松油烯、萜品油烯含量遠(yuǎn)高于其他品種，其次分別為橙類和雜柑，琯溪蜜柚中γ-松油烯的含量則最少，這與ZHOU等[7]的研究結(jié)果相似。

醇類為柑橘果汁中另一類香氣物質(zhì)種類，在所有游離態(tài)香氣物質(zhì)中，共檢測(cè)到17種醇類物質(zhì)。其中，南豐蜜橘9種，愛媛38號(hào)8種，琯溪蜜柚、臍橙均為6種，長(zhǎng)葉香橙、沃柑分別為5種，椪柑最少，為4種。南豐蜜橘中游離態(tài)醇類物質(zhì)的含量為所有柑橘樣品中最高，為308.76 μg/g，其次為臍橙151.45 μg/g，琯溪蜜柚中最少，僅為2.58 μg/g。而對(duì)于愛媛38號(hào)、沃柑2種雜柑而言，二者游離態(tài)醇類物質(zhì)的含量則遠(yuǎn)低于寬皮柑橘和橙類，其中寬皮柑橘和橙類中游離態(tài)醇類物質(zhì)的含量分別占到所有樣品中總游離態(tài)醇類物質(zhì)含量的57.45%和33.74%。芳樟醇、4-萜烯醇、α-松油醇為柑橘汁中主要的醇類香氣物質(zhì)。其中，賦有芳香和果香的芳樟醇含量位于4大類柑橘汁中醇類物質(zhì)含量之首，這與CHENG等[17]的研究結(jié)果一致，且本試驗(yàn)中芳樟醇含量由高到低依次為寬皮柑橘、橙類、雜柑、琯溪蜜柚。α-松油醇為柑橘汁中常見的醇類物質(zhì)之一，游離態(tài)α-松油醇在除南豐蜜橘外的樣品中均被檢測(cè)到，且在臍橙中含量最高，為14.08 μg/g，其次為椪柑13.78 μg/g，琯溪蜜柚中則最少，僅為0.14 μg/g。游離態(tài)4-萜烯醇在愛媛38號(hào)中含量最高，為12.85 μg/g，其次為長(zhǎng)葉香橙10.79 μg/g，沃柑、琯溪蜜柚中含量則較少，分別為2.79和0.26 μg/g。此外，游離態(tài)正己醇、葉醇、1-辛烯-3-醇僅在琯溪蜜柚中被檢測(cè)到。而游離態(tài)薄荷醇、香葉醇僅在南豐蜜橘中被檢測(cè)到，且香葉醇伴有著玫瑰香及天竺葵味。

醛類作為柑橘香氣物質(zhì)的主要組成部分，其在橙汁風(fēng)味中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本試驗(yàn)在所有樣品香氣組分中，共檢測(cè)出18種游離態(tài)醛類物質(zhì)，其中愛媛38號(hào)含有12種，椪柑含有10種，長(zhǎng)葉香橙、臍橙、南豐蜜橘均含有8種，琯溪蜜柚和沃柑分別含有7、6種。游離態(tài)醛類物質(zhì)在臍橙、南豐蜜橘、長(zhǎng)葉香橙、椪柑中的含量均較高，分別為228.62、210.72、126.33和121.32 μg/g，而在琯溪蜜柚中含量最低，僅為1.50 μg/g。在眾多游離態(tài)醛類物質(zhì)中，癸醛、壬醛為所有柑橘汁樣品中均被檢測(cè)到的游離態(tài)醛類香氣物質(zhì)，二者在雜柑中的含量遠(yuǎn)低于寬皮柑橘和橙類(二者含量相近)，遠(yuǎn)高于琯溪蜜柚，且癸醛具有典型橙子氣味與甜味，壬醛具有令人愉悅的花香味[18]。此外，游離態(tài)庚醛、月桂醛僅分別在琯溪蜜柚、愛媛38號(hào)中被檢測(cè)到，二者分別具有草本香及柑橘香氣味。

酯類物質(zhì)作為柑橘汁風(fēng)味的主要貢獻(xiàn)者，其總濃度即被建議為衡量橙汁香氣強(qiáng)度與質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)[19]。在所有香氣物質(zhì)中共測(cè)得10種游離態(tài)酯類物質(zhì)。其中，長(zhǎng)葉香橙含有7種，臍橙、愛媛38號(hào)均含有5種，椪柑、沃柑均含有4種，南豐蜜橘3種，琯溪蜜柚僅為2種。臍橙中游離態(tài)酯類物質(zhì)含量最高，為25.25 μg/g，其次為南豐蜜橘21.77 μg/g，而在琯溪蜜柚中含量最低僅為0.14 μg/g。賦有花香、果香的游離態(tài)乙酸香茅酯、乙酸橙花酯僅在琯溪蜜柚中未被檢測(cè)到，且二者在愛媛38號(hào)、臍橙中含量最多，分別為6.99、11.37 μg/g。游離態(tài)丁酸乙酯具有著典型的果香氣味，且在往常報(bào)道中被認(rèn)為是最重要的酯類香氣物質(zhì)，但其僅在臍橙中被檢測(cè)到，含量為0.43 μg/g，這與ZHOU等[7]的研究結(jié)果一致。

二氫香芹酮、香芹酮、甲基庚烯酮、(-)-寧酮、開司米酮和香葉基丙酮為所有樣品香氣物質(zhì)中檢測(cè)出的6種游離態(tài)酮類物質(zhì)。其中愛媛38號(hào)含有4種，其次為琯溪蜜柚3種，長(zhǎng)葉香橙、南豐蜜橘、椪柑、臍橙、沃柑均僅含有1種。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)游離態(tài)香芹酮在所有樣品中均被檢測(cè)到，其作為柑橘汁品種劣變的衡量指標(biāo)，對(duì)橙汁的感官往往有著負(fù)面的影響。研究發(fā)現(xiàn)，游離態(tài)香芹酮于愛媛38號(hào)中含量最多，為11.62 μg/g，其次為南豐蜜橘3.99 μg/g，琯溪蜜柚中含量最少，僅為0.23 μg/g。此外，長(zhǎng)葉香橙、椪柑、臍橙、沃柑中游離態(tài)香芹酮含量相近。

本試驗(yàn)中共發(fā)現(xiàn)2種游離態(tài)酚類物質(zhì)，分別為2,4-二叔丁基苯酚和百里酚。其中2,4-二叔丁基苯酚僅在臍橙中檢測(cè)到，含量為3.50 μg/g。具有典型百里香油味的百里酚僅在南豐蜜橘和椪柑中檢測(cè)到，且南豐蜜橘中百里酚的含量遠(yuǎn)高于椪柑[13]。

此外，在寬皮柑橘(南豐蜜橘、椪柑)、橙類(臍橙、長(zhǎng)葉香橙)、雜柑(愛媛38號(hào)、沃柑)、琯溪蜜柚中共檢測(cè)到5種其他游離態(tài)揮發(fā)性化合物，分別為正十二烷、正十三烷、正十四烷、戊基環(huán)乙烷和2-異丙基-1-甲氧基-4-甲基苯。

2.2 鍵合態(tài)揮發(fā)性組分分析

由圖3、表3可知，所有柑橘汁樣品的鍵合態(tài)香氣成分中，醛類物質(zhì)最多，為8種，其次依次為酯類物質(zhì)(7種)，烯烴類物質(zhì)、醇類物質(zhì)(均為6種)，酚類物質(zhì)(3種)，且在所有柑橘汁樣品的鍵合態(tài)香氣組分中并未檢測(cè)出酮類物質(zhì)。在所有柑橘汁中，含鍵合態(tài)香氣物質(zhì)種類最多的為椪柑，為16種，南豐蜜橘、臍橙、沃柑中鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的種類均為11種，琯溪蜜柚中最少，僅為4種，這與范剛[20]的研究結(jié)果相似。

圖3 不同品種柑橘汁中各類鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的數(shù)量Fig.3 Quantity of various bonded aroma compounds in different citrus juices

表3 不同品種柑橘汁中各類鍵合態(tài)香氣物質(zhì)含量Table 3 Contents of various bonded aroma compounds in different citrus juices

本試驗(yàn)中，臍橙中鍵合態(tài)香氣物質(zhì)含量最高，為51.20 μg/g，其次由高到低分別為南豐蜜橘(41.30 μg/g)、沃柑(24.86 μg/g)、椪柑(20.39 μg/g)、長(zhǎng)葉香橙(18.23 μg/g)、琯溪蜜柚(9.85 μg/g)、愛媛38號(hào)(9.14 μg/g)。其中，烯烴類物質(zhì)在所有柑橘汁中均被檢測(cè)出來(lái)，其含量位于所有鍵合態(tài)香氣組分中首位，占總鍵合態(tài)香氣物質(zhì)含量的28.25%。

本試驗(yàn)在所有柑橘汁樣品中共檢測(cè)出6種鍵合態(tài)烯烴類物質(zhì)，分別為檸檬烯、δ-4-蒈烯、γ-松油烯、α-法尼烯、4-甲氧基苯乙烯、P-傘花烴。其中沃柑、南豐蜜橘中均含有4種，臍橙3種，椪柑2種，愛媛38號(hào)、琯溪蜜柚、長(zhǎng)葉香橙均為1種。鍵合態(tài)烯烴類物質(zhì)含量最高的是沃柑，為16.43 μg/g，南豐蜜橘、臍橙中含量也較高，含量分別為11.43和9.62 μg/g，其次為長(zhǎng)葉香橙和愛媛38號(hào)，含量分別為3.21和1.36 μg/g，含量較低的品種為琯溪蜜柚，僅為0.89 μg/g。檸檬烯具有典型的柑橘氣味，其在所有柑橘汁樣品中均被檢測(cè)到，說明檸檬烯在柑橘汁中同時(shí)以游離態(tài)、鍵合態(tài)2種形式存在，這與孫伶俐等[21]的研究結(jié)果一致。鍵合態(tài)檸檬烯在沃柑中含量最高，為8.11 μg/g，其次為南豐蜜橘8.00 μg/g，愛媛38號(hào)和琯溪蜜柚中含量則較少，分別為1.36和0.89 μg/g。γ-松油烯作為柑橘汁中常見的具有檸檬氣味的香氣物質(zhì)，其在南豐蜜橘、沃柑中均被檢測(cè)到，說明γ-松油烯在南豐蜜橘、沃柑中同時(shí)以游離態(tài)、鍵合態(tài)形式存在，且二者中鍵合態(tài)γ-松油烯的含量分別為1.00和0.68 μg/g。同樣，具有柑橘香、花香的α-法尼烯僅在南豐蜜橘中以游離態(tài)、鍵合態(tài)形式存在,且以鍵合態(tài)形式存在的α-法尼烯含量為2.07 μg/g。但P-傘花烴在不同品種中存在形式則不同，其在琯溪蜜柚中以游離態(tài)的形式存在，而在臍橙、沃柑中卻以鍵合態(tài)的形式存在，且以鍵合態(tài)形式存在于臍橙、沃柑中的含量分別為0.61和0.21 μg/g。δ-4-蒈烯同樣以不同的存在形式存在于不同品種中，其以游離態(tài)的形式存在于愛媛38號(hào)中，以鍵合態(tài)的形式存在于南豐蜜橘中且含量為0.35 μg/g。此外，4-甲氧基苯乙烯僅存在且以鍵合態(tài)的形式存在于沃柑、臍橙、琯溪蜜柚中，含量分別為7.41、4.27和2.65 μg/g。

本試驗(yàn)在所有柑橘汁樣品中共檢測(cè)出6種鍵合態(tài)醇類物質(zhì)，分別為仲丁醇、正辛醇、2，3-丁二醇、芳樟醇、橙花醇和順-香芹醇。其中，椪柑中含有4種，愛媛38號(hào)3種，長(zhǎng)葉香橙、南豐蜜橘、臍橙、沃柑均為1種，琯溪蜜柚中則未檢出。鍵合態(tài)醇類物質(zhì)含量最高的是臍橙，為10.55 μg/g，椪柑和愛媛38號(hào)含量也較高，分別為7.19和7.04 μg/g，其次為沃柑和長(zhǎng)葉香橙，含量分別為2.45和1.01 μg/g。芳樟醇、正辛醇均為柑橘汁中攜帶花香和柑橘香的醇類香氣物質(zhì)，其中芳樟醇在長(zhǎng)葉香橙和南豐蜜橘中同時(shí)以游離態(tài)、鍵合態(tài)形式存在，且以鍵合態(tài)形式存在的芳樟醇含量分別為1.01、1.07 μg/g。而正辛醇僅在愛媛38號(hào)中同時(shí)以游離態(tài)、鍵合態(tài)形式存在，且以鍵合態(tài)形式存在的正辛醇含量為1.30 μg/g。橙花醇作為柑橘汁中花香和果香的貢獻(xiàn)者，其在不同品種中存在形式不同，如在南豐蜜橘、臍橙中以游離態(tài)的形式存在，而在椪柑中則以鍵合態(tài)的形式存在，且含量為1.61 μg/g。此外，仲丁醇、2,3-丁二醇和順-香芹醇則僅以鍵合態(tài)的形式存在于柑橘汁中，其中臍橙、沃柑、愛媛38號(hào)中均檢測(cè)出2,3丁二醇，且含量分別為10.54、2.45和1.13 μg/g；愛媛38號(hào)和椪柑中均檢測(cè)出順-香芹醇，含量分別為4.54和0.35 μg/g；仲丁醇僅在椪柑中檢測(cè)到，含量為0.90 μg/g。

本試驗(yàn)在所有柑橘汁樣品中共檢測(cè)出7種鍵合態(tài)醛類物質(zhì)，分別為2-己烯醛、正辛醛、壬醛、癸醛、反式-2-癸烯醛、2,4-癸二烯醛和紫蘇醛，這與SUN等[22]的研究結(jié)果相似。其中，椪柑中含有7種、長(zhǎng)葉香橙4種、南豐蜜橘3種，臍橙和沃柑均為2種，愛媛38號(hào)和琯溪蜜柚中則未檢出。鍵合態(tài)醛類物質(zhì)含量最多的為南豐蜜橘，高達(dá)15.56 μg/g，長(zhǎng)葉香橙、椪柑含量也較高，分別為9.80和5.64 μg/g，其次為臍橙和沃柑，含量分別為2.84和1.04 μg/g。癸醛是柑橘汁中常見的醛類物質(zhì)，其在南豐蜜橘、長(zhǎng)葉香橙、臍橙、椪柑和沃柑中均同時(shí)以游離態(tài)、鍵合態(tài)2種形式存在，且以鍵合態(tài)形式存在的癸醛含量分別為9.33、2.44、1.19、0.76和0.45 μg/g。壬醛作為柑橘中花香、柑橘香的貢獻(xiàn)者，其在南豐蜜橘、沃柑、椪柑中同時(shí)以游離態(tài)、鍵合態(tài)2種形式存在，且以鍵合態(tài)形式存在的壬醛含量分別為1.48、0.59和0.38 μg/g。具有花香味的紫蘇醛在長(zhǎng)葉香橙、椪柑中均同時(shí)以游離態(tài)、鍵合態(tài)2種形式存在，且以鍵合態(tài)形式存在的紫蘇醛含量分別為1.05和0.53 μg/g。同樣，反式-2-癸烯醛僅在椪柑和南豐蜜橘中檢測(cè)到，且僅同時(shí)以游離態(tài)、鍵合態(tài)的形式存在于椪柑中。而2-己烯醛在不同品種柑橘汁中存在形式則不同，如在愛媛38號(hào)、琯溪蜜柚中以游離態(tài)的形式存在，而在長(zhǎng)葉香橙中則以鍵合態(tài)的形式存在，且含量為0.51 μg/g。2,5-二甲基苯甲醛同樣在不同品種柑橘汁中存在形式不同，如在愛媛38號(hào)、琯溪蜜柚、臍橙中以游離態(tài)的形式存在，而在椪柑中則以鍵合態(tài)的形式存在，且含量為0.54 μg/g。此外，2,4-癸二烯醛僅存在且以鍵合態(tài)形式存在于椪柑中，含量為0.60 μg/g。

本試驗(yàn)在所有柑橘汁樣品中共檢測(cè)出7種鍵合態(tài)酯類物質(zhì)，且這7種酯類物質(zhì)僅以鍵合態(tài)的形式存在于柑橘汁中，分別為(Z)-丙酸-3-己烯酯、壬酸甲酯、癸酸甲酯、辛酸甲酯、3-羥基已酸乙酯、苯甲酸甲酯和乳酸乙酯。其中，臍橙中含有4種、沃柑3種、長(zhǎng)葉香橙2種、愛媛38號(hào)和琯溪蜜柚中均為1種，南豐蜜橘和椪柑中則未檢出。鍵合態(tài)酯類物質(zhì)含量最高的為臍橙，含量高達(dá)27.62 μg/g，其次為沃柑和長(zhǎng)葉香橙，含量分別為4.65和3.45 μg/g，愛媛38號(hào)和琯溪蜜柚含量較少，分別為0.74和0.34 μg/g。具有典型清新風(fēng)味的3-羥基己酸乙酯[13]與具有明顯草藥味的苯甲酸甲酯[9]均僅在臍橙中檢出，含量分別為0.79和1.39 μg/g。乳酸乙酯、壬酸甲酯、辛酸甲酯均在沃柑中被檢出，含量分別為3.95、0.36及0.33 μg/g。此外，(Z)-丙酸-3-己烯酯、癸酸甲酯分別僅在琯溪蜜柚和愛媛38號(hào)中檢出，含量分別為0.34和0.74 μg/g。

本試驗(yàn)在所有柑橘汁樣品中共檢測(cè)出3種鍵合態(tài)酚類物質(zhì)，分別為2,5-二叔丁基酚、2,6-二叔丁基酚和丁香酚，且丁香酚在葡萄[23]、梧桐科植物[24]中也以鍵合態(tài)的形式存在。其中，椪柑中含有2種，分別為2,5-二叔丁基酚和丁香酚，含量為0.55和0.22 μg/g。此外，2,6-二叔丁基酚僅在南豐蜜橘和琯溪蜜柚中被檢測(cè)到，含量分別為12.55和7.76 μg/g。

此外，在所有柑橘汁樣品中共檢測(cè)到5種其他鍵合態(tài)揮發(fā)性化合物，分別為十一烷、順-芳樟醇氧化物、1,1-二甲氧基辛烷、1-異丙烯基-3-甲基苯和鄰-異丙基苯。

2.3 主成分分析(principal component analysis，PCA)

為進(jìn)一步從整體上比較寬皮柑橘、橙類、雜柑和琯溪蜜柚汁中香氣物質(zhì)的差異性，本試驗(yàn)對(duì)4大類柑橘汁中目標(biāo)香氣化合物的含量采用PCA法進(jìn)行分析，得到主成分的特征值與貢獻(xiàn)率見表3。第F1主成分貢獻(xiàn)率為88.54%，第F2主成分的貢獻(xiàn)率為8.64%，2個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率為97.17%，表明F1、F2兩個(gè)主成分可解釋原香氣特征變量97.17%的方差信息。載荷值將各變量與主成分之間的相關(guān)系數(shù)得以體現(xiàn)，符號(hào)+/-表示其與主成分的正負(fù)相關(guān)性。結(jié)合表4、表5可知，與F1主成分呈現(xiàn)正相關(guān)的樣品為南豐蜜橘和椪柑，其余均呈負(fù)相關(guān)，與F2主成分呈正相關(guān)的為南豐蜜橘、臍橙、長(zhǎng)葉香橙，其余均為負(fù)相關(guān)。

表4 主成分的特征值及方差貢獻(xiàn)率Table 4 Eigenvalues and variance contribution rates of principal components

表5 主成分載荷矩陣Table 5 Principal component load matrix

由圖4可知，寬皮柑橘、橙類、雜柑和琯溪蜜柚根據(jù)距離遠(yuǎn)近被分布在了不同的象限內(nèi)，F(xiàn)1主成分正半軸的寬皮柑橘為1類，位于F1負(fù)半軸且位于第2主成分F2正半軸(第2象限)的橙類為1類，位于F1負(fù)半軸且位于F2負(fù)半軸(第3象限)的雜柑和琯溪蜜柚各為1類。芳樟醇、橙花醇、仲丁醇、香葉醇、香茅醛、2,4-癸二烯醛(鍵合態(tài))、月桂烯、γ-欖香烯、松油烯、α-蒎烯、β-蒎烯、α-4-欖香烯(鍵合態(tài))、2,5-二叔丁基酚(鍵合態(tài))、丁香酚(鍵合態(tài))、百里酚等香氣物質(zhì)在PCA圖上與寬皮柑橘的距離較近，表明這些香氣成分對(duì)寬皮柑橘的風(fēng)味有著較大貢獻(xiàn)，這與NJOROGE等[25]的研究結(jié)果一致。γ-松油烯、4-甲氧基苯乙烯(鍵合態(tài))、正辛醛、丁酸乙酯、乙酸芳樟酯、丁酸丁酯、壬酸甲酯(鍵合態(tài))、1,1-二甲氧基辛烷(鍵合態(tài))等香氣物質(zhì)與橙類距離較近，表明這些香氣成分對(duì)橙類的風(fēng)味貢獻(xiàn)較大，這與MIYAZAKI等[26]的研究結(jié)果相似。4-萜烯醇、1-辛烯-3-醇、正己醇、葉醇、庚醛、雪松烯、β-羅勒烯、紫蘇烯、γ-杜松烯、大根香葉烯、(Z)-丙酸-3-己烯酯(鍵合態(tài))、辛酸丁酯、甲基庚烯酮、開司米酮、順-芳樟醇氧化物(鍵合態(tài))等香氣物質(zhì)與琯溪蜜柚的距離較近，表明這些香氣成分對(duì)琯溪蜜柚的風(fēng)味起到了關(guān)鍵作用，這與嵇海鋒等[27]的研究結(jié)果相似。同樣，順-香芹醇、L-薄荷醇、順-薄荷醇、苯甲醛、月桂醛、1-十四烯、(+)-喇叭烯、(+)-γ-蓽橙茄油烯、(+)-γ-古蕓烯、2,5-二甲基苯乙烯、金合歡烯、(+)-β-芹子烯、癸酸甲酯(鍵合態(tài))、二氫香芹酮、香葉基丙酮、α-愈創(chuàng)木酚、正十二烷等香氣物質(zhì)與雜柑(愛媛38號(hào)、沃柑)距離較近，表明這些香氣成分與雜柑風(fēng)味的聯(lián)系程度較高。

3 結(jié)論

采用樹脂吸附分離與氣相色譜-質(zhì)譜相結(jié)合的方法對(duì)各類柑橘汁中鍵合態(tài)香氣組分、游離態(tài)香氣組分進(jìn)行了分離鑒定，共檢測(cè)出鍵合態(tài)、游離態(tài)香氣物質(zhì)127種。其中烯烴類香氣物質(zhì)種類最多，醇類、醛類、酯類香氣物質(zhì)種類較多，酮類、酚類香氣物質(zhì)種類則較少。含量方面，烯烴類物質(zhì)含量最多，其次由高到低分別為醇類、醛類、酯類、酮類、酚類。此外，以4大類柑橘汁為研究對(duì)象，對(duì)檢測(cè)到的目標(biāo)香氣物質(zhì)進(jìn)行PCA，4大類柑橘汁均可被明顯區(qū)分開。研究發(fā)現(xiàn)，雜柑中所含游離態(tài)香氣物質(zhì)的含量遠(yuǎn)低于寬皮柑橘和橙類(二者含量相近)，遠(yuǎn)高于琯溪蜜柚。但對(duì)于雜柑而言，其所含有的游離態(tài)香氣物質(zhì)種類卻較為豐富，其中以愛媛38號(hào)最為豐富，且遠(yuǎn)高于其他柑橘品種(其他柑橘品種所含游離態(tài)香氣物質(zhì)種類數(shù)相近)。此外，寬皮柑橘所含鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的種類數(shù)最多，其次為橙類和雜柑(二者種類數(shù)相近)，琯溪蜜柚最少。值得注意的是，研究發(fā)現(xiàn)，柑橘產(chǎn)區(qū)區(qū)域性差異及每年的氣候條件和田間管理水平顯著影響著柑橘的香氣物質(zhì)。

綜上，本研究通過GC-MS結(jié)合PCA法比較了4大類柑橘汁中鍵合態(tài)、游離態(tài)香氣物質(zhì)的組成及含量的差異。僅風(fēng)味特性而言，橙類與寬皮柑橘因其香氣物質(zhì)含量多且風(fēng)味較為濃郁而更適宜于加工成為果汁，而雜柑雖然所含香氣物質(zhì)含量少且風(fēng)味較為寡淡，但因其含有的游離態(tài)香氣物質(zhì)種類較為豐富而更適宜于果汁風(fēng)味的調(diào)配。此外，各類柑橘汁均可以用酶解的方式達(dá)到各自增香的效果，其中以寬皮柑橘所含鍵合態(tài)香氣物質(zhì)種類最多而增香效果最佳?；诖耍狙芯吭谇捌谘芯康幕A(chǔ)上更為全面的分析了不同品種柑橘汁中香氣物質(zhì)的組成及含量差異，這為今后柑橘類果實(shí)的加工提供了更為全面的參考方案。此后，本研究將進(jìn)一步通過GC-MS-O對(duì)4大類柑橘汁中鍵合態(tài)、游離態(tài)香氣物質(zhì)進(jìn)行感官分析，并結(jié)合香氣重組與遺漏試驗(yàn)重點(diǎn)探討鍵合態(tài)香氣物質(zhì)對(duì)于各類柑橘汁風(fēng)味的影響及鍵合態(tài)、游離態(tài)香氣物質(zhì)間的互作效應(yīng)。