章姬和甜查理草莓果實發育過程中揮發物的變化

摘要：以日光溫室栽培的甜查理和章姬草莓(Fragaria ananassaDuch.)為試材，采用頂空固相微萃取和氣相色譜一譜聯用技術(GC－MS)測定了草莓果實發育過程中揮發物種類和質量分數的動態變化。結果表明，從幼果期到綠果期揮發物產生的少，主要是小分子的烴類、醇和醛，從綠果期到白果期出現了乙酸乙酯和呋喃類，粉紅期質量分數最多的揮發物是甲酸-1-甲基-乙酯，從粉紅期到全紅期揮發物急劇增加，其中酯增加最為明顯，2個品種酯的種類增加了14倍以上。這表明從粉紅期到全紅期是草莓香味物質形成的關鍵時期。

關鍵詞：草莓；揮發物質；氣質聯用技術

中圖分類號：S668.4 文獻標識碼：A 文章編號：1009-9980(2009)04-511－05

怡人的香味是優質鮮草莓的最重要特征，對草莓的風味品質起重要作用。目前為止在草莓上已經鑒定出360多種揮發物，主要有酸類、醛類、酮類、醇類和酯類以及硫化物等，酯類和呋喃類被認為是決定鮮草莓香味的主要成份。

關于草莓在成熟過程中，揮發物的種類和濃度變化研究，國外有相關報道，田間的草莓果實從白變全紅只需要1.5 d的時間，全紅果的揮發物濃度是75％著色果的5倍多。但在日光溫室條件下，關于草莓揮發物的種類和質量分數變化尚未見詳細報道，甜查理是美國品種，章姬是日本品種，它們都是我國草莓生產上已經推廣和正在推廣的品種，我們對其不同成熟期果實的揮發物進行分析，旨在探討2個品種果實發育過程中揮發物的變化特點，為提高草莓香味品質提供依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地點及材料

2007年4～5月以北京市農林科學院林業果樹研究所日光溫室內栽培的章姬(Fragaria ananassa cv.Akihime Duch)和甜查理(F.ananassa cv.Sweet Char-lie Duch)為試材，分別于幼果期(果徑：1.5 crux1.3cm)、綠果期(果面綠色，果徑：3.0 cm×2.0 cm)、白果期(果面白色，果徑：4.0 cm×3.O cm)、粉紅期(果面轉紅，果徑：4.5 cm×3.2 cm)、全紅期(果面全紅，果徑：4.8 crux3.4 cm)各采摘300 g左右的新鮮果實樣品，將草莓樣品洗凈，立即在-40℃冷凍保存。

1.2 GC－MS測定揮發物成分

取樣前先將固相微萃取頭在氣相色譜進樣口老化2 h，老化溫度250℃。選取充分成熟的草莓果實約8 g，打漿，迅速將其裝入樣品瓶內，上部留有約2cm左右的空間，加蓋封口。將老化好的萃取頭插入樣品瓶頂空部分，萃取40 min，萃取溫度為室溫，然后將萃取頭抽出插入氣質聯用儀，于250℃解吸1min，進行GC-MS檢測分析。

氣質聯用儀(GC-MS)測定條件，島津GCMS-GC2010 GC-MS氣質聯用儀。毛細管柱(DB-5MS)：30 mx0.25 mm；膜厚度0.25μm；載氣為He；流速1mL·min^-1；進樣量0.5 μL；程序升溫：60℃保持2min，以8℃·min^-1升溫到220℃，保持20 min。進樣口溫度250℃；EI離子源電子能量70 eV，質量30-550 aum。

對樣品的總離子流圖進行處理，峰面積歸一化法測定了各組分的質量分數，各組分的譜圖在NIST27和NIST147譜庫中自動檢索后選用高相關的檢索結果，初步分離確定出的各化合物成分和相對質量分數。

2 結果與分析

甜查理草莓在全紅期的主要揮發物是酯類(44種)和醇類(8種)(表1、圖1-A)，質量分數多的揮發物有戊酸癸酯(13.73％)，己酸乙酯(13.31％)，戊酸-4-戊烯酯(7.16％)，乙醇(6.93％)，乙酸乙酯(5.78％)等。粉紅期的主要揮發物有醛類(4種)和酯類(3種)，質量分數高的揮發物有甲酸-1-甲基乙酯(15.60％)，肼羰基酰胺(9.23％)，1-辛醇(2.64％)，戊醛(1.49％)；白果期的主要揮發物有胺類(4種)和烴類(4種)，質量分數高的揮發物有戊烷(29.55％)，乙酸乙酯(9.43％)，2-氨基-1-丙醇(8.56％)，1-辛醇(4.87％)；綠果期的有乙酸乙酯(19.53％)，4-羥基-二氫-2(3H)呋喃(4.14％)，丁烷(3.10％)；幼果期的主要揮發物有醇類(7種)和醛類(4種)，質量分數高的揮發物有丙烯(5.76％)，2-[(乙硫基)甲基卜呋喃(4.17％)。

章姬草莓全紅期的揮發物主要有酯類(15種)和烴類(9種)，質量分數高的揮發物有丁酸甲酯(13.24％)，乙酸乙酯(9.2％)，甲酸丙酯(9.01％)等；粉紅期的揮發物有醛類(10種)和醇類(6種)，戊醛(5.92％)；白果期有環己酮(11.38％)，十七烷(4.52％)，綠果期主要有-1-辛醇(10.12％)，幼果期主要是一些質量分數低的醇類和醛類(表4、圖1-B)。

對甜查理和章姬草莓不同成熟期的果實揮發物測定表明，從幼果期，綠果期到白果期，一直到粉紅期，草莓果內揮發物的種類變化平穩，但是從粉紅期到全紅期，果實中的揮發物種類急劇增加，甜查理和章姬全紅期比粉紅期的分別增加5倍和1倍多，其中酯的種類增加最為明顯，甜查理和章姬均提高了14倍多(表1～4、圖1)。這表明從粉紅期到全紅期是草莓酯類形成的關鍵時期。

3 討 論

草莓在成熟過程中，揮發物的種類和質量分數都發生顯著變化，隨著果實成熟揮發物的質量分數迅速增加。從鑒定結果可以看出，甜查理和章姬果實成熟經歷的5個時期，揮發物發生了明顯變化，從幼果期到綠果期，不但揮發物的種類少，揮發物的質量分數也低，主要是一些小分子的醇類、醛類和烴類，甜查理從綠果期開始出現了2～3種小分子酯類揮發物，一直到粉紅期酯類揮發物變化不明顯，從粉紅期到全紅期酯類出現急劇增加。另外，從綠果期到全紅期，甜查理草莓的乙酸乙酯揮發物的質量分數呈下降趨勢(綠果期：19.53％，白果期：9.43％，全紅期：5.78％)，這可能與乙酸乙酯為其他乙基酯類提供了乙基載體有關，在全紅期己酸乙酯(13.31％)和丁酸乙酯(1.67％)明顯增加。這與Forney等認為草莓著色期間甲基酯的質量分數提高了7倍，而乙基酯卻沒有發生變化的報道不一致。

從幼果期到粉紅期，章姬品種只有一種酯，而且質量分數低，到全紅期酯的種類和質量分數明顯增加，質量分數高的有丁酸甲酯(13.24％)、乙酸乙酯(9.2％)和辛酸甲酯(1.63％)，與甜查理品種表現不同，沒有出現乙酸乙酯隨成熟期降低的現象。

甜查理和章姬的果實從粉紅期到全紅期揮發物急劇增加，其中酯增加最為明顯，2個品種酯的種類增加了14倍以上。這表明從粉紅期到全紅期是草莓香味物質形成的關鍵時期。全紅期的草莓揮發物的種類和質量分數達到最高，香味最濃，風味品質達到最佳，同時也是草莓觀光采摘的適宜時期。

關于溫度對甲基和乙基酯類合成的影響也有相關報道。分別在10℃和20 ℃存放的粉紅期的肯特草莓，各種揮發物的質量分數沒有差異，3一甲基丁酸甲酯和乙酸3-甲基丁酯的量，在20℃產生較多，10℃產生較少，而丁酸乙酯正好相反。在1℃條件下貯藏的草莓，丁酸乙酯和乙酸乙酯質量分數增加，而15℃條件下，丁酸甲酯和己酸甲酯質量分數增加。這種由溫度引起的酯類組成的變化，與田間成熟的草莓上觀察的結果一致，隨著田間溫度從12℃升高到30℃，甲基酯類的增加量多于乙基酯類。草莓從粉紅到全紅，放置24 h后，丁酸甲酯和己酸甲酯的質量分數分別增加了6倍和20倍，而丁酸乙酯和乙酸乙酯的量增加不足50％，關于溫度對酯類合成的影響機制尚不太清楚，弄清這些原因將為人們調控草莓風味品質提供新途徑。

二甲基二硫化合物，二甲基三硫化合物是2種含硫揮發物，過去它們常用作熏蒸劑防止草莓灰霉病的發生，后來發現2種硫化物還能刺激酯的合成，使草莓產生更濃的香味。用二甲基三硫化合物熏蒸使乙酸乙酯提高了66倍，乙酸乙酯增加了93倍，乙酸乙酯的量超過了1萬倍。二甲基二硫化合物熏蒸也能增加丁酸乙酯和乙酸乙酯的量。但是不像三硫化物那么明顯，2種硫化物對丁酸甲酯和己酸甲酯類沒有顯著影響㈣。這可能是硫化物熏蒸劑與含鐵蛋白發生反應，破壞了有氧呼吸，促進鮮草莓無氧呼吸產生大量乙醇，從而明顯增加乙基酯類的量。這2種硫化物作為風味促進劑對改善鮮草莓果的香味具有潛在的用途。

4 結 論

結果表明，甜查理和章姬草莓從幼果期到綠果期揮發物產生的少，主要是小分子的烴類、醇和醛(如丙烯、乙醇、己醛等)，從綠果期到白果期出現了乙酸乙酯和呋喃類，粉紅期質量分數最多的揮發物是甲酸1-甲基－乙酯，全紅期揮發物急劇增加，其中酯增加最為明顯，酯的種類增加了14倍以上，戊-酸癸酯、己酸乙酯、戊酸－4-戊烯酯是甜查理的特征香氣，丁酸甲酯和甲酸丙酯是章姬的特征香氣，這表明從粉紅期到全紅期是草莓香味物質形成的關鍵時期。

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