不同杏品種果實發(fā)育期間香氣成分的GC-MS分析

摘要：采用帶捕集阱的靜態(tài)頂空和氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)技術研究凱特、金太陽和魁金杏果實發(fā)育過程中香氣成分的組成及變化。結(jié)果表明，在3個杏品種綠熟期、商熟期和完熟期共檢測到香氣成分56種，主要為醇類和酯類。果實的不同發(fā)育階段，香味組分及其含量差異較大。其中綠熟期以醇類為主，商熟期和完熟期均以酯類為主。魁金杏的香氣成分總含量明顯高于金太陽、凱特。3個品種的酯類化合物含量較高，包括乙酸已酯、2-甲基丙酸己酯等，其含量隨著果實的成熟逐漸升高。丁酸乙酯、己酸乙酯、2-甲基丙酸己酯、癸醛是杏果實的特征香氣成分。

關鍵詞：杏；果實發(fā)育；香氣成分；GC—MS

中圖分類號：S662.2

文獻標識碼：A

文章編號：1009-9980f2010)03-337-07

果實的品質(zhì)決定其市場競爭力。以前因為杏產(chǎn)量低、品質(zhì)差而發(fā)展緩慢，近幾年來隨著歐洲生態(tài)群豐產(chǎn)品種金太陽、凱特杏的引進和種植面積的增加，杏果實品質(zhì)得以改善，產(chǎn)量得到提高，并加工成果汁、果醬、杏脯等。杏樹的研究逐步得到重視，展開了杏樹的育種工作，先后培育出新世紀、山農(nóng)凱新1號等杏新品種。魁金杏是山東省果樹研究所采用有性雜交與胚培技術相結(jié)合，以二花槽為母本紅荷包為父本育成的早熟新品種。具有成熟早、果實大、外觀美、香味濃及品質(zhì)優(yōu)等特點，適合華北地區(qū)大棚及露地栽培，屬于華北生態(tài)群杏。果實香氣成分是決定果品的重要因素之一。Tang等首次對歐洲生態(tài)品種群的香味物質(zhì)進行了研究，此后相繼有一些研究報道。陳美霞等對新世紀、紅豐杏果實香味組分采用蒸氣蒸餾萃取法進行了初步研究。但歐洲杏與華北杏果實發(fā)育過程中香氣成分變化與比較的研究尚未見相關報道。我們采用帶捕集阱的靜態(tài)頂空和氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用技術，對凱特、金太陽和魁金杏果實發(fā)育期間香氣組分變化進行比較研究，旨在為杏品質(zhì)性狀的評價及育種提供依據(jù)和參考。

1 材料和方法

1.1 材料

試驗于2009年在山東農(nóng)業(yè)大學園藝科學與工程學院中心實驗室進行。試材為5a生凱特、金太陽和魁金杏。試驗地立地條件一致，土壤為沙壤土，地勢平坦，生長結(jié)果良好。分別于綠熟期、商熟期及完熟期3個時期采集果實，每次從樹冠外圍隨機采果20個，采后用保鮮盒盛裝常溫下運至山東農(nóng)業(yè)大學分析測試中心進行測定分析(表1)。

1.2 儀器

日本島津公司GC-MS QP2010 Plus氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用儀；美國PE公司的Turbo Matrix40HS帶捕集阱的頂空進樣器；色譜柱為Rtx-IMS(30m×0.32min×0.25μm)；25mL頂空進樣瓶，鋁制瓶蓋和硅橡膠墊。

1.3 方法

1.3.1 頂空樣品處理條件 選取5個杏果實，迅速切成薄片并混勻，在樣品瓶底部加入3-壬酮(0.4g·L^-1)10μL，準確稱取5g樣品放人25mL樣品瓶中，用聚四氟乙烯丁基合成橡膠隔片密封。以空瓶作為對照。利用Perkin Elmer Turbo Matrix 40T rap頂空進樣器進樣。條件：樣品加熱溫度50℃，保持30min，取樣針溫度80℃，傳輸線溫度80℃，然后給瓶加壓15Pa，保持5min。捕集阱抽取揮發(fā)性成分1 ILL，待分析。

1.3.2 GC-MS分析條件

色譜條件：色譜柱RestekRtx-5(30m×0.32mm×0.25μm)；進樣口溫度200℃：柱溫：初始溫度40℃，保持2min，以8℃·min^-1升至130℃保持4min，然后以15℃·min^-1升至230℃保持3min。載氣He(99.999％)，流量2.41mL-min^-1，分流比1:5。

質(zhì)譜條件：電離方式EI，電子能量70eV，離子源溫度200℃，接口溫度230℃。掃描質(zhì)量范圍45～450amu。

1.3.3 定性方法 未知化合物質(zhì)譜圖經(jīng)計算機檢索同時與NIST質(zhì)譜庫相匹配，并結(jié)合人工圖譜解析及資料分析確認香氣物質(zhì)的各個化學成分。

香味各組分的含量(μg·g^-1)=[各組分的峰面積／內(nèi)標的峰面積。內(nèi)標濃度(g·L^-1)*1000]／樣品量(g)香氣值(Uo)=某香氣成分的含量／香氣閾值。

2 結(jié)果與分析

2.1.3 個杏品種果實發(fā)育期間香氣成分的變化

金太陽、凱特、魁金杏3個品種不同發(fā)育期間，共檢測出56種香氣成分(表2)，其中醇類11種，酯類16種，烴類8種，酮類2種，烷類13種，其他類6種。

不同果實發(fā)育時期所檢測出的香氣成分有較大差異。金太陽杏果實綠熟期共檢測到16種，其中醇類4種，酯類8種，酯類中的乙酸已酯含量最高為0.565μg·g^-1；商熟期共有19種，其中醇類4種，酯類4種，烷類6種，醇類中的3，7-二甲基-1，6一辛二烯-3-醇含量最高為1.122μg·g^-1；在完熟期有12種，其中醇類4種，酯類5種，酯類中的乙酸已酯含量最高為1.767μg·g^-1。各個時期共檢測到28種。

凱特杏綠熟期果實共檢測出15種。其中醇類5種，酯類6種，2，4，4-三甲基1-己烯含量最高0.354μg·g^-1；商熟期共檢測到17種，醇類3種，酯類6種，其中乙酸已酯含量最高為0.480μg·g^-1；完熟期共檢測到17種，醇類4種，酯類7種，其中乙酸已酯含量最高為1.212μg·g^-1。各個時期共檢測到32種。

魁金杏綠熟期果實共檢測出14種。其中醇類3種，酯類7種，乙酸已酯含量最高1.509μg·g^-1；商熟期共檢測到15種，醇類5種，酯類6種，其中乙酸已酯含量最高為2.727μg·g^-1；完熟期共檢測到12種，醇類4種，酯類4種，其中2-已烯-1-醇乙酸酯含量最高為5.479μg·g^-1。各個時期共檢測到21種。

3個品種各個時期共有的香氣成分為3，7一二甲基-1，6-辛二烯-3-醇、1-[2-甲基-3-(甲硫基)-烯丙基]-環(huán)-2-己烯醇、2，4，4-三甲基1-己烯、乙酸已酯。3個品種9個不同時期果實香氣成分比較顯示，魁金杏完熟期果實含香氣成分總量最高為12.577μg·g^-1。

2.2 3個杏品種果實香氣成分含量分析

對3個杏品種不同時期的香氣成分醇類、酯類、烴類、酮類、烷類、醛類6大類化合物的含量進行了分析，由表3可以看出，3個杏品種果實發(fā)育期間的主要香氣成分類別為醇類、酯類和烴類。其中酯類是3個品種果實發(fā)育期間含量較高的香氣類別，例如凱特杏完熟期時酯類百分含量為52.62％。金太陽杏商熟期時為63.97％，魁金杏更是高達89.93％。

醇類和酯類是3個杏品種的主要香氣成分。

金太陽杏綠熟期醇類物質(zhì)含量最高，占到總香氣成分的59.86％；商熟期和完熟期酯類物質(zhì)含量最高分別占31.69％、63.97％。凱特杏綠熟期醇類最高占36.11％。其次為酯類34.44％；而到了商熟期酯類物質(zhì)最高占41.41％，其次為烴類19.24％；在完熟期酯類物質(zhì)達到最高占52.62％，其次為烴類占17.06％。魁金杏3個時期酯類物質(zhì)明顯含量較高，分別占到總香氣成分的68.64％、78.52％、89.93％；其次為醇類物質(zhì)，分別占25.99％、15.31％、7.57％。

2.3 不同成熟期杏果實的特征香氣成分

根據(jù)現(xiàn)有報道，列出了杏香氣成分的部分香氣閾值，并計算了香氣值。由表4可以看出，杏果實發(fā)育期間特征香氣成分的種類及其香氣值均存在明顯差異，例如金太陽杏綠熟期和完熟期時，特征香氣成分為乙酸己酯，而商熟期時其特征香氣成分為乙酸己酯、2-甲基丙酸己酯、癸醛。完熟期的乙酸己酯是綠熟期的3.13倍。

在凱特杏的綠熟期和商熟期也只檢測到乙酸己酯一種特征香氣成分，而在完熟期檢測到3種，依次為乙酸己酯、丁酸乙酯、己酸乙酯。完熟期的乙酸己酯是綠熟期的6.31倍。

在魁金杏綠熟期、商熟期和完熟期都檢測出1種特征香氣成分乙酸己酯；完熟期的乙酸己酯是綠熟期的2.90倍。

3個杏品種各時期共有特征香氣成分為乙酸己酯。魁金杏在完熟期的香氣值最高，是同期金太陽杏的2.47倍，凱特杏的3.6倍。

3 討論

3.1 不同生態(tài)群杏品種果實發(fā)育期香氣成分的差別

果實香氣成分是果實品質(zhì)重要組成成分之一，并對其品質(zhì)有重要影響。歐洲生態(tài)品種群杏主要香氣成分有C₆醇類、C₆醛類，內(nèi)酯類、萜烯醇類和酮類。Guiehard等對法國南部6個品種類型杏的香氣成分進行比較，共鑒定出82種化合物。陳美霞等對華北生態(tài)群品種新世紀杏果實3個不同成熟期檢測到68種香氣成分，認為C₆醛類和醇類的含量在綠熟期最高，隨著果實成熟逐漸下降；在成熟后檢測出大量酯類化合物。本研究結(jié)果表明，參試的3個杏品種在果實完熟期，酯類物質(zhì)的含量最高，這與在木瓜、櫻桃、獼猴桃果實發(fā)育中的結(jié)果一致。凱特杏與魁金杏醇類物質(zhì)隨果實發(fā)育逐漸降低，而金太陽杏的醇類物質(zhì)在商熟期含量最高。凱特杏與魁金杏的酯類物質(zhì)隨果實發(fā)育逐漸增加，金太陽杏的酯類物質(zhì)先降低后增加。同一樹種不同品種間香氣成分種類和含量的差異是由香氣物質(zhì)代謝過程以及酶活性的差異引起的。這可能是華北生態(tài)群杏香氣物質(zhì)代謝途徑以及酶活性與歐洲生態(tài)群杏品種有所差異有關，其差異的原因有待進一步研究。

3種杏果實中香氣成分種類均在商熟期最多。魁金杏的香氣成分種類較少，僅為21種。但含量較高為12.577μg·g^-1，所以香味濃郁。凱特杏的香氣成分種類較多，為34種，但含量較低僅為4.196μg·g^-1，這可能是凱特杏香味較淡的原因。魁金杏酯類物質(zhì)含量及其在香氣總量中的比例明顯高于金太陽與凱特杏品種。金太陽杏在完熟期的香氣總含量為5.637μg·g^-1，凱特與金太陽酯類物質(zhì)及其香氣總量相差不大。

3.2 杏果實特征香氣成分

香氣值(Uo)為某種化合物的濃度與該化合物香氣閾值的比值。如某化合物香氣值大于1(Uo>1)，則此化合物是該品種的特征香氣成分，香氣值越大其香氣的貢獻越大。乙酸乙酯、(E)-2-己烯醇、(E)-2-己烯醛等為獼猴桃的主要香氣成分。陳美霞等采用同時蒸餾萃取和氣相色譜一質(zhì)譜(GC-MS)技術對新世紀成熟杏果實的香氣成分測定認為己酸己酯、丁酸乙酯、乙酸丁酯、苯乙醛、紫羅烯、(Z)一乙酸-3-已烯酯等是杏的特征香氣成分。但本實驗利用帶捕集阱的靜態(tài)頂空和氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)技術在凱特、金太陽和魁金杏果實中只檢測到部分香氣成分丁酸乙酯、乙酸己酯，這可能與試驗材料及測定方法不同有關。

在各個品種共有的香氣成分中，3，7-二甲基-1，5，7-辛三烯-3-醇具歐洲椴樹的香氣，在玫瑰香型葡萄品種中也發(fā)現(xiàn)有該物質(zhì)。1-[2-甲基3-(甲硫基)-烯丙基]-環(huán)-2-己烯醇、2，4，4-三甲基1-己烯有清新的花香香味，并有檸檬香味和青香氣息。而含量最多的乙酸已酯則具有典型的果香味，這些香味物質(zhì)與感官鑒定一致。研究發(fā)現(xiàn)魁金杏在綠熟期就有青草香味，到商熟時其特有的香味逐漸顯現(xiàn)出來，隨著果實完熟，香味越來越濃郁。酯類化合物隨著果實的成熟逐漸升高，完熟期達最大值；醇類物質(zhì)隨果實成熟逐漸降低。這與前人研究結(jié)果一致。本實驗在3個杏果實發(fā)育時期共檢測到乙酸己酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、2一甲基丙酸己酯、癸醛5種特征香氣成分，其中丁酸乙酯、乙酸己酯已經(jīng)報道過，其他3種成分未見報道。

4 結(jié)論

參試的3個品種不同發(fā)育期香氣成分差異較大，雖然有其共有的香氣成分，但種類并不多。其中乙酸己酯是其共有的香氣成分，也是質(zhì)量分數(shù)最高的香氣成分。在杏果實商熟期已基本形成特征香氣，且香氣成分種類最多，有些成分到完熟期含量最大，但果實硬度降低，失去商業(yè)價值，因此商熟期是杏果實最佳采收時期。華北生態(tài)群的魁金杏香氣成分總含量明顯比歐洲生態(tài)群金太陽、凱特杏含量高。因此，在杏新品種的評價和選育中，應著重強調(diào)商熟期的香味組成及其含量，優(yōu)先選擇那些乙酸己酯等香味特征化合物多的品種或株系。