富士蘋果濃紅色芽變品種果實(shí)品質(zhì)和香氣成分差異分析

宋來慶　趙玲玲　劉美英　唐巖　孫燕霞　姜中武

摘要：利用果實(shí)常規(guī)品質(zhì)測定與固相微萃取（SPME）氣相色譜一質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用技術(shù)，分析了長富2號富士蘋果及其濃紅色芽變品系美樂的果實(shí)常規(guī)品質(zhì)和香氣成分差異。結(jié)果表明：美樂是以酯類香氣成分為主的酯香型蘋果品種；與長富2號相比，美樂平均單果重高出13.6 g，果實(shí)片狀著色，蘋果摘袋后，上色期平均為4.5天；果實(shí)香氣物質(zhì)種類和含量差異明顯，美樂果實(shí)中檢測出香氣物質(zhì)45種，香氣成分總量為118.044μg/g，香氣物質(zhì)種類較長富2號少6種，但總含量高出7.485μg/g；美樂中含量最高的香氣物質(zhì)α-法尼烯，含量為21.012μg/g，占香氣總量的17.80%，而在長富2號中，α-法尼烯含量僅為11.519μg/g，是含量變化最大的香氣成分；α-法尼烯含量的增加有可能會(huì)影響美樂品種貯藏期對果實(shí)虎皮病的抗性。

關(guān)鍵詞：富士；濃紅色芽變；美樂；香氣物質(zhì)；α-法尼烯

中圖分類號：S661.103.7 文獻(xiàn)標(biāo)識號：A 文章編號：1001—4942（2016）03—0043—04

芽變選種是培育優(yōu)良蘋果新品種的有效途徑，富士是我國主要的蘋果栽培品種，在長期的栽培過程中，產(chǎn)生了大量的變異類型。在已報(bào)道的蘋果芽變品種中，紅色芽變品種占70%以上，這些芽變品種在我國各蘋果產(chǎn)區(qū)均獲得推廣利用。因此，深入探討紅色芽變機(jī)理，對蘋果品種的有效改良具有重要意義。果實(shí)紅色芽變機(jī)理已有較多研究報(bào)道，王傳增等研究了國光及其紅色芽變的香氣組分及脂肪酸代謝相關(guān)酶活性的差異。本課題組于2006年從長富2號果園內(nèi)發(fā)現(xiàn)一個(gè)濃紅色枝條變異，果實(shí)由條紋紅色變?yōu)闈饧t色，顏色鮮艷，2014年12月通過山東省農(nóng)作物新品種審定，定名為美樂。有關(guān)長富2號品種及其濃紅色芽變品系在香氣組分種類及含量上是否存在差異，還未見報(bào)道。本試驗(yàn)分析了長富2號及美樂果實(shí)常規(guī)品質(zhì)和香氣組分的差異，旨在為富士蘋果濃紅色芽變機(jī)理提供參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)園位于煙臺市牟平區(qū)水道鎮(zhèn)梨樹夼村，面積3 333.5 m²，地勢平坦，砂質(zhì)壤土。試驗(yàn)材料于2010年定植，主栽品種為美樂，對照品種為長富2號，授粉品種為太平洋嘎啦，苗木砧木為M9。栽植密度2.5 m×4.0 m，自由紡錘形整枝。果園2013年少量結(jié)果，2014年進(jìn)入初果期，單株負(fù)載量控制在30～40kg。蘋果全套袋栽培，內(nèi)紅外褐雙層紙袋，5月底6月初套袋，10月3日摘袋。

每個(gè)品種選擇長勢較好、負(fù)載量相近的試驗(yàn)樹5株，于2014年10月22日采樣，分別在四個(gè)不同方位隨機(jī)采摘樹體中部外圍果實(shí)12個(gè)，每個(gè)品種60個(gè)果實(shí)，帶回實(shí)驗(yàn)室清洗后，進(jìn)行不同指標(biāo)測定。

1.2測定方法

常規(guī)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)在煙臺市農(nóng)業(yè)科學(xué)院育種實(shí)驗(yàn)室測定，香氣物質(zhì)的測定在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院完成。每個(gè)品種隨機(jī)取30個(gè)果實(shí)用于測量果實(shí)縱徑、橫徑、硬度與單果質(zhì)量，根據(jù)縱徑與橫徑計(jì)算果形指數(shù)，利用GY-1型硬度計(jì)測定果實(shí)硬度。各指標(biāo)取30次測定的平均值。果實(shí)香氣物質(zhì)的提取和測定參照王海波等的方法進(jìn)行，分別利用Perkin Elmer Turbo Matrix 40 Trap頂空進(jìn)樣器和Shimadzu GCMS-QP2010氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行果實(shí)香氣物質(zhì)成分提取與測定，待測樣品總量為7 g，內(nèi)標(biāo)物3-壬酮（0.4mg·mL^-1μL。定性方法：通過檢索NIST05質(zhì)譜庫，結(jié)合保留時(shí)間進(jìn)行定性分析；定量方法：按峰面積歸一化法計(jì)算各成分相對質(zhì)量百分含量，并選擇3-壬酮為內(nèi)標(biāo)進(jìn)行精確定量。

2結(jié)果與分析

2.1果實(shí)常規(guī)品質(zhì)分析

美樂平均單果重較長富2號重13.6 g，萼洼、梗洼和果梗長度等與長富2號相同；果實(shí)著色快，摘袋后3～5天即可著滿色，果面片狀著色，全面著鮮紅色，萼洼、梗洼亦可著色；果皮蠟質(zhì)厚，果面光滑潔凈，無銹，有果粉，果點(diǎn)小、較稀，果點(diǎn)密度平均為5.1個(gè)/cm²；果肉乳黃色，肉質(zhì)細(xì)脆，果實(shí)硬度8.4 kg/cm²，汁液中多，可溶性固形物含量14.5%；果實(shí)風(fēng)味酸甜，香氣濃郁，無采前落果現(xiàn)象。

2.2果實(shí)香氣物質(zhì)差異性分析

果實(shí)風(fēng)味物質(zhì)測定結(jié)果（表2）表明，美樂果實(shí)中共檢出香氣成分45種，總量為118.044μg/g；含量最高的為α-法尼烯，為21.012μg/g，占香氣成分總量的17.80%；其次為乙酸己酯、2-甲基丁酸己酯、2-甲基丁基乙酸酯和己酸丁酯，含量分別為16.627、15.924、13.709μg/g和9.188μg/g。長富2號果實(shí)中共檢出香氣成分51種，總量為110.559μg/g，主要香氣成分是2-甲基丁基乙酸酯、乙酸己酯、α-法尼烯、2-甲基丁酸己酯、乙酸丁酯和己酸丁酯，含量分別為17.070、15.372、11.519、10.800、7.182μg/g和6.737μg/g；α-法尼烯在長富2號中的含量僅占香氣成分總量的10.42%。

其中4-己烯-1-醇乙酸酯、丁酸戊酯、辛酸己酯、A-姜黃烯、異丁香烯、2-甲基丁醇、順-2-己烯-1-醇、2-己烯醛等13種香氣成分僅在美樂果實(shí)中檢出；反-2-己烯-1-丙酸甲酯、（Z）-丙酸-3-己烯酯、2-甲基硅烷二醇二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯等19種物質(zhì)僅在長富2號果實(shí)中檢出。

將檢測結(jié)果按香氣成分類別進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)（表3），美樂果實(shí)檢出的香氣成分中，酯類物質(zhì)32種，總含量為93.579μg/g，分別比長富2號少4種、2.552μg/g；烯類種類數(shù)量均為5種，但總質(zhì)量差10.324μg/g，差別主要來自α-法尼烯含量變化；醇類和其它醛、酮、烷類物質(zhì)在香氣物質(zhì)數(shù)量和含量方面均差異較小。

3討論與結(jié)論

根據(jù)香味物質(zhì)的構(gòu)成，蘋果可以分為兩類：一類為酯香型，包括元帥系品種、富士、金冠等，其主要香氣成分以酯類為主；另一類為醇香型，如紅玉蘋果品種，其特征成分以醇類物質(zhì)為主。本研究的測定結(jié)果表明，美樂和其芽變母本長富2號的酯類香氣物質(zhì)成分分別占總香氣成分含量的79.27%和86.95%，雖然酯類種類和含量有一定差異，但顏色的變異沒有影響果實(shí)香氣類型，美樂仍屬于酯香型蘋果品種。

蘋果發(fā)生芽變后，芽變品系與母本品種相比，其植株形態(tài)、果實(shí)顏色、染色體數(shù)目等均會(huì)發(fā)生一定的差異，不僅突變基因所控制的性狀發(fā)生變異，其他相關(guān)性狀也發(fā)生相應(yīng)的變異，表現(xiàn)出芽變的多效性，即“一因多效”現(xiàn)象。王傳增等研究表明，紅色蘋果芽變品系與其對照相比，香氣成分種類無規(guī)律性變化，但共有組分的含量、特征香氣成分的香氣值總和、酯類含量及香氣總含量等均明顯高于各自的對照品種。本試驗(yàn)測定結(jié)果表明，長富2號的濃紅色芽變品種果實(shí)的顏色發(fā)生變異后，其主要特征香氣物質(zhì)和含量也發(fā)生了明顯的變化，美樂果實(shí)中香氣物質(zhì)含量最高的是α-法尼烯、乙酸己酯、2-甲基丁酸己酯、2-甲基丁基乙酸酯和己酸丁酯，而長富2號果實(shí)中香氣物質(zhì)含量最高的則是2-甲基丁基乙酸酯、乙酸己酯、α-法尼烯、2-甲基丁酸己酯、乙酸丁酯。

田長平等研究認(rèn)為香氣物質(zhì)種類及含量可作為果實(shí)耐貯性評價(jià)的指標(biāo)之一。本試驗(yàn)測定結(jié)果表明，美樂與長富2號相比，α-法尼烯含量增加9.493μg/g。α-法尼烯是一種揮發(fā)性的倍半萜類物質(zhì)，是蘋果、梨等果實(shí)香氣的重要組成成分之一，具有許多重要的生物學(xué)功能，其含量與植物的冷害程度呈正相關(guān)，也是誘導(dǎo)虎皮病發(fā)生的重要因素。α-法尼烯在果肉細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生，然后向蘋果表皮遷移，在表皮角質(zhì)層中積累，氧化為共軛三烯和其它氧化產(chǎn)物，共軛三烯聚合成不透氧的聚合物，導(dǎo)致有害物質(zhì)積累，引發(fā)虎皮病。在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，有的蘋果紅色芽變品種（系）的貯藏性有所下降，并有“好看好吃不耐放”的說法。長富2號濃紅色芽變品種果實(shí)內(nèi)α-法尼烯的含量顯著增加，是否影響到其貯藏性能，還有待進(jìn)一步對比研究。