基于GC-MS探究6個沙梨品種果實的香氣成分

郅學超，邙光偉，胡展森，康亮，宮宇，劉超，王磊，巴金磊

（承德市農林科學院，河北承德067000）

水果的香氣主要源于果實中各種微量的揮發性物質，是水果質量的一個重要組成部分，對果品的風味起著重要的作用[1]。對于果品的鮮食和加工，香氣是構成產品品質的主要因素之一[2-7]，對果實品質起著非常重要的作用。目前，水果的香氣成分已鑒別出2 000多種，如蘋果350多種[8]、草莓300多種[9]、芒果270多種[10]、葡萄460多種[11]、香蕉200多種[12]。果實的香氣主要由植物通過初生代謝和次生代謝合成，通過不同的生物合成途徑的香氣物質大體可分為4大類：萜類化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物和含氮含硫化合物[13]。梨主要通過脂肪酸途徑合成其香氣物質。

梨是世界范圍內深受消費者喜愛的水果之一，亦是我國廣泛栽培的重要水果，其種質資源極為豐富，富含高還原糖、VC和多種對人體有益的微量元素[14]。梨子香氣成分已有一些報道，主要以香氣濃郁的秋子梨為主[15-16]，對沙梨的香氣成分研究較少。香氣物質的研究方法主要分為香氣物質的提取和香氣物質的定性定量分析，香氣物質提取方法包括以下幾種：水蒸氣蒸餾法[17]、直接進樣法[18]、吹掃捕集法[18]、有機溶劑直接萃取法[19]、超臨界萃取法[20]、固相微萃取法[21]，對香氣成分的定量、定性分析，可以采用核磁共振（N MR）、紅外光譜（I R）、氣質聯用技術（G C/M S）[1，22-26]。目前，主要采用固相微萃取法與氣質聯用技術對果實香氣進行研究，此方法操作簡便，省時省力。鑒于此，筆者采用頂空固相微萃取法與氣質聯用技術對‘愛甘水’、‘壽新水’、‘筑水’、‘喜水’、‘二十世紀’和‘金二十世紀’6個沙梨品種中香氣物質測試、鑒定、分析比較研究，總結規律，為梨的生產加工、鮮食、開發利用和品種選育提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗在揚州大學測試中心進行，取樣前先將固相微萃取頭在氣相色譜進樣口老化20 m in，老化溫度250℃。選取揚州大學梨園的沙梨品種‘愛甘水’、‘壽新水’、‘筑水’、‘喜水’、‘二十世紀’和‘金二十世紀’為試材。于果實成熟期分別隨機采收生長一致的果實，每個品種選取3個果實進行香氣成分的萃取和測定。

1.2 方法

試驗方法參照馮立國的方法[27]。

1.2.1 香氣成分萃取。取樣前先將固相微萃取頭在氣相色譜進樣口老化20 m in，老化溫度250℃。選取表面完好、無病蟲害的商熟期梨果實，采用四分法，去除果核后，稱量樣品25 g放入榨汁機壓榨。取新榨梨勻漿8 m L于100 m L的樣品瓶內，加入6.0 g N a C I（使香氣成分充分揮發），并用鋁箔紙及進口封口膜密封，將老化好的萃取頭插入樣品瓶頂空部分，于40℃（水浴）條件下吸附40 m in。

1.2.2 香氣成分分析。吸附完成后將固相微萃取頭抽回，插入氣相色譜-質譜聯用儀（T r a ce D S Q，美國T h er m o公司），于250℃解析2 m in，啟動儀器采集數據。色譜條件：FF A P彈性石英毛細管色譜柱，長60 m，內徑0.32 mm，液膜厚1.0μm；載氣為He（99.99%），不分流；程序升溫，進樣口250℃，柱溫起始溫度50℃保持1 m in，以5℃/m in升溫至120℃，再以8℃/m in升溫至200℃，最后以12℃/m in升溫至250℃保持7 m in。質譜條件：G C-M S接口溫度250℃，離子源溫度200℃，電離方式EI，電子能量70 e V，發射電流200μA；掃描質量范圍29~600 a m u。

2 結果與分析

6個梨樣品果實的香氣成分經氣質聯用器分析得到總離子流圖。對所得沙梨品種果實香氣成分G C-M S總離子圖的各組圖譜進行計算機譜庫檢索（相似度80%以上），并結合人工解析，‘愛甘水’、‘壽新水’、‘筑水’、‘喜水’、‘二十世紀’和‘金二十世紀’果實中分別鑒定出18種、11種、12種、18種、17種和14種香氣成分（表1）。

表1 6個砂梨品種果實的香氣成分及其相對含量

2.1 6個沙梨品種果實的香氣成分種類比較分析

從表2中可以看出，6個沙梨品種果實的主要香氣成分種類分別是是醛類、酯類和醇類，但含量高低有明顯差異。6個品種中除‘金二十世紀’外，其余5個品種‘愛甘水’、‘壽新水’、‘筑水’、‘喜水’、‘二十世紀’的醛類相對含量是最高，分別為70.46%、74.5%、87.43%、51.83%和89.56%，而‘金二十世紀’酯類相對含量最高，為78.46%，醛類相對含量只占14.93%。此外，‘愛甘水’中還檢測到一定量的醇類物質，相對含量為15.23%，‘壽新水’、‘筑水’、‘喜水’和‘二十世紀’醇類所占百分比較小，相對含量分別為3.21%、3.27%、2.3%和7.32%，‘金二十世紀’中未檢測出醇類物質。‘壽新水’和‘喜水’中酯類物質的相對含量僅次于醛類物質，相對含量分別為12.05%和24.12%，‘愛甘水’、‘筑水’和‘二十世紀’中的酯類物質相對含量較小，分別為2.07%、0.1%和4.35%。酮類和雜環類在6個沙梨品種果實中相對含量很小，甚至有的品種中并未檢測出。

表2 6個砂梨品種的主要成分種類及所占百分比 %

2.2 6個沙梨品種果實的主要香氣成分和共有香氣成分比較分析

根據表1制作出6個沙梨品種果實的主要香氣成分餅狀圖（圖1~6），從中可以看出，6個沙梨品種果實的主要香氣成分存在一定的差異，共有成分只有己醛一種香氣成分。‘愛甘水’、‘壽新水’、‘筑水’、‘喜水’和‘二十世紀’的主要香氣成分中都有己醛和2-己烯醛，并且己醛都是這5個沙梨品種中相對含量最高的香氣成分。雖然，己醛也是‘金二十世紀’的主要香氣成分，但并不是相對含量最高的，‘金二十世紀’中相對含量最高的香氣成分己酸乙酯，與其他5個沙梨品種不同。

圖1 愛甘水主要香氣成分相對含量

圖2 壽新水主要香氣成分相對含量

圖3 筑水主要香氣成分相對含量

圖4 喜水主要香氣成分相對含量

圖5 二十世紀主要香氣成分相對含量

圖6 金二十世紀主要香氣成分相對含量

2.3 6個沙梨品種果實的特有香氣成分

6個沙梨品種的果實各有不同的特有香氣成分，6個沙梨品種果實的特有香氣成分及相對含量百分比如下：‘愛甘水’含有3-辛酮（0.43%）、山梨醛（1.16%）、反式-2-癸烯-1-醇（0.21%）、2-己烯-4-內酯（0.4%）和反式-6-壬烯-1-醇（0.11%）5種特有香氣；‘壽新水’含有乙酸異戊酯（0.47%）和2-丁基-1-辛醇（0.42%）2種特有香氣；‘筑水’沒有特有香氣；‘喜水’含有2-丁烯酸乙酯（1.38%）、2-甲基-2-丁烯酸乙酯（7.57%）和苯乙酸乙酯（0.65%）3種特有香氣；‘二十世紀’含有庚醛（0.62%）、甲酸己酯（1.32%）、反式-4-壬烯醛（0.57%）、2-反式-6-順式-壬二烯醛（1.18%）、反式-2-癸烯醛（0.17%）、（E，E）-2，4-壬二烯（0.8%）和反式-牛龍牛兒基丙酮（1.02%）7種特有香氣；‘金二十世紀’含有丙酸乙酯（1.34%）、2-甲基丙酸乙酯（0.26%）和2-甲基丁酸乙酯（0.56%）3種特有香氣。6個沙梨品種中，‘二十世紀’的特有香氣種類最多，含有7種特有香氣，‘筑水’沒有特有香氣，其余4個沙梨品種果實分別含有2~5種特有香氣成分。總體來看，6個沙梨品種果實中的特有香氣成分相對含量都很少，不能成為影響感官的主要因素。

3 結論與討論

嗅覺物質（香氣）和味覺物質（糖、酸等）是構成果實風味的主要物質，其組成和含量對果實內在品質起重要影響[27-29]。嗅覺物質中從感官上有清香型和甜香型之分，清香型的果實主要是醛類物質起作用，而甜香型果實主要是酯類物質起作用。田長平等[30]對3個韓國沙梨品種的果實香氣成分研究表明，果實商熟期醛類物質質量分數最高，其次為醇類和酯類物質，其中己醛為3個品種質量分數均為最高的香氣成分。秦改花等[31]對不同成熟階段的‘翠冠’、‘愛甘水’和‘中梨1號’3個早熟沙梨品種果實的香氣成分測定，結果表明：主要成分為己醛和2-己烯醛。馮立國[27]等研究了‘二十世紀’和‘金二十世紀’果實不同發育時期的香氣成分變化，結果表明：‘二十世紀’綠熟期、商熟期和完熟期果實的主要香氣成分均為己醛，‘金二十世紀’綠熟期果實的主要香氣成分同樣是己醛，但商熟期和完熟期果實中己酸乙酯的含量迅速增加，成為主要香氣成分。該次試驗結果表明，6個品種沙梨果實中除‘金二十世紀’外，其余5個品種的醛類物質相對質量分數最高，其中己醛是相對質量分數最高的香氣成分，與田長平[30]和秦改花[31]的研究結果相同，而不同的是‘金二十世紀’果實中相對含量最高的是酯類，這與馮立國的研究結果一致，因此，‘金二十世紀’果實中含量較高的酯類化合物是其感官上香氣濃郁的主要原因。‘金二十世紀’梨是日本育種家西田光夫先生通過‘二十世紀’梨進行輻射誘變成功選育出的芽變品種，與‘二十世紀’相比，其果皮在商熟期之前呈淡黃綠色，但完熟期變為乳黃色。‘二十世紀’的果皮顏色自始至終都是綠色，各成熟時期的主要成分都是己醛，而‘金二十世紀’的果實隨著果實不斷成熟，果皮從黃綠色變為乳黃色，主要香氣成分從感官上屬于清香型的己醛變成甜香型的己酸乙酯[27]。該次試驗中‘金二十世紀’的檢測結果與同屬于黃顏色果皮的南果梨果實一樣，主要香氣成分都是酯類物質[32]，因此，果實中香氣成分的變化和果皮顏色的變化之間是否存在一定的聯系需要進一步研究。

供試的6個沙梨品種果實的香氣成分種類及其相對含量均存在明顯差異，其香氣成分主要為醛類、酯類和醇類，主要香氣成分為己醛、2-己烯醛和己酸乙酯。6個沙梨品種果實的共有香氣成分僅有己醛1種，且各成分的含量存在明顯差異，6個沙梨品種果實的特有香氣成分因品種而異，這些特有成分對品種的香氣程度起很小作用，不能成為影響感官的主要因素。