柑橘汁中游離態和鍵合態揮發性成分分析

張晨，周佳，馬亞琴，鄧涂靜，王珺

(西南大學 柑桔研究所，國家柑桔工程技術研究中心，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]。據資料顯示，我國柑橘年產量自1978年以來始終保持穩定增長的態勢，且于2020年年產量首次突破5 000萬t，達到5 121.90萬t，占世界柑橘總產量的50%以上[2-3]。目前，我國柑橘產量居世界第一，但其加工量占比僅為5%，這對于成熟季節相對集中的柑橘而言將會面臨滯銷的現象，從而造成了巨大柑橘資源的浪費。對此，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品，其中，柑橘汁憑借其風味獨特、營養價值高等優點而逐漸成為了柑橘類水果的主要加工方向[4]。

香氣物質作為消費者衡量柑橘汁品質的關鍵指標，是果實成熟過程中形成的次級代謝產物，其中大部分來自于氨基酸和脂肪酸的衍生物。柑橘汁中的香氣物質分為兩類，分別為游離態香氣物質與鍵合態香氣物質。其中，游離態香氣物質可被人們直接感知，但鍵合態香氣物質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釋放出游離態芳香化合物進而被人感知達到增香的目的。近年來，研究人員對柑橘汁中游離態香氣物質研究逐漸增多。XIAO等[5]從5種寬皮柑橘汁中鑒定出47種揮發性化合物并篩選出36種芳香活性物質。成傳香等[6]從13種柑橘汁中共測得67種香氣物質，其中以烯烴類物質種類最多，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得77種香氣物質，篩選出41種香氣活性物質，并進一步對寬皮柑橘汁、甜橙汁中香氣成分在風味形成過程中的差異性進行了研究。鍵合態香氣物質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于平衡、改善果汁的風味至關重要[8]。目前，已有研究對不同品種葡萄、獼猴桃、刺梨汁中鍵合態香氣物質的組成及分布差異做了較為詳細的研究，并證實了鍵合態香氣物質的水解對于水果及其加工產品的增香至關重要。但對于柑橘汁中鍵合態香氣物質的研究則鮮有報道。對此，本試驗以寬皮柑橘(椪柑、南豐蜜桔)、雜柑(沃柑、愛媛38號)、橙類(長葉香橙、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-質譜聯用技術(headspace solid phase microextraction-GC-MS，HS-SPME-GC-MS)相結合的方法對各類柑橘汁中鍵合態香氣組分、游離態香氣組分進行分離鑒定，并比較了各類柑橘汁中鍵合態、游離態揮發性化合物的組成及含量差異，為進一步提升柑橘類水果加工產品的品質提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 實驗材料

本實驗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 實驗試劑

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

1.1.3 儀器與設備

7890B/5977A氣相色譜-質譜儀(配DB-5MS石英毛細管柱)，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Supelco公司；SQP分析天平，賽多利斯有限公司；FMC壓榨機全果錐式榨汁機，西南大學柑桔研究所中試車間。

1.2 實驗方法

1.2.1 柑橘汁樣品制備

采用家用全果錐式榨汁機對柑橘汁樣品進行榨汁，隨后將果汁經100目無菌紗布過濾后存于-80 ℃超低溫冰箱備用。

1.2.2 固酸比

依照GB/T 8210—2011 《柑桔鮮果檢驗方法》測定固酸比，按公式(1)計算：

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、甲醇分別對其進行回流處理約10 h，然后將處理后的樹脂置于甲醇中保存備用。使用時采用甲醇為溶劑進行濕法裝柱，此后用大約600 mL去離子水(4 mL/min)沖柱至無醇味后備用。

1.2.4 不同品種柑橘汁中游離態香氣物質的萃取

參考成傳香等[6]的方法，并稍作修改。準確量取5.0 mL果汁、1.0 g干燥NaCl、3 μL環己酮(甲醇稀釋40倍至質量濃度為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，每個樣品重復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香氣物質的萃取

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。然后用V(乙醚)∶V(戊烷)=1∶1溶液洗柱除去游離態香氣物質，再用乙醇將吸附于樹脂柱上的鍵合態香氣物質洗脫出來并收集乙醇部分，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香氣物質，剩余水相即鍵合態香氣組分。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；進樣口溫度240 ℃；不分流進樣；載氣為He(純度>99.999%)；載氣流速1 mL/min。

質譜條件：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(Flavour 2.0、NIST 2008)的檢索結果進行匹配，以正構烷烴(C5～C25)保留時間為標準計算揮發性化合物的保留指數(retention index，RI)與相關文獻相結合定性[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己酮為內標物進行半定量分析。香氣組分含量計算如公式(2)所示[7]：

(2)

式中：ω待,待測物質濃度，μg/g；S待,待測物峰面積，mAU·min；ω,環己酮濃度,μg/g；V1,環己酮體積,μL；S1,環己酮峰面積,mAU·min；V待,樣品體積,μL。

1.3 數據處理

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

2 結果與分析

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

2.1 游離態揮發性組分分析

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

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

如圖1所示，在所有柑橘汁中，含游離態香氣物質種類數由高到低的品種依次為愛媛38號、南豐蜜橘、臍橙、琯溪蜜柚、長葉香橙、椪柑、沃柑。其中，愛媛38號的游離態香氣物質種類顯著高于其他果汁樣品，而其他果汁樣品中游離態香氣物質的種類差異則不顯著。但對于愛媛38號而言，其游離態香氣物質的含量則較低，位于所有柑橘汁中的第6位。沃柑與愛媛38號均屬于雜柑，二者的游離態香氣物質含量相近均遠低于寬皮柑橘與橙類，且遠高于琯溪蜜柚。但本試驗中寬皮柑橘與橙類所含游離態香氣物質的含量相近，這與成傳香等[6]、周琦等[13]研究結果不符，原因可能與本批實驗中所選寬皮柑橘品質較好，而橙類由于其采樣地點當年的生長環境較差，果園樹枝管理及肥水管理方式不善而導致其品質較差。

圖1 不同品種柑橘汁中各類游離態香氣物質的數量Fig.1 Quantity of free aroma compounds in different citrus juices

固酸比作為國際通用的衡量果實鮮食品質及風味的重要指標[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、長葉香橙)。此外，本試驗中采用了可以使柑橘汁中香氣物質種類更為豐富的全果機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、皮質胞壁相對較薄易破裂，故融入到果汁中的香氣物質種類及含量可能會更多[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為烯烴類物質[16]。本試驗中共鑒定出49種游離態烯烴類物質，其中愛媛38號中含有27種，沃柑、琯溪蜜柚中均含有19種，長葉香橙中含有16種，南豐蜜橘、椪柑中均含有15種。臍橙、南豐蜜橘中游離態烯烴類物質含量最高，分別為4 436.63和4 412.35 μg/g，其次為椪柑和長葉香橙，琯溪蜜柚中含量最低，僅為61.24 μg/g。愛媛38號、沃柑2種雜柑中游離態烯烴類香氣物質含量均低于橙類與寬皮柑橘，而寬皮柑橘與橙類中游離態烯烴類物質則含量相近，占樣品中總游離態烯烴類物質含量的比例均超過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到的游離態烯烴類物質，且檸檬烯為眾多游離態烯烴物質中含量最高的單萜類物質，其在所有樣品中占總游離態香氣組分含量的比例均高于55%，這與成傳香等[6]的研究結果相似。月桂烯作為組成柑橘類果實香氣的重要組分，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，本試驗研究發現寬皮柑橘中的γ-松油烯、萜品油烯含量遠高于其他品種，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]的研究結果相似。

醇類為柑橘果汁中另一類香氣物質種類，在所有游離態香氣物質中，共檢測到17種醇類物質。其中，南豐蜜橘9種，愛媛38號8種，琯溪蜜柚、臍橙均為6種，長葉香橙、沃柑分別為5種，椪柑最少，為4種。南豐蜜橘中游離態醇類物質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。而對于愛媛38號、沃柑2種雜柑而言，二者游離態醇類物質的含量則遠低于寬皮柑橘和橙類，其中寬皮柑橘和橙類中游離態醇類物質的含量分別占到所有樣品中總游離態醇類物質含量的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。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含量之首，這與CHENG等[17]的研究結果一致，且本試驗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之一，游離態α-松油醇在除南豐蜜橘外的樣品中均被檢測到，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4-萜烯醇在愛媛38號中含量最高，為12.85 μg/g，其次為長葉香橙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，游離態正己醇、葉醇、1-辛烯-3-醇僅在琯溪蜜柚中被檢測到。而游離態薄荷醇、香葉醇僅在南豐蜜橘中被檢測到，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的主要組成部分，其在橙汁風味中發揮著至關重要的作用。本試驗在所有樣品香氣組分中，共檢測出18種游離態醛類物質，其中愛媛38號含有12種，椪柑含有10種，長葉香橙、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。游離態醛類物質在臍橙、南豐蜜橘、長葉香橙、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。在眾多游離態醛類物質中，癸醛、壬醛為所有柑橘汁樣品中均被檢測到的游離態醛類香氣物質，二者在雜柑中的含量遠低于寬皮柑橘和橙類(二者含量相近)，遠高于琯溪蜜柚，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，游離態庚醛、月桂醛僅分別在琯溪蜜柚、愛媛38號中被檢測到，二者分別具有草本香及柑橘香氣味。

酯類物質作為柑橘汁風味的主要貢獻者，其總濃度即被建議為衡量橙汁香氣強度與質量的關鍵指標[19]。在所有香氣物質中共測得10種游離態酯類物質。其中，長葉香橙含有7種，臍橙、愛媛38號均含有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。臍橙中游離態酯類物質含量最高，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、果香的游離態乙酸香茅酯、乙酸橙花酯僅在琯溪蜜柚中未被檢測到，且二者在愛媛38號、臍橙中含量最多，分別為6.99、11.37 μg/g。游離態丁酸乙酯具有著典型的果香氣味，且在往常報道中被認為是最重要的酯類香氣物質，但其僅在臍橙中被檢測到，含量為0.43 μg/g，這與ZHOU等[7]的研究結果一致。

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中檢測出的6種游離態酮類物質。其中愛媛38號含有4種，其次為琯溪蜜柚3種，長葉香橙、南豐蜜橘、椪柑、臍橙、沃柑均僅含有1種。本試驗發現游離態香芹酮在所有樣品中均被檢測到，其作為柑橘汁品種劣變的衡量指標，對橙汁的感官往往有著負面的影響。研究發現，游離態香芹酮于愛媛38號中含量最多，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，長葉香橙、椪柑、臍橙、沃柑中游離態香芹酮含量相近。

本試驗中共發現2種游離態酚類物質，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到，且南豐蜜橘中百里酚的含量遠高于椪柑[13]。

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

2.2 鍵合態揮發性組分分析

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

圖3 不同品種柑橘汁中各類鍵合態香氣物質的數量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香氣物質含量Table 3 Contents of various bonded aroma compounds in different citrus juices

本試驗中，臍橙中鍵合態香氣物質含量最高，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)、長葉香橙(18.23 μg/g)、琯溪蜜柚(9.85 μg/g)、愛媛38號(9.14 μg/g)。其中，烯烴類物質在所有柑橘汁中均被檢測出來，其含量位于所有鍵合態香氣組分中首位，占總鍵合態香氣物質含量的28.25%。

本試驗在所有柑橘汁樣品中共檢測出6種鍵合態烯烴類物質，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、琯溪蜜柚、長葉香橙均為1種。鍵合態烯烴類物質含量最高的是沃柑，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，其次為長葉香橙和愛媛38號，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到，說明檸檬烯在柑橘汁中同時以游離態、鍵合態2種形式存在，這與孫伶俐等[21]的研究結果一致。鍵合態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，其在南豐蜜橘、沃柑中均被檢測到，說明γ-松油烯在南豐蜜橘、沃柑中同時以游離態、鍵合態形式存在，且二者中鍵合態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、鍵合態形式存在,且以鍵合態形式存在的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的形式存在，而在臍橙、沃柑中卻以鍵合態的形式存在，且以鍵合態形式存在于臍橙、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，其以游離態的形式存在于愛媛38號中，以鍵合態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。

本試驗在所有柑橘汁樣品中共檢測出6種鍵合態醇類物質，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3種，長葉香橙、南豐蜜橘、臍橙、沃柑均為1種，琯溪蜜柚中則未檢出。鍵合態醇類物質含量最高的是臍橙，為10.55 μg/g，椪柑和愛媛38號含量也較高，分別為7.19和7.04 μg/g，其次為沃柑和長葉香橙，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，其中芳樟醇在長葉香橙和南豐蜜橘中同時以游離態、鍵合態形式存在，且以鍵合態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號中同時以游離態、鍵合態形式存在，且以鍵合態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、臍橙中以游離態的形式存在，而在椪柑中則以鍵合態的形式存在，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的形式存在于柑橘汁中，其中臍橙、沃柑、愛媛38號中均檢測出2,3丁二醇，且含量分別為10.54、2.45和1.13 μg/g；愛媛38號和椪柑中均檢測出順-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到，含量為0.90 μg/g。

本試驗在所有柑橘汁樣品中共檢測出7種鍵合態醛類物質，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]的研究結果相似。其中，椪柑中含有7種、長葉香橙4種、南豐蜜橘3種，臍橙和沃柑均為2種，愛媛38號和琯溪蜜柚中則未檢出。鍵合態醛類物質含量最多的為南豐蜜橘，高達15.56 μg/g，長葉香橙、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，其在南豐蜜橘、長葉香橙、臍橙、椪柑和沃柑中均同時以游離態、鍵合態2種形式存在，且以鍵合態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、柑橘香的貢獻者，其在南豐蜜橘、沃柑、椪柑中同時以游離態、鍵合態2種形式存在，且以鍵合態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葉香橙、椪柑中均同時以游離態、鍵合態2種形式存在，且以鍵合態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到，且僅同時以游離態、鍵合態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、琯溪蜜柚中以游離態的形式存在，而在長葉香橙中則以鍵合態的形式存在，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、琯溪蜜柚、臍橙中以游離態的形式存在，而在椪柑中則以鍵合態的形式存在，且含量為0.54 μg/g。此外，2,4-癸二烯醛僅存在且以鍵合態形式存在于椪柑中，含量為0.60 μg/g。

本試驗在所有柑橘汁樣品中共檢測出7種鍵合態酯類物質，且這7種酯類物質僅以鍵合態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、長葉香橙2種、愛媛38號和琯溪蜜柚中均為1種，南豐蜜橘和椪柑中則未檢出。鍵合態酯類物質含量最高的為臍橙，含量高達27.62 μg/g，其次為沃柑和長葉香橙，含量分別為4.65和3.45 μg/g，愛媛38號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號中檢出，含量分別為0.34和0.74 μg/g。

本試驗在所有柑橘汁樣品中共檢測出3種鍵合態酚類物質，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到5種其他鍵合態揮發性化合物，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的差異性，本試驗對4大類柑橘汁中目標香氣化合物的含量采用PCA法進行分析，得到主成分的特征值與貢獻率見表3。第F1主成分貢獻率為88.54%，第F2主成分的貢獻率為8.64%，2個主成分累計貢獻率為97.17%，表明F1、F2兩個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系數得以體現，符號+/-表示其與主成分的正負相關性。結合表4、表5可知，與F1主成分呈現正相關的樣品為南豐蜜橘和椪柑，其余均呈負相關，與F2主成分呈正相關的為南豐蜜橘、臍橙、長葉香橙，其余均為負相關。

表4 主成分的特征值及方差貢獻率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距離遠近被分布在了不同的象限內，F1主成分正半軸的寬皮柑橘為1類，位于F1負半軸且位于第2主成分F2正半軸(第2象限)的橙類為1類，位于F1負半軸且位于F2負半軸(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)、月桂烯、γ-欖香烯、松油烯、α-蒎烯、β-蒎烯、α-4-欖香烯(鍵合態)、2,5-二叔丁基酚(鍵合態)、丁香酚(鍵合態)、百里酚等香氣物質在PCA圖上與寬皮柑橘的距離較近，表明這些香氣成分對寬皮柑橘的風味有著較大貢獻，這與NJOROGE等[25]的研究結果一致。γ-松油烯、4-甲氧基苯乙烯(鍵合態)、正辛醛、丁酸乙酯、乙酸芳樟酯、丁酸丁酯、壬酸甲酯(鍵合態)、1,1-二甲氧基辛烷(鍵合態)等香氣物質與橙類距離較近，表明這些香氣成分對橙類的風味貢獻較大，這與MIYAZAKI等[26]的研究結果相似。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)、辛酸丁酯、甲基庚烯酮、開司米酮、順-芳樟醇氧化物(鍵合態)等香氣物質與琯溪蜜柚的距離較近，表明這些香氣成分對琯溪蜜柚的風味起到了關鍵作用，這與嵇海鋒等[27]的研究結果相似。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)、二氫香芹酮、香葉基丙酮、α-愈創木酚、正十二烷等香氣物質與雜柑(愛媛38號、沃柑)距離較近，表明這些香氣成分與雜柑風味的聯系程度較高。

3 結論

采用樹脂吸附分離與氣相色譜-質譜相結合的方法對各類柑橘汁中鍵合態香氣組分、游離態香氣組分進行了分離鑒定，共檢測出鍵合態、游離態香氣物質127種。其中烯烴類香氣物質種類最多，醇類、醛類、酯類香氣物質種類較多，酮類、酚類香氣物質種類則較少。含量方面，烯烴類物質含量最多，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象，對檢測到的目標香氣物質進行PCA，4大類柑橘汁均可被明顯區分開。研究發現，雜柑中所含游離態香氣物質的含量遠低于寬皮柑橘和橙類(二者含量相近)，遠高于琯溪蜜柚。但對于雜柑而言，其所含有的游離態香氣物質種類卻較為豐富，其中以愛媛38號最為豐富，且遠高于其他柑橘品種(其他柑橘品種所含游離態香氣物質種類數相近)。此外，寬皮柑橘所含鍵合態香氣物質的種類數最多，其次為橙類和雜柑(二者種類數相近)，琯溪蜜柚最少。值得注意的是，研究發現，柑橘產區區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。

綜上，本研究通過GC-MS結合PCA法比較了4大類柑橘汁中鍵合態、游離態香氣物質的組成及含量的差異。僅風味特性而言，橙類與寬皮柑橘因其香氣物質含量多且風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含量少且風味較為寡淡，但因其含有的游離態香氣物質種類較為豐富而更適宜于果汁風味的調配。此外，各類柑橘汁均可以用酶解的方式達到各自增香的效果，其中以寬皮柑橘所含鍵合態香氣物質種類最多而增香效果最佳。基于此，本研究在前期研究的基礎上更為全面的分析了不同品種柑橘汁中香氣物質的組成及含量差異，這為今后柑橘類果實的加工提供了更為全面的參考方案。此后，本研究將進一步通過GC-MS-O對4大類柑橘汁中鍵合態、游離態香氣物質進行感官分析，并結合香氣重組與遺漏試驗重點探討鍵合態香氣物質對于各類柑橘汁風味的影響及鍵合態、游離態香氣物質間的互作效應。