李 杰,王 雨,劉 歡,范麗穎,韓繼成

(河北省農(nóng)林科學(xué)院 昌黎果樹研究所,河北 昌黎 066600)

在各種水果的香氣成分中已經(jīng)累計(jì)鑒定出2000多種化合物,大致分為酯類、醛類、醇類、內(nèi)酯類、萜類、酚類、酮類、醚類和一些含硫化合物等,其主要呈香物質(zhì)因水果的不同而異,通常以酯類、醛類、醇類和萜類及揮發(fā)性酚類為主[1]。

桃子獨(dú)特的香氣成分是其最主要的品質(zhì)指標(biāo)。近年來,研究學(xué)者對(duì)桃子的香氣成分已經(jīng)鑒定出100多種[2-8],但主要是以各種揮發(fā)性香氣物質(zhì)在果實(shí)體系中的絕對(duì)含量或者它們所對(duì)應(yīng)峰面積的百分含量為基礎(chǔ)的。然而物質(zhì)的含量與其風(fēng)味品質(zhì)并沒有直接關(guān)系,有些物質(zhì)需要很高濃度才能引起嗅覺反應(yīng),有些物質(zhì)只需幾個(gè)分子就可以被感知,即不同物質(zhì)的感覺閾值差異很大。揮發(fā)性香氣成分對(duì)果實(shí)總體風(fēng)味的貢獻(xiàn)程度是由其在果品體系中的濃度和感覺閾值共同決定的。本研究通過固相微萃取(solid phase microextraction, SPME)和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(gas chromatograph-mass spectrophotometer, GC-MS)對(duì)春雪、京引黃桃1號(hào)、金奧、滬油018、中油8號(hào)、秋燕和瑰寶七個(gè)桃品種中的揮發(fā)性成分進(jìn)行了萃取和分離鑒定,采用峰面積歸一化法,結(jié)合感覺閾值,利用相對(duì)氣味活度值(relative odor activity value, ROAV)確定了不同品種桃的主體香氣成分,以期為桃果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)評(píng)價(jià)、鑒定及其香氣物質(zhì)的遺傳規(guī)律分析提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試桃品種材料為河北省農(nóng)林科學(xué)院昌黎果樹研究所孔莊基地種植的春雪、京引黃桃1號(hào)、金奧、滬油018、中油8號(hào)、秋燕和瑰寶。該基地土壤肥沃,采用常規(guī)管理,桃樹體生長(zhǎng)良好。所用試劑有4-甲基-2-戊醇(色譜純)、C7～C30(正構(gòu)烷烴，SIGMA ALORICH USA)。

1.2 儀器與設(shè)備

ME303E/02型電子天平、島津GCMS-QP2010聯(lián)用儀、島津AOC-6000自動(dòng)進(jìn)樣器、HP-INNOWAX (60 m×0.25 mm,0.25 μm)色譜柱、50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭、ATC便攜式折光儀(Atago, Tokyo, Japan)、可滴定酸度計(jì)、美國(guó)Thermo Fisher Scientific公司的離心機(jī)(HERAEUS MEGAFUGE 8R)。

1.3 方法

1.3.1 樣品采集 果實(shí)于成熟期采收。選取每個(gè)品種3株,于樹冠外圍中部隨機(jī)摘取30個(gè)果實(shí),帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定。

1.3.2 理化指標(biāo)的測(cè)定 每個(gè)桃品種隨機(jī)選取3個(gè)果實(shí),去皮,用勻漿機(jī)打成勻漿?？扇苄怨绦挝锖坎捎肁TC便攜式折光儀在20 ℃下測(cè)量,結(jié)果以°Brix表示。稱取10 g勻漿樣品,在4 ℃條件下以8000 r/min的轉(zhuǎn)速離心10 min,吸取上清液5 mL,與水以1∶10 的比例稀釋,用0.1 mol/L NaOH進(jìn)行滴定,測(cè)定可滴定酸含量,可滴定酸含量以每100 mL中的蘋果酸鮮重(g)表示。pH值用pH計(jì)測(cè)定。

1.3.3 揮發(fā)性成分的測(cè)定

1.3.3.1 SPME取樣 每個(gè)處理分別取大小均勻的10 個(gè)果實(shí),去皮后稱取約50 g，用液氮冷凍,加入0.5 g D-葡萄糖酸內(nèi)酯(D-gluconic acid lactone)和1 g 交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinylpyrrolidone, PVPP),用勻漿機(jī)打成勻漿；取6 g果肉勻漿，置于20 mL樣品瓶中,并加入1 g無水氯化鈉,在40 ℃條件下平衡20 min,然后萃取30 min,解析5 min。

1.3.3.2 儀器分析 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀為GCMS-QP2010。氣相色譜條件:色譜柱為HP-INNOWAX (60 m×0.25 mm,0.25 μm);載氣為 He氣(純度99.999%);柱流量1 mL/min;進(jìn)樣口溫度 250 ℃。色譜柱升溫程序?yàn)?初始溫度50 ℃，保持3 min；然后以3.5 ℃/min升至 120 ℃,保持3 min；再以13 ℃/min升至250 ℃,保持3 min。采用不分流方式進(jìn)樣。

質(zhì)譜條件:電離方式EI,電子能量70 eV；質(zhì)量掃描范圍30～500 amu；離子源溫度230 ℃；接口溫度250 ℃。

1.3.3.3 定性及定量分析 依據(jù)保留指數(shù)法進(jìn)行定性分析。正構(gòu)烷烴C7～C30在同樣的氣相色譜質(zhì)譜條件下進(jìn)樣,獲得正構(gòu)烷烴內(nèi)各組分的保留時(shí)間；利用自動(dòng)質(zhì)譜圖解卷積和鑒定系統(tǒng)(Automatic Mass Spectral Deconvolution and Identification System, AMDIS)建立保留指數(shù)校正庫(kù),利用保留指數(shù)及NIST11質(zhì)譜庫(kù),比對(duì)在同樣極性色譜柱條件下測(cè)得的香氣成分保留指數(shù)結(jié)果，從而進(jìn)行定性,將定性結(jié)果依據(jù)可信度強(qiáng)弱進(jìn)行分類并詳細(xì)記錄,確定各化學(xué)成分。

采用峰面積歸一法求得各香氣組分在果實(shí)總體香氣物質(zhì)中的相對(duì)百分含量。

采用相對(duì)氣味活度值法確定主體香味物質(zhì),將樣品風(fēng)味貢獻(xiàn)最大組分的ROAV值設(shè)置為100,根據(jù)下面公式計(jì)算其他揮發(fā)性香氣成分的相對(duì)氣味活度值:

上式中:Crstan、Tstan分別為對(duì)果實(shí)總體風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的組分的相對(duì)百分含量和相應(yīng)的感覺閾值;Cri、Ti分別代表各揮發(fā)性組分的相對(duì)百分含量和相應(yīng)的感覺閾值。

ROAV≥1的組分被確定為桃果實(shí)中的特征香氣化合物；0.1≤ROAV<1的組分被認(rèn)為對(duì)樣品果實(shí)的總體風(fēng)味具有重要的修飾作用。

2 結(jié)果與分析

2.1 7個(gè)桃品種果實(shí)理化指標(biāo)參數(shù)

不同桃品種果實(shí)的平均單果重、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、pH值及香氣強(qiáng)度結(jié)果見表1。從表1可以看出：在7個(gè)桃品種中，以秋燕的平均單果重最高，瑰寶次之，以京引黃桃1號(hào)的平均單果重最低；可溶性固形物含量以京引黃桃1號(hào)的8.92 °Brix最低,以滬油018的最高(10.65 °Brix)；可滴定酸含量以秋燕的0.20最低,以京引黃桃1號(hào)的0.62最高；pH值處于3.3～4.9。

表1 7個(gè)桃品種果實(shí)的理化指標(biāo)參數(shù)

2.2 不同桃品種揮發(fā)性香氣成分的GC-MS分析

采用SPME結(jié)合GC-MS提取7個(gè)桃品種中的揮發(fā)性香氣物質(zhì),結(jié)果如表2所示 。從7個(gè)桃品種中共鑒定出30種化合物,包括醛類6種、醇類5種、酯類11種、烴類2種、酮類1種、酸類4種、吡喃1種。己醛、1-己醇、(E)-2-己烯-1-醇、2-乙基-1-己醇為7個(gè)桃品種中所共有的揮發(fā)性香氣成分,但在不同品種的果實(shí)中含量有所差異。

表2 7個(gè)桃品種果實(shí)中揮發(fā)性香氣成分的相對(duì)含量及種類

在不同品種的桃果實(shí)中主要的揮發(fā)性香氣成分的種類和含量也有很大差別,在春雪中,相對(duì)含量較高的香氣成分為(E)-2-己烯醛(39.73%)、1-己醇(13.44%)、己醛(12.52%)、里那醇(10.94%)、(Z)-乙酸葉醇酯(8.85%),而2-丁烯醛(0.39%)是春雪所特有的揮發(fā)性成分。在京引黃桃1號(hào)中，相對(duì)含量較高的香氣成分為(E)-2-己烯醛(42.68%)、己醛(20.01%)、2-乙基-1-己醇(8.25%)、4-己烯-1-醇乙酸酯(7.32%),而γ-己內(nèi)酯(1.27%)、(Z)-2-己烯-1-醇乙酸酯(1.05%)和乙酸丙酯(0.22%)是京引黃桃1號(hào)所特有的揮發(fā)性成分。在金奧中，相對(duì)含量較高的香氣成分為己醛(28.48%)、(E)-2-己烯醛(25.12%)、(Z)-乙酸葉醇酯(10.72%)、2-乙基-1-己醇(7.65%),另外,丁酸(1.12%)、1-羥基-2-丙酮(0.89%)也僅在金奧中檢測(cè)到。在滬油018中，相對(duì)含量較高的香氣成分為乙酸乙酯(24.69%)、(Z)-乙酸葉醇酯(16.99%%)、2-己烯醛(15.01%)、己醛(11.04%),但滬油018不含其他6 個(gè)桃品種中相對(duì)含量均較高的(E)-2-己烯醛,而含有其他6個(gè)品種中均未檢測(cè)到的乙酸異丁酯(2.60%)。在秋燕中，相對(duì)含量較高的香氣成分為己醛(42.64%)、(E)-2-己烯醛(39.23%)、1-己醇(8.95%),但秋燕不含其他6 個(gè)桃品種中都檢測(cè)到的乙醛。在瑰寶中，相對(duì)含量較高的香氣成分為1-己醇(40.12%)、己醛(19.69%)、(E)-2-己烯醛(16.68%)、(Z)-乙酸葉醇酯(8.09%),另外,2-(溴甲基)四氫-2H-吡喃也僅在瑰寶中檢測(cè)到。在中油8號(hào)中，相對(duì)含量較高的香氣成分為1-己醇(28.98%)、(E)-2-己烯醛(27.29%)、己醛(23.11%)、(E)-2-己烯-1-醇(7.87%),而戊酸(0.67%)、4-甲酯-4-丁內(nèi)酯(0.63%)是中油8號(hào)所特有的揮發(fā)性香氣成分。

2.3 桃果實(shí)中揮發(fā)性香氣成分種類分析

由表3可知,7個(gè)桃品種果實(shí)中鑒定出的揮發(fā)性成分的總相對(duì)含量均在95%以上。在不同品種中,揮發(fā)性成分種類所占比例不同,醇類(48.23%)是瑰寶果實(shí)中相對(duì)含量最高的揮發(fā)性成分種類,酯類(48.39%)是滬油018果實(shí)中相對(duì)含量最高的揮發(fā)性成分種類,而在其他5個(gè)品種果實(shí)中,醛類則是相對(duì)含量最高的揮發(fā)性成分種類,均在50%以上。僅在金奧果實(shí)中檢測(cè)到酮類物質(zhì),在瑰寶果實(shí)中檢測(cè)到吡喃類物質(zhì)。在瑰寶和中油8號(hào)果實(shí)中未檢測(cè)到烴類物質(zhì),在春雪和滬油018果實(shí)中未檢測(cè)到酸類物質(zhì)。

表3 不同種類揮發(fā)性香氣成分在桃果實(shí)中的相對(duì)含量 %

2.4 7個(gè)桃品種主體揮發(fā)性香氣成分分析

7 個(gè)桃品種的果實(shí)都含有很多的揮發(fā)性化合物,這些化合物都有各自的呈味特點(diǎn),例如(E)-2-辛烯醛具有青香和脂肪的氣息;苯甲醛具有苦杏仁、櫻桃及堅(jiān)果香氣;己醛具有青香、葉香、果香、木香[9];乙酸己酯具有甜香和果香的氣息;(Z)-乙酸葉醇酯具有強(qiáng)烈的香蕉香氣息;里那醇具有濃青帶甜的木青氣息[10]。香氣化合物相對(duì)含量的高低并不能說明其對(duì)風(fēng)味的貢獻(xiàn)度大小[11],還需結(jié)合各揮發(fā)性成分的香味閾值進(jìn)行ROAV分析。通過查詢,共找到20 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的香味閾值[12-14](表4),因此,本文只對(duì)查到香味閾值的化合物進(jìn)行分析。7個(gè)桃品種果實(shí)揮發(fā)性香氣成分的ROAV值見表4。

表4 7個(gè)桃品種果實(shí)揮發(fā)性香氣成分的閾值及ROAV

春雪果實(shí)的主體揮發(fā)性香氣成分(ROAV≥1)有6種,ROAV從大到小依次為己醛、(E)-2-己烯醛、乙酸己酯、(Z)-乙酸葉醇酯、里那醇、1-己醇,這些化合物共同形成春雪的獨(dú)特香氣。京引黃桃1號(hào)果實(shí)的主體揮發(fā)性香氣成分(ROAV≥1)為己醛、(E)-2-己烯醛、乙酸乙酯、乙酸己酯;另外1-己醇對(duì)京引黃桃1號(hào)風(fēng)味的構(gòu)成有比較重要的貢獻(xiàn)(0.1≤ROAV<1)。金奧果實(shí)的主體揮發(fā)性香氣成分(ROAV≥1)有己醛、(E)-2-己烯醛、(Z)-乙酸葉醇酯等,而1-己醇對(duì)金奧的整體風(fēng)味發(fā)揮著重要的修飾作用(0.1≤ROAV<1)。滬油018果實(shí)的主體揮發(fā)性香氣成分(ROAV≥1)有5種,ROAV從大到小依次為己醛、乙酸己酯、(Z)-乙酸葉醇酯、(E)-2-己烯醛、乙酸異丁酯,這些化合物共同形成滬油018果實(shí)的獨(dú)特香氣,此外1-己醇對(duì)滬油018果實(shí)風(fēng)味的構(gòu)成有比較重要的貢獻(xiàn)(0.1≤ROAV<1)。秋燕果實(shí)的主體揮發(fā)性香氣成分(ROAV≥1)只有己醛和(E)-2-己烯醛兩種;1-己醇、(Z)-乙酸葉醇酯對(duì)秋燕果實(shí)風(fēng)味的構(gòu)成有比較重要的貢獻(xiàn)(0.1≤ROAV<1)。瑰寶果實(shí)的主體揮發(fā)性香氣成分(ROAV≥1)有己醛、(E)-2-己烯醛、(Z)-乙酸葉醇酯等；苯甲醛、里那醇對(duì)瑰寶果實(shí)的整體風(fēng)味發(fā)揮著重要的修飾作用(0.1≤ROAV<1)。中油8號(hào)果實(shí)的主體揮發(fā)性香氣成分(ROAV≥1)有4種,ROAV從大到小依次為己醛、(E)-2-己烯醛、1-己醇、里那醇;苯甲醛對(duì)中油8號(hào)果實(shí)風(fēng)味的構(gòu)成有比較重要的貢獻(xiàn)(0.1≤ROAV<1)。

3 討論

有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)C6醛類和C6醇類是桃果實(shí)的主要呈味物質(zhì)[2,7,15-18]。本試驗(yàn)的測(cè)定結(jié)果與其一致,尤其是己醛和(E)-2-己烯醛在桃果實(shí)中的相對(duì)含量非常高,具有濃郁的青香、果香氣息,且其香氣閾值低,分別為5、17 μg/kg,是對(duì)桃香氣貢獻(xiàn)較大的兩種物質(zhì);1-己醇具有水果芬芳的誘人香氣,其在本研究瑰寶果實(shí)中的相對(duì)含量高達(dá)40.12%,且其香氣閾值低,只有500 μg/kg,對(duì)桃風(fēng)味的構(gòu)成發(fā)揮著重要作用。里那醇具有花香氣息,是紅白葡萄的主要香氣化合物[19],且其在樹莓品種“Black Diamond”中的氣味活性值比“Marion”高[20]。Horvat等[21]將里那醇定為桃果實(shí)的主要呈味物質(zhì)之一,它具有花香型香氣特性。Wang等對(duì)95 個(gè)桃和油桃品種的揮發(fā)性成分進(jìn)行檢測(cè)后發(fā)現(xiàn),里那醇含量在白肉和黃肉桃間無顯著差異[22]。本研究在春雪、金奧、中油8號(hào)、瑰寶四個(gè)桃品種果實(shí)中檢測(cè)到里那醇,其ROAV值分別為10.93、1.34、1.17、0.49,對(duì)其風(fēng)味構(gòu)成具有重要作用。

Eduardo I等研究發(fā)現(xiàn)乙酸己酯和(Z)-3-乙酸葉醇酯是影響Azurite等不同桃品種果實(shí)風(fēng)味的關(guān)鍵氣味成分。本研究在春雪等6個(gè)品種果實(shí)中檢測(cè)到這兩種物質(zhì),但在中油8號(hào)中沒有檢測(cè)出該兩種物質(zhì)。本研究?jī)H在滬油018中檢測(cè)到乙酸異丁酯,其香氣閾值低,僅有65 μg/kg,推測(cè)該化合物可能是滬油018果實(shí)的特征性香氣成分。Zhang X M等[23]、李明等[24]研究發(fā)現(xiàn)γ-己內(nèi)酯是“湖景蜜露”、“北農(nóng)”桃的重要香氣成分,且其在“Early Rich”、“RoyalGlory”、“Sweet Dreamcov”和“Elegant Lady”四 個(gè)桃品種果實(shí)中的含量很高,超過內(nèi)酯總含量的80%,因此γ-己內(nèi)酯是這4 種黃肉桃果實(shí)中最重要的內(nèi)酯[25]。本研究只在京引黃桃1號(hào)中檢測(cè)到γ-己內(nèi)酯,但其含量很低;在其他6個(gè)品種果實(shí)中均未檢測(cè)到該物質(zhì),這可能與桃的品種、成熟度等有關(guān),有待進(jìn)一步研究。

Wang Y J等[4]用SPME的前處理方法,通過GC-MS檢測(cè),在50個(gè)桃品種中鑒定出 84種化合物。本研究則在7個(gè)桃品種果實(shí)中只分離鑒定出30種化合物。賈惠娟等[26]的研究結(jié)果表明成熟度對(duì)桃的香氣有重要影響,這可能是導(dǎo)致本研究結(jié)果與前人研究結(jié)果有差異的重要原因。

4 結(jié)論

采用SPME技術(shù)對(duì)不同桃品種的揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行提取,通過GC-MS對(duì)揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行分析鑒定,從春雪、京引黃桃1號(hào)、金奧、滬油018、中油8號(hào)、秋燕和瑰寶七個(gè)桃品種果實(shí)中共鑒定出30 種揮發(fā)性香氣成分,主要包括醇類、酯類、醛類、烴類等,7個(gè)桃品種共有的揮發(fā)性成分有己醛、1-己醇、(E)-2-己烯-1-醇、2-乙基-1-己醇,但它們?cè)诓煌贩N中的含量差異很大。

7個(gè)桃品種含有各自所特有的揮發(fā)性成分,在春雪中檢測(cè)出特有的揮發(fā)性成分2-丁烯醛(0.39%);在京引黃桃1號(hào)中檢測(cè)出γ-己內(nèi)酯(1.27%)、(Z)-2-己烯-1-醇乙酸酯(1.05%)和乙酸丙酯(0.22%);在金奧中檢測(cè)到丁酸(1.12%)和1-羥基-2-丙酮(0.89%);在滬油018中檢測(cè)出乙酸異丁酯(2.60%)、乙酸甲酯(2.18%)和4-硝基苯基-2-噻吩乙酸乙酯(0.39%);在瑰寶中檢測(cè)到2-(溴甲基)四氫-2H-吡喃(1.07%);在中油8號(hào)中檢測(cè)到戊酸(0.67%)、4-甲酯-4-丁內(nèi)酯(0.63%)。

春雪的主體揮發(fā)性香氣成分(ROAV≥1)為己醛、(E)-2-己烯醛、乙酸己酯、(Z)-乙酸葉醇酯、里那醇、1-己醇;京引黃桃1號(hào)的主體揮發(fā)性香氣成分(ROAV≥1)為己醛、(E)-2-己烯醛、乙酸乙酯、乙酸己酯;金奧的主體揮發(fā)性香氣成分(ROAV≥1)為己醛、(E)-2-己烯醛、乙酸己酯、(Z)-乙酸葉醇酯、乙酸乙酯、里那醇;滬油018的主體揮發(fā)性香氣成分(ROAV≥1)為己醛、乙酸己酯、(Z)-乙酸葉醇酯、(E)-2-己烯醛、乙酸異丁酯;秋燕的主體揮發(fā)性香氣成分(ROAV≥1)為己醛和(E)-2-己烯醛;瑰寶的主體揮發(fā)性香氣成分(ROAV≥1)為己醛、(E)-2-己烯醛、(Z)-乙酸葉醇酯、乙酸己酯、1-己醇;中油8號(hào)的主體揮發(fā)性香氣成分(ROAV≥1)為己醛、(E)-2-己烯醛、1-己醇、里那醇。