劉 暢

(1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院牡丹江分院,黑龍江寒地果樹(shù)育種與栽培重點(diǎn)研究室，黑龍江牡丹江157000;2.農(nóng)業(yè)部園藝作物種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧興城125100)

蘋果果實(shí)香氣是成熟過(guò)程中形成獨(dú)特風(fēng)味的重要因子，體現(xiàn)其品種的專一性，香氣的研究對(duì)改善果實(shí)品質(zhì)具有重要意義[1]。 近年來(lái)隨著頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)的不斷發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視香氣的研究[2-3]。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)鑒定出蘋果揮發(fā)性物質(zhì)超過(guò)350種，分別屬于醇類、醛類、羧基酯類、酮類和醚類化合物，特征香氣成分大約有20種，其中一部分濃度很低，卻對(duì)特有的香味貢獻(xiàn)較大，如2-甲基丁酸乙酯，另一些則能加強(qiáng)香氣的強(qiáng)度，如(E)-2-己烯醛，或者改善香氣的質(zhì)量，如乙醇。目前蘋果香氣的研究主要集中內(nèi)地大蘋果和野生型蘋果上，對(duì)于東北小蘋果的研究很少[4-5]。為此，本研究以K9、龍冠、123、龍豐4個(gè)黑龍江牡丹江當(dāng)?shù)刂髟云贩N，利用超高效液相色譜法及質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，對(duì)其香氣成分進(jìn)行分析，為篩選出優(yōu)良的小蘋果品種及開(kāi)發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2017～2018年在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)所國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，供試材料選擇K9、龍冠、123、龍豐4個(gè)當(dāng)?shù)刂髟云贩N，果實(shí)成熟度基本一致，樣品采自黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院牡丹江分院國(guó)家東北寒地綜合試驗(yàn)站蘋果品種圃。采樣時(shí)以株為單位，每個(gè)品種隨機(jī)采集果實(shí)5 kg，用保溫盒帶回實(shí)驗(yàn)室備用。

1.2 測(cè)定方法

樣品測(cè)定采用超高效液相色譜法及質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，香氣測(cè)定參照王傳增等[6]的方法并稍作修改，氣象色譜-質(zhì)譜條件，參照陳美霞等[7]的方法并略做修改。數(shù)據(jù)處理采用Xcalibur 軟件處理數(shù)據(jù)進(jìn)行定性定量分析。用 EXCEL2017軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，SPSS 22.0軟件對(duì)樣本進(jìn)行主成分分析。

2 結(jié)果分析

2.1 4個(gè)小蘋果香氣成分比較

對(duì)4個(gè)蘋果品種進(jìn)行香氣成分分析，共檢測(cè)出84種香氣成分。其中龍豐、龍冠、123、K9分別檢測(cè)出38、66、53、56種香氣物質(zhì)，分別占總香氣成分45%、78%、63%、67%。數(shù)值大于1的為特征香氣，各種香氣物質(zhì)相對(duì)含量如表1所示。以總香氣為100%計(jì)算，各品種香氣物質(zhì)占比見(jiàn)圖1。

表1 4種小蘋果特征香氣成分

圖1 4種小蘋果香氣物質(zhì)比例分析

由表1和圖1可以發(fā)現(xiàn)4個(gè)蘋果香氣類型分為醇類、酸類、醛類、酯類等7類。酯類為第一成分累計(jì)302.47，是主體香氣，使得4個(gè)品種香氣濃郁。其次是烯烴類累計(jì)130.92。雜環(huán)類只在龍豐和123里有，而酸類只在龍冠和K9里有，同時(shí)他們倆香氣組成接近，但K9酸類要高于龍冠，所以口感上更酸一些。

通過(guò)表1可以看出主要特征香氣成分40種。醇類有1-己醇、2-己烯-1-醇、4,4,11,11-四甲基-7環(huán)十一醇。酸類有丙酸、丁酸。醛類有己醛、2-己烯醛。酯類有丁酸丁酯、己酸乙酯、乙酸葉醇酯、(E)-乙酸-2-己烯-1-醇酯、2-甲基丁酸丁酯、丙酸己酯、丁酸己酯、辛酸乙酯、2-甲基丁酸己酯、己酸戊酯、己酸己酯、庚酸辛酯、辛酸己酯、2-甲基丁酸異丙酯、丁酸戊酯、2-甲基丁酸戊酯、異丁酸己酯、4-己烯醇基丁酸酯、丙酸乙酯、己酸丙酯。雜環(huán)類有乙苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對(duì)二甲苯、對(duì)烯丙基甲氧苯。烯烴類有1,3,5,7-環(huán)辛四烯、α-法尼烯、(Z，E)-α-法尼烯、(V1)-蛇麻烯、1,3-二丙基環(huán)戊二烯、3,7,11,15-四甲基1,3,6,10,14-十六碳五烯。烷烴類有反-3,6-二乙基-3,6-二甲基-三環(huán)[3.1.0.0(2,4)]正己烷、2-亞甲基-4,8,8-三甲基-4-乙烯基雙環(huán)[5.2.0]壬烷。醇類含量最高的是1-己醇24.03%，酸類里丁酸最高36.01%，醛類含量最高的是2-己烯醛15.24%，酯類里面含量最高的是丁酸己酯69.86%，丁酸己酯體現(xiàn)出蘋果香。此外雜環(huán)類里面對(duì)烯丙基甲氧苯含量最高29.74%，烯烴類α-法尼烯含量99.05%最高，烷烴類里面反-3,6-二乙基-3,6-二甲基-三環(huán)[3.1.0.0(2,4)]正己烷最高為14.09%。

2.2 4個(gè)小蘋果香氣系列分析

按香氣不同物質(zhì)在感官方面所表現(xiàn)出的青草味、果香、花香、蘋果香等類型進(jìn)行分類分析，具有同種香氣物質(zhì)的相對(duì)含量進(jìn)行累加并作網(wǎng)狀圖，如圖2所示，4個(gè)小蘋果的蘋果氣味均比較明顯。龍冠最為突出，各香味指標(biāo)均程最高，果實(shí)香氣濃厚；K9果香味稍低于龍冠，其次是蘋果和花香； 123以蘋果和花香為主，分別占33.22%和33.36%；龍豐各香氣指標(biāo)最低，果香味為0，香氣特征不明顯。

圖2 4個(gè)小蘋果香氣系列分布

2.3 4個(gè)小蘋果香氣主成分分析

本研究對(duì)4個(gè)小蘋果品種含有的40種特征香氣物質(zhì)通過(guò)SPSS22軟件進(jìn)行主成分分析，所得相關(guān)矩陣的特征值和方差貢獻(xiàn)率見(jiàn)表2。通過(guò)表2可以看出前3個(gè)主成分分別為55.82%，32.36%，7.69%，累計(jì)貢獻(xiàn)率為95.87%。因此可將原有4,4,11,11-四甲基-7環(huán)十一醇、指標(biāo)用3個(gè)主成分替代進(jìn)行香氣評(píng)價(jià)。

由表3可知，對(duì)第一主成分貢獻(xiàn)最大的是1-己醇、丙酸、己醛、丁酸丁酯、2-甲基丁酸丁酯、丙酸己酯、丁酸己酯、2-甲基丁酸己酯、庚酸辛酯、2-甲基丁酸異丙酯、丙酸乙酯、己酸丙酯、(V1)-蛇麻烯、反-3,6-二乙基-3,6-二甲基-三環(huán)[3.1.0.0(2,4)]正己烷。對(duì)第二主成分貢獻(xiàn)最大的是乙酸葉醇酯、異丁酸己酯、4-己烯醇基丁酸酯、乙苯、對(duì)二甲苯、對(duì)烯丙基甲氧苯、1,3,5,7-環(huán)辛四烯、3,7,11,15-四甲基1,3,6,10,14-十六碳五烯、2-亞甲基-4,8,8-三甲基-4-乙烯基雙環(huán)[5.2.0]壬烷，對(duì)第三主成分貢獻(xiàn)最大的是己酸乙酯。從以上分析可以得出這24種物質(zhì)對(duì)小蘋果的影響較大，是主要揮發(fā)性物質(zhì)。

表2 主成分方差貢獻(xiàn)率

表3 主成分荷載矩陣

續(xù)表3

物質(zhì)主成分123己酸己酯.786.615.062庚酸辛酯.956-.255-.146辛酸己酯.831.535-.1532-甲基丁酸異丙酯.956-.255-.146丁酸戊酯-.298.740.6032-甲基丁酸戊酯.956-.255-.146異丁酸己酯-.086.996-.0204-己烯醇基丁酸酯-.086.996-.020丙酸乙酯.956-.255-.146己酸丙酯.956-.255-.146乙苯-.086.996-.020鄰二甲苯-.565-.398-.723間二甲苯-.565-.398-.723對(duì)二甲苯-.086.996-.020對(duì)烯丙基甲氧苯-.086.996-.0201,3,5,7-環(huán)辛四烯-.241.922-.301α-法尼烯.851.474.226(Z,E)-α-法尼烯.854.425.301(V1)-蛇麻烯.956-.255-.1461,3-二丙基環(huán)戊二烯-.305-.343.8893,7,11,15-四甲基1,3,6,10,14-十六碳五烯-.086.996-.020反-3,6-二乙基-3,6-二甲基-三環(huán)[3.1.0.0(2,4)]正己烷.960.270.0752-亞甲基-4,8,8-三甲基-4-乙烯基雙環(huán)[5.2.0]壬烷-.086.996-.020

3 結(jié)論

對(duì)牡丹江地區(qū)4個(gè)主栽小蘋果揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定分析，發(fā)現(xiàn)香氣主要包括醇類、酸類、醛類、酯類、雜環(huán)類、烯烴類和烷烴類7類物質(zhì)。酯類相對(duì)含量為302.47，是果實(shí)主體香氣。對(duì)小蘋果40個(gè)特征香氣組分進(jìn)行主成分分析發(fā)現(xiàn)其中24個(gè)物質(zhì)是主要揮發(fā)性物質(zhì)，對(duì)果實(shí)香氣影響較大。通過(guò)香氣分析發(fā)現(xiàn)小蘋果的蘋果氣味均比較明顯。龍冠最為突出，各香氣指標(biāo)均顯示最高，果實(shí)香氣濃厚。不同品種在香氣上存在明顯差異，本實(shí)驗(yàn)對(duì)香氣不同組分分析為以后小蘋果選育提供理論依據(jù)和參考。