章勇 張翠仙 解德宏 陳于福 宋云連 王躍全 張惠云 柏天琦 尼章光
(云南省農(nóng)業(yè)科學院熱帶亞熱帶經(jīng)濟作物研究所 云南保山678000)
杧果(Mangifera indicaL.)屬于漆樹科杧果屬植物[1]。杧果是熱帶水果之一,因為其獨特的香氣被廣大消費者喜愛。杧果品種多樣,世界上有上百種栽培品種,且不同品種杧果之間風味不同,部分原因是其香氣成分有差異。香氣是杧果果實風味、品種特性的重要組成部分[2]。目前云南杧果產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,從2011 年至今,由2.13萬hm2發(fā)展到8.53 萬hm2[3],栽培品種也眾多,主要栽培品種為圣德隆、椰香、帕拉英達、圣心、凱特、金煌等[4]。
研究云南杧果主要栽培品種香氣成分,不僅為云南省杧果特征香氣成分的研究提供參考,也對杧果綜合品質(zhì)評價、杧果加工品種篩選以及杧果蟲害的防治具有指導性意義[1,5]。研究表明,成熟杧果果實的香氣成分由多種揮發(fā)性物質(zhì)組成,主要包括醛類、醇類、酯類、酮類和萜烯類等物質(zhì)[6]。劉傳和等[1]研究表明,杧果香氣中主要含有酯類、單萜、倍半萜等物質(zhì)。張勁等[7]研究發(fā)現(xiàn),桂七中含有順式和反式羅勒烯,凱特中含有月桂烯、檸檬烯,馬切蘇中含有酯類和烯類。謝若男等[8]研究結(jié)果表明,α-異松油烯、3-蒈烯為海南省芒果主產(chǎn)區(qū)主栽品種貴妃、臺農(nóng)的主要特征香氣成分,且臺農(nóng)的主要特征香氣成分相對含量明顯高于貴妃。
本研究采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(HS-SPME-GC-MS)測定云南杧果栽培品種香氣成分,并進行對比分析,旨在為了解不同杧果品種香氣成分差異,為云南省杧果品質(zhì)評價、杧果病蟲害的防治與抗性品種的篩選提供參考。
1.1.1 試驗品種
帕拉英達、三年杧、臺農(nóng)、圣心、馬切蘇、金煌6個杧果品種采自云南省農(nóng)業(yè)科學院熱帶亞熱帶經(jīng)濟作物研究所種質(zhì)資源圃,采摘時果實成熟度達到九成及以上后將果肉可食部分打漿,于-18℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.1.2 主要儀器設備
7890A-5975C 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國Agilent 公司);HP-5MS 色譜柱(30 m×250 μm×0.25 μm,美 國Agilent 公 司);50/30 μm DVB/CAR/PDMS 萃取針、水浴鍋(上海杰理科技有限公司)。
1.2.1 萃取針老化
將萃取針置于GC-MS手動進樣口進行老化,使萃取針進空針時譜圖顯示無雜峰,老化溫度為250℃,時間為60 min。
1.2.2 香氣萃取方法
取5.0 g 杧果樣品置于頂空瓶中,密封后放入40℃水浴鍋中,插入萃取針萃取30 min,然后將萃取頭取出,插入氣-質(zhì)聯(lián)用儀進樣口。
1.2.2.1 GC條件
起始溫度為60℃,以4℃/min 的速率升溫至120℃,運行16 min,再以5℃/min 的速率升溫至200℃,保留3 min;進樣口溫度為250℃;載氣為99.999%He,流速為1.2 mL/min,不分流。
1.2.2.2 MS條件
電子轟擊離子源,電子轟擊能量為70 eV,離子源溫度為230℃,傳送接口溫度為250℃,掃描范圍35~350 m/z,MS四級桿溫度150℃。
1.2.3 數(shù)據(jù)處理
用NIST08.L 標準譜庫對質(zhì)譜數(shù)據(jù)進行自動檢索對照,根據(jù)各個物質(zhì)的分子式、CAS 號確定化學成分,利用峰面積歸一化法計算各組分相對含量。采用Excel 2007軟件進行數(shù)據(jù)分析。
實驗結(jié)果表明,金煌揮發(fā)物種含有11種物質(zhì),其中烯類物質(zhì)6種,分別是3-蒈烯、(1S)-(+)-3-蒈烯、α-萜品烯、D-檸檬烯、檸檬烯、萜品油烯;硅氧烷兩種,分別為十甲基環(huán)五硅氧烷、十二甲基環(huán)六硅氧烷;3-醇類:己烯-1-醇、葉醇;苯類一種,是1,2,3,4-四甲基苯。
馬切蘇揮發(fā)物種含有16 種物質(zhì),其中烯類物質(zhì)9 種,分別是蒎烯、2-蒎烯、β-蒎烯、左旋-beta-蒎烯、D-檸檬烯、檸檬烯、羅勒烯、1-石竹烯、α-石竹烯;硅氧烷物質(zhì)4種,分別是六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷、十二甲基環(huán)六硅氧烷;醛類物質(zhì)有2種,分別是反式-2-己烯醛、2-己烯醛;呋喃1 種,是2-乙基呋喃。
帕拉英達揮發(fā)物種含有7種物質(zhì),分別為丙位辛內(nèi)酯、月桂烯、(Z)-3,7-二甲基-1,3,6-十八烷三烯、羅勒烯、3,7-二甲基-1,3,7-辛三烯、十二甲基環(huán)六硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷。
三年杧揮發(fā)物種含有20 種物質(zhì),分別是2-蒎烯、月桂烯、3-亞甲基-6-(1-甲基乙基)環(huán)己烯、α-水芹烯、3-蒈烯、(1S)-(+)-3-蒈烯、α-萜品烯、2-蒈烯、(Z)-3,7-二甲基-1,3,6-十八烷三烯、α-萜品烯、異松油烯、八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷、十二甲基環(huán)六硅氧烷、鄰異丙基甲苯、4-異丙基甲苯、間異丙基甲苯、2,4-二甲基苯乙烯、丙位辛內(nèi)酯、乙酸橙花酯。
表1 不同品種芒果果實香氣物質(zhì)組分分析
圣心揮發(fā)物種含有11 種物質(zhì),分別是左旋-alpha-蒎烯、蒎烯、月桂烯、3-蒈烯、(1S) -(+)-3-蒈烯、α-萜品烯、D-檸檬烯、檸檬烯、萜品油烯、β-蒎烯、環(huán)己硅氧烷。
臺農(nóng)揮發(fā)物種含有16 種物質(zhì),分別是六甲基環(huán)三硅氧烷、β-蒎烯、十二甲基環(huán)六硅氧烷、2-蒎烯、蒎烯、月桂烯、萜品油烯、2-甲基-5-(1-甲基乙基) -1,3-環(huán)己二烯、3-蒈烯、(1S) -(+)-3-蒈烯、α-萜品烯、羅勒烯、(Z)-3,7-二甲基-1,3,6-十八烷三烯、3,7-二甲基-1,3,7-辛三烯、鄰異丙基甲苯、間異丙基甲苯。
杧果揮發(fā)物是評價杧果品質(zhì)的重要指標之一。目前研究表明,杧果的香氣成分主要有萜烯類、醛類、醇類、酯類4 類,其中萜烯類是主要成分[9]。本試驗通過檢測可知,怒江流域6個杧果栽培品種揮發(fā)物主要成分為單萜、倍半萜類、酯類、硅氧烷類等物質(zhì);萜烯類物質(zhì)是杧果香氣成分中較多的物質(zhì),主要為3-蒈烯、萜品油烯、蒎烯、檸檬烯與其同分異構(gòu)體等物質(zhì)。
萜烯類物質(zhì)對生長具有重要的意義,在逆境下生長的植物,其次生代謝物會改變,這是植物防御機制應對環(huán)境改變的方式之一。例如萜烯類物質(zhì)的增加,特別是高揮發(fā)性的單萜類,是植物高效防御物質(zhì)[10]。研究表明,菊科類植物在受到外界侵害時會釋放檸檬烯、蒎烯、樟腦、長葉薄荷酮、桉樹腦、香茅醇等物質(zhì),以抵御外界侵害;同時,萜烯類物質(zhì)的釋放會抑制其他植物生長。植保素是植物自身抵抗外界病原菌侵染的一類物質(zhì),不僅對病菌具有毒性,對植食性昆蟲也具有毒殺作用[11]。所以萜烯類物質(zhì)在植物的生長發(fā)育中具有舉足輕重的地位。本文檢測金煌、圣心、帕拉英達、馬切蘇、三年杧、臺農(nóng)6個杧果栽培品種揮發(fā)物成分,其中全部含有萜烯類。
醇類物質(zhì)可以合成香料。葉醇具有強烈的新鮮葉草香氣,屬清香型名貴香料,可用作香精配方,使用于化妝品行業(yè)及食品香料中;也可用于制備系列的葉醇酯,主要用作各種花香型香精的前味劑,如用于調(diào)合丁香、香葉天竺葵油、橡苔、薰衣草、薄荷等花精油,以提供新鮮的頂香[12]。本文檢測的6 個杧果栽培品種中,金煌含有葉醇,帕拉英達含有(E)-3-己烯-1-醇、3-己烯-1-醇。研究表明,酯類物質(zhì)是杧果中含量較多的物質(zhì),也是杧果香氣的重要組成部分,本實驗檢測出帕拉英達和三年杧中含有酯類物質(zhì)。
昆蟲定位寄主主要依靠嗅覺,植物揮發(fā)物具有特異性,是植食性昆蟲定位寄主的重要因素[13]。例如桔小實蠅成蟲主要通過嗅覺尋找寄主植物,其中,果實揮發(fā)性物質(zhì)對桔小實蠅搜索寄主的行為起重要作用。研究表明,芳樟醇、苯甲基異硫氰酸酯、苯乙腈、酯類、單萜類等對柑桔小實蠅兩性成蟲均有引誘作用[14]。所以,研究杧果揮發(fā)物對杧果病蟲害的的防治和抗性品種的篩選都具有重要意義。