郭清云 陳哲 吳鳳芝 王祥和 范鴻雁 馮學(xué)杰 胡福初

(海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶果樹(shù)研究所/海南省熱帶果樹(shù)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部?？跓釒Ч麡?shù)科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站 海南?？?71100)

榴蓮蜜［Artocarpus integer（Thunb.）Merr.］屬?？颇静ぬ}屬植物，是重要的熱帶特色果樹(shù)，原產(chǎn)于馬來(lái)半島，在海南、福建、廣西、廣東和云南有少量栽培［1］。榴蓮蜜果形、外皮及植株等特性均與菠蘿蜜相似，但可以根據(jù)嫩枝、葉密被黃褐色剛毛，果形相對(duì)較小而將兩者區(qū)分［2］。成熟的榴蓮蜜果肉柔軟芬芳，口味獨(dú)特，香味濃郁，含有豐富的糖類(lèi)、蛋白質(zhì)、B 族維生素（B1、B2、B6）、維生素C、礦物質(zhì)、脂肪油等對(duì)維持人的正常生理機(jī)能有一定作用［1，3］。

香氣是水果品質(zhì)的主要組成部分，對(duì)其風(fēng)味起重要作用。近年來(lái)，隨著固相微萃?。╯olid phase microextraction，SPME）技術(shù)與氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC/MS）聯(lián)用分析檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，果實(shí)香氣日益受到關(guān)注，并成為果實(shí)品質(zhì)的重要研究領(lǐng)域之一［4］。李洪波等［5］運(yùn)用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法從菠蘿蜜果實(shí)中共鑒定出66 種香氣物質(zhì)，其中醇類(lèi)3 種、醛類(lèi)6 種、烯類(lèi)2 種、萜類(lèi)1 種、烷類(lèi)1種、酯類(lèi)53種。王俊寧等［6］運(yùn)用同樣方法從9個(gè)菠蘿蜜品系中共檢測(cè)出揮發(fā)性成分130種，其中含有71 種酯、16 種醇、19 種 醛、8 種酮、3 種酸、6 種烴類(lèi)和7 種其他物質(zhì)。賀書(shū)珍等［7］在榴蓮蜜中共鑒定出32種香氣成分，包括酯類(lèi)、醇類(lèi)、酮類(lèi)、醛類(lèi)萜烯類(lèi)和酸類(lèi)，且以醇類(lèi)含量最高。Buttara等［8］研究表明，3-甲基丁醛、辛醛、3-甲基丁酸乙酯和3-甲基丁酸甲酯是泰國(guó)榴蓮蜜香氣成分的主要香氣成分。目前大部分研究側(cè)重于榴蓮蜜和菠蘿蜜各自的香氣成分及特征香氣成分的鑒定，關(guān)于兩者的香氣成分差異比較的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。本文以多異1 號(hào)榴蓮蜜和瓊引1 號(hào)菠蘿蜜為材料，采用固相微萃取法和GC/MS技術(shù)鑒定分析果實(shí)香氣中的揮發(fā)性成分，旨在了解這2種水果果實(shí)香氣特點(diǎn)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用其綜合價(jià)值提供新的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試材

供試材料來(lái)源于海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院永發(fā)果樹(shù)科研創(chuàng)新基地（109°5′～110°15′E、19°23'～20°01′N(xiāo)），榴蓮蜜品種為多異1 號(hào)，菠蘿蜜品種為瓊引1號(hào)。

1.1.2 儀器與設(shè)備

Agilent 7890A/5975C氣相-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó)Agilent 公司）；DB-5MS 彈性石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm， 0.25 μm）（美國(guó)Agilent 公司）；固相微萃取裝置及萃取頭（DVB/CAR/PDMS 50/30 μm）（美國(guó)Supelco 公司）和15 mL頂空瓶。

1.2 方法

1.2.1 取樣

每個(gè)品種分別對(duì)3株樹(shù)進(jìn)行取樣，每株樹(shù)隨機(jī)選擇3個(gè)長(zhǎng)勢(shì)一致、健康的成熟果實(shí)，采摘后室溫下放置3～4 d，待每個(gè)果實(shí)香氣充分釋放時(shí)，切開(kāi)果皮剝出果肉后，并立即將不同部位的果肉切碎混勻，取3 份放液氮中速凍后置于-40℃冰箱保存待用。

1.2.2 SPME法萃取

萃取頭老化條件：PDMS/DVB 萃取頭（65 μm）用丙酮浸泡30 min 后，再將萃取頭250℃進(jìn)行老化，老化時(shí)間為30 min。

萃取條件：用榨汁機(jī)將所取的果肉樣品打成勻漿，稱取5 g 放入15 mL 頂空瓶中，于35℃預(yù)熱15 min，萃取30 min后用于GC-MS檢測(cè)。

1.2.3 氣相色譜?質(zhì)譜分析條件

氣相色譜條件：色譜柱采用程序升溫，起始溫度為50℃，以20℃/min 將溫度升至180℃后保持4 min，再以10℃/min 將溫度升至280℃后保持15 min，于250℃時(shí)進(jìn)樣，不分流；載氣He，壓力為130 kg/cm2，分壓分表壓力為0.31 kg/cm2，流速為0.1 mL/min，進(jìn)樣體積為1 μL。

質(zhì)譜條件：采用電子轟擊離子源（EI），離子轟擊70 eV，離子源溫度200℃，檢測(cè)電壓350 V，接口溫度250℃，掃描范圍為29～395 m/z，間隔時(shí)間為0.5 s。每個(gè)樣品3次重復(fù)。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

經(jīng)過(guò)GC-MS分析獲得各樣品的質(zhì)譜相對(duì)豐度圖及總離子流圖（TIC）。各組分經(jīng)NIST 08 標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)檢索及分析，并結(jié)合保留時(shí)間、參考文獻(xiàn)［9］進(jìn)行定性分析。根據(jù)色譜圖按峰面積歸一化法計(jì)算榴蓮蜜和菠蘿蜜果肉各揮發(fā)物組分的相對(duì)含量。采用Origin 2019 軟件對(duì)揮發(fā)性成分進(jìn)行主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 榴蓮蜜和菠蘿蜜果肉揮發(fā)性香氣的主要成分

圖1 榴蓮蜜和菠蘿蜜果肉揮發(fā)性成分總離子流圖

對(duì)提取的多異1 號(hào)榴蓮蜜和瓊引1 號(hào)菠蘿蜜果肉的揮發(fā)性香氣成分，通過(guò)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)檢索和人工解析各峰值相應(yīng)的總離子流圖（圖1）。分析結(jié)果表明，多異1號(hào)和瓊引1號(hào)果肉共檢測(cè)到32種揮發(fā)性香氣物質(zhì)（表1），包括酯類(lèi)22 種、醛類(lèi)5 種、醇類(lèi)3 種、烯烴類(lèi)2 種。2 個(gè)品種果肉揮發(fā)性香氣成分的相對(duì)含量和化合物種類(lèi)存在顯著差異。多異1 號(hào)的香氣成分種類(lèi)最多，主要是烯烴類(lèi)（47.43%）和酯類(lèi)（23.23%）化合物，以及較高含量的醛類(lèi)（15.48%）和醇類(lèi)（12.52%）化合物；瓊引1號(hào)只檢測(cè)到酯類(lèi)（100%）。2個(gè)品種香氣主要化合物種類(lèi)各異，說(shuō)明其香味特點(diǎn)各異。酯類(lèi)化合物具有濃郁成熟的水果香味，醛類(lèi)和醇類(lèi)具有青香型?？傮w上與瓊引1 號(hào)相比，多異1 號(hào)更多了一分濃郁的清香。

2.2 榴蓮蜜和菠蘿蜜果肉揮發(fā)性香氣成分組成分析

從多異1號(hào)榴蓮蜜品種成熟果肉樣品中共鑒定出22 種香氣成分（表2），包括12 種酯類(lèi)化合物，5種醛類(lèi)化合物，3種醇類(lèi)化合物，2種烯烴類(lèi)化合物。檢出的化合物中，以1，6-二甲基-1，3，5-庚三烯含量最高，達(dá)到47.00%，其它相對(duì)含量大于1%的揮發(fā)性物質(zhì)按含量高低排列，依次是甲基苯甲醇（9.87%）、異戊酸異戊酯（6.98%）、正辛醛（6.81%）、β-環(huán)檸檬醛（4.95%）、2-甲基戊酸乙酯（3.64%）、3，7-二甲基-6-辛烯酸乙酯（3.16%），異戊酸乙酯（2.98%）、十三醛（2.35%）、3-甲基-1-己醇（2.01%）、辛酸乙酯（1.75%）、辛酸3-甲基丁酯（1.06%）異戊酸丁酯（1.05%）。由表2 可知，多異1 號(hào)的果實(shí)香氣主要為果香和少量的花香。

表1 榴蓮蜜和菠蘿蜜果肉揮發(fā)性香氣成分類(lèi)別及相對(duì)含量

從瓊引1號(hào)菠蘿蜜品種成熟果肉樣品中共鑒定出12 種香氣成分，且都是酯類(lèi)化合物，未檢測(cè)出醇類(lèi)、醛類(lèi)及烯烴類(lèi)。檢出的化合物中，以戊酸丁酯和戊酸-2-甲基丁酯的相對(duì)百分含量最高，分別為36.11%和30.08%。其它相對(duì)含量大于1%的揮發(fā)性物質(zhì)按含量高低排列，依次是丁酸丁酯（7.54%）、乙酸異戊酯（6.98%）、異戊酸丙酯（5.40%）、異戊酸異丁酯（3.52%）、異戊酸乙酯（2.56%）、己酸己酯（2.42%）、2-甲基丁酸丁酯（2.32%）、丁酸異戊酯（1.70%）。由表2 可知，瓊引1號(hào)的果實(shí)香氣主要為果香。

多異1號(hào)和瓊引1號(hào)果肉中共有2種香氣成分，分別是異戊酸乙酯和3-甲基丁酸己酯。前者在多異1 號(hào)和瓊引1 號(hào)中相對(duì)百分含量分別占2.98%和2.56%，后者在多異1 號(hào)和瓊引1 號(hào)中相對(duì)百分含量分別占0.53%和0.92%。多異1 號(hào)特有香氣成分20種，瓊引1號(hào)特有香氣成分10種，2個(gè)品種果肉香氣成分差異明顯。

2.3 榴蓮蜜和菠蘿蜜果肉揮發(fā)性香氣成分主成分分析

對(duì)多異1 號(hào)和瓊引1 號(hào)果肉樣品進(jìn)行主成分分析（Principal Component Analysis，PCA），共32種香氣成分的主成分分析結(jié)果見(jiàn)表3，以特征值大于1 為提取標(biāo)準(zhǔn)，得到第1 主成分的特征值和方差貢獻(xiàn)率分別為27.749 和86.714%，第2 主成分的特征值和方差貢獻(xiàn)率分別為3.68和11.500%，前2個(gè)

成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率已達(dá)到98.21%＞85%，因此選取前2 個(gè)主成分作為多異1 號(hào)和瓊引1 號(hào)果實(shí)各指標(biāo)數(shù)據(jù)分析的有效成分，它代表了原有32 種揮發(fā)性香氣成分變量的98.21%信息量，具有很好的代表性。

表2 榴蓮蜜和菠蘿蜜果肉的揮發(fā)性香氣物質(zhì)組分及相對(duì)含量

由圖2 可知，多異1 號(hào)和瓊引1 號(hào)果肉的揮發(fā)性香氣成分存在顯著差異。多異1 號(hào)果肉分布在PCA1 的正半軸，其中香氣成分貢獻(xiàn)最大的包括3-甲基-1-己醇、十三醛、辛酸乙酯、3，7-二甲基-6-辛烯酸乙酯、辛酸乙酯、2-甲基戊酸乙酯、β-環(huán)檸檬醛、正辛醛等。瓊引1 號(hào)果肉分布在PCA1的負(fù)半軸，其中香氣成分貢獻(xiàn)最大的包括戊酸-2-甲基丁酯、戊酸丁酯、丁酸丁酯、乙酸異戊酯等。

表3 主成分的特征值及貢獻(xiàn)率

圖2 榴蓮蜜和菠蘿蜜果實(shí)揮發(fā)性成分主成分分析

3 討論

香氣成分是果實(shí)風(fēng)味既復(fù)雜又重要的品質(zhì)指標(biāo)之一，香氣成分的研究對(duì)果實(shí)品質(zhì)、選育、栽培及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有重要意義。我國(guó)引入菠蘿蜜已有1 000多年歷史［10］，近年來(lái)對(duì)其香氣成分的鑒定研究屢見(jiàn)報(bào)道，而對(duì)小眾水果榴蓮蜜香氣成分的研究更少，關(guān)于榴蓮蜜和菠蘿蜜果肉之間的香氣成分差異鮮見(jiàn)報(bào)道。研究者們分別采取了不同提取方法對(duì)菠蘿蜜揮發(fā)性成分進(jìn)行鑒定分析，如溶劑法［11-12］、蒸餾法［13-14］、吸附法［15-16］和固相微萃取法［5，17］等。其中固相微萃取法無(wú)需溶劑與前處理，從樣品中直接采集揮發(fā)性成分，能更好地體現(xiàn)被檢測(cè)揮發(fā)物的真實(shí)組成。本研究以多異1號(hào)榴蓮蜜與瓊引1 號(hào)菠蘿蜜為材料，利用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法技術(shù)鑒定發(fā)現(xiàn)2個(gè)品種果肉香氣成分共有32 種化合物，多異1 號(hào)香氣成分主要由酯類(lèi)、醛類(lèi)、醇類(lèi)和烯烴類(lèi)化合物組成，瓊引1 號(hào)香氣成分只包含酯類(lèi)化合物。瓊引1 號(hào)果肉以酯類(lèi)物質(zhì)為主，是多異1號(hào)酯類(lèi)含量的4倍。

果實(shí)的香氣不僅僅取決于香氣組分的多少及其濃度，更多的取決于各特征香氣組分對(duì)香氣貢獻(xiàn)值的大小［18］。多異1 號(hào)香氣成分中以1，6-二甲基-1，3，5-庚三烯（47.00%）的含量最高，但結(jié)合主成分分析結(jié)果表明，1，6-二甲基-1，3，5-庚三烯對(duì)多異1 號(hào)的香氣貢獻(xiàn)不大。1，6-二甲基-1，3，5-庚三烯是否為榴蓮蜜的特殊香氣成分還有待進(jìn)一步分析。多異1 號(hào)香氣成分除1，6-二甲基-1，3，5-庚三烯外，其次以酯類(lèi)含量較高，其中相對(duì)含量在1%以上的有7 種，主要是乙酯類(lèi)（11.83%），異戊酯類(lèi)（7.92%）和丁酯類(lèi)（2.11%）。瓊引1 號(hào)共有12種酯類(lèi)，其中以丁酯類(lèi)（79.57%）含量最高?？梢?jiàn)榴蓮蜜中乙酯類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)含量較高，丁酯類(lèi)含量低，但丁酯類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)卻是菠蘿蜜主要的酯類(lèi)物質(zhì)。Ceccarelli 等［19］和BRAT 等［20］研究指出，水果中較高的酯類(lèi)化合物賦予其更濃郁的果香。納智等［11］發(fā)現(xiàn)，菠蘿蜜中的香氣成分主要為脂肪酸類(lèi)以及酯類(lèi)、醇類(lèi)、烷烯烴和酮類(lèi)物質(zhì)。王俊寧等［6］鑒定分析9 個(gè)菠蘿蜜品系的主要香氣成分包括酯類(lèi)、醇類(lèi)、醛類(lèi)和酸類(lèi)，其中異戊醇是9個(gè)品系都含有的特征香氣物質(zhì)。本研究在瓊引1 號(hào)菠蘿蜜中未鑒定出酯類(lèi)以外的其他香氣成分，這可能與試驗(yàn)品種不同有關(guān)，賀書(shū)珍等［7］揭示了不同基因型菠蘿蜜種質(zhì)資源香氣成分物質(zhì)組成和含量存在一定差異。另外ONG 等［17］對(duì)馬來(lái)西亞5個(gè)不同菠蘿蜜品種香氣成分鑒定進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，香氣風(fēng)味品質(zhì)與品種資源顯著相關(guān)。

ONG等［17］利用主成分分析5個(gè)菠蘿蜜品種的主要香氣成分為異戊酸乙酯、3-甲基乙酸丁酯、1-丁醇、異戊酸丙酯、異戊酸異丁酯、2-甲基丁醇和異戊酸丁酯。賀書(shū)珍等［21］認(rèn)為，異戊酸乙酯、乙酸異戊酯、異戊酸異戊酯和3-甲基丁酸-2-甲基丁酯是構(gòu)成成熟菠蘿蜜香氣的主要成分。另外，榴蓮蜜主要香氣成分包括異戊醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基丁酸-2-甲基丁酯、異戊酸乙酯、異戊酸異戊酯及硫化物［7，9］。與前人研究結(jié)果不同，這些香氣成分大多數(shù)未在本研究中被檢測(cè)出。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，瓊引1 號(hào)的主要香氣成分為戊酸-2-甲基丁酯、戊酸丁酯、丁酸丁酯、乙酸異戊酯等。而多異1 號(hào)的主要香氣成分為3-甲基-1-己醇、十三醛、辛酸乙酯、3，7-二甲基-6-辛烯酸乙酯、辛酸乙酯、2-甲基戊酸乙酯、β-環(huán)檸檬醛、正辛醛等。這可能與試驗(yàn)品種及產(chǎn)地、果實(shí)成熟度、提取方法或提取部位等因素差異有關(guān)。總體而言，結(jié)合前人研究，菠蘿蜜的香氣主要來(lái)源于酯類(lèi)，榴蓮蜜的香氣主要來(lái)源于酯類(lèi)、醇類(lèi)及硫類(lèi)物質(zhì)。酯類(lèi)呈濃郁的果香，醇類(lèi)具青香。果實(shí)香氣成分的種類(lèi)和比例構(gòu)成了不同香型，形成不同濃郁程度的香氣，因此在對(duì)榴蓮蜜和菠蘿蜜種質(zhì)資源品質(zhì)評(píng)價(jià)中可分別將乙酯類(lèi)和丁酯類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)作為各自優(yōu)異的風(fēng)味品質(zhì)指標(biāo)。本研究鑒定多異1號(hào)榴蓮蜜果肉的香氣成分及特征香氣，同時(shí)比較其與瓊引1號(hào)菠蘿蜜果肉間的香氣成分差異，而造成2 個(gè)品種果肉香氣成分的合成代謝差異機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。