胡梓妍，劉 偉，何 雙，胡小琴，張菊華,,*，單 楊,3,*

（1.湖南大學(xué)研究生院隆平分院，湖南 長(zhǎng)沙 410125；2.湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410125；3.湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410125）

金橘是柑橘屬中體型較小，并且能連皮食用的水果，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)證明它具有軟化血管、治療高血壓、調(diào)節(jié)生理功能紊亂的功效[1-2]，主要分布在江西遂川、浙江寧波、湖南瀏陽(yáng)、廣西融安及陽(yáng)朔、福建尤溪等地[3]。同時(shí)，金橘是許多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的來(lái)源，富含維生素、胡蘿卜素、果膠、鈣、磷、鐵和類黃酮[4-5]。

水果的香氣能反映不同水果的特性，并直接影響新鮮水果和加工過(guò)的水果產(chǎn)品的感官品質(zhì)[6]，是評(píng)價(jià)果品食用價(jià)值和商品價(jià)值的重要指標(biāo)。它由多種揮發(fā)性化合物（volatile organic compounds，VOC）組成的復(fù)雜混合物構(gòu)成，在植物生長(zhǎng)過(guò)程中不斷變化，并且通過(guò)多種生化途徑（如新陳代謝轉(zhuǎn)化為分解代謝），由大量非揮發(fā)性植物前體形成揮發(fā)性化合物[7-8]。柑橘果實(shí)中的VOC達(dá)到一百多種，主要包括萜類化合物、醇、醛和酸[9]，其中萜類化合物是柑橘果實(shí)中最重要的揮發(fā)性成分[10]。VOC的組成與含量不僅影響水果的香氣和感官特性，還有許多其他用途。例如Zhang Haipeng等[9]通過(guò)主成分分析（principal component analysis，PCA）證明不同種類的柑橘可以通過(guò)鑒別VOC完全區(qū)分，有30 種VOC可作為區(qū)分寬皮柑橘、甜橙、柚子和檸檬的潛在生物標(biāo)記物。芳香活性化合物還可以用于區(qū)分水果生產(chǎn)區(qū)域[7]。Simeone等[11]檢測(cè)了4 種檸檬不同成熟階段的理化性質(zhì)及生物活性化合物，結(jié)果表明，不同品種和不同成熟階段的檸檬，其VOC均有不同表現(xiàn)。其中，單萜的變化主要發(fā)生在果實(shí)發(fā)育早期，而檸檬烯可能在成熟階段發(fā)生酶促降解。在酸橙的揮發(fā)性成分中，α-萜品醇、α-萜品烯和γ-萜品烯對(duì)心血管活性具有恢復(fù)抗氧化酶活性的能力，而檸檬烯、芳樟醇和4-萜品醇在預(yù)防心血管疾病和和高血壓方面是有益的[12]。Wang Yongwei等[13]分析了從金橘中分離的VOC成分，并對(duì)其抗菌性能進(jìn)行了檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)金橘的VOC成分對(duì)細(xì)菌（革蘭氏陰性和革蘭氏陽(yáng)性）和真菌（白色念珠菌）均顯示出廣泛的抗菌活性。重要的是，其對(duì)食源性病原菌尤其是蠟狀芽孢桿菌具有抑制作用。

與柑橘類其他水果不同的是金橘可以連皮食用，因此VOC的組成和含量是影響其質(zhì)地、風(fēng)味和味道的重要因素[14]。在金橘的VOC中，萜烯是最主要的化合物，其中(d)-檸檬烯是最豐富的化合物，其比例高于其他柑橘類水果，例如柚子（78%）、檸檬（65%）、青檸（52%）、寬皮柑橘（86%～90%）、橙子（88%～90%）和夏橙（80%～82%）[15]。早期對(duì)于金橘的研究，主要集中在金橘提取物的抗氧化性和抗菌性能[13,16-18]，近年來(lái)，頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜（headspace solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）廣泛應(yīng)用于檢測(cè)水果的VOC，具有方便快捷、靈敏度高、選擇性與重復(fù)性好的特點(diǎn)，能較真實(shí)地反映水果樣品揮發(fā)性物質(zhì)的基本組成[19]。因此，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)優(yōu)化HSSPME-GC-MS條件，對(duì)不同產(chǎn)地的3 種金橘樣品進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)PCA和層次聚類分析，旨在為進(jìn)一步研究金橘的風(fēng)味和品質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

瀏陽(yáng)金彈由湖南省瀏陽(yáng)市金橘合作社提供；融安油皮金橘和陽(yáng)朔脆皮金橘由湖南省長(zhǎng)沙市大鮮果園提供。將樣品洗凈晾干后，去核并粉碎，存于-80 ℃冰箱備用。

環(huán)己酮、氯化鈉（均為分析純） 生工生物工程（上海）股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

7890A-5975C型GC-MS聯(lián)用儀、DB-5石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm） 美國(guó)Agilent公司；SPME裝置、50/30 μm二乙烯基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS）萃取頭、65 μm DVB/PDMS萃取頭、85 μm CAR/PDMS萃取頭 美國(guó)Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 單因素試驗(yàn)

選擇對(duì)金橘揮發(fā)性成分影響較大的不同涂層SPME纖維萃取頭、萃取溫度、萃取時(shí)間、樣品質(zhì)量以及解吸時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化分析，以總峰面積作為考察指標(biāo)進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

萃取頭：準(zhǔn)確稱取3.0 g金彈樣品于20 mL頂空進(jìn)樣瓶中，加入3 mL飽和氯化鈉溶液和2 μL環(huán)己酮（內(nèi)標(biāo)物），用聚四氟乙烯隔墊密封瓶蓋旋緊，上機(jī)檢測(cè)。在保持萃取溫度50 ℃、萃取時(shí)間50 min、解吸時(shí)間5 min及其他條件不變的情況下，對(duì)50/30 μm DVB/CAR/PDMS、65 μm DVB/PDMS、85 μm CAR/PDMS 3 種萃取頭進(jìn)行篩選。

萃取時(shí)間：保持萃取溫度50 ℃、樣品質(zhì)量3.0 g、解吸時(shí)間5 min及其他條件不變的情況下，分別對(duì)萃取時(shí)間30、40、50、60、70 min進(jìn)行考察，確定最優(yōu)萃取時(shí)間。

萃取溫度：在保持萃取時(shí)間50 min、樣品質(zhì)量3.0 g、解吸時(shí)間5 min及其他條件不變的情況下，分別對(duì)萃取溫度30、40、50、60、70 ℃進(jìn)行考察，確定最優(yōu)萃取溫度。

樣品質(zhì)量：在保持萃取溫度50 ℃、萃取時(shí)間50 min、解吸時(shí)間5 min及其他條件不變的情況下，分別對(duì)樣品質(zhì)量2、2.5、3、3.5 g進(jìn)行考察，確定最優(yōu)樣品質(zhì)量。

解吸時(shí)間：在保持萃取溫度50 ℃、萃取時(shí)間50 min、樣品質(zhì)量3.0 g及其他條件不變的情況下，分別對(duì)解吸時(shí)間3、4、5、6 min進(jìn)行考察，確定最優(yōu)解吸時(shí)間。

1.3.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)萃取溫度、萃取時(shí)間和樣品質(zhì)量進(jìn)行響應(yīng)面分析。應(yīng)用Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，以總峰面積為響應(yīng)值，進(jìn)行3因素3水平響應(yīng)面試驗(yàn)（表1），確定HS-SPME-GC-MS分析金橘香氣成分的最佳條件。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels used for Box-Behnken design

1.3.3 GC-MS條件

GC條件：DB-5色譜柱（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(jìn)樣口溫度250 ℃；不分流進(jìn)樣；載氣為氦氣（純度＞99.999%）；載氣流速1 mL/min。

MS條件：電子電離源；電子能量70 eV；傳輸線溫度280 ℃；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；質(zhì)量掃描范圍m/z35～400。

1.3.4 揮發(fā)性化合物定性和半定量分析

GC-MS實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由系統(tǒng)自帶軟件處理，金橘樣品的揮發(fā)性成分通過(guò)與計(jì)算機(jī)商業(yè)譜庫(kù)NIST 2011比對(duì)，僅保留匹配值在80以上的揮發(fā)性成分。

本實(shí)驗(yàn)中鑒定分析并非絕對(duì)含量，而是相對(duì)于內(nèi)標(biāo)物的相對(duì)含量，主要通過(guò)總離子流圖各峰的峰面積定量分析，每個(gè)樣品重復(fù)3 次，含量以μg/g表示。

1.3.5 氣味活度值（odor active value，OAV）計(jì)算

按下式計(jì)算OAV，OAV不小于1的化合物被確定為金橘中的活性香氣化合物。

式中：Ci為金橘揮發(fā)性成分的含量/（μg/g）；OTi為揮發(fā)性成分i在水中的香氣閾值/（μg/g）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

SPSS 22.0軟件用于樣本間的顯著性差異分析和PCA，Origin 2017軟件作圖。聚類分析使用R語(yǔ)言。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 萃取頭對(duì)萃取效果的影響

不同種類目標(biāo)萃取物，需要不同類型的吸附質(zhì)涂層萃取[20]。由圖1可知，DVB/CAR/PDMS萃取頭得到的總峰面積最大（是其他2 種萃取頭的2 倍）且誤差相對(duì)較小，萃取效果最佳，而CAR/PDMS萃取頭和DVB/PDMS萃取頭得到的總峰面積一樣。因此，選取DVB/CAR/PDMS型號(hào)萃取頭。

圖1 萃取頭對(duì)VOC萃取效果的影響Fig. 1 Effect of extraction fiber on the extraction efficiency of VOCs

2.1.2 萃取時(shí)間對(duì)萃取效果的影響

待測(cè)物在萃取頭涂層與氣相之間的平衡需要時(shí)間[21]。如圖2所示，隨著萃取時(shí)間的延長(zhǎng)，總峰面積呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，在60 min達(dá)到最高。在其他條件不變的前提下，SPME纖維頭在頂空瓶?jī)?nèi)達(dá)到吸附與解吸的動(dòng)態(tài)平衡時(shí)有最大吸附量[22]，說(shuō)明在60 min時(shí)，金橘VOC的吸附與解吸已達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，而隨著時(shí)間延長(zhǎng)，VOC解吸導(dǎo)致了總峰面積的下降，因此確定最佳萃取時(shí)間為60 min。

圖2 萃取時(shí)間對(duì)VOC萃取效果的影響Fig. 2 Effect of extraction time on the extraction efficiency of VOCs

2.1.3 萃取溫度對(duì)萃取效果的影響

萃取溫度對(duì)萃取效果的影響主要是通過(guò)影響樣品在三相間的分配系數(shù)和擴(kuò)散系數(shù)實(shí)現(xiàn)[23]。由圖3可知，溫度升高，樣品的擴(kuò)散系數(shù)增大，擴(kuò)散速度隨之增大，而高溫容易降低纖維頭吸附揮發(fā)物質(zhì)的能力，不利于對(duì)樣品的吸附。由圖3可知，隨著萃取溫度的升高，總峰面積不斷增加，在50 ℃時(shí)達(dá)到最高，隨著溫度的繼續(xù)升高，總峰面積開(kāi)始顯著下降，因此將50 ℃確定為最佳萃取溫度。

美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院基金要求遵守的相關(guān)要求和條款包括立項(xiàng)通知書(shū)中規(guī)定的相關(guān)條款和特別條款、聯(lián)邦基金相關(guān)法案的條款、《美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院資助政策聲明》的相關(guān)要求和條款。

圖3 萃取溫度對(duì)VOC萃取效果的影響Fig. 3 Effect of extraction temperature on the extraction efficiency of VOCs

2.1.4 樣品質(zhì)量對(duì)萃取效果的影響

萃取瓶的容量固定，樣品質(zhì)量太少則揮發(fā)性物質(zhì)太少而不易分析，樣品質(zhì)量太多，則容易造成擠壓導(dǎo)致氣體不易揮發(fā)出來(lái)[20]。由圖4可知，隨著樣品質(zhì)量的增加，總峰面積先呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，當(dāng)樣品質(zhì)量達(dá)到3.0 g時(shí)，總峰面積達(dá)到最高，之后開(kāi)始顯著降低。原因是樣品質(zhì)量影響樣品瓶中氣相和液相的體積比，影響香氣物質(zhì)在兩相的分配比[24]。同時(shí)，當(dāng)樣品質(zhì)量過(guò)多，會(huì)導(dǎo)致預(yù)熱時(shí)受熱不均勻，影響萃取效果[25]。因此最佳樣品質(zhì)量確定為3.0 g。

圖4 樣品質(zhì)量對(duì)VOC萃取效果的影響Fig. 4 Effect of sample mass on the extraction efficiency of VOCs

2.1.5 解吸時(shí)間對(duì)萃取效果的影響

解吸時(shí)間越長(zhǎng)，萃取的物質(zhì)越多，但也可能會(huì)導(dǎo)致萃取頭上的物質(zhì)分解，影響萃取結(jié)果[26]。由圖5可知，隨著解吸時(shí)間的延長(zhǎng)，總峰面積先呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，在5 min時(shí)達(dá)到最高值，之后隨著解吸時(shí)間繼續(xù)延長(zhǎng)，總峰面積呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。原因可能是時(shí)間太短，解吸附不夠，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，進(jìn)樣口溫度高導(dǎo)致部分VOC分解。因此，確定最佳解吸時(shí)間為5 min。

圖5 解吸時(shí)間對(duì)VOC萃取效果的影響Fig. 5 Effect of desorption time on the extraction efficiency of VOCs

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化分析

表2Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 2 Box-Behnken design in terms of coded data with total peak area as response variable

試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表2。利用Design-Expert對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸分析，得到回歸擬合方程如下：Z＝4.39-0.56A+0.25B+0.26C-0.28AB+0.13AC-0.10BC+0.024A2-0.14B2-0.066C2。

對(duì)上述二次回歸方程進(jìn)行方差分析，由表3可以看出，萃取溫度對(duì)結(jié)果影響極顯著（P＜0.01），模型顯著（P＜0.05），失擬項(xiàng)不顯著（P＞0.05），表明所建立的模型可用于金橘中VOC總峰面積的分析。根據(jù)F值大小，各因素對(duì)金橘VOC總峰面積的影響程度為萃取溫度＞樣品質(zhì)量＞萃取時(shí)間。

表3 回歸模型方差分析Table 3 Analysis of variance of regression model

圖6 各因素交互作用對(duì)金橘VOC總峰面積影響的響應(yīng)面Fig. 6 Response surface and contour plots showing the interactive effect of various factors on total peak area of VOCs in Kumquats

為了確定響應(yīng)面法所得結(jié)果的可靠性，利用Design-Expert軟件進(jìn)行分析，得到最佳金橘VOC檢測(cè)條件為萃取溫度40 ℃、萃取時(shí)間70 min、樣品質(zhì)量3.0 g，預(yù)測(cè)金橘揮發(fā)性物質(zhì)峰面積為5.4×1010。以此條件重復(fù)3 次實(shí)驗(yàn)，得金橘揮發(fā)性物質(zhì)峰面積為5.1×1010，與理論預(yù)測(cè)值相差較小，表明該響應(yīng)面回歸模型具有可行性。

2.3 3 種金橘中揮發(fā)性化合物分析

在HS-SPME-GC-MS最優(yōu)條件下，分別對(duì)瀏陽(yáng)金彈、融安油皮金橘和陽(yáng)朔脆皮金橘進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表4。共得到76 種揮發(fā)性成分，主要有6大類，分別為49 種萜烯、11 種醇類、5 種醛類、4 種酯類、3 種酮類、4 種烷烴類。其中，瀏陽(yáng)金彈檢測(cè)出62 種VOC，陽(yáng)朔脆皮金橘58 種，融安油皮金橘48 種。在3 種金橘樣品中含量較高的揮發(fā)性化合物有(d)-檸檬烯（1 188.56～3 952.03 μg/g），其次是月桂烯（67.08～380.77 μg/g）、D-大根香葉烯（18.08～103.53 μg/g）、β-欖香烯（12.70～53.98 μg/g）、芳樟醇（21.55～39.67 μg/g）和乙酸香葉酯（85.14～119.66 μg/g）。除了乙酸香葉酯在融安油皮金橘中未檢測(cè)到之外，其余5 種揮發(fā)性成分是他們的共有成分。(d)-檸檬烯、月桂烯和D-大根香葉烯在3 種金橘中相對(duì)含量差異顯著，在陽(yáng)朔脆皮金橘中相對(duì)含量最高，其次是瀏陽(yáng)金彈，在融安油皮金橘中相對(duì)含量最小。β-欖香烯在陽(yáng)朔脆皮金橘和瀏陽(yáng)金彈中相對(duì)含量差異不顯著。芳樟醇在瀏陽(yáng)金彈中相對(duì)含量顯著高于陽(yáng)朔脆皮金橘。研究結(jié)果與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[14,27-28]，但并不完全符合，這可能是因?yàn)槠贩N、成熟度及產(chǎn)地差異所致。

3 種金橘共有的VOC有35 種，不同產(chǎn)地金橘都具有獨(dú)特的VOC成分。瀏陽(yáng)金彈所特有的VOC有香樹(shù)烯、4-異丙基-1,6-二甲基-1,2,3,7,8,8a-六氫萘、4-蒈烯、α-芹子烯、(-)-馬兜鈴烯、(E)-(+)-異檸檬烯、香芹醇和(+)-二氫香芹酮。陽(yáng)朔脆皮金橘特有的VOC有2-蒈烯、(E)-菖蒲萜烯、十二醛、十一烷和8-異亞丙基雙環(huán)[5.1.0]辛烷。融安油皮金橘特有的VOC有(2E,4E,6E)-3,4-二甲基-2,4,6-辛三烯、氧化檸檬烯、佛術(shù)烯、β-愈創(chuàng)木烯、β-萜品烯、β-羅勒烯和二氫香芹酮。

表4 HS-SPME-GC-MS鑒定的3 種金橘成分及其含量Table 4 Contents of aroma compounds in three kumquat varieties identified by HS-SPME-GC-MS

續(xù)表4

與其他柑橘類水果相同，萜烯類化合物是金橘中最豐富的成分。通過(guò)VOC濃度除以感官閾值計(jì)算每種化合物的OAV。當(dāng)OAV大于1時(shí)，OAV與香氣化合物對(duì)整體香氣的貢獻(xiàn)呈正相關(guān)。當(dāng)OAV小于1時(shí)，香氣化合物起負(fù)作用[7]。由表5得出，所測(cè)金橘中共有23 種風(fēng)味化合物OAV大于1。值得注意的是，萜烯類化合物種類減少，反而包含了許多醇類、醛類和酯類，這與已報(bào)道的研究相符[25]。(d)-檸檬烯雖然是柑橘類水果揮發(fā)性成分中最豐富的化合物，但對(duì)它們香氣的影響并不大[29]。反而低濃度的化合物，特別是醛和酯，對(duì)柑橘類水果的風(fēng)味影響更大[30]。OAV大于1 000的有月桂烯（天竺葵味）、(d)-檸檬烯（柑橘，檸檬，薄荷味）、芳樟醇（花香，果香，甜味）、癸醛（柑橘，青草味，脂肪味）和紫蘇醛（青草味，油脂味）。OAV大于100的有(Z)-β-羅勒烯（植物的味道）、α-蒎烯（松木香）、己醛（青草香，肥皂味）、葉醛（青草香）、乙酸香葉酯（檸檬，玫瑰和薰衣草香）和(d)-香芹酮（薄荷香）。

表5 金橘中VOC的OAVTable 5 OAVs of VOCs detected in kumquats

在瀏陽(yáng)金彈中，芳樟醇和紫蘇醛的OAV明顯大于其他2 種金橘，這2 種化合物表達(dá)出花香，果香和油脂的味道。表5顯示，對(duì)瀏陽(yáng)金彈香氣貢獻(xiàn)最大的是月桂烯、(d)-檸檬烯、芳樟醇和癸醛，表達(dá)出柑橘、薄荷的香氣。而總體來(lái)說(shuō)，大部分香氣活性成分在陽(yáng)朔脆皮金橘中的OAV相比另外2 種金橘更大，有月桂烯、(d)-檸檬烯和癸醛等。陽(yáng)朔脆皮金橘中獨(dú)特的香氣活性成分有月桂醛，這種化合物表達(dá)出柑橘油脂香和松葉油脂香。相比前2 種金橘，融安油皮金橘突出的香氣活性物質(zhì)為月桂烯、(d)-檸檬烯、芳樟醇和己醛，其含有的獨(dú)特成分是氧化檸檬烯，表達(dá)出花香和甜香。

2.4 3 種金橘中揮發(fā)性化合物的PCA

對(duì)表5化學(xué)物質(zhì)按各自類別進(jìn)行編號(hào)后（Z1～Z23），采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行PCA。共提取3 個(gè)主成分，累計(jì)貢獻(xiàn)率為97.1%，其中PC1貢獻(xiàn)率62.5%，PC2貢獻(xiàn)率30.2%，累計(jì)貢獻(xiàn)率92.7%，前2 個(gè)PC已經(jīng)包含金橘香氣的絕大部分信息量（表6）。如圖7所示，3 種金橘具有明顯的區(qū)域分布。陽(yáng)朔脆皮金橘在PC1上得分最高，這表明在PC1上有較高載荷的VOC如Z1、Z2、Z3、Z7、Z8和Z20等，在陽(yáng)朔脆皮金橘中含量較高。瀏陽(yáng)金彈在PC2上得分最高，而在PC1上的分很低，因此在PC2上載荷較高的VOC如Z7、Z11、Z15、Z19、Z23，在瀏陽(yáng)金彈中含量較高，而在PC1上載荷較高的VOC在瀏陽(yáng)金彈中含量較低。而融安油皮金橘在PC1和PC2上的得分都很低，位于第3象限，分布在第3象限的揮發(fā)性成分Z9、Z14、Z16在融安油皮金橘中含量較高。

圖7 不同品種金橘的揮發(fā)性成分的PCAFig. 7 PCA score scatter and loading plots of volatile components in different varieties of kumquat

表6 5 個(gè)PC的特征值及其貢獻(xiàn)率Table 6 Eigenvalues, contribution rates and cumulative contribution rates of first five principal components

2.5 3 種金橘中揮發(fā)性化合物的聚類分析

為了進(jìn)一步確認(rèn)金橘樣本之間的差異，對(duì)表5中的化學(xué)物質(zhì)（Z1～Z23）進(jìn)行聚類分析。如圖8所示，可以更加明顯區(qū)分3 種金橘。結(jié)果表明，瀏陽(yáng)金彈和陽(yáng)朔脆皮金橘中VOC有部分高度相似，例如α-石竹烯、(Z)-β-羅勒烯、癸醛和乙酸香葉酯等。α-蒎烯、芳樟醇、α-松油醇和(d)-香芹酮等對(duì)瀏陽(yáng)金彈有更好的辨別能力，可作為瀏陽(yáng)金彈的特征性組分。而異松油烯、月桂醛、葉醛、月桂烯和乙酸橙花酯等在瀏陽(yáng)金彈和融安油皮金橘中得分低甚至不存在，但在陽(yáng)朔脆皮金橘中得分高，可作為區(qū)別其他2 個(gè)品種的目標(biāo)物質(zhì)。融安油皮金橘的香氣與氧化檸檬烯、橙花醇和己醛等顯著相關(guān)，能作為目標(biāo)物質(zhì)區(qū)分融安油皮金橘與其他2 個(gè)品種。結(jié)果證明，通過(guò)聚類分析能將3 個(gè)品種完全區(qū)分。上述結(jié)果與PCA結(jié)果一致。

圖8 不同品種金橘的揮發(fā)性成分聚類分析熱圖Fig. 8 Heat map from cluster analysis of volatile components in different varieties of kumquat

3 結(jié) 論

本研究采用HS-SPME-GC-MS分析3 種金橘的香氣成分，共鑒定出6 類物質(zhì)共計(jì)76 種香氣成分。結(jié)果表明，(d)-檸檬烯、月桂烯、D-大根香葉烯、β-欖香烯、芳樟醇和乙酸香葉酯等是含量較豐富的香氣成分。其中香樹(shù)烯、4-蒈烯、α-芹子烯、(-)-馬兜鈴烯、(E)-(+)-異檸檬烯、香芹醇和(+)-二氫香芹酮等是瀏陽(yáng)金彈中的特有香氣成分。陽(yáng)朔脆皮金橘特有的香氣成分有2-蒈烯、(E)-菖蒲萜烯、十二醛和十一烷等。融安油皮金橘中特有的香氣成分有氧化檸檬烯、佛術(shù)烯、β-愈創(chuàng)木烯、β-萜品烯和β-羅勒烯等。

采用OAV法對(duì)3 種金橘的香氣成分進(jìn)行分析，有23 種香氣成分的OAV大于1，其中OAV得分較高的是月桂烯、(d)-檸檬烯、芳樟醇、癸醛、紫蘇醛、(Z)-β-羅勒烯、α-蒎烯和己醛等，這些物質(zhì)對(duì)金橘的直接風(fēng)味貢獻(xiàn)較大。

總體來(lái)看，3 種金橘香氣成分的含量、組成和特征香氣均有一定的差異。通過(guò)PCA和聚類分析，3 種金橘的香氣成分因產(chǎn)地和品種不同有所區(qū)別。研究結(jié)果可為金橘香氣品質(zhì)的科學(xué)評(píng)價(jià)以及通過(guò)香氣成分追溯金橘產(chǎn)地和品種等提供重要科學(xué)依據(jù)，對(duì)于其中具體香氣成分形成和轉(zhuǎn)化的機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。