摘要：為探明不同栽培模式對(duì)草莓果實(shí)揮發(fā)性香氣物質(zhì)的影響，以紅顏（HY）、天使8號(hào)（TS8H）為試驗(yàn)材料，設(shè)置常規(guī)土壤栽培和高架基質(zhì)栽培2種模式進(jìn)行栽培試驗(yàn)。果實(shí)成熟后，采用攪拌棒吸附萃取（SBSE）結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用技術(shù)對(duì)草莓果實(shí)的香氣成分進(jìn)行測(cè)定與分析。結(jié)果表明：2個(gè)草莓品種中共檢測(cè)出83種、12大類(lèi)揮發(fā)性香氣物質(zhì)。其中，脂肪酯29種、內(nèi)酯3種、芳香族酯6種、脂肪醇4種、萜烯醇5種、呋喃酮2種、脂肪酮3種、萜烯酮2種、脂肪酸6種、脂肪醛8種、萜烯6種、其他9種。香氣組分中，內(nèi)酯、萜烯醇、脂肪酯相對(duì)含量較高。常規(guī)土壤栽培處理紅顏果實(shí)內(nèi)酯、萜烯醇、脂肪酯相對(duì)含量分別為46.77%、21.46%、16.18%，天使8號(hào)分別為44.20%、25.71%、19.77%；高架基質(zhì)栽培處理紅顏果實(shí)內(nèi)酯、萜烯醇、脂肪酯相對(duì)含量分別為51.17%、24.21%、13.10%，天使8號(hào)分別為43.59%、18.11%、16.54%。不同栽培模式下，同一品種中90%以上揮發(fā)性香氣物質(zhì)種類(lèi)一致，主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)均為γ-癸內(nèi)酯、γ-十二內(nèi)酯、反式橙花叔醇；高架基質(zhì)栽培方式下紅顏果實(shí)γ-癸內(nèi)酯和天使8號(hào)果實(shí)4-甲氧基-2，5-二甲基-3（2H）-呋喃酮（DMMF）的相對(duì)含量明顯高于常規(guī)土壤栽培。綜上，高架基質(zhì)栽培在維持草莓果實(shí)主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)穩(wěn)定的同時(shí)，還可以提升果實(shí)的果香、甜香味。

關(guān)鍵詞：草莓；栽培模式；揮發(fā)性香氣物質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)：S668.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-4440（2024）02-0359-08

Effects of different cultivation modes on volatile aromatic substances of strawberry fruit

PANG Fu-hua，WANG Qing-lian，YUAN Hua-zhao，CAI Wei-jian，WANG Long-jing，ZHAO Mi-zhen

（Institute of Pomology， Jiangsu Academy of Agricultural Sciences/Jiangsu Key Laboratory for Horticultural Crop Genetic Improvement， Nanjing 210014， China）

Abstract：In order to explore the effects of cultivation modes on volatile aroma components of strawberry fruit， two cultivation modes of conventional soil cultivation and elevated substrate cultivation were set up to carry out cultivation experiments with Benihoppe （HY） and Angel 8 （TS8H） as experimental materials. After fruit ripening， the aroma components of strawberry fruit were determined and analyzed by stir bar sorptive extraction （SBSE） combined with gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）. The results showed that 83 kinds of volatile aroma substances were detected in the two strawberry varieties， which could be divided into 12 categories. Among them， there were 29 fatty esters， three lactones， six aromatic esters， four fatty alcohols， five terpene alcohols， two furanones， three fatty ketones， two terpene ketones， six fatty acids， eight fatty aldehydes， six terpenes and nine others. Among the aroma components， the relative contents of lactone， terpene alcohol and fatty ester were higher. Under conventional soil cultivation， the relative contents of lactone， terpene alcohol and fatty ester of Benihoppe were 46.77%， 21.46% and 16.18%， respectively， and those of Angel 8 were 44.20%， 25.71% and 19.77%， respectively. Under the treatment of elevated substrate cultivation， the relative contents of lactone， terpene alcohol and fatty ester of Benihoppe were 51.17%， 24.21% and 13.10%， respectively， and those of Angel 8 were 43.59%， 18.11% and 16.54%， respectively. Under different cultivation modes， more than 90% of the volatile aroma substances in the same variety were the same， and the main volatile aroma substances were γ-decalactone， γ-dodecalactone and trans-nerolidol. The relative contents of γ-decalactone in Benihoppe and 4-methoxy-2，5-dimethyl-3 （2H）-furanone （DMMF） in Angel 8 in elevated substrate cultivation were higher than those in coventional soil cultivation. In summary， elevated substrate cultivation can not only maintain the stability of the main volatile aroma substances in strawberry fruits， but also enhance the fruity and sweet aroma of fruits.

Key words：strawberry;cultivation mode;volatile aroma components

草莓（Fragaria ananassa Duchesne）屬于薔薇科（Rosaceae）薔薇亞科（Rosoideae）草莓屬（Fragaria）多年生草本植物[1]，生產(chǎn)周期短、經(jīng)濟(jì)效益高，是世界栽培面積最廣的小漿果[2]。目前，中國(guó)已成為世界最大的草莓生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的50%以上[3]。隨著生活質(zhì)量的提高，消費(fèi)者對(duì)草莓品質(zhì)提出了更高的要求。香氣成分和含量是評(píng)價(jià)草莓品質(zhì)的重要指標(biāo)[4-7]。香氣是由眾多的揮發(fā)性化合物共同組成[8-10]，含量?jī)H占鮮果質(zhì)量的0.001%～0.010% [11-14]，主要受草莓品種[15-18]、栽培條件[19-20]、成熟度[21-22，13]和采后貯藏條件[23]等影響。

隨著草莓種植者老齡化及勞動(dòng)力成本逐年增加，高架基質(zhì)栽培已逐步替代傳統(tǒng)土壤栽培，成為草莓種植的新趨勢(shì)。高架基質(zhì)栽培與常規(guī)土壤栽培有不同的水肥管理模式。目前在高架基質(zhì)配方、營(yíng)養(yǎng)液成分及其對(duì)草莓生長(zhǎng)、產(chǎn)量、品質(zhì)及風(fēng)味的影響方面已有大量的研究[24-26]，但尚未見(jiàn)高架基質(zhì)栽培方式對(duì)草莓果實(shí)香氣影響的報(bào)道。本研究以紅顏和天使8號(hào)為試驗(yàn)材料，以常規(guī)土壤栽培為對(duì)照，分析高架基質(zhì)栽培模式對(duì)草莓果實(shí)揮發(fā)性香氣物質(zhì)的種類(lèi)、相對(duì)含量的影響，為草莓的品質(zhì)栽培提供參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料及處理

試驗(yàn)于2020年在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地進(jìn)行。以草莓品種紅顏（HY）、天使8號(hào)（TS8H）為材料，設(shè)置高架基質(zhì)栽培和常規(guī)土壤栽培2種栽培方式，共4個(gè)處理。2020年9月初草莓定植，不同栽培模式下均采用常規(guī)栽培管理方案。果實(shí)成熟期，各處理采摘1 000 g鮮果樣品，液氮速凍后，置于-80 ℃超低溫冰箱保存待測(cè)。

1.2草莓果實(shí)揮發(fā)性香氣物質(zhì)相對(duì)含量測(cè)定

委托農(nóng)業(yè)農(nóng)村部茶樹(shù)生物學(xué)與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（杭州）采用攪拌棒吸附萃取（Stir bar sorptive extraction， SBSE）結(jié)合氣相色譜質(zhì)譜（Gas chromatography-mas spectrometry， GC-MS）聯(lián)用技術(shù)對(duì)草莓果實(shí)中的揮發(fā)性成分進(jìn)行提取和測(cè)定。

參照王夢(mèng)琪等[27]的方法進(jìn)行磁力攪拌棒吸附萃?。簩?00 mg低溫凍干草莓粉末放入20 ml密封頂空玻璃瓶中，迅速加入5.0 ml 100 ℃的蒸餾水、PDMS涂層磁力攪拌棒Twister（10.0 mm×1.0 mm， 24 μl，德國(guó)Gerstel公司產(chǎn)品），旋緊瓶蓋，以1 000 r/min在70 ℃恒溫下攪拌吸附0.5 h，最后，將攪拌棒在GC-MS的進(jìn)樣口解吸附，進(jìn)行GC-MS分析。

使用Agilent GC 7890B/5977B（美國(guó)Agilent公司產(chǎn)品）和HP-5MS column色譜柱（柱長(zhǎng)30 m，柱內(nèi)徑 250 μm，粒徑 0.25 μm， 美國(guó)Agilent公司產(chǎn)品）進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）分析：傳輸線(xiàn)溫度250 ℃，載氣為99.999%的氦氣，恒定流速為1.6 ml/min。初始柱溫50 ℃，以4 ℃/min的速率升至265 ℃。質(zhì)譜條件：電子能量70 eV，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，質(zhì)譜傳輸線(xiàn)溫度為250 ℃，質(zhì)量掃描范圍30～600 u，溶劑延遲3.0 min。熱脫附（TDU）為溶劑排空模式，初始溫度30 ℃，以100 ℃/s速率升溫至240 ℃。冷進(jìn)樣（CIS）系統(tǒng)條件為：液氮冷卻至-100 ℃， -100 ℃平衡1.0 min，以12 ℃/s升溫到280 ℃，保持時(shí)間3.0 min。

采用Agilent chemstation /LECO ChromaTOF工作站（NIST 2014譜庫(kù)）結(jié)合正構(gòu)烷烴保留指數(shù)對(duì)香氣物質(zhì)進(jìn)行定性分析；采用峰面積歸一法，即樣品中單一化合物的峰面積與總峰面積的百分比，進(jìn)行香氣物質(zhì)的相對(duì)定量分析。各處理重復(fù)測(cè)定2次。

1.3聚類(lèi)分析

以2為底數(shù)，各化合物的峰面積取對(duì)數(shù)后利用HemI1.0.3.7-Heatmap Illustrator 軟件進(jìn)行香氣物質(zhì)聚類(lèi)分析。

2結(jié)果與分析

2.1栽培模式對(duì)草莓果實(shí)揮發(fā)性香氣物質(zhì)相對(duì)含量影響

不同栽培處理下，2個(gè)草莓品種（HY、TS8H）檢測(cè)到的香氣物質(zhì)成分及相對(duì)含量如表1所示。從表中可知，2個(gè)草莓品種中共檢測(cè)出83種香氣物質(zhì)，其中紅顏常規(guī)土壤栽培處理67種，紅顏高架基質(zhì)栽培處理68種，天使8號(hào)常規(guī)土壤栽培處理72種，天使8號(hào)高架基質(zhì)栽培處理75種。根據(jù)香氣物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異，可分為12類(lèi)，包含脂肪酯、內(nèi)酯、芳香族酯、脂肪醇、呋喃酮、脂肪酮、萜烯酮、脂肪酸、脂肪醛、萜烯和其他等。相對(duì)含量較高的香氣物質(zhì)為γ-癸內(nèi)酯、γ-十二內(nèi)酯、反式橙花叔醇、己酸甲酯、丁酸甲酯、芳樟醇、己酸、辛酸等。不同栽培模式下，同一品種90%以上香氣物質(zhì)種類(lèi)一致。紅顏常規(guī)土壤栽培處理比紅顏高架基質(zhì)栽培處理多出鄰二甲苯、十一醛、辛酸辛酯3種成分；少了乙酸反-2-己烯酯、順式呋喃型芳樟醇氧化物、δ-癸內(nèi)酯、（反，反，反）-12-羥基-3，7，11-三甲基-2，6，10-三烯乙酸十二酯4種物質(zhì)。天使8號(hào)常規(guī)土壤栽培處理比天使8號(hào)高架基質(zhì)栽培處理多出丁酸乙酯、鄰二甲苯、反式-肉桂酸乙酯3種香氣成分，而少了庚醛、γ-松油烯、反-2-己烯酸丁酯、水楊酸甲酯、2，6-對(duì)二叔丁基對(duì)甲酚、月桂酸、己酸9-癸烯-1-酯7種物質(zhì)。紅顏高架基質(zhì)栽培中特有的順式呋喃型芳樟醇氧化物、δ-癸內(nèi)酯等香氣物質(zhì)能使草莓果實(shí)呈現(xiàn)果香、奶香味。

2.2不同處理草莓果實(shí)揮發(fā)性香氣物質(zhì)聚類(lèi)分析

不同處理下草莓果實(shí)揮發(fā)性香氣物質(zhì)聚類(lèi)分析結(jié)果如圖1所示。從圖1中可以看出，不同栽培模式下，同一品種揮發(fā)性香氣物質(zhì)種類(lèi)和相對(duì)含量基本一致，可歸為一類(lèi)。高架基質(zhì)栽培下，2個(gè)品種的呋喃酮、3-十三酮、棕櫚酸甲酯、月桂酸等香氣物質(zhì)相對(duì)含量高于常規(guī)土壤栽培。其中，呋喃酮是草莓的主要香氣特征物質(zhì)，具有草莓的典型果香、甜香[8]。上述分析結(jié)果表明，品種是草莓果實(shí)中揮發(fā)性香氣物質(zhì)相對(duì)含量的決定性因素；不同栽培方式下，同一品種揮發(fā)性香氣物質(zhì)種類(lèi)基本穩(wěn)定，高架基質(zhì)栽培模式可以提升草莓果實(shí)中的果香和甜香。

2.3揮發(fā)性香氣物質(zhì)相對(duì)含量分析

不同栽培模式下，2個(gè)草莓品種不同種類(lèi)香氣物質(zhì)的相對(duì)含量如表2所示。從表2可知，不同處理草莓果實(shí)中相對(duì)含量較高的香氣物質(zhì)種類(lèi)基本一致。4個(gè)處理草莓果實(shí)中內(nèi)酯類(lèi)物質(zhì)相對(duì)含量都在40%以上，均為最高；其次是萜烯醇類(lèi)物質(zhì)和脂肪酯類(lèi)物質(zhì)。高架基質(zhì)栽培處理紅顏內(nèi)酯、萜烯醇、呋喃酮、脂肪醛化合物相對(duì)含量分別比常規(guī)土壤栽培增加4.40個(gè)百分點(diǎn)、2.75個(gè)百分點(diǎn)、0.39個(gè)百分點(diǎn)、0.75個(gè)百分點(diǎn)，而脂肪酯、萜烯、芳香族酯、脂肪酸化合物相對(duì)含量分別下降3.08個(gè)百分點(diǎn)、3.62個(gè)百分點(diǎn)、0.62個(gè)百分點(diǎn)、0.86個(gè)百分點(diǎn)。高架基質(zhì)栽培模式下，天使8號(hào)芳香族酯、呋喃酮、萜烯化合物相對(duì)含量分別增加1.21個(gè)百分點(diǎn)、5.55個(gè)百分點(diǎn)、4.63個(gè)百分點(diǎn)，而脂肪酯、萜烯醇、內(nèi)酯化合物相對(duì)含量分別下降3.23個(gè)百分點(diǎn)、7.60個(gè)百分點(diǎn)、0.61個(gè)百分點(diǎn)。綜上可知，高架基質(zhì)栽培可以提高草莓中呋喃酮化合物的相對(duì)含量，降低脂肪酯化合物的相對(duì)含量。

2.4不同處理對(duì)各類(lèi)香氣物質(zhì)種類(lèi)的影響

不同處理各類(lèi)香氣物質(zhì)的種類(lèi)如圖2所示。2種栽培方式下，紅顏和天使8號(hào)中脂肪酯類(lèi)香氣物質(zhì)的種類(lèi)最多，其次為脂肪醛類(lèi)、脂肪酸類(lèi)、萜烯類(lèi)等。不同栽培方式下，同一品種同類(lèi)香氣物質(zhì)的種類(lèi)基本一致。雖然內(nèi)酯類(lèi)香氣物質(zhì)相對(duì)含量最高，但香氣物質(zhì)類(lèi)型并不多，主要為γ-癸內(nèi)酯和γ-十二內(nèi)酯；高架基質(zhì)栽培方式下紅顏新增了δ-癸內(nèi)酯。雖然δ-癸內(nèi)酯的相對(duì)含量?jī)H為0.06%，但其可給草莓果實(shí)帶來(lái)奶油香和桃子果香。

2.5特征香氣物質(zhì)分析

草莓香氣物質(zhì)中γ-癸內(nèi)酯、4-甲氧基-2，5-二甲基-3（2H）-呋喃酮、γ-十二內(nèi)酯、芳樟醇、反式橙花叔醇、己酸甲酯、丁酸甲酯、己酸、乙酸己酯、己酸乙酯等為草莓特征香氣物質(zhì)。高架基質(zhì)栽培方式下，紅顏果實(shí)特征香氣物質(zhì)相對(duì)含量（88.38%）高于常規(guī)土壤栽培的84.63%。其中，γ-癸內(nèi)酯、4-甲氧基-2，5-二甲基-3（2H）-呋喃酮（DMMF）、芳樟醇、反式橙花叔醇等物質(zhì)的相對(duì)含量增加比較明顯。而高架基質(zhì)栽培方式下，天使8號(hào)果實(shí)特征香氣物質(zhì)相對(duì)含量（75.98%）低于常規(guī)土壤栽培的81.23%。雖然高架基質(zhì)栽培方式下，天使8號(hào)果實(shí)的4-甲氧基-2，5-二甲基-3（2H）-呋喃酮（DMMF）、γ-十二內(nèi)酯、己酸等物質(zhì)的相對(duì)含量高于常規(guī)土壤栽培，但反式橙花叔醇、己酸甲酯、丁酸甲酯、乙酸乙酯、己酸乙酯等物質(zhì)的相對(duì)含量明顯低于高架基質(zhì)栽培。綜上，雖然高架基質(zhì)栽培方式下草莓果實(shí)中脂肪酯類(lèi)化合物的含量有所降低，但使得果實(shí)呈現(xiàn)濃郁的果香、奶香及草莓香氣的γ-癸內(nèi)酯（紅顏）、4-甲氧基-2，5-二甲基-3（2H）-呋喃酮（天使8號(hào)）等物質(zhì)相對(duì)含量得到了較大的提高。

3討論與結(jié)論

草莓果實(shí)香氣是由多種揮發(fā)性香氣物質(zhì)共同作用形成的[8]。品種類(lèi)型、栽培措施及采收期等均能引起揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量的變化。已有研究結(jié)果表明不同品種草莓果實(shí)香氣成分的總量及種類(lèi)存在較大差異，疏花疏果、輻照、遮陰及摘葉等處理亦會(huì)引起草莓果實(shí)香氣物質(zhì)含量的變化。香氣組成中，酯類(lèi)物質(zhì)的相對(duì)含量較高（50%以上），種類(lèi)也最豐富[6-7，9-10，12，28-32]。本試驗(yàn)結(jié)果與上述結(jié)果基本一致。

王娟等[11]采用GC-MS技術(shù)從8個(gè)草莓品種（系）中共檢測(cè)到46種揮發(fā)性化合物，主要為酯類(lèi)、醇類(lèi)、酮類(lèi)、醛類(lèi)、酸類(lèi)等。其中，紅顏中己酸、丁酸甲酯、4-甲氧基-2，5-二甲基-3（2H）呋喃酮以及沉香醇等物質(zhì)的含量較高，品種白雪公主中丁酸己酯、乙酸芐酯、γ-十二內(nèi)酯、DMMF、沉香醇、己酸、γ-葵內(nèi)酯等物質(zhì)的含量較高。趙靜等[28]采用GC-MS技術(shù)測(cè)定出紅顏成熟果實(shí)中香氣成分有55種，醇類(lèi)和酯類(lèi)物質(zhì)的含量較高，以己酯、乙酯、乙酸乙酯、沉香醇、橙花叔醇、（E）-2-乙烯醛等為主要香氣成分。本研究發(fā)現(xiàn)不同栽培模式下草莓果實(shí)香氣物質(zhì)主要為內(nèi)酯、萜烯醇、脂肪酯等。2個(gè)品種果實(shí)中γ-葵內(nèi)酯、γ-十二內(nèi)酯、反式橙花叔醇、丁酸甲酯、己酸甲酯、己酸等物質(zhì)的相對(duì)含量均較高。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)不同栽培模式下，同一品種90%以上香氣物質(zhì)種類(lèi)一致。高架基質(zhì)栽培方式下，草莓果實(shí)呋喃酮、3-十三酮、δ-癸內(nèi)酯、棕櫚酸甲酯、月桂酸等香氣物質(zhì)的相對(duì)含量增加，從而使得果實(shí)呈現(xiàn)更為濃郁的果香、甜香、奶香，提升草莓感官品質(zhì)。

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