王慧玲,閆愛(ài)玲,孫磊,張國(guó)軍,王曉玥,任建成,徐海英?
1北京市林業(yè)果樹(shù)科學(xué)研究院,北京 100093;2北京市落葉果樹(shù)工程技術(shù)研究中心,北京 100097;3農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100097
【研究意義】葡萄具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,且味美多汁,是世界五大名果之一。然而葡萄生產(chǎn)具有地域性和季節(jié)性的特點(diǎn),要實(shí)現(xiàn)各地周年供應(yīng)新鮮葡萄,發(fā)展貯藏保鮮事業(yè)很有必要。低溫冷藏是現(xiàn)代葡萄貯藏保鮮的主要方式[1]。隨著生活水平的提高,人們對(duì)葡萄品質(zhì)的要求也越來(lái)越高。香氣是構(gòu)成葡萄品質(zhì)的主要因素之一,特別是玫瑰香味深受消費(fèi)者喜歡[2]。研究采后低溫貯藏期間玫瑰香氣成分的變化規(guī)律,將為建立更科學(xué)的葡萄貯藏體系,保證葡萄優(yōu)良風(fēng)味品質(zhì)提供理論和實(shí)踐依據(jù)?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】單萜是葡萄果實(shí)中含量最豐富的萜類(lèi)化合物,被認(rèn)為是玫瑰香味的主要呈香物質(zhì)[3]。根據(jù)游離態(tài)單萜類(lèi)化合物的含量高低,歐洲種釀酒葡萄品種被分為玫瑰香型(游離態(tài)單萜化合物總量高達(dá)6 mg·L-1)、非玫瑰香芳香型(游離態(tài)單萜化合物總量達(dá)1—4 mg·L-1)和非芳香型(游離態(tài)單萜化合物總量低于1 mg·L-1)3類(lèi)[4]。在葡萄果實(shí)中單萜化合物以游離態(tài)和糖苷結(jié)合態(tài)存在,一般認(rèn)為游離態(tài)是揮發(fā)性化合物,可以被直接感知,與葡萄漿果的香氣有關(guān)。而糖苷結(jié)合態(tài)單萜不易揮發(fā),對(duì)葡萄的香氣沒(méi)有直接貢獻(xiàn),但是它們可以通過(guò)增加水解作用而轉(zhuǎn)化為游離態(tài)化合物,從而改變葡萄的芳香特性[5]。影響單萜化合物積累的因素很多,除了遺傳基因組成,還受生長(zhǎng)環(huán)境及栽培技術(shù)措施等外在因素的影響[6-8]。然而目前對(duì)葡萄單萜成分的研究主要集中在采前階段,在低溫貯藏過(guò)程中,果實(shí)的理化性質(zhì)會(huì)發(fā)生或多或少的變化[9]。科學(xué)家對(duì)葡萄在低溫貯藏過(guò)程中的理化特性和貯藏特性進(jìn)行了研究[10],并且也做了很多努力來(lái)揭示葡萄貯藏過(guò)程中維生素和多酚等營(yíng)養(yǎng)成分的變化[11]。但是關(guān)于葡萄在低溫貯藏期間的香氣組成和含量變化研究還比較少,特別是針對(duì)大眾喜愛(ài)的玫瑰香味的研究更少。成明[12]以‘玫瑰香’葡萄為試材的研究表明,冷庫(kù)貯藏期間,葡萄的香氣成分(醛類(lèi)和醇類(lèi))隨著貯藏期的延長(zhǎng),相對(duì)含量均呈下降趨勢(shì);主要物質(zhì)(E)-2-己烯醛、里那醇、橙花醇的相對(duì)含量也均呈下降趨勢(shì)。張鵬等[13]以‘無(wú)核寒香蜜’葡萄為試材,研究發(fā)現(xiàn)其主要揮發(fā)性成分乙酸乙酯、青葉醛、正己醇、葉醇等化合物在冷藏45 d后相對(duì)含量均低于冷藏15 d的果實(shí)。盡管MATSUMOTO和 IKOMA[14]研究了不同采后貯藏對(duì)‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄果實(shí)中玫瑰香味和香氣揮發(fā)物含量的影響,但也只研究了單一萜類(lèi)化合物里那醇含量的變化?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】綜上可見(jiàn),葡萄果實(shí)在低溫貯藏過(guò)程中會(huì)發(fā)生風(fēng)味變化,但是仍然缺乏詳細(xì)全面的特定代謝物類(lèi)型和水平的信息。已有的研究也主要集中于游離態(tài)化合物檢測(cè),缺乏糖苷結(jié)合態(tài)香氣化合物的代謝譜數(shù)據(jù)。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究以?xún)蓚€(gè)優(yōu)新玫瑰香型葡萄品種‘瑞都紅玫’和‘瑞都早紅’為試材,探討低溫貯藏過(guò)程中游離態(tài)和糖苷結(jié)合態(tài)單萜組分和含量變化趨勢(shì),從更加全面的代謝物角度詮釋玫瑰香氣成分變化規(guī)律,為更好地研究貯藏期間葡萄風(fēng)味品質(zhì)的變化和最佳貯藏條件的建立提供理論參考。
試驗(yàn)于2017年8—9月在北京市林業(yè)果樹(shù)科學(xué)研究院進(jìn)行。
供試鮮食葡萄品種為‘瑞都紅玫’和‘瑞都早紅’,兩者均是北京市林業(yè)果樹(shù)科學(xué)研究院育成的紅色早中熟優(yōu)新品種,選自‘京秀’和‘香妃’的雜交后代。果肉質(zhì)地較脆,口味甜香,‘瑞都紅玫’具有明顯的玫瑰香味,‘瑞都早紅’淡淡的玫瑰香味,成熟時(shí)可溶性固形物含量均可以達(dá)到16%以上[15-16]。試驗(yàn)植株為露地栽培 7年生自根苗,定植于北京市林業(yè)果樹(shù)科學(xué)院葡萄試驗(yàn)園內(nèi),單臂籬架水平龍干整形,株行距0.75 m×2 m,試驗(yàn)地土壤肥力中等,pH 6.9。采用簡(jiǎn)易避雨、地表園藝地布覆蓋、滴灌供水和常規(guī)病蟲(chóng)害等管理模式,生長(zhǎng)期內(nèi)修剪及肥水管理一致。依據(jù)往年物候期記載結(jié)合可溶性固形物含量確定兩個(gè)品種的成熟期進(jìn)行樣品采集,貯藏試驗(yàn)地點(diǎn)在北京市林業(yè)果樹(shù)科學(xué)研究院冷庫(kù)((2±1)℃,90% RH)。
選擇顆粒飽滿(mǎn)、果粒大小均勻、無(wú)病、無(wú)機(jī)械傷、無(wú)落粒的葡萄果穗放入開(kāi)孔紙板箱,每箱5 kg。預(yù)冷至-1—0℃,放入PE葡萄保鮮膜中,封口入庫(kù)。每個(gè)品種設(shè)3—5次重復(fù),每隔15 d進(jìn)行調(diào)查并取樣測(cè)試相關(guān)指標(biāo)。
失重率:穗重失重率(%)=(貯前穗重-貯后穗重)/貯前穗重×100。爛果率:爛果率(%)=(腐爛果粒的個(gè)數(shù)/果??倲?shù))×100。落粒率:落粒率(%)=落粒果重/總果重×100。果柄耐拉力:將葡萄果柄與彈簧秤相連,沿果??v軸方向拉至果柄從果實(shí)上脫離,記錄彈簧秤最終讀數(shù),即為果柄耐拉力,每個(gè)處理重復(fù)10—20次以上,取平均值。果梗褐變指數(shù):褐變指數(shù)(%)=∑(各級(jí)穗數(shù)×級(jí)數(shù))/(最高級(jí)數(shù)×總穗數(shù))×100;穗軸(果梗)褐變級(jí)別:無(wú)褐變的為0級(jí),褐變0—1/4為1級(jí),褐變1/4—1/2為2級(jí),褐變1/2—3/4為3級(jí),褐變3/4以上為4級(jí)。
單萜的提取和測(cè)定參考WEN等[17]的方法,略有改動(dòng)。首先葡萄果實(shí)樣品去除種子,以避免對(duì)揮發(fā)性化合物的提取產(chǎn)生任何可能的影響。其余果實(shí)部分(約50 g)在液氮中研磨,研磨過(guò)程中加入1 g PVPP和0.5 g D-葡萄糖酸內(nèi)酯。得到的果粉樣品在4℃低溫靜置4 h后,立即在4℃下以8 000×g離心10 min,得到澄清的葡萄汁。澄清葡萄汁直接檢測(cè)游離單萜化合物。對(duì)每個(gè)樣品進(jìn)行3次獨(dú)立提取。
糖苷結(jié)合態(tài)化合物提取,固相萃取柱(Cleanert PEP-SPE柱,天津博納艾杰爾公司)依次經(jīng)10 mL甲醇和10 mL水活化后,加入2 mL上述澄清葡萄汁樣品。經(jīng)2 mL水洗脫去除一些糖、酸等低分子量的極性化合物后,加入5 mL二氯甲烷洗脫,進(jìn)一步去除大部分游離態(tài)香氣物質(zhì)的干擾,最后用20 mL甲醇將結(jié)合態(tài)香氣物質(zhì)洗脫,收集至50 mL的圓底燒瓶?jī)?nèi),整個(gè)固相萃取過(guò)程洗脫劑流速保持2 mL·min-1。所得甲醇洗脫液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器下蒸發(fā)至干燥,然后重新溶解在10 mL的2 mol·L-1檸檬酸-磷酸鹽緩沖溶液(pH 5.0)中。在40℃的培養(yǎng)箱中,用200 μL 糖苷酶AR 2000(100 mg·L-1,在 pH 5.0 的 2 mol·L-1檸檬酸鹽/磷酸鹽緩沖液中)酶解結(jié)合型揮發(fā)性化合物16 h。每個(gè)果汁樣品做2個(gè)獨(dú)立的重復(fù)。
此后,在以下SPME條件下提取游離和結(jié)合態(tài)揮發(fā)物:將5 mL提取液與10 μL 4-甲基-2-戊醇(內(nèi)標(biāo))和1 g NaCl混合在20 mL聚四氟乙烯硅隔膜蓋小瓶中。將樣品瓶在 40℃下的 500 r/min攪拌下平衡 30 min。之后將活化的SPME針頭(Supelco,Bellefonte,PA,USA)插入小瓶頂空,在40℃下吸附揮發(fā)性組分30 min。最后,將SPME針頭插入GC進(jìn)樣口8 min,釋放揮發(fā)物。
氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)型號(hào):Agilent 7890B GC和Agilent 5977A MS(Agilent,美國(guó))。毛細(xì)管柱為HP-INNOwax(60 m×0.25 mm×0.25 μm,J&W Scientific,美國(guó))。
GC-MS條件參考WU等[18]發(fā)表的方法:載氣為高純氦氣(He,>99.999%),流速為1 mL·min-1;進(jìn)樣口溫度為250℃,采樣不分流模式,解析時(shí)間8 min;升溫程序?yàn)?0℃保持1 min,然后以3℃·min-1升溫到220℃,保持5 min。質(zhì)譜電離方式為EI,離子源溫度為230℃,電離能為70 eV,四級(jí)桿溫度為150℃,質(zhì)譜接口溫度為280℃,質(zhì)量掃描范圍為30—350 u。
數(shù)據(jù)處理和分析通過(guò) ChemStation軟件(安捷倫科技公司)進(jìn)行,參考WU等[18]的方法?;衔锸紫雀鶕?jù)標(biāo)準(zhǔn)品保留指數(shù)和質(zhì)譜進(jìn)行鑒定,當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)品不可用時(shí),利用NIST 05標(biāo)準(zhǔn)庫(kù),參考標(biāo)準(zhǔn)品的保留指數(shù)和質(zhì)譜匹配來(lái)鑒別。化合物定量使用標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn),每種標(biāo)準(zhǔn)品溶于甲醇,然后混合在一起。將混合標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋?zhuān)垣@得每個(gè)分析物的5—12個(gè)濃度水平。對(duì)沒(méi)有可用標(biāo)準(zhǔn)物的揮發(fā)物,使用具有相似碳原子或結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)物進(jìn)行量化。
數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析利用分析軟件 SPSS 13.0,采用Duncan多重比較進(jìn)行顯著性分析,最低顯著水平P<0.05;主成分分析和聚類(lèi)分析采用MetaboAnalyst 4.0;繪圖采用Excel和Sigma Plot 10.0。
兩個(gè)品種葡萄果實(shí)可溶性固形物含量在低溫貯藏過(guò)程中均表現(xiàn)為逐漸降低的趨勢(shì),‘瑞都紅玫’果實(shí)的可溶性固形物含量高于‘瑞都早紅’(圖1)。兩個(gè)品種果實(shí)中可滴定酸含量在低溫貯藏過(guò)程中變化趨勢(shì)略有差異,‘瑞都紅玫’中可滴定酸含量在貯藏15 d時(shí)有所下降,之后略有上升;而‘瑞都早紅’可滴定酸含量在貯藏30 d內(nèi)上升,之后在貯藏45 d時(shí)略有下降(圖1)?!鸲技t玫’果實(shí)中可滴定酸含量高于‘瑞都早紅’。
失重率、爛果率、落粒率、果柄耐拉力、果梗褐變指數(shù)等是評(píng)價(jià)果品耐貯性好壞、商品性?xún)?yōu)劣的直觀表現(xiàn)。由表1可見(jiàn),隨著貯藏期的延長(zhǎng),兩個(gè)品種的失重率均呈上升趨勢(shì),‘瑞都早紅’在貯藏后期失重幅度增大,貯藏45 d時(shí)達(dá)到8.57%,‘瑞都紅玫’失重率為 5.46%。在低溫貯藏過(guò)程中,‘瑞都紅玫’的爛果率上升幅度較小。而‘瑞都早紅’在貯藏早期爛果率較低(貯藏15 d時(shí)僅為1.96%),但貯藏中后期爛果現(xiàn)象比較明顯。在整個(gè)貯藏過(guò)程中,‘瑞都紅玫’落粒率均比較低,‘瑞都早紅’落?,F(xiàn)象明顯,到貯藏45 d達(dá)到50%。兩個(gè)葡萄品種果柄耐拉力都隨貯藏時(shí)間推移而降低,‘瑞都紅玫’的果柄耐拉力高于‘瑞都早紅’。兩個(gè)品種在貯藏早期(15 d)果梗都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)褐變現(xiàn)象,30 d時(shí)都有不同程度的褐變發(fā)生,到貯藏45 d時(shí),‘瑞都紅玫’果梗褐變程度高于‘瑞都早紅’。綜合5項(xiàng)指標(biāo),‘瑞都紅玫’的低溫耐貯性?xún)?yōu)于‘瑞都早紅’。
28種游離態(tài)單萜和糖苷結(jié)合態(tài)單萜在兩個(gè)品種葡萄果實(shí)中均檢測(cè)到,含量存在差異(表2、3)。在兩個(gè)品種葡萄果實(shí)中,游離態(tài)單萜含量最高的6個(gè)化合物均是里那醇、β-月桂烯、β-cis-羅勒烯、檸檬烯、cis-呋喃型氧化里那醇和香葉醇。除了個(gè)別化合物如β-香茅醇、cis-氧化玫瑰和trans-呋喃型氧化里那醇,其余游離態(tài)單萜在‘瑞都紅玫’中的含量均高于‘瑞都早紅’(表 2)。游離態(tài)單萜總量在‘瑞都紅玫’中也明顯高于‘瑞都早紅’(圖2)。
表1 兩種鮮食葡萄在低溫貯藏過(guò)程中表觀品質(zhì)指標(biāo)變化Table 1 The changes of fruit appearance quality traits of two grape varieties during storage at (2±1)℃
表2 低溫貯藏過(guò)程中兩種鮮食葡萄果實(shí)中游離態(tài)單萜含量變化Table 2 Changes of free monoterpenes content in two grape varieties during storage at (2±1)℃ (μg·L-1)
續(xù)表2 Continued table 2
兩個(gè)品種葡萄果實(shí)中糖苷結(jié)合態(tài)單萜含量較高的6個(gè)化合物依次是里那醇、β-月桂烯、香葉醇、香葉醛、β-cis-羅勒烯和橙花醚。這些主成分化合物在‘瑞都紅玫’果實(shí)中含量高于‘瑞都早紅’,而氧化玫瑰、香茅醇和橙花醇等糖苷結(jié)合態(tài)單萜的含量在 ‘瑞都早紅’中較高(表3)。但是結(jié)合態(tài)單萜總量仍表現(xiàn)為‘瑞都紅玫’高于‘瑞都早紅’(圖2)。
關(guān)于不同形式單萜含量高低比較,本研究發(fā)現(xiàn)在所檢測(cè)的28種單萜中,除了里那醇、異松油烯、氧化玫瑰、trans-呋喃型氧化里那醇、4-松油烯醇和香葉酸 6種化合物的糖苷結(jié)合態(tài)含量在‘瑞都紅玫’果實(shí)中低于游離態(tài),其余單萜糖苷結(jié)合態(tài)含量均高于游離態(tài)(表 2、3)。但是總糖苷結(jié)合態(tài)單萜含量略低于游離態(tài)(圖2);而在‘瑞都早紅’果實(shí)中,除了里那醇,其余27種單萜糖苷結(jié)合態(tài)含量均高于游離態(tài)(表 2、3),總糖苷結(jié)合態(tài)單萜含量高于游離態(tài)(圖2)。
表3 低溫貯藏過(guò)程中兩種鮮食葡萄果實(shí)中糖苷結(jié)合態(tài)單萜含量變化Table 3 Changes of glycosidically-bound monoterpenes content in two grape varieties during storage at (2±1)℃ (μg·L-1)
續(xù)表3 Continued table 3
在整個(gè)低溫貯藏過(guò)程中,‘瑞都紅玫’果實(shí)中主要游離態(tài)單萜成分略有波動(dòng)。貯藏初期(15 d)變化不大,主要游離態(tài)單萜為里那醇、β-月桂烯、β-cis-羅勒烯、cis-呋喃型氧化里那醇、檸檬烯和香葉醇;到貯藏30 d時(shí),‘瑞都紅玫’果實(shí)中含量最高的6個(gè)化合物依次為里那醇、香葉醇、β-月桂烯、檸檬烯、β-cis-羅勒烯和α-萜品醇;貯藏45 d時(shí),α-萜品醇含量降低而橙花醚含量升高成為主含量單萜。在整個(gè)低溫貯藏過(guò)程中,里那醇含量均最高。
28種游離態(tài)單萜含量在貯藏初期(15 d)均呈現(xiàn)下降趨勢(shì);在貯藏30 d后,包含里那醇在內(nèi)的大部分單萜含量持續(xù)下降,而香葉醇、香葉酸、橙花醇、香葉醛、香茅醛和橙花醛等單萜含量略有上升;貯藏后期(45 d),除了橙花醛,其他27種單萜含量表現(xiàn)上升趨勢(shì)(表 2)。聚類(lèi)分析結(jié)果顯示,在低溫貯藏過(guò)程中,‘瑞都紅玫’果實(shí)中游離態(tài)單萜含量變化趨勢(shì)主要聚為4類(lèi)(圖3-A)。第一類(lèi)包含β-月桂烯(M1)、水芹烯(M3)、(E, Z)-別羅勒烯(M11)、cis-呋喃型氧化里那醇(M12)、trans-呋喃型氧化里那醇(M13)、里那醇(M16)和β-香茅醇(M22),這一類(lèi)單萜在低溫貯藏過(guò)程中含量持續(xù)降低,到貯藏30 d時(shí)達(dá)到最低,貯藏后期略有上升。第二類(lèi)變化趨勢(shì)與第一類(lèi)相近,不同的是這類(lèi)化合物在低溫貯藏15 d后含量急劇下降,到貯藏中期(30 d)降至最低,貯藏45 d時(shí)含量明顯升高,這類(lèi)化合物包含檸檬烯(M2)、β-trans-羅勒烯(M4)、γ-松油烯(M5)、β-cis-羅勒烯(M6)、異松油烯(M7)、別羅勒烯(M10)、4-松油烯醇(M17)和α-萜品醇(M20)。第三類(lèi)有cis-氧化玫瑰(M8)、香茅醛(M15)、橙花醇(M24)、香葉醇(M27)和香葉酸(M28)等單萜,這類(lèi)單萜在貯藏初期(15 d)含量即降為最低,貯藏中后期含量上升,貯藏45 d時(shí)含量明顯升高。第四類(lèi)僅包含橙花醛(M18),盡管M18在貯藏初期含量也略有下降,但是與前3類(lèi)不同,該單萜在貯藏30 d時(shí)含量最高,貯藏45 d時(shí)含量最低。
在低溫貯藏過(guò)程中,主要糖苷結(jié)合態(tài)單萜組分差異不明顯,主要包括里那醇、β-月桂烯、香葉醇、香葉醛和β-cis-羅勒烯等單萜。在貯藏30 d時(shí),β-月桂烯和香葉醇含量升高,高于結(jié)合態(tài)里那醇含量(表3)。大部分結(jié)合態(tài)單萜變化趨勢(shì)相似,貯藏初期(15 d)表現(xiàn)下降,中期(30 d)又有所上升,貯藏后期(45 d)急劇下降(表 3)。聚類(lèi)分析顯示結(jié)合態(tài)單萜在低溫貯藏過(guò)程中變化趨勢(shì)也主要聚為4類(lèi)(圖3-B):第一類(lèi)有β-月桂烯(CM1)、檸檬烯(CM2)、水芹烯(CM3)、β-trans-羅勒烯(CM4)、γ-松油烯(CM5)、β-cis-羅勒烯(CM6)、別羅勒烯(CM10)、(E, Z)-別羅勒烯(CM11)、香茅醛(CM15)、α-衣蘭油烯(CM19)和γ-香葉醇(CM23),這類(lèi)糖苷結(jié)合態(tài)單萜在貯藏15 d時(shí)含量顯著下降,之后上升,到貯藏45 d又急劇下降到最低含量。第二類(lèi)結(jié)合態(tài)單萜包含異松油烯(CM7)、cis-呋喃型氧化里那醇(CM12)、trans-呋喃型氧化里那醇(CM13)、橙花醚(CM14)、里那醇(CM16)、4-松油烯醇(CM17)和α-萜品醇(CM20),這類(lèi)單萜在低溫貯藏過(guò)程中含量持續(xù)降低,沒(méi)有明顯的升高過(guò)程。第三類(lèi)結(jié)合態(tài)單萜在貯藏早期含量降低不明顯,在貯藏30 d時(shí)略有上升,到后期(45 d)急劇降到最低,這類(lèi)單萜包含橙花醛(CM18)、香葉醛(CM21)、β-香茅醇(CM22)、橙花醇(CM24)、cis-異香葉醇(CM25)和香葉醇(M27)。最后一類(lèi)僅包含香葉酸(CM28),在貯藏15 d時(shí)含量升高,之后逐漸降低。
在低溫貯藏過(guò)程中,‘瑞都紅玫’果實(shí)中游離態(tài)單萜總量呈現(xiàn)先下降后期略有升高的趨勢(shì),游離態(tài)單萜占總單萜的比例也表現(xiàn)為先下降后期升高的趨勢(shì)(圖2)。而糖苷結(jié)合態(tài)單萜總量在貯藏初期(15 d)下降,貯藏30 d后又升高,之后又略有下降(圖2)。貯藏15 d后,糖苷結(jié)合態(tài)單萜含量高于游離態(tài)單萜含量。
在低溫貯藏過(guò)程中,‘瑞都早紅’果實(shí)中主要游離態(tài)單萜化合物組分改變不大。里那醇含量最高,其次是β-月桂烯,其他化合物含量高低略有變化(表2)。
大多數(shù)游離態(tài)單萜含量在低溫貯藏過(guò)程中呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。聚類(lèi)分析結(jié)果顯示(圖 4-A),游離態(tài)單萜變化趨勢(shì)主要聚為 4類(lèi):第一類(lèi)包含β-月桂烯(M1)、β-cis-羅勒烯(M6)、別羅勒烯(M10)、(E, Z)-別羅勒烯(M11)、里那醇(M16)、α-衣蘭油烯(M19)、香葉醛(M21)、β-香茅醇(M22)、γ-香葉醇(M23)和香葉醇(M27),這類(lèi)單萜含量在低溫貯藏過(guò)程中逐漸降低,到貯藏45 d降到最低。第二類(lèi)單萜有檸檬烯(M2)、水芹烯(M3)、β-trans-羅勒烯(M4)、γ-松油烯(M5)、異松油烯(M7)、cis-氧化玫瑰(M8)、cis-呋喃型氧化里那醇(M12)、trans-呋喃型氧化里那醇(M13)、香茅醛(M15)、橙花醇(M24)和香葉酸(M28),這類(lèi)化合物在貯藏早、中期含量上升,貯藏后期急劇下降,降到最低。第三類(lèi)包含4種單萜trans-氧化玫瑰(M9)、橙花醚(M14)、4-松油烯醇(M17)和α-萜品醇(M20),它們的含量在貯藏15 d或者貯藏30 d顯著升高,之后下降。第四類(lèi)單萜僅包含橙花醛(M18)一種化合物,該化合物在貯藏15 d含量顯著下降,之后逐漸升高。
在低溫貯藏前期和中期,‘瑞都早紅’果實(shí)中主要糖苷結(jié)合態(tài)單萜組分基本沒(méi)有變化,含量最高的化合物是里那醇,其次是β-月桂烯和香葉醇等單萜。到貯藏后期(45 d),里那醇含量下降,β-月桂烯和香葉醇含量升高,分別成為第一、二主含量單萜(表3)。低溫貯藏過(guò)程中糖苷結(jié)合態(tài)單萜含量變化趨勢(shì)主要聚為兩大類(lèi)(圖4-B):第一類(lèi)包含β-月桂烯(CM1)、水芹烯(CM3)、β-trans-羅勒烯(CM4)、β-cis-羅勒烯(CM6)、別羅勒烯(CM10)、(E, Z)-別羅勒烯(CM11)、香茅醛(CM15)、γ-香葉醇(CM23)、cis-異香葉醇(CM25)、香葉醇(M27);橙花醛(CM18)、香葉醛(CM21)、α-衣蘭油烯(CM19)、β-香茅醇(CM22)、橙花醇(CM24)、cis-異香葉醇(CM25)等單萜,這類(lèi)化合物在貯藏15 d時(shí)升高,之后下降,到貯藏45 d含量又有所回升。第二類(lèi)單萜主要有cis-氧化玫瑰(CM8)、trans-氧化玫瑰(CM9)、里那醇(CM16)、4-松油烯醇(CM17)、α-萜品醇(CM20)、異松油烯(CM7)、cis-呋喃型氧化里那醇(CM12)、trans-呋喃型氧化里那醇(CM13)、橙花醚(CM14)、香葉酸(CM28)、檸檬烯(CM2)、和γ-松油烯(CM5)等,這類(lèi)糖苷結(jié)合態(tài)單萜在貯藏前中期含量呈上升趨勢(shì),到貯藏45 d時(shí)顯著下降。
在低溫貯藏過(guò)程中,‘瑞都早紅’果實(shí)中游離態(tài)單萜總量表現(xiàn)為逐漸降低的趨勢(shì),到貯藏45 d降到最低,僅為89.26 μg·L-1;糖苷結(jié)合態(tài)單萜總量在貯藏初期(15 d)升高,貯藏30 d后逐漸降低(圖2)。整個(gè)貯藏期間,游離態(tài)單萜占總單萜的比例逐漸降低,而糖苷結(jié)合態(tài)比例上升(圖2)。
以不同貯藏時(shí)期2個(gè)葡萄品種游離態(tài)單萜定量數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA分析(圖5-A),從數(shù)據(jù)中提取了兩個(gè)主成分,主成分1(PC1)和主成分2(PC2)分別解釋了75.6%和8.6%的變量信息,這兩個(gè)主成分占據(jù)了所有數(shù)據(jù)84.2%的變異,反映了化合物的絕大部分信息。在PC1方向,不同貯藏時(shí)間樣品可以得到很好地區(qū)分,貯藏初期(0 d)和后期(45 d)的‘瑞都紅玫’樣品位于第一象限,貯藏15 d和30 d樣品位于第二象限;而‘瑞都早紅’在貯藏后期(45 d)與其他時(shí)期明顯區(qū)分開(kāi),位于第三象限。除了橙花醛(M18),其他游離態(tài)單萜含量與PC1均呈正相關(guān)。由圖5-A可見(jiàn),對(duì)于 PC1,香葉酸(M28)、橙花醚(M14)、里那醇(M16)、4-松油烯醇(M17)、cis-呋喃型氧化里那醇(M12)和β-cis-羅勒烯(M6)等單萜載荷值較高,這些化合物在貯藏開(kāi)始(0 d)和后期(45 d)的‘瑞都紅玫’樣品中含量顯著高于貯藏15 d和30 d的樣品(表2);在貯藏后期(45 d)‘瑞都早紅’樣品中的含量明顯低于其他3個(gè)時(shí)期樣品(表2)。這些單萜可以作為區(qū)分貯藏時(shí)期樣品的主要貢獻(xiàn)差異化合物成分。在PC2方向,兩個(gè)葡萄品種明顯區(qū)分開(kāi),‘瑞都紅玫’樣品位于第一、二象限,而‘瑞都早紅’位于第三、四象限。在PC2中,cis-氧化玫瑰(M8)、橙花醛(M18)和trans-呋喃型氧化里那醇(M13)等游離態(tài)單萜載荷絕對(duì)值最高,其中M8和M13與PC2呈負(fù)相關(guān)?!鸲荚缂t’中這兩個(gè)單萜含量明顯高于‘瑞都紅玫’,而M18的含量低于‘瑞都紅玫’。這3個(gè)游離態(tài)單萜可以作為兩個(gè)品種區(qū)分的主要差異化合物。
以 2個(gè)葡萄品種不同貯藏時(shí)間糖苷結(jié)合態(tài)單萜定量數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA分析(圖5-B),從數(shù)據(jù)中也提取了兩個(gè)主成分,分別解釋了66.6%(PC1)和15.4%(PC2)的變量信息。根據(jù) PC1可以把兩個(gè)葡萄品種進(jìn)行很好的區(qū)分,‘瑞都紅玫’樣品位于第二、三象限,而‘瑞都早紅’樣品主要位于第一、四象限。在 PC1中,cis-氧化玫瑰(CM8)、trans-氧化玫瑰(CM9)、trans-異香葉醇(CM26)和β-香茅醇(CM22)等單萜載荷值較大,可以作為品種區(qū)分的主要差異物。根據(jù)PC2成分,兩個(gè)品種不同貯藏時(shí)期樣品也可以區(qū)分,‘瑞都紅玫’貯藏0 d和30 d樣品位于第二象限,而貯藏15 d和45 d樣品位于第三象限;‘瑞都早紅’貯藏30 d樣品明顯遠(yuǎn)離其他時(shí)期樣品。在PC2中,trans-異香葉醇(CM26)、γ-香葉醇(CM23)、cis-異香葉醇(CM25)和橙花醛(CM18)可以作為主要差異成分。
單萜是葡萄果實(shí)中重要的異戊二烯衍生物,是玫瑰香型葡萄的典型香氣成分。研究表明,影響香氣成分積累的因素很多除了采前因素外,采后保鮮貯藏也會(huì)引起香氣的變化[6]。本研究發(fā)現(xiàn)兩個(gè)不同品種果實(shí)中,盡管各個(gè)單萜含量存在顯著差異,但是主含量化合物成分相似。在‘瑞都紅玫’和‘瑞都早紅’果實(shí)中,主要高含量游離態(tài)單萜有里那醇、β-月桂烯、檸檬烯和香葉醇等化合物,這與孫磊等[19]研究結(jié)果一致。這種單萜組分上的相似性可能是因?yàn)椤鸲技t玫’和‘瑞都早紅’均是從‘京秀’和‘香妃’雜交后代中選出的優(yōu)新品種,它們具有相似的遺傳背景[15-16]。此外,‘瑞都紅玫’中游離態(tài)單萜含量高于‘瑞都早紅’,孫磊等[19]也在‘瑞都紅玫’中檢測(cè)到高于‘瑞都早紅’的單萜含量,感官品嘗‘瑞都紅玫’的玫瑰香味比‘瑞都早紅’更加濃郁。盡管兩者游離態(tài)單萜總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于玫瑰香型釀酒葡萄被定義的濃度范圍(≥6 mg·L-1)[4],但這兩個(gè)葡萄品種均具有不同程度的玫瑰香味,說(shuō)明鮮食葡萄可能存在不同的化合物濃度范圍。RUIZ-GARCíA 等[20]的研究表明,葡萄果實(shí)玫瑰香味與氧化玫瑰的有無(wú)相關(guān),在所有玫瑰香型葡萄品種中都存在氧化玫瑰,而非玫瑰香型葡萄中都不存在氧化玫瑰,本研究在兩個(gè)品種中均檢測(cè)到不同濃度的游離態(tài)氧化玫瑰(表2)。
之前的一些研究表明玫瑰香型葡萄品種富含萜烯類(lèi)化合物,這些化合物在葡萄果實(shí)中主要以糖苷結(jié)合態(tài)形式存在,這些結(jié)合態(tài)萜類(lèi)作為潛在的香味來(lái)源具有重要意義[21-22]。本研究首次對(duì)兩個(gè)品種葡萄果實(shí)中糖苷結(jié)合態(tài)單萜進(jìn)行了定性定量分析,發(fā)現(xiàn)在兩個(gè)葡萄品種中大部分糖苷結(jié)合態(tài)單萜含量明顯高于游離態(tài),說(shuō)明單萜在這兩種葡萄果實(shí)中也主要以結(jié)合態(tài)形式存在。兩個(gè)葡萄品種果實(shí)中高含量糖苷結(jié)合態(tài)單萜組分相似,含有里那醇、β-月桂烯和香葉醇等,這與上述游離態(tài)結(jié)果相似。FENOLL等[23]在‘玫瑰香’葡萄果實(shí)中也檢測(cè)到高含量的糖苷結(jié)合態(tài)里那醇和香葉醇,此外,香茅醇和橙花醇含量也較高,與本研究結(jié)果略有不同。成熟的‘陽(yáng)光玫瑰’果實(shí)中也檢測(cè)到高含量的里那醇和香葉醇,但是并未檢測(cè)到β-月桂烯[24]。此外,之前的研究表明釀酒葡萄果實(shí)中糖苷結(jié)合態(tài)香氣物質(zhì)含量是游離態(tài)的 2—8倍[25],但是本研究發(fā)現(xiàn)在鮮食葡萄果實(shí)中存在不同的組成比例,這可能與葡萄品種、果實(shí)成熟度和栽培模式等有關(guān)。甚至在‘瑞都紅玫’果實(shí)中,里那醇、異松油烯和氧化玫瑰等6種單萜游離態(tài)含量高于結(jié)合態(tài)含量,而高含量的游離態(tài)單萜更容易被感知,從而增強(qiáng)香味的濃郁程度。WU等[24]在鮮食葡萄‘陽(yáng)光玫瑰’果實(shí)中也檢測(cè)到較高含量的游離態(tài)異松油烯、氧化玫瑰和脫氫芳樟醇等單萜。
低溫貯藏過(guò)程中,‘瑞都紅玫’和‘瑞都早紅’中的大部分游離態(tài)單萜或早或晚出現(xiàn)含量降低的趨勢(shì)。之前的研究指出低溫貯藏是能夠最大限度保持葡萄果實(shí)品質(zhì)的有效技術(shù),但是隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),可能會(huì)導(dǎo)致果實(shí)香味改變或香味喪失[26-27]。貯藏溫度和時(shí)間會(huì)對(duì)揮發(fā)性香氣成分產(chǎn)生顯著影響[28-30]。單萜化合物含量之間存在較高的相關(guān)性[31],本研究中同一類(lèi)化合物變化趨勢(shì)相似。β-月桂烯、里那醇和cis-呋喃氧化里那醇等聚為一類(lèi);氧化玫瑰、香葉醇和香葉酸等聚為一類(lèi);而異油松烯和α-萜品醇等單萜聚在一起,這與釀酒葡萄果實(shí)發(fā)育過(guò)程中各個(gè)單萜聚類(lèi)結(jié)果相似[5],可能與同一類(lèi)單萜具有相同或者相近的合成代謝途徑相關(guān)[3]。但是各個(gè)游離態(tài)單萜在兩個(gè)品種中的變化趨勢(shì)不盡相同,如主含量單萜里那醇、β-月桂烯和β-香茅醇(M22)等在兩個(gè)品種中雖然都聚在第一類(lèi),但在‘瑞都紅玫’中貯藏30 d時(shí)含量降為最低,在45 d時(shí)含量又有所回升;‘瑞都早紅’則在45 d降為最低。橙花醇(M24)和香葉醇(M27)等化合物在‘瑞都紅玫’中貯藏15 d時(shí)含量即降為最低,之后含量又逐漸升高,而在‘瑞都紅玫’中貯藏15 d時(shí)含量升高,之后隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸降低;cis-氧化玫瑰(M8)在兩個(gè)品種中也表現(xiàn)不同的變化趨勢(shì),這些差異可能與兩個(gè)品種具有不同的低溫耐貯性相關(guān)。MORALES等[32]也發(fā)現(xiàn)不同品種樹(shù)莓在低溫貯藏過(guò)程中,里那醇、香葉醇和α-萜品醇等游離態(tài)單萜存在相反的變化模式。在不同品種柑橘低溫貯藏過(guò)程中,單萜也呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì)[33]。28種游離態(tài)單萜在兩個(gè)品種低溫貯藏過(guò)程中的變化有特性也有共性。主成分分析結(jié)果顯示兩個(gè)品種葡萄中香葉酸(M28)、橙花醚(M14)、里那醇(M16)和4-松油烯醇(M17)等游離態(tài)單萜在低溫貯藏過(guò)程中含量差異明顯,在PC1中具有高的荷載值,這些游離態(tài)單萜可以作為區(qū)分不同貯藏時(shí)間樣品的主要貢獻(xiàn)單萜成分。
糖苷結(jié)合態(tài)單萜低溫貯藏過(guò)程中的變化模式與游離態(tài)單萜表現(xiàn)不同,其中總糖苷結(jié)合態(tài)單萜的含量和比例與游離態(tài)單萜呈現(xiàn)相反的趨勢(shì),這可能是因?yàn)樵诘蜏刭A藏過(guò)程中糖苷結(jié)合態(tài)和游離態(tài)單萜之間發(fā)生了相互轉(zhuǎn)化。MATSUMOTO和IKOMA[14]指出采后貯藏過(guò)程中貯藏溫度和時(shí)間可能影響萜類(lèi)化學(xué)或酶水解反應(yīng),導(dǎo)致各種單萜含量波動(dòng)差異。糖苷結(jié)合態(tài)單萜在‘瑞都紅玫’中變化趨勢(shì)聚為4類(lèi),在‘瑞都早紅’則聚為兩大類(lèi)。LI等[5]在兩種不同釀酒葡萄中也發(fā)現(xiàn)不同的結(jié)合態(tài)單萜聚類(lèi)模式,可能與不同品種中單萜糖基轉(zhuǎn)移酶活性差異有關(guān)。隨著低溫貯藏時(shí)間延長(zhǎng),包含高含量單萜里那醇、β-月桂烯和香葉醇等各個(gè)糖苷結(jié)合態(tài)單萜呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì),表現(xiàn)出品種特異性。說(shuō)明相較于貯藏條件,品種對(duì)于糖苷結(jié)合態(tài)單萜影響更大。隨后的主成分分析進(jìn)一步印證了這一結(jié)果,在 PC1方向上兩個(gè)品種可以進(jìn)行很好的區(qū)分。RUIZ-GARCíA 等[20]的研究曾指出氧化玫瑰可以作為品種有無(wú)玫瑰香味的標(biāo)記物。本研究也發(fā)現(xiàn)在PC1中,糖苷結(jié)合態(tài)cis-氧化玫瑰和trans-氧化玫瑰都具有較高的荷載值,說(shuō)明該化合物也可以作為區(qū)分兩個(gè)品種的主要標(biāo)記物。
‘瑞都紅玫’的低溫耐貯性?xún)?yōu)于‘瑞都早紅’。兩個(gè)鮮食葡萄品種中的主含量單萜化合物組分相近,主要游離態(tài)單萜包含有里那醇、β-月桂烯、β-cis-羅勒烯、檸檬烯、cis-呋喃型氧化里那醇和香葉醇等;主要糖苷結(jié)合態(tài)單萜包括里那醇、β-月桂烯、香葉醇、香葉醛、β-cis-羅勒烯和橙花醚等?!鸲技t玫’中單萜含量高于‘瑞都早紅’。在低溫貯藏過(guò)程中,游離態(tài)單萜含量呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程,主要呈現(xiàn)4種變化模式;相較于低溫貯藏初期,大部分游離態(tài)單萜單萜含量呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。香葉酸(M28)、橙花醚(M14)、里那醇(M16)和 4-松油烯醇(M17)等游離態(tài)單萜可以作為不同貯藏時(shí)間樣品區(qū)分的主要貢獻(xiàn)單萜成分。在貯藏過(guò)程中,總糖苷結(jié)合態(tài)單萜的含量與游離態(tài)單萜呈現(xiàn)相反的趨勢(shì),各個(gè)糖苷結(jié)合態(tài)單萜的變化趨勢(shì)因品種而不同。氧化玫瑰可以作為區(qū)分兩個(gè)品種的主要標(biāo)記物。