郅學(xué)超,邙光偉,胡展森,康亮,宮宇,劉超,王磊,巴金磊
(承德市農(nóng)林科學(xué)院,河北承德067000)
水果的香氣主要源于果實(shí)中各種微量的揮發(fā)性物質(zhì),是水果質(zhì)量的一個(gè)重要組成部分,對(duì)果品的風(fēng)味起著重要的作用[1]。對(duì)于果品的鮮食和加工,香氣是構(gòu)成產(chǎn)品品質(zhì)的主要因素之一[2-7],對(duì)果實(shí)品質(zhì)起著非常重要的作用。目前,水果的香氣成分已鑒別出2 000多種,如蘋果350多種[8]、草莓300多種[9]、芒果270多種[10]、葡萄460多種[11]、香蕉200多種[12]。果實(shí)的香氣主要由植物通過(guò)初生代謝和次生代謝合成,通過(guò)不同的生物合成途徑的香氣物質(zhì)大體可分為4大類:萜類化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物和含氮含硫化合物[13]。梨主要通過(guò)脂肪酸途徑合成其香氣物質(zhì)。
梨是世界范圍內(nèi)深受消費(fèi)者喜愛(ài)的水果之一,亦是我國(guó)廣泛栽培的重要水果,其種質(zhì)資源極為豐富,富含高還原糖、VC和多種對(duì)人體有益的微量元素[14]。梨子香氣成分已有一些報(bào)道,主要以香氣濃郁的秋子梨為主[15-16],對(duì)沙梨的香氣成分研究較少。香氣物質(zhì)的研究方法主要分為香氣物質(zhì)的提取和香氣物質(zhì)的定性定量分析,香氣物質(zhì)提取方法包括以下幾種:水蒸氣蒸餾法[17]、直接進(jìn)樣法[18]、吹掃捕集法[18]、有機(jī)溶劑直接萃取法[19]、超臨界萃取法[20]、固相微萃取法[21],對(duì)香氣成分的定量、定性分析,可以采用核磁共振(N MR)、紅外光譜(I R)、氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)(G C/M S)[1,22-26]。目前,主要采用固相微萃取法與氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對(duì)果實(shí)香氣進(jìn)行研究,此方法操作簡(jiǎn)便,省時(shí)省力。鑒于此,筆者采用頂空固相微萃取法與氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對(duì)‘愛(ài)甘水’、‘壽新水’、‘筑水’、‘喜水’、‘二十世紀(jì)’和‘金二十世紀(jì)’6個(gè)沙梨品種中香氣物質(zhì)測(cè)試、鑒定、分析比較研究,總結(jié)規(guī)律,為梨的生產(chǎn)加工、鮮食、開(kāi)發(fā)利用和品種選育提供依據(jù)。
試驗(yàn)在揚(yáng)州大學(xué)測(cè)試中心進(jìn)行,取樣前先將固相微萃取頭在氣相色譜進(jìn)樣口老化20 m in,老化溫度250℃。選取揚(yáng)州大學(xué)梨園的沙梨品種‘愛(ài)甘水’、‘壽新水’、‘筑水’、‘喜水’、‘二十世紀(jì)’和‘金二十世紀(jì)’為試材。于果實(shí)成熟期分別隨機(jī)采收生長(zhǎng)一致的果實(shí),每個(gè)品種選取3個(gè)果實(shí)進(jìn)行香氣成分的萃取和測(cè)定。
試驗(yàn)方法參照馮立國(guó)的方法[27]。
1.2.1 香氣成分萃取。取樣前先將固相微萃取頭在氣相色譜進(jìn)樣口老化20 m in,老化溫度250℃。選取表面完好、無(wú)病蟲(chóng)害的商熟期梨果實(shí),采用四分法,去除果核后,稱量樣品25 g放入榨汁機(jī)壓榨。取新榨梨勻漿8 m L于100 m L的樣品瓶?jī)?nèi),加入6.0 g N a C I(使香氣成分充分揮發(fā)),并用鋁箔紙及進(jìn)口封口膜密封,將老化好的萃取頭插入樣品瓶頂空部分,于40℃(水?。l件下吸附40 m in。
1.2.2 香氣成分分析。吸附完成后將固相微萃取頭抽回,插入氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(T r a ce D S Q,美國(guó)T h er m o公司),于250℃解析2 m in,啟動(dòng)儀器采集數(shù)據(jù)。色譜條件:FF A P彈性石英毛細(xì)管色譜柱,長(zhǎng)60 m,內(nèi)徑0.32 mm,液膜厚1.0μm;載氣為He(99.99%),不分流;程序升溫,進(jìn)樣口250℃,柱溫起始溫度50℃保持1 m in,以5℃/m in升溫至120℃,再以8℃/m in升溫至200℃,最后以12℃/m in升溫至250℃保持7 m in。質(zhì)譜條件:G C-M S接口溫度250℃,離子源溫度200℃,電離方式EI,電子能量70 e V,發(fā)射電流200μA;掃描質(zhì)量范圍29~600 a m u。
6個(gè)梨樣品果實(shí)的香氣成分經(jīng)氣質(zhì)聯(lián)用器分析得到總離子流圖。對(duì)所得沙梨品種果實(shí)香氣成分G C-M S總離子圖的各組圖譜進(jìn)行計(jì)算機(jī)譜庫(kù)檢索(相似度80%以上),并結(jié)合人工解析,‘愛(ài)甘水’、‘壽新水’、‘筑水’、‘喜水’、‘二十世紀(jì)’和‘金二十世紀(jì)’果實(shí)中分別鑒定出18種、11種、12種、18種、17種和14種香氣成分(表1)。
表1 6個(gè)砂梨品種果實(shí)的香氣成分及其相對(duì)含量
從表2中可以看出,6個(gè)沙梨品種果實(shí)的主要香氣成分種類分別是是醛類、酯類和醇類,但含量高低有明顯差異。6個(gè)品種中除‘金二十世紀(jì)’外,其余5個(gè)品種‘愛(ài)甘水’、‘壽新水’、‘筑水’、‘喜水’、‘二十世紀(jì)’的醛類相對(duì)含量是最高,分別為70.46%、74.5%、87.43%、51.83%和89.56%,而‘金二十世紀(jì)’酯類相對(duì)含量最高,為78.46%,醛類相對(duì)含量只占14.93%。此外,‘愛(ài)甘水’中還檢測(cè)到一定量的醇類物質(zhì),相對(duì)含量為15.23%,‘壽新水’、‘筑水’、‘喜水’和‘二十世紀(jì)’醇類所占百分比較小,相對(duì)含量分別為3.21%、3.27%、2.3%和7.32%,‘金二十世紀(jì)’中未檢測(cè)出醇類物質(zhì)?!畨坌滤汀菜絮ヮ愇镔|(zhì)的相對(duì)含量?jī)H次于醛類物質(zhì),相對(duì)含量分別為12.05%和24.12%,‘愛(ài)甘水’、‘筑水’和‘二十世紀(jì)’中的酯類物質(zhì)相對(duì)含量較小,分別為2.07%、0.1%和4.35%。酮類和雜環(huán)類在6個(gè)沙梨品種果實(shí)中相對(duì)含量很小,甚至有的品種中并未檢測(cè)出。
表2 6個(gè)砂梨品種的主要成分種類及所占百分比 %
根據(jù)表1制作出6個(gè)沙梨品種果實(shí)的主要香氣成分餅狀圖(圖1~6),從中可以看出,6個(gè)沙梨品種果實(shí)的主要香氣成分存在一定的差異,共有成分只有己醛一種香氣成分?!異?ài)甘水’、‘壽新水’、‘筑水’、‘喜水’和‘二十世紀(jì)’的主要香氣成分中都有己醛和2-己烯醛,并且己醛都是這5個(gè)沙梨品種中相對(duì)含量最高的香氣成分。雖然,己醛也是‘金二十世紀(jì)’的主要香氣成分,但并不是相對(duì)含量最高的,‘金二十世紀(jì)’中相對(duì)含量最高的香氣成分己酸乙酯,與其他5個(gè)沙梨品種不同。
圖1 愛(ài)甘水主要香氣成分相對(duì)含量
圖2 壽新水主要香氣成分相對(duì)含量
圖3 筑水主要香氣成分相對(duì)含量
圖4 喜水主要香氣成分相對(duì)含量
圖5 二十世紀(jì)主要香氣成分相對(duì)含量
圖6 金二十世紀(jì)主要香氣成分相對(duì)含量
6個(gè)沙梨品種的果實(shí)各有不同的特有香氣成分,6個(gè)沙梨品種果實(shí)的特有香氣成分及相對(duì)含量百分比如下:‘愛(ài)甘水’含有3-辛酮(0.43%)、山梨醛(1.16%)、反式-2-癸烯-1-醇(0.21%)、2-己烯-4-內(nèi)酯(0.4%)和反式-6-壬烯-1-醇(0.11%)5種特有香氣;‘壽新水’含有乙酸異戊酯(0.47%)和2-丁基-1-辛醇(0.42%)2種特有香氣;‘筑水’沒(méi)有特有香氣;‘喜水’含有2-丁烯酸乙酯(1.38%)、2-甲基-2-丁烯酸乙酯(7.57%)和苯乙酸乙酯(0.65%)3種特有香氣;‘二十世紀(jì)’含有庚醛(0.62%)、甲酸己酯(1.32%)、反式-4-壬烯醛(0.57%)、2-反式-6-順式-壬二烯醛(1.18%)、反式-2-癸烯醛(0.17%)、(E,E)-2,4-壬二烯(0.8%)和反式-牛龍牛兒基丙酮(1.02%)7種特有香氣;‘金二十世紀(jì)’含有丙酸乙酯(1.34%)、2-甲基丙酸乙酯(0.26%)和2-甲基丁酸乙酯(0.56%)3種特有香氣。6個(gè)沙梨品種中,‘二十世紀(jì)’的特有香氣種類最多,含有7種特有香氣,‘筑水’沒(méi)有特有香氣,其余4個(gè)沙梨品種果實(shí)分別含有2~5種特有香氣成分??傮w來(lái)看,6個(gè)沙梨品種果實(shí)中的特有香氣成分相對(duì)含量都很少,不能成為影響感官的主要因素。
嗅覺(jué)物質(zhì)(香氣)和味覺(jué)物質(zhì)(糖、酸等)是構(gòu)成果實(shí)風(fēng)味的主要物質(zhì),其組成和含量對(duì)果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)起重要影響[27-29]。嗅覺(jué)物質(zhì)中從感官上有清香型和甜香型之分,清香型的果實(shí)主要是醛類物質(zhì)起作用,而甜香型果實(shí)主要是酯類物質(zhì)起作用。田長(zhǎng)平等[30]對(duì)3個(gè)韓國(guó)沙梨品種的果實(shí)香氣成分研究表明,果實(shí)商熟期醛類物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高,其次為醇類和酯類物質(zhì),其中己醛為3個(gè)品種質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為最高的香氣成分。秦改花等[31]對(duì)不同成熟階段的‘翠冠’、‘愛(ài)甘水’和‘中梨1號(hào)’3個(gè)早熟沙梨品種果實(shí)的香氣成分測(cè)定,結(jié)果表明:主要成分為己醛和2-己烯醛。馮立國(guó)[27]等研究了‘二十世紀(jì)’和‘金二十世紀(jì)’果實(shí)不同發(fā)育時(shí)期的香氣成分變化,結(jié)果表明:‘二十世紀(jì)’綠熟期、商熟期和完熟期果實(shí)的主要香氣成分均為己醛,‘金二十世紀(jì)’綠熟期果實(shí)的主要香氣成分同樣是己醛,但商熟期和完熟期果實(shí)中己酸乙酯的含量迅速增加,成為主要香氣成分。該次試驗(yàn)結(jié)果表明,6個(gè)品種沙梨果實(shí)中除‘金二十世紀(jì)’外,其余5個(gè)品種的醛類物質(zhì)相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高,其中己醛是相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的香氣成分,與田長(zhǎng)平[30]和秦改花[31]的研究結(jié)果相同,而不同的是‘金二十世紀(jì)’果實(shí)中相對(duì)含量最高的是酯類,這與馮立國(guó)的研究結(jié)果一致,因此,‘金二十世紀(jì)’果實(shí)中含量較高的酯類化合物是其感官上香氣濃郁的主要原因?!鸲兰o(jì)’梨是日本育種家西田光夫先生通過(guò)‘二十世紀(jì)’梨進(jìn)行輻射誘變成功選育出的芽變品種,與‘二十世紀(jì)’相比,其果皮在商熟期之前呈淡黃綠色,但完熟期變?yōu)槿辄S色。‘二十世紀(jì)’的果皮顏色自始至終都是綠色,各成熟時(shí)期的主要成分都是己醛,而‘金二十世紀(jì)’的果實(shí)隨著果實(shí)不斷成熟,果皮從黃綠色變?yōu)槿辄S色,主要香氣成分從感官上屬于清香型的己醛變成甜香型的己酸乙酯[27]。該次試驗(yàn)中‘金二十世紀(jì)’的檢測(cè)結(jié)果與同屬于黃顏色果皮的南果梨果實(shí)一樣,主要香氣成分都是酯類物質(zhì)[32],因此,果實(shí)中香氣成分的變化和果皮顏色的變化之間是否存在一定的聯(lián)系需要進(jìn)一步研究。
供試的6個(gè)沙梨品種果實(shí)的香氣成分種類及其相對(duì)含量均存在明顯差異,其香氣成分主要為醛類、酯類和醇類,主要香氣成分為己醛、2-己烯醛和己酸乙酯。6個(gè)沙梨品種果實(shí)的共有香氣成分僅有己醛1種,且各成分的含量存在明顯差異,6個(gè)沙梨品種果實(shí)的特有香氣成分因品種而異,這些特有成分對(duì)品種的香氣程度起很小作用,不能成為影響感官的主要因素。