砂梨和库尔勒香梨果实香气物质的GC-MS分析

2011-11-18涂俊凡秦仲麒李先明刘先琴杨夫臣朱红艳

湖北农业科学 2011年15期

涂俊凡秦仲麒李先明刘先琴杨夫臣朱红艳

摘要：采用顶空萃取和气相色谱质谱联用技术分析了３个砂梨品种与１个新疆库尔勒香梨商熟期果实香气成分。结果表明，参试的４个梨品种主要香气成分种类及其含量、主要香气类别含量与香气总量均存在一定差异，其中库尔勒香梨香气总量、醛类物质含量及其在香气总量中的比例均明显高于３个砂梨品种。酯类成分为６８－３－２和金水１号最主要的香气物质，其含量分别为９４０２．３、３９８４．７ μｇ／ｋｇ，醛类成分是玉绿和库尔勒香梨最主要的香气物质，玉绿、库尔勒香梨中己醛含量分别为3 746.0、２１２４１．０ μｇ／ｋｇ。乙酸己酯是４个梨品种共有的特征香气成分，参试的４个梨品种特征香气成分及其香气值均存在显著差异，其中库尔勒香梨己醛的香气值高于３个砂梨品种，６８－３－２中乙酸己酯的香气值在４个品种中最高。

关键词：梨；香气成分；ＧＣ－ＭＳ

中图分类号：Ｏ６５７．６３；S661-2文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）15－3186-05

ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＦｒｕｉｔＡｒｏｍａｔｉｃＣｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆＰｙｒｕｓｐｙｒｉｆｏｌｉａＮａｋａｉ and

Ｐ．ｓｉｎｋｉａｎｇｅｎｓｉｓｙü ｂｙＧＣ－ＭＳ

ＴＵＪｕｎ－ｆａｎ，ＱＩＮＺｈｏｎｇ－ｑｉ，ＬＩＸｉａｎ－ｍｉｎｇ，ＬＩＵＸｉａｎ－ｑｉｎ，ＹＡＮＧＦｕ－ｃｈｅｎ，ＺＨＵＨｏｎｇ－ｙａｎ

（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＦｒｕｉｔａｎｄＴｅａ，ＨｕｂｅｉＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ４３０２０９，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｒｏｍａｔｉｃｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆ３ｐｅａｒｃｕｌｔｉｖａｒｓｂｅｌｏｎｇｉｎｇｔｏＰｙｒｕｓｐｙｒｉｆｏｌｉａＮａｋａｉａｎｄ１ｐｅａｒｃｕｌｔｉｖａｒｂｅｌｏｎｇｉｎｇｔｏＰ．ｓｉｎｋｉａｎｇｅｎｓｉｓｙü ｗｅｒｅｅｘｔｒａｃｔｅｄｂｙｈｅａｄ－ｓｐａｃｅａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｂｙｇａｓｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ－ｍａｓｓｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＧＣ－ＭＳ）．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｎｕｍｂｅｒｓａｎｄｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｍａｉｎａｒｏｍａｔｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，ｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｍａｉｎａｒｏｍａｔｉｃｃａｔｅｇｏｒｉｅｓａｎｄｔｏｔａｌａｒｏｍａｔｉｃｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｈａｄｓｏｍｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｍｏｎｇｔｈｅｓｅｃｕｌｔｉｖａｒｓ．Ｔｈｅｔｏｔａｌａｒｏｍａｔｉｃｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆａｌｄｅｈｙｄｅｓａｎｄｉｔｓｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｎｔｈｅｔｏｔａｌａｒｏｍａｔｉｃｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎＰ．ｓｉｎｋｉａｎｇｅｎｓｉｓｙü ｗｅｒｅｈｉｇｈｅｒｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆｏｔｈｅｒ３ｃｕｌｔｉｖａｒｓｏｆＰ．ｐｙｒｉｆｏｌｉａ．Ｔｈｅ eｓｔｅｒｓｗｅｒｅｔｈｅｃｏｍｍｏｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｎｄｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｎ６８－３－２ａｎｄＰ．ｐｙｒｉｆｏｌｉａＪｉｎｓｈｕｉＮｏ．１．Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔs ｏｆ eｓｔｅｒｓｉｎ６８－３－２ａｎｄＰ．ｐｙｒｉｆｏｌｉａＪｉｎｓｈｕｉＮｏ．１ were ９４０２．３ μｇ／ｋｇａｎｄ３９８４．７ μｇ／ｋｇ respectively．Ｔｈｅ aｌｄｅｈｙｄｅｓｗｅｒｅｔｈｅｃｏｍｍｏｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｎｄｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｎ６８－３－２ａｎｄＰ．ｐｙｒｉｆｏｌｉａＪｉｎｓｈｕｉＮｏ．１．ＴｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｈｅｘａｎａｌｉｎＰ．ｐｙｒｉｆｏｌｉａｙｕｌü ａｎｄＰ．ｓｉｎｋｉａｎｇｅｎｓｉｓｙü ｗｅｒｅ 3 746.0 μｇ／ｋｇ and ２１２４１．０ μｇ／ｋｇ．Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｆｌａｖｏｒｃｏｍｐｏｕｎｄｏｆｔｈｅｓｅ４ｃｕｌｔｉｖａｒｓ was hexyl acetate．Ｂｏｔｈｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｆｌａｖｏｒｃｏｍｐｏｕｎｄｓａｎｄｏｄｏｒｕｎｉｔｓｈａｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎｔｈｅｓｅ４ｃｕｌｔｉｖａｒｓ．ＯｄｏｒｕｎｉｔｓｏｆｈｅｘａｎａｌｉｎＰ．ｓｉｎｋｉａｎｇｅｎｓｉｓｙü ｗｅｒｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅ３ｃｕｌｔｉｖａｒｓｏｆＰ．ｐｙｒｉｆｏｌｉａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．Ｏｄｏｒｕｎｉｔｓｏｆ hexyl acetate ｉｎ６８－３－２ｗａｓｈｉｇｈｅｓｔ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｅａｒ；ａｒｏｍａｔｉｃｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ；ＧＣ－ＭＳ

我国是世界最大的梨生产国，２００９年我国梨果种植总面积达１０７．４７万ｈｍ２，产量１３５３．８１万ｔ，约占世界总产量的６２％。随着水果消费档次的提高、消费观念的改变及国内外果品市场供求关系的变化，我国梨产业的发展已经由单纯的数量、规模扩张时期进入到优化结构、提高质量和效益的调整时期。近年来，我国梨品种结构调整进一步优化，外观及鲜食品质优良的新品种逐年增加，从国外如日、韩引进的优质砂梨品种对我国梨品种结构调整和优化也发挥了重要作用，而外观及鲜食品质欠佳的鸭梨及砀山酥梨等老品种比例明显下降。香气成分是构成果品鲜食和加工品质的主要因素，能显著提高果实品质。我国的库尔勒香梨由于具有独特的香味，在国内外市场上久盛不衰，韩国砂梨品种圆黄和黄金也因具有独特香气，品质优良，因而在我国梨生产栽培中逐年增加。我国特产的白梨品种以及近几年引进的韩国砂梨品种商熟期果实香气成分已有报道，但对我国砂梨香气成分研究较少［１－４］。本试验对湖北省农业科学院果树茶叶研究所选育的玉绿、６８－３－２和金水１号３个香气浓郁、综合性状优良的砂梨品种及库尔勒香梨的香气成分分别进行测定，旨在为梨品质性状评价以及梨香味育种的亲本选择提供科学依据。

１材料与方法

１．１实验材料

选取砂梨品种玉绿、金水１号、６８－３－２和香梨品种库尔勒香梨为试材，于果实商熟期采样（此时各品种果实硬度分别为７．０、８．２、６．８、８．７ｋｇ／ｃｍ２），选择树势和结果基本一致的植株，在树冠外围随机采果３０个，进行香气成分的萃取和测定，每１０个果实作为１次重复，所有测定结果均为３次重复的平均值。

１．２方法

１．２．１样品中挥发性物质的提取每份样品取表面完好、无病虫害的果实，采用四分法，去除果核心和果皮后，放入匀浆机中打成浆，准确称取２０ｇ梨浆于２０ｍＬ钳口顶空瓶中，加入２．５ｇ氯化钠（使香气成分充分被萃取），加入１００ μＬ环己酮作为内标，用聚四氟乙烯隔垫密封，于４０ ℃磁力搅拌器上加热平衡１５ｍｉｎ后，使用ＤＶＢ／ＣＡＲ／ＰＤＭＳ５０／３０ μｍ（二乙烯基苯／碳分子筛／聚二甲基硅氧烷，美国ＳＵＰＥＬＣＯ公司）萃取头，顶空吸附４０ｍｉｎ后，将萃取头插入ＧＣ进样口，解吸５ｍｉｎ。

１．２．２气相色谱－质谱条件Ａｇｉｌｅｎｔ公司６８９０Ｎ－５９７５Ｃ气质联用仪。气相色谱条件：毛细管柱为ＨＰ－５Ｍａｓｓ（３０ｍ×３２０ μｍ×０．２５ μｍ）；载气：氦气；柱流速：１ｍＬ／ｍｉｎ。程序升温，起始温度４０ ℃，保持３ｍｉｎ，以３ ℃／ｍｉｎ升至１６０ ℃，保持２ｍｉｎ，再以８ ℃／ｍｉｎ升至２２０ ℃，保持３ｍｉｎ，进样口温度２５０ ℃，不分流进样。质谱条件：离子源温度：２３０ ℃；四极杆温度：１５０ ℃；离子化方式：ＥＩ；电子能量：７０ｅＶ；质量范围为５０～５５０ａｍｕ。

１．２．３定性定量方法香气成分用气相色谱－质谱联用仪进行分析。定性方法：分析结果运用计算机谱库（ＮＩＳＴ／ＷＩＬＥＹ）进行初步检索及分析，再结合文献进行人工谱图解析，确认香气物质的各个化学成分。定量方法：内标法定量。选择环己酮为内标，其浓度为０．９４６ mｇ／ｍＬ。计算公式参照陈美霞等［６］的方法，并略做改动。

香味各组分的含量＝［各组分的峰面积／内标的峰面积×内标浓度（mｇ／ｍＬ）×体积（ｍＬ）×１０００］／样品量（ｋｇ）

香气值Ｕｏ＝香气成分的含量／香气阈值。

２结果与分析

２．１４个梨品种的主要香气成分

砂梨品种玉绿、６８－３－２和金水１号及库尔勒香梨果实香气成分ＧＣ／ＭＳ总离子流图见图１。各组分经ＮＩＳＴ和Ｗｉｌｅｙ谱库检索，检出的主要香气成分如表１。玉绿、６８－３－２、金水１号和库尔勒香梨４个品种共检测出５９种香气成分，含量大于１００ μｇ／ｋｇ的香气成分共２３种，主要包括醛类、酯类、酮类、烯烃类、醇类物质，其中醛类３种、酯类１１种、醇类１种、烯烃类７种、酮类１种。４个梨品种果实共同具有的主要香气成分为乙酸己酯。

酯类成分为６８－３－２和金水１号最主要的香气物质，其含量分别为９４０２．３和３９８４．７ μｇ／ｋｇ，醛类成分是玉绿和库尔勒香梨最主要的香气物质，库尔勒香梨、玉绿、金水１号中己醛含量分别为２１２４１．０，

３７４６．０和１７５７．０ μｇ／ｋｇ。

２．２砂梨、香梨主要香气成分比较

参试的４个梨品种主要香气成分种类数及含量均存在一定差异，香梨主要香气成分种类数及香气物质总含量显著高于３个砂梨品种（表１、表２）。３个砂梨品种中，６８－３－２的香气成分总含量最高，其次为金水１号和玉绿。酯类成分为６８－３－２、金水１号的最主要香味物质，分别占香气总量的８６．２％、５３．５％。醛类成分为库尔勒香梨和玉绿梨的最主要香味物质，分别占香气总量的８１．４％、５８．０％。

玉绿梨中共检测出２０种挥发性物质，总含量为６９６３．４ μｇ／ｋｇ。其中酯类１２种、醛类２种、烯烃类４种，酸类２种，主要香气成分为己醛、反－２－己烯醛、甲基环戊烷、己酸乙酯、乙酸己酯、２－己酸乙酯、苯甲酸乙酯。含量最高的成分为己醛。

６８－３－２中共检测出１７种挥发性化合物，总含量为１０９０１．８ μｇ／ｋｇ，其中酯类１２种、烯烃类３种，酸类２种，主要香气物质为丁酸乙酯、丙基环丙烷、己酸乙酯、３－己酸乙酯、２－己酸乙酯、乙酸己酯、３－甲硫基－反－２－丙烯酸乙酯、辛酸乙酯、α－金合欢烯。含量最高的成分为乙酸己酯。

金水１号中共检测出８种挥发性物质，总含量为７４４１．７ μｇ／ｋｇ，其中酯类５种、醛类２种、烯烃类１种，主要香气成分为己醛、反－２－己烯醛、甲基环戊烷、己酸乙酯、顺－３－乙酸叶醇酯、乙酸己酯。含量最高的成分为己酸乙酯。

库尔勒香梨共检测出３１种挥发性化合物，总含量为３８０５６．９ μｇ／ｋｇ。主要包括醇类、醛类、酯类、酮类、烯烃类等物质，其中醛类４种、酯类９种、醇类５种、烯烃类１２种、酮类１种。主要香气成分为乙酸丁酯、乙酸己酯、己醛、２－乙酸苯乙酯、２－己烯醛、５－甲基－１－己烯、１－庚烯、１－壬烯、１，２－二乙基环丁烷、壬醇。含量最高的成分为己醛。

２．３砂梨品种与库尔勒香梨特征香气成分

不同的香气化合物由于阈值及在样品基质中浓度的不同，对果实香气的贡献也不同，仅凭某种香气成分含量的高低不能准确判断其对样品整体香气贡献的大小，只有具有较高香气值的成分才是果实的特征香气［５］。根据已发表的各香气成分的香气阈值，４个参试梨品种共检测到５种特征香气，其香气值见表３。

由表３可以看出，４个参试梨品种特征香气成分及其香气值均存在一定差异，乙酸己酯是４个参试梨品种共有的特征香气成分，但库尔勒香梨特征香气成分己醛香气值明显高于３个砂梨品种。６８－３－２特征香气成分乙酸己酯在４个梨品种中含量最高。

３小结与讨论

参试的４个梨品种果实商熟期时，玉绿和库尔勒香梨醛类物质含量最高，其中己醛为２个品种含量最高的香气成分，６８－３－２和金水１号中酯类物质含量最高，品种间主要香气成分种类数及其含量、主要香气类别含量与香气总量均存在一定差异。乙酸己酯是４个品种共有的特征香气成分。商熟期果实的特征香味物质已基本合成，因此，在砂梨新品种品质评价和选育中，应着重强调商熟期的香气组成及其含量，优先选择己醛及乙酸己酯等特征香气成分多的品种或株系。

味感物质（糖、酸等）和嗅感物质（香味物质）构成果实的风味物质或果实风味复合物，其组成及含量对果实内在品质有重要影响［６，７］。田长平等［４］对白梨和６个韩国砂梨品种果实香气成分的研究表明，果实商熟期醛类和醇类物质的含量较高，而西洋梨果实中酯类物质是最主要的成分［８］。王颉等［１］对鸭梨采后１周的香气成分进行研究，得出鸭梨的主要香气成分有２５种，其中丁酸乙酯、甲酸乙酯、乙酸乙酯含量较高。陈计峦等［２］采用顶空固相微萃取法对常温贮藏１０ｄ后的丰水梨、砀山梨、南果梨香气成分分析研究，共鉴定出香气组分６０多种，其中酯类物质占７０％。乜兰春等［９］认为不同树种以及同一树种不同品种间香气成分种类和含量的差异是由香气物质代谢过程以及酶活性的差异引起的。本实验表明，库尔勒香梨中醛类物质含量及其在香气总量中的比例明显高于３个砂梨品种，这可能与香梨、砂梨品种香气物质代谢途径以及酶活性的差异有关，其差异机制仍有待于进一步的研究。

香味育种是今后我国梨育种的重要目标之一，选择特征香气成分香气值大的亲本是实现这一目标的重要途径。当香气值大于１，对果实香味起主要作用的芳香成分，称为该果树品种果实的特征香气成分，某种化合物的香气值愈大，其对香气的贡献愈大。Ｈａｔａｎａｋａ［１０］和Ｅｃｈｅｖｅｒｒｉａ等［１１］分别研究认为己醛和乙酸己酯具有典型的青草香味和梨果香。本研究结果表明，６８－３－２特征香气成分乙酸己酯的香气值明显高于其他３个品种，感官品质评价表明６８－３－２果实香气清新淡雅有果香，而一般砂梨品种果实香气较弱［２］。因此，砂梨优系６８－３－２可能在砂梨香味育种中具有重要价值，有待进一步挖掘利用。

参考文献：

［１］王颉，徐继忠，陈海江，等．鸭梨果实挥发性物质和氨基酸含量测定［Ｊ］．食品科技，２００２（９）：７1－７３．

［２］陈计峦，周珊，闫师杰，等．南果梨的香气成分分析［Ｊ］．园艺学报，２００５，３２（２）：３０１－３０３．

［３］陈计峦．梨香气成分分析、变化及理化特征指标的研究［Ｄ］．北京：中国农业大学，２００５．

［４］田长平，魏景利，刘晓静，等．梨不同品种果实香气成分的ＧＣ－ＭＳ分析［Ｊ］．果树学报，２００９，２６（３）：２９４－２９９．

［５］张序，姜远茂，彭福田，等．‘红灯甜樱桃果实发育进程中香气成分的组成及其变化［Ｊ］．中国农业科学，２００７，４０（６）：１２２２－１２２８．

［６］陈美霞，陈学森，周杰，等．杏果实不同发育阶段的香味组分及其变化［Ｊ］．中国农业科学，２００５，３８（６）：１２４４－１２４９．

［７］ＤＡＮＤＥＫＡＲＡＭ，ＴＥＯＧ，ＤＥＦＩＬＩＰＰＩＢＧ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｏｗｎ－ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆｅｔｈｙｌｅｎｅｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｎｆｒｕｉｔｆｌａｖｏｒｃｏｍｐｌｅｘｉｎａｐｐｌｅｆｒｕｉｔ［Ｊ］．ＴｒａｎｓｇｅｎｉｃＲｅｓｅａｒｃｈ，２００４，１３：３７３－３８４．

［８］ＳＵＷＡＮＡＧＵＬＡ，ＲＩＣＨＡＲＤＳＯＮＤＣ．Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｅａｄｓｐａｃｅｖｏｌａｔｉｌｅｃｏｍｐｏｕｎｄｓｆｒｏｍｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｅａｒ（ＰｙｒｕｓｃｏｍｍｕｎｉｓＬ．）ｖａｒｉｅｔｉｅｓ［Ｊ］．ＡｃｔａＨｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅ，１９９８，４７５：６０５－６２２．

［９］乜兰春，孙建设，黄瑞虹．果实香气形成及其影响因素［Ｊ］．植物学通报，２００４，２１（５）：６３１－６３７．

［１０］ＨＡＴＡＮＡＫＡＡ．Ｔｈｅｂｉｏｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｇｒｅｅｎｏｄｏｕｒｂｙｇｒｅｅｎｌｅａｖｅｓ［Ｊ］．Ｐｈｙｔｏｃｈｅｍ，１９９３，３４：１２０１－１２０８．

［１１］ＥＣＨＥＶＥＲＲＩＡＧ，ＦＵＥＮＴＥＳＴ，ＧＲＡＥＬＬＪ，et al．ＡｒｏｍａｖｏｌａｔｉｌｅｃｏｍｐｏｕｎｄｓｏｆＦｕｊｉａｐｐｌｅｓｉｎｒｅｌａｔｉｏｎｔｏｈａｒｖｅｓｔｄａｔｅａｎｄｃｏｌｄｓｔｏｒａｇｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：Ａｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｗｏｓｅａｓｏｎｓ［Ｊ］．ＰｏｓｔｈａｒｖｅｓｔＢｉｏｌｏｇｙａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００４，３２：２９－４４．