‘爱甘水’梨果实生长发育过程中香气成分的变化分析

廖凤玲，李立佼，汪志辉*，熊 博，范茜茜

（四川农业大学园艺学院，四川 雅安 625 014）

‘爱甘水’梨果实生长发育过程中香气成分的变化分析

廖凤玲，李立佼，汪志辉*，熊 博，范茜茜

（四川农业大学园艺学院，四川 雅安 625 014）

采用固相微萃取法提取‘爱甘水’梨果实生长发育过程的香气成分，经气相色谱-质谱联用技术分析花后不同时期‘爱甘水’梨果实的香气成分。结果表明，‘爱甘水’梨果实香气成分主要为酯类、醛类和醇类。其中，酯类物质含量在果实生长发育过程中逐渐升高，从0.41%增加到57.05%；醛类物质含量在果实生长发育过程呈现先增后降的变化规律，最大值为31.86%；而醇类物质含量在果实生长发育过程呈现“M”形的变化规律，最高达到18.28%。此外，还检测出己醛、2-己烯醛、己酸乙酯、苯甲酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、辛酸乙酯、丁酸-2-乙基丙酯、十九烷为成熟‘爱甘水’梨果实的特征香气成分。

‘爱甘水’梨；果实；香气

我国栽培的东方梨系种植资源极为丰富，具有脆嫩、化渣、汁多、味浓等特点，是世界范围内深受消费者喜爱的水果之一，亦是我国广泛栽培的重要水果，其种质资源极为丰富。近几年来，我国梨品种结构调整进一步优化，主要表现在外观及鲜食品质优良的砂梨品种及国内育成的新品种逐年增加。‘爱甘水’梨是日本用长寿和多摩梨杂交育成，该品种具有果形美观、品质佳、丰产、成熟早等优点，是早熟梨市场上的精品[1]。

香气成分是果品品质的指标之一，是果品品质评价基础。随着国 际市场对果品品质要求越来越高以及食品工业对天然风味物质需求的增加，果品香气日益受到关注。特别是近年来，随着固相微萃取（head space-solid phase micro extraction，HS-SPME）技术与气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）联用分析测试技术的发展，香气已成为果实品质的重要研究领域之一[2-4]。

果实的香气与果实的成熟度、乙烯释放量等[5-10]因素有关，不同成熟阶段果实香气变化的研究在苹果[11]、桃[12]、李[13]、猕猴桃[14]、樱桃[15]、草莓[16]、柑橘[17]、杏[18]上均有报道，而关于早熟砂梨果实生长阶段香气的研究还较少。

本实验以早熟砂梨品种——‘爱甘水’梨果实为实验材料，研究‘爱甘水’梨果实生长发育过程香气形成，探究出‘爱甘水’梨果实生长发育过程香气成分的变化规律，为下一步确定测定香气合成关键酶活性的代谢关键时间及关键因子提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试材为2012年在四川农业大学农场“V”形梨园种植基地种植的‘爱甘水’梨（Purys pyrifolia cv.‘Aiganshui’）果实。分别采取花后70、77、80、83、86、89、92、95、98、101 d（果实成熟）和104 d的果实，每个时期采取3 个果实。采摘时选择发育成熟程度一致的果实，采摘后立即运至实验室，经液氮研磨成粉末后，迅速将样品放置于-80 ℃冰箱，以备于香气成分萃取使用。

NaCl（分析纯） 天津市科密欧化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

6890/5973N型气相色谱-质谱联用仪 美国安捷伦公司；100 μm PDMS/DVB顶空固相微萃取仪 美国Supelco公司。

1.3 方法

参照高红岩[19]、陈计峦[20]等顶空萃取法，取贮藏于-80 ℃‘爱甘水’梨果实于常温条件下研磨成匀浆，量取8～15 mL萃取瓶，然后向萃取瓶中加入2.5 g NaCl，混匀之后向瓶中放入转子，盖紧样品瓶盖，将已老化好的100 μm PDMS/DVB萃取头插入到样品瓶中，推出纤维头（未接触溶液及瓶壁）。40 ℃条件下于磁力搅拌器萃取20 min，吸附后缩回纤维头再从样品瓶中拔出萃取头，然后将萃取头直接插入气相色谱仪进样口，推出纤维头，于进样口解吸5 min，同时启动6890/5973N型GC-MS联用仪采集数据。

GC条件：色谱柱HP-5MS（30 m×0.25 mm，0.25 μm）起始温度40 ℃，保持3 min，以5 ℃/min，持续升温到160 ℃，保持2 min，以5 ℃/min，持续升温到220 ℃，保持3 min，进样口温度250 ℃，载气为氦气，流速2 mL/min，进样量3 μL。

MS条件：电子电离方式，电离电压70 eV，恒压10 psi，连接杆温度280 ℃。进样口250 ℃，灯丝电流0.25 mA，电子倍增器电压1 500 V，扫描范围为33～350 u。每次样重复3 次。各组分经过计算机NIST 2.0质谱数据库检索及资料分析。通过峰面积归一化法计算相对含量。

2 结果与分析

根据GC-MS分析结果，共检测出生长发育过程的‘爱甘水’梨果实41 种香气成分，主要包括各种酯类、醛类、醇类等。其中‘爱甘水’梨果实在花后70、77、80、83、86、89、92、95、98、101、104 d，分别检测出14、12、13、11、15、15、12、14、14、19、20 种香气成分，分别占各自总峰面积的22.98%、34.97%、33.71%、44.95%、56.33%、54.67%、58.29%、64.91%、79.12%、81.13%、76.58%。

表1 ‘爱甘水’梨果实生长发育过程的香气组成和含量Table 1 Aroma components and contents in ‘Aiguanshui’ pear during fruit development %

续表1 %

由表1可知，随着果实的成熟，己酸乙酯、苯甲酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯含量逐渐升高，部分酯类，如E-2-甲基2-丁烯酸乙酯、E-11-十六碳烯酸乙酯、苯甲酰甲酸乙酯在花后101 d出现，且香气总含量达到最高，为81.13%。花后101 d‘爱甘水’梨果实的主要香气成分为：己醛（14.22%）、2-己烯醛（8.58%）、己酸乙酯（8.61%）、苯甲酸乙酯（4.50%）、丁酸乙酯（32.42%）、戊酸乙酯（2.44%）、辛酸乙酯（1.25%）、丁酸-2-乙基丙酯（1.58%）、十九烷（2.38%），即为‘爱甘水’梨成熟果实的特征香气成分。

图1 ‘爱甘水’梨果实生长发育过程主要香气成分类别Fig.1 Changes in the contents of chemical classes of aroma components in ‘Aiguanshui’ pear during fruit development

根据GC-MS检测出化合物的化学结构，将‘爱甘水’梨发育过程中个香气成分归为酯类、醛类、醇类、烃类、其他类及呋喃酮类，并对主要香气种类的相对含量和数目在发育过程中的变化做比较。从图1可以看出，在‘爱甘水’梨果实的不同发育期，各类香气化合物的相对含量及数目有着各自的变化规律。

1）酯类物质的变化：酯类物质是‘爱甘水’梨果实的主要香气物质，且随着果实的成熟逐渐增多。由图1可以看出，酯类物质含量最高值出现在花后104 d，为57.05%；2）醛类物质的变化：‘爱甘水’梨果实的醛类物质的变化规律呈现升-降的变化规律，其中含量最高值出现在花后95 d，达31.86%；3）醇类物质的变化：醇类物质在果实发育过程中的变化规律与酯类及醛类物质的变化规律均不同，呈现“M”形的变化规律，在花后77 d达到最高，为18.28%，花后86 d醇类物质开始减少，在果实成熟期醇类物质含量很少；4）烃类物质的变化：烃类物质在花后86 d含量最高，随着果实成熟而减少，果实成熟后期，只有少量烃类物质被检测出且含量极少；5）其他类及喃酮类物质的变化：其他类中的酸含量较低，且随着果实成熟逐渐减少。酮类物质含量一直很低，且变化规律不明显。

3 讨 论

果实香气是果实品质的重要组成成分之一，不同品种间香气组成会有明显的差异[21]。陈计峦等[20]发现‘丰水’梨的主要成分为乙酸乙酯、棕榈酸异丙酯、乙醇、丁酸乙酯、苯甲酸乙酯、己酸乙酯等酯类。本研究发现，‘爱甘水’梨成熟果实的主要香气成分为己醛（14.22%）、2-己烯醛（8.58%）、己酸乙酯（8. 61%）、苯甲酸乙酯（4.50%）、丁酸乙酯（32.42%）、戊酸乙酯（2.44%）、辛酸乙酯（1.25%）、丁酸-2-乙基丙酯（1.58%）、十九烷（2.38%），其中种类最多、含量最高的是酯类物质。

果实香气的合成是一个动态的过程，大部分香气物质出现在果实发育的后期阶段[22]。本研究发现，果实香气总量随果实成熟度增加而增加，果实酯类化合物含量随着果实成熟度增加而增加，这与其他类水果的变化规律具有一致性，但在金魁猕猴桃生长过程中乙酸乙酯、苯甲酸乙酯等酯类物质大都呈先增后减的变化规律[23]，在‘爱甘水’梨成熟过程中乙酸乙酯、苯甲酸乙酯出现在果实成熟后期，且随着果实成熟含量逐渐升高。而醛类物质含量在果实生长发育过程中呈现先增后降的变化规律；醇类物质含量在果实生长发育过程呈现“M”形的变化规律。醛类及醇类物质的变化规律则与其他类水果不太一致，如以烃类、醇类、醛类为主要香气成分的柑橘类果实比较，醇类及醛类含量均随着果实的成熟而增加[2]。

大量研究[24]表明，香气主要由脂肪酸代谢，氨基酸代谢及碳水化合物代谢产生，且酯类化合物由脂肪酸代谢和氨基酸代谢合成。花后95 d爱甘水梨果实的香气物质迅速增加，到101 d达到最大值。爱甘水梨果实香气物质在果实成熟后期大量合成，说明梨果实在成熟后期香气代谢旺盛，是其果实香气合成的关键期。在生产栽培中，在关键时期对果实进行香气调控，使其香味更加浓郁，提高其果实品质，可有效地提升梨果品的市场竞争力及果园经济效益。

实验过程中测定了‘爱甘水’梨果实的乙烯释放量（未列出数据），发现香气含量的变化与乙烯释放量的变化呈正相关，表明乙烯促进果实香气的产生，对香气具有调控作用，其具体调控机理还有待进一步研究。

己醛、2-己烯醛随着果实成熟含量不断增加，但在花后95 d达到最大值后含量逐渐下降。己酸乙酯、苯甲酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯、2-甲基丁酸甲酯随着果实成熟含量不断增加。说明这些成分与果实成熟度关系密切。下一步可通过测定香气合成关键酶活性来确定影响以上成分的关键时间及关键因子。

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Changes inAroma Components in ‘Aiganshui’ Pear during Fruit Development

LIAO Feng-ling , LI Li-jiao, WANG Zhi-hui*, XIONG Bo, FAN Qian-qian
(Colled ge of Horticulture, Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014, China)

The aroma components of ‘Aiganshui’ pear (Purys pyrifolia cv. ‘Aiganshui’) at different development st ages were analyzed by headspace-solid phase micro extraction (HS-SPME) combined with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The results showed that the major aroma components were esters, aldehydes and alcohol s. The conte nt of este rs increased from 0.41% to 57.05% during fruit development, while the content of aldehydes initially increased to the maximum level of 31.86% and then decreased. The content of alcohols changed with development time following an M-shaped curve, showing a maximum level of 18.28%. Besides, hexanal, 2-hexenal, ethyl hexanoate, ethyl benzoate, ethyl butyrate, ethyl butyrate, ethyl valerate, ethyl caprylate, butyric acid-2-ethyl propyl ester, and nonadecane were identified as the characteristic aroma components of ‘Aiganshui’ pear.

‘Aiganshui’ pear; fruit; aroma

S661.2

A

1002-6630（2014）22-0222-04

10.7506/spkx1002-6630-201422043

2014-03-18

四川省科技支撑计划项目（2011NZ0034）

廖凤玲（1989—），女，硕士研究生，研究方向为果树高效栽培与果树生理。E-mail：793122262@qq.com

*通信作者：汪志辉（1968—），男，教授，博士，研究方向为果树高效栽培与果树生理。E-mail：wangzhihui318@126.com