不同施肥处理对萝卜风味物质影响的GC—MS分析

王萍+魏珉+刘贤娴+徐文玲+付卫民+王超+王淑芬

摘要：采用顶空萃取（SPME）和气相色谱质谱联用技术（GC-MS），测定了不同施肥处理萝卜果实中风味成分的含量。结果表明：（1）不同施肥处理萝卜中共检测出14种风味物质，主要包括六大类物质，其中异硫氰酸酯类7种、醇类3种、醚类1种、醛类1种、酮类1种及烷烃类1种。（2）鲁萝卜6号的主要风味物质是异硫氰酸酯类、醇类、醚类。（3）不同施肥处理造成了萝卜共有风味成分含量的差异及特有成分的存在，造成了萝卜风味种类及数量的变化以及萝卜辣素含量的变化，形成不同的风味差别。

关键词：不同施肥；萝卜；风味物质；GC-MS

中图分类号：S631.106+.2文献标识号：A文章编号：1001-4942（2014）09-0074-04萝卜（Raphanus sativus L.）是我国原产的重要蔬菜，随着生活水平的提高，人们越来越多地将萝卜作为水果来食用，因此风味成为决定食用品质的重要指标。蔬菜的风味是由其含有的不同芳香物质所决定，蔬菜中的芳香物质是由不同挥发性物质组成的混合物，主要包括醇类、醛类、酮类、萜类和酯类以及含硫化合物等[1]。以往关于不同肥料配施对蔬菜风味品质的影响有一些研究，适宜氮钾配合能提高番茄风味，呈味物质和芳香物质均随着氮钾施用水平的增加而提高[2]；施氮过多引起植株旺长，造成植株的营养生长与生殖生长失调，果实风味品质下降；过少或不施氮则影响到前体物向芳香成分的转化，导致芳香物质含量低[3，4]。

目前有关肥料对萝卜风味成分的影响尚未见报道。为此，研究不同施肥条件下萝卜风味成分和含量的变化，揭示肥料对萝卜风味组成的影响，对发展提高萝卜风味的技术措施有重要的理论价值和实际意义。

1材料和方法

1.1试验材料

试验于2013年8～11月在山东省农业科学院蔬菜研究所试验基地进行。供试萝卜品种为山东省农业科学院蔬菜研究所育成的鲁萝卜6号，生长期70天左右。

1.2试验设计及方法

试验共设7个处理：分别为不施肥对照（CK）；（1）氮肥；（2）氮肥+钾肥；（3）缓释肥；（4）有机肥；（5）有机肥+硼肥；（6）有机肥+钙肥，养分含量见表1。各处理氮用量相等，氮肥用量为22.5 g/m2，钾肥13.4 g/m2，硼肥1.5 g/m2，钙肥13.4 g/m2。有机肥施用方法为基施，其它肥料均为追施。8月22日播种，9月20日开始取样，隔8天取样一次， 至采收期共取样5次。田间管理同常规生产。采样时各处理选择大小、成熟度一致的肉质根5个， 取萝卜根部上端同位置样品放于超低温冰箱待测。

1.3定性定量分析方法

定性分析：色谱分离后，质谱扫描每个色谱峰得到质谱图，所得质谱信息经计算机用标准NIST08质谱图数据库确定风味物质组分种类。

定量分析： 采用内标法进行定量，选择3-壬酮为内标，其浓度为0.4 g/L，体积为5 μL。计算公式参照陈美霞等[5]的方法。

样品处理条件：每份样品放入打浆机中打成匀浆，称取7.00 g于10 mL顶空瓶中，在样品底部加入内标物3-壬酮，用锡箔纸封口，采样台预热温度40℃，插入SPME顶空取样30 min，将萃取头插入GC进样口，250℃解吸3 min后进样分析。

色谱条件：气相色谱柱为RET-5（30 m×0.32 mm ×0.25 μm）弹性石英纤维毛细管柱；升温程序：35℃保持3 min，以3℃/min升至45℃，再以6℃/min升至130℃，最后以8℃/min升至230℃，保持8 min；载气（He）流速2.54 mL/min，压力2.4 kPa，进样方式为不分流。

质谱条件：电子轰击（EI）离子源；电子能量70 eV；接口温度250℃；离子源温度200℃；全扫描模式，扫描范围：45～450 m/z 。

1.4萝卜辣素的测定方法

称取萝卜样品20 g，加同等体积蒸馏水制成匀浆，准确称取10 g匀浆（合5 g样品），用无水乙醇移入50 mL容量瓶中，用无水乙醇定容摇匀过滤。取滤液35 mL，放入50 mL容量瓶中，加硝酸银标准溶液5 mL，边加边摇，放置至沉淀下沉，加水定容摇匀，12 000 r/m离心10 min。取滤液40 mL于100 mL三角瓶中，加浓硝酸5 mL，硫酸铁铵溶液1 mL，用硫氰酸铵标准溶液滴定至微橙红色。根据消耗的体积数计算萝卜辣素[6]。

2结果与分析

2.1不同施肥处理萝卜风味成分构成

不同施肥处理的萝卜风味成分GC/MS总离子图见图1。各组分经计算机检索同时与NIST library谱库检索，共检测出14种风味物质（表2），主要包括异硫氰酸酯类、醇类、醚类、醛类、酮类及烷烯烃类六大类物质，其中异硫氰酸酯类7种、醇类3种、醚类1种、醛类1种、酮类1种、烷烃类1种。

2.2不同施肥处理萝卜主要风味成分比较

2.2.1异硫氰酸酯类7个处理的萝卜风味物质中含量最高的均是4-甲硫基-3-丁烯异硫氰酸酯，但不同施肥处理含量差别较大。施用氮肥的处理1和施用有机肥+钙肥的处理6含量较高，分别为30.446 μg/g和25.736 μg/g，含量较低的是处理2和处理5，分别为14.678 μg/g和13.915 μg/g，处理3和处理4与CK的含量差异不大。

7个处理共有的异硫氰酸酯类物质还有异硫氰酸丁酯、异硫氰酸己酯、异硫氰酸戊酯、4-甲基异硫氰酸戊酯，四种风味物质在处理1和处理6中含量最高，各处理的异硫氰酸己酯含量差别类似于4-甲硫基-3-丁烯异硫氰酸酯；异硫氰酸丁酯含量较低的是处理2、处理3、处理4，处理5与CK的含量差异不大。

2.2.2醇类2，3-二甲基-3-己醇是仅次于4-甲硫基-3-丁烯异硫氰酸酯的第二大风味物质，处理1的含量最高，处理3、处理6与CK含量差异不大，其余3个处理含量比较低；甲硫醇在各处理的含量变化类似2，3二甲基-3-己醇。endprint

2.2.3醚类二甲基二硫醚风味物质在处理1和处理6的含量较高，其次是处理3、处理4，这4个处理都比CK的含量高，处理2、处理5比CK的含量低。

2.3不同施肥处理萝卜风味成分类别及种类

异硫氰酸酯类、醇类、醚类三大类是不同施肥处理的共有物质类别，是萝卜的主要风味物质，其中异硫氰酸酯类的种类及数量最多，风味贡献比较大。不同施肥处理造成了萝卜风味种类及数量的变化，详见表3。

2.4不同施肥处理萝卜辣素的比较

由图2可以看出，萝卜辣素含量最高的是处理4，为0.525%；其次是处理3和处理5，萝卜辣素含量相同，均为0.483%；然后是处理6、处理1，分别为0.480%和0.460%；只有处理2的萝卜辣素含量（0.417%）低于对照（0.447%）。

3结论与讨论

不同施肥处理共检测出14种风味物质，主要包括异硫氰酸酯类7种、醇类3种、醚类1种、醛类1种、酮类1种及烷烃类1种六大类物质。

鲁萝卜6号的主要风味物质是异硫氰酸酯类、醇类、醚类三大类，主要是一些含硫的化合物，如异硫氰酸酯类、甲硫醇、二甲基二硫醚等，其中异硫氰酸酯类含量和种类占比最大，也是辣味的前体物质芥子油苷水解得到的物质[7]，是决定萝卜风味的主要物质，可以作为测定萝卜风味的主要指标。

施用氮肥提高了异硫氰酸酯类、醇类和醚类物质及萝卜辣素的含量；施用氮肥+钾肥降低了异硫氰酸丁酯、4-甲硫基-3-丁烯异硫氰酸酯、异硫氰酸己酯、醇类和醚类及萝卜辣素的含量；施用缓释肥提高了醚类物质及萝卜辣素的含量，降低了异硫氰酸丁酯的含量；施用有机肥提高了醚类物质及萝卜辣素的含量，降低了异硫氰酸丁酯、醇类的含量；施用有机肥+硼肥提高了萝卜辣素的含量，降低了4-甲硫基-3-丁烯异硫氰酸酯、异硫氰酸己酯、醇类、醚类的含量；施用有机肥+钙肥提高了异硫氰酸酯类和醚类物质及萝卜辣素的含量。不同施肥处理造成了萝卜共有风味成分含量的差异及特有成分的存在，造成了萝卜风味种类及数量的变化及萝卜辣素含量的变化，形成不同的风味差别。

参考文献：

[1]王建华，王汉忠.果蔬芳香物质的研究方法[J].山东农业大学学报， 1996， 27（2）：219 -226.

[2]Wright D H. Harris N D. Effect of nitrogen and potassium fertilization on tomato flavor[J]. Journal of Agricultural Food Chemistry， 1985， 33：355-358.

[3]刘松忠，姜远茂，彭福田，等.氮素处理对成熟草莓果实芳香成分的影响[J].山东农业大学学报：自然科学版，2004，35（2）：183-186.

[4]刘松忠，姜远茂，彭福田，等.不同氮素水平对棚栽草莓果实芳香成分的影响[J].植物营养与肥料学报，2004，10（6）：638-641.

[5]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.

[6]张维勤.萝卜辣素的测定方法[J].山东农业科学，1990（2）：10-13.

[7]汪隆植，何启伟.中国萝卜[M].北京：科学技术文献出版社，2005.endprint

2.2.3醚类二甲基二硫醚风味物质在处理1和处理6的含量较高，其次是处理3、处理4，这4个处理都比CK的含量高，处理2、处理5比CK的含量低。

2.3不同施肥处理萝卜风味成分类别及种类

异硫氰酸酯类、醇类、醚类三大类是不同施肥处理的共有物质类别，是萝卜的主要风味物质，其中异硫氰酸酯类的种类及数量最多，风味贡献比较大。不同施肥处理造成了萝卜风味种类及数量的变化，详见表3。

2.4不同施肥处理萝卜辣素的比较

由图2可以看出，萝卜辣素含量最高的是处理4，为0.525%；其次是处理3和处理5，萝卜辣素含量相同，均为0.483%；然后是处理6、处理1，分别为0.480%和0.460%；只有处理2的萝卜辣素含量（0.417%）低于对照（0.447%）。

3结论与讨论

不同施肥处理共检测出14种风味物质，主要包括异硫氰酸酯类7种、醇类3种、醚类1种、醛类1种、酮类1种及烷烃类1种六大类物质。

鲁萝卜6号的主要风味物质是异硫氰酸酯类、醇类、醚类三大类，主要是一些含硫的化合物，如异硫氰酸酯类、甲硫醇、二甲基二硫醚等，其中异硫氰酸酯类含量和种类占比最大，也是辣味的前体物质芥子油苷水解得到的物质[7]，是决定萝卜风味的主要物质，可以作为测定萝卜风味的主要指标。

施用氮肥提高了异硫氰酸酯类、醇类和醚类物质及萝卜辣素的含量；施用氮肥+钾肥降低了异硫氰酸丁酯、4-甲硫基-3-丁烯异硫氰酸酯、异硫氰酸己酯、醇类和醚类及萝卜辣素的含量；施用缓释肥提高了醚类物质及萝卜辣素的含量，降低了异硫氰酸丁酯的含量；施用有机肥提高了醚类物质及萝卜辣素的含量，降低了异硫氰酸丁酯、醇类的含量；施用有机肥+硼肥提高了萝卜辣素的含量，降低了4-甲硫基-3-丁烯异硫氰酸酯、异硫氰酸己酯、醇类、醚类的含量；施用有机肥+钙肥提高了异硫氰酸酯类和醚类物质及萝卜辣素的含量。不同施肥处理造成了萝卜共有风味成分含量的差异及特有成分的存在，造成了萝卜风味种类及数量的变化及萝卜辣素含量的变化，形成不同的风味差别。

参考文献：

[1]王建华，王汉忠.果蔬芳香物质的研究方法[J].山东农业大学学报， 1996， 27（2）：219 -226.

[2]Wright D H. Harris N D. Effect of nitrogen and potassium fertilization on tomato flavor[J]. Journal of Agricultural Food Chemistry， 1985， 33：355-358.

[3]刘松忠，姜远茂，彭福田，等.氮素处理对成熟草莓果实芳香成分的影响[J].山东农业大学学报：自然科学版，2004，35（2）：183-186.

[4]刘松忠，姜远茂，彭福田，等.不同氮素水平对棚栽草莓果实芳香成分的影响[J].植物营养与肥料学报，2004，10（6）：638-641.

[5]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.

[6]张维勤.萝卜辣素的测定方法[J].山东农业科学，1990（2）：10-13.

[7]汪隆植，何启伟.中国萝卜[M].北京：科学技术文献出版社，2005.endprint

2.2.3醚类二甲基二硫醚风味物质在处理1和处理6的含量较高，其次是处理3、处理4，这4个处理都比CK的含量高，处理2、处理5比CK的含量低。

2.3不同施肥处理萝卜风味成分类别及种类

异硫氰酸酯类、醇类、醚类三大类是不同施肥处理的共有物质类别，是萝卜的主要风味物质，其中异硫氰酸酯类的种类及数量最多，风味贡献比较大。不同施肥处理造成了萝卜风味种类及数量的变化，详见表3。

2.4不同施肥处理萝卜辣素的比较

由图2可以看出，萝卜辣素含量最高的是处理4，为0.525%；其次是处理3和处理5，萝卜辣素含量相同，均为0.483%；然后是处理6、处理1，分别为0.480%和0.460%；只有处理2的萝卜辣素含量（0.417%）低于对照（0.447%）。

3结论与讨论

不同施肥处理共检测出14种风味物质，主要包括异硫氰酸酯类7种、醇类3种、醚类1种、醛类1种、酮类1种及烷烃类1种六大类物质。

鲁萝卜6号的主要风味物质是异硫氰酸酯类、醇类、醚类三大类，主要是一些含硫的化合物，如异硫氰酸酯类、甲硫醇、二甲基二硫醚等，其中异硫氰酸酯类含量和种类占比最大，也是辣味的前体物质芥子油苷水解得到的物质[7]，是决定萝卜风味的主要物质，可以作为测定萝卜风味的主要指标。

施用氮肥提高了异硫氰酸酯类、醇类和醚类物质及萝卜辣素的含量；施用氮肥+钾肥降低了异硫氰酸丁酯、4-甲硫基-3-丁烯异硫氰酸酯、异硫氰酸己酯、醇类和醚类及萝卜辣素的含量；施用缓释肥提高了醚类物质及萝卜辣素的含量，降低了异硫氰酸丁酯的含量；施用有机肥提高了醚类物质及萝卜辣素的含量，降低了异硫氰酸丁酯、醇类的含量；施用有机肥+硼肥提高了萝卜辣素的含量，降低了4-甲硫基-3-丁烯异硫氰酸酯、异硫氰酸己酯、醇类、醚类的含量；施用有机肥+钙肥提高了异硫氰酸酯类和醚类物质及萝卜辣素的含量。不同施肥处理造成了萝卜共有风味成分含量的差异及特有成分的存在，造成了萝卜风味种类及数量的变化及萝卜辣素含量的变化，形成不同的风味差别。

参考文献：

[1]王建华，王汉忠.果蔬芳香物质的研究方法[J].山东农业大学学报， 1996， 27（2）：219 -226.

[2]Wright D H. Harris N D. Effect of nitrogen and potassium fertilization on tomato flavor[J]. Journal of Agricultural Food Chemistry， 1985， 33：355-358.

[3]刘松忠，姜远茂，彭福田，等.氮素处理对成熟草莓果实芳香成分的影响[J].山东农业大学学报：自然科学版，2004，35（2）：183-186.

[4]刘松忠，姜远茂，彭福田，等.不同氮素水平对棚栽草莓果实芳香成分的影响[J].植物营养与肥料学报，2004，10（6）：638-641.

[5]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.

[6]张维勤.萝卜辣素的测定方法[J].山东农业科学，1990（2）：10-13.

[7]汪隆植，何启伟.中国萝卜[M].北京：科学技术文献出版社，2005.endprint