APP下载

‘金凯特’杏果实发育期间香气成分分析

2016-12-17薛晓敏韩雪平王金政

山东农业科学 2016年11期

薛晓敏+韩雪平+王金政

摘要:采用顶空固相微萃取技术,对‘金凯特杏绿熟期、商熟期和完熟期3个不同发育阶段的果实香气组分及含量进行了分析。结果表明,‘金凯特杏的香气成分共46种,主要为酯类、醇类、烃类和醛类。果实不同发育阶段香气组分及其含量差异较大,其中绿熟期检出31种香气成分,商熟期检出32种,完熟期检出24种,都以酯类化合物含量最高,3个阶段酯类化合物百分含量分别为61.14%、70.02%和61.48%。乙酸己酯、己酸乙酯、2-甲基-丙酸己酯和1-己醇是金凯特杏的特征香气成分,完熟期其香气值分别为448.50、29.86、7.85和3.54。

关键词:杏;果实发育;香气成分;GC-MS

中图分类号:S662.201 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2016)11-0053-04

Abstract The aromatic components and contents of apricot cultivar Jinkaite were analyzed in green ripe period, commercial ripe period and full ripe period by static headspace and gas chromatography-mass spectrometry. The results showed that total 46 kinds of aromatic components were detected in Jinkaite apricot fruits. The main aromatic components were esters, alcohols, hydrocarbons and aldehydes. The aromatic components and contents had significant differences among different fruit developmental periods. Among which, 31, 32 and 24 kinds of aromatic components were detected in green ripe period, commercial ripe period and full ripe period respectively. The esters contents were all the highest in three developmental stages with the percentages of 61.14%, 70.02% and 61.48% respectively. Acetic acid hexyl ester, ethyl hexanoate, propanoic acid 2-methyl-hesyl ester and 1-hexanol were the characteristic aroma components of Jinkaite apricot fruits, and their aromatic values in full ripen period were 448.50, 29.86, 7.85 and 3.54 respectively.

Keywords Apricot; Fruit development; Aromatic component; GC-MS

杏原产中国,以果实早熟、色泽鲜艳、风味香甜而在春夏之交的鲜果市场上占据重要地位[1]。杏果实中芳香物质的种类和相对含量是决定其风味品质的重要因素。从杏果实中分离鉴定出的挥发性芳香物质已达200余种,主要为酯类、醛类、酮类、醇类、烯烃类、酸类等[2-4]。虽然各种芳香物质只占果实鲜重的0.01%~0.001%,但对果实风味品质却起着至关重要的作用,也是吸引消费者和增强市场竞争力的主要因素之一。众多学者对不同生态群、不同生长环境杏果实香气的种类、含量及影响因素进行了研究[5-9]。对果实不同发育阶段香气成分分析的研究也有报道,研究结果因品种不同而有差异[10-12]。

山东省果树研究所从20世纪90年代开展早熟、大果、优质杏新品种选育研究,以‘凯特为亲本,通过自然杂交实生,历经13年选育出杏新品种‘金凯特,具有果个大、颜色美、风味优等突出优势[13]。本试验以‘金凯特不同发育期果实为试材,通过固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术,对其香气组分和相对含量进行测定,旨在为杏品质性状的评价提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2013年在山东农业大学园艺科学与工程学院中心实验室进行。试材为6年生‘金凯特杏,采自山东省果树研究所泰东基地,立地条件为平原砂壤土,常规管理,树势健壮,生长结果正常。分别于绿熟期、商熟期和完熟期3个时期进行采样,随机选取3株树,在树冠外围中上部随机采果30个,采后置于带盖塑料周转箱运至实验室进行测定分析(表1)。

1.2 方法

1.2.1 香气成分的提取 选取5个色泽、大小均匀的杏果实,沿缝合线切开,去掉果核,将果肉迅速切成薄片并混合均匀,称取5 g果肉样品,置于25 mL顶空瓶中(顶空瓶内预先放入0.4 g/L 3-壬酮10 μL),用聚四氟乙烯丁基合成橡胶隔片封口,以空瓶作对照。利用 Perkin Elmer Turbo Matrix 40T rap 顶空进样器进样,取样前先将100 μm PDMS 萃取头(美国 Supelco)在气相色谱进样口老化2 h,老化温度250℃,将老化后的萃取头插入样品瓶顶空部分,于常温吸附30 min,然后插入气相色谱进样口,于250℃解吸3 min,进行GC-MS检测分析。

1.2.2 GC-MS分析 气相色谱-质谱联用仪为日本岛津公司 GC-MS QP2010 Plus,带捕集阱的顶空进样器为美国 PE 公司的Turbo Matrix 40 HS。

色谱条件:色谱柱 Restek Rtx-5(30 m×0.32 mm× 0.25 μm ),进样口温度 200℃。柱温:初始温度 40℃,保持 2 min,以 8℃/min升至 130℃, 保持 4 min,然后以 15℃/min升至 230℃,保持 3 min。载气 He(999.999% ),流量 2.41 mL/min,分流比 1∶5。

质谱条件:电离方式 EI,电子能量 70 eV,离子源温度 200℃,接口温度 230℃,扫描质量范围 45~450 amu。

1.2.3 香气成分分析 定性分析:不同香气组分经分析形成各自独特的色谱峰,经计算机检索同时与NIST质谱库相匹配,结合人工图谱解析及资料分析确认香气物质的化学成分。

定量分析:采用内标法进行定量,计算公式为:香气各组分含量(μg/g)=[各组分峰面积/内标峰面积 × 内标浓度 (μg/mL)×1 000]/样品质量(g)。

2 结果与分析

2.1 不同发育阶段香气成分及其含量

‘金凯特杏果实不同发育时期,共检测出香气成分46种(表2),其中酯类24种,醇类8种,醛类6种,烃类3种,酸类2种,烷类1种,酮类1种,其他1种。

在绿熟期检出香味成分31种,其中酯类19种,醇类4种,醛类4种,烃类2种,烷类1种,其他1种。含量较多的成分有2,6,6三甲基-1 -环己烯、丁酸2-己烯酯、丁酸4-己烯酯、丁酸己酯、1-己醇、4-己烯-1-醇乙酸酯、(E)-2-己烯-1-醇、乙酸己酯、乙醛、(Z)-3-己烯-1-醇等。

在商熟期检出香味成分32种,其中酯类16种,醇类6种,醛类3种,烃类3种,酸类2种,烷类1种,其他1种。含量较多的成分有丁酸2-己烯酯、丁酸己酯、丁酸4-己烯酯、乙酸-4-己烯-1-醇、乙酸己酯、甲酸己酯、丙酸(E)-2-己烯-1-醇、丙酸4-己烯酯、乙酸-2-己烯-1-醇、己酸己酯等。

在完熟期检出香味成分24种,包括酯类14种,醇类6种,烃类2种,醛类1种,酮类1种。含量较多的成分丁酸己酯、(E)丁酸2-己烯酯、1-己醇、(E)-2-己烯-1-醇、乙酸己酯、丁酸丁酯、丁酸4-己烯酯、乙酸-4-己烯-1-醇、乙酸-2-己烯-1-醇、己酸乙酯等。

2.2 不同发育阶段香气成分类别及其含量

对‘金凯特杏果实发育不同时期的香气成分醇类、醛类、酯类、烃类、酸类、烷类、酮类含量进行了分析(表3)。可以看出,‘金凯特杏果实发育期间的主要香气成分类别为醇类、酯类、烃类和醛类。其中酯类是果实发育期间含量最高的香气类别,绿熟期酯类百分含量为61.14%,商熟期为70.02%,完熟期为61.48%;其次为醇类物质,分别占18.27%、19.21%和35.36%。

2.3 不同发育阶段特征香气成分及其香气值

通过查阅国内外资料,对应‘金凯特杏香气成分测定,列出不同发育阶段‘金凯特杏的特征香气成分,并计算香气值,结果见表 4。可以看出,‘金凯特杏不同发育阶段特征香气成分的种类及其香气值也存在差异,绿熟期特征香气成分为(E)-2-己烯-1-醇、1-己醇、癸醛、乙酸己酯、2-甲基丙酸己酯,其香气值分别为0.05、1.02、0.59、141.50和2.92;商熟期特征香气成分为(E)-2-己烯-1-醇、癸醛、乙酸己酯、2-甲基丙酸己酯和己酸乙酯,其香气值分别为0.04、0.51、318.00、5.69和6.79;完熟期特征香气成分为(E)-2-己烯-1-醇、1-己醇、乙酸已酯、2-甲基丙酸已酯和已酸乙酯,其香气值为0.13、3.54、448.50、7.85和29.86。

乙酸己酯、己酸乙酯、2-甲基-丙酸己酯和1-己醇是‘金凯特杏的特征香气成分,完熟期其香气值分别为448.50、29.86、7.85和3.54。

3 讨论

果实香气成分是杏内在品质的重要组成之一。早在20世纪60年代,Tang等[6]研究表明,欧洲杏生态品种群主要香气成分为C6化合物,包括C6醇类、醛类、内酯类、萜烯醇类和酮类;王家喜等[10]研究认为‘金太阳杏主要香气成分为醇类、醛类、酮类、酯类和酸类。本试验结果显示,‘金凯特杏主要香气成分为酯类、醇类、烃类和醛类,与尹燕雷等[12]的研究结果相同,其中酯类含量占各发育阶段香气总量的61.14%、70.02%和61.48%,可作为 ‘金凯特杏香气浓郁的理论解释之一。

Engel等[14]、Chapman等[15]以油桃和桃为材料研究显示,在油桃和桃果实成熟过程中,C6醛类和醇类随发育进程呈现下降趋势;陈美霞等[11]对‘新世界杏的研究也得到同样结论,且解释了C6 醛类和醇类含量下降的原因是因为脂氧合酶活性随着果实成熟逐步降低。本试验结果显示,C6醛类随着果实发育进程的推进呈现逐步降低趋势,但是C6醇类如1-己醇则随着果实成熟度增加呈现上升趋势,与前人研究结果正好相反,其原因还需进一步探讨。

前人研究证实[11,16],芳樟醇、月桂烯醇、罗勒烯醇、β-紫罗兰醇等为杏果实的特征香气成分,本试验却少有检出,是试材原因还是测试方法原因还需进一步探索。本试验结果显示,乙酸己酯为‘金凯特杏最重要的特征香气成分,完熟期其香气值高达448.50,与众多学者[10-12]研究结果相同,乙酸己酯属于果香型香气成分,它对成熟期‘金凯特杏的果香香气具有独特贡献。

4 结论

‘金凯特杏的香气成分共46种,主要为酯类、醇类、烃类和醛类。果实不同发育阶段香气组分及其含量差异较大,其中绿熟期检出31种香气成分,商熟期检出32种,完熟期检出24种,都以酯类化合物含量最高。乙酸己酯、己酸乙酯、2-甲基-丙酸己酯和1-己醇是‘金凯特杏的特征香气成分,其中乙酸己酯对果香香气贡献最大。

参 考 文 献:

[1] 王金政, 薛晓敏主编. 杏绿色高效生产关键技术[M].济南:山东科学技术出版社,2014.

[2] 王华磊,冯建荣,樊新民,等.新疆主要栽培杏品种香气成分的研究[J].园艺学报,2009, 36 (7): 1043-1048.

[3] 孙家正,张大海,张艳敏,等.南疆栽培杏风味物质组成及其遗传多样性[J].园艺学报,2010,37 (1): 17-22.

[4] Guichard E,Souty M. Comparison of the relative quantities of aroma compounds found in fresh apricot (Prunus armeniaca) from six different varieties[J]. Z. Lebensm. Unters. Forsch., 1988,186(4): 301-307.

[5] 尹燕雷,苑兆和,冯立娟,等.不同栽培条件下凯特杏果实发育过程中香气成分的 GC/MS分析[J].林业科学,2010,46(7):92-98.

[6] Tang C S, Jennings W G. Volatile compound of apricot[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1967,15:24-28.

[7] Gomez E, Ledbetter C. Volatile compounds in apricot, plum, and their inter specific hybrids[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,1993,41: 1669-1676.

[8] Takeoka G, Flath R, Mon T,et al. Volatile constituents of apricot (Prunus armeniaca)[J]. Journal of Agricultura Land Food Chemistry, 1990,38:471-477.

[9] Gomez E, Ledbetter C. Development of volatile compounds during fruit maturation: characterization of apricot and plum apricot hybrids[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture,1997,74:541-546.

[10]王家喜,王少敏,魏树伟,等.不同成熟期金太阳杏果实香气成分分析[J].山东农业科学,2008(4):52-56.

[11]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.

[12]尹燕雷,苑兆和,冯立娟,等.不同杏品种果实发育期间香气成分的分析[J].果树学报,2010,27(3): 337-343.

[13]王金政,薛晓敏,安国宁,等.早熟杏新品种‘金凯特[J]. 园艺学报,2012,39(2):395-396.

[14] Engel K H, Ramming D W, Flath R A,et al. Investigation of volatile constituents in nectarine. 2. changes in aroma composition during nectarine maturation[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,1988,36:1003-1006.

[15] Chapman G, Horvat R, Forbus W. Physical and chemical changes during the maturation of peaches (cv. Majestic)[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,1991, 39:867-870.

[16] Takeoka G, Flath R, Mon T,et al. Volatile constituents of apricot (Prunus armeniaca)[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1990,38:471-477.