红颜草莓不同发育时期营养品质及香气变化

赵国富，王金敖，谢庭辉

(台州科技职业学院 农业与生物工程学院，浙江 台州 318020)

草莓属蔷薇科草莓属草本植物，目前已知的草莓属(Fragaria)约有24种[1]，其中，八倍体的凤梨草莓(F.ananassa)由美洲种弗州草莓(F.virginiana)和智利草莓(F.chiloensis)杂交而来[2-3]。草莓果实鲜美红嫩，无果皮，果肉多汁，味道爽口怡人，不仅富含糖类、膳食纤维、维生素、矿物质和氨基酸等营养物质，而且含有花青素等功能成分[4-5]，深受人们的喜爱。

植物果实营养品质指标多样，单一品质指标突出并不能判定果实品质的优劣。夏东京等[6]研究6个草莓主栽品种时发现，尽管丰香品种香味浓郁，但其感官品质及营养均差于红颜品种，综合评价，红颜果实综合品质最好。尽管单一指标不能判定果实品质的优劣，但各营养物质间相互关联[7-9]，且随生长发育不断变化，探索各营养指标随生长发育的变化情况，对了解草莓果实营养物质代谢机制，选育营养价值高且香味浓郁的草莓品种具有重要的指导意义。本研究拟通过检测红颜草莓不同发育时期(幼果期、转色期和成熟期)的部分营养品质指标(可溶性糖、花青素、可滴定酸及维生素C)和挥发性成分及其含量，以了解草莓果实各营养物质随生长发育的变化情况，为选育综合品质高的草莓果实品种提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

红颜草莓(F.ananassaDuch.cv Benihoppe)于2016年10月采自浙江省台州市农业科学研究院人工大棚，然后移栽至台州科技职业学院智能温室，相对湿度为75%。果实分3个时期采摘[10]：S1期(幼果期)为开花后15 d，S2期(转色期)为开花后22 d，S3期(成熟期)为开花后29 d。每个时期随机采摘20个果实，采后放入液氮速冻，然后-80 ℃保存。

固相微萃取仪(Supelco，Bellefonte，PA，USA)，微萃取针(PDMS/CAR/DVB)，GC-MS(Agilent Technologies，Inc.，Palo Alto，CA，USA)。

1.2 实验方法

1.2.1 花青素的提取与测定

花青素的提取参照文献[11]，并做适当修改。将-80 ℃保存的草莓于液氮中研磨至粉状，称取5 g左右粉状样品，加入20 mL 0.1%(体积分数)HCl-甲醇溶液，混匀，25 ℃浸提24 h，室温4 500 r·min-1离心10 min，取上清液，重复3次，合并上清液，定容至50 mL。取2 mL定容液采用pH示差法测定花青素含量[12]。

1.2.2 可溶性糖、可滴定酸及维生素C含量的测定

可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定[13]；可滴定酸(总酸度)采用酸碱滴定法测定[13]；维生素C(VC)含量采用2，6-二氯靛酚法[13]测定。

1.2.3 固相微萃取方法

将草莓碾磨碎，称取5 g放入15 mL试样瓶，加盖封口。将萃取头插入样品瓶顶空部分，35 ℃萃取30 min，然后将萃取头抽出插入气质联用仪，250 ℃解吸1 min，进行气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS)分析。

GC-MS分析参文献[14-16]，进行适当修改。采用7890B安捷伦气相色谱，质谱检测仪为安捷伦5975C(EI mode，70 eV)，毛细管柱(DB-5MS) 30 m×0.25 mm；膜厚0.25 μm；载气为氦气；流速为1 mL·min-1；进样量0.5 μL。程序升温：50 ℃保持1 min，以每min 5 ℃升温至320 ℃，320 ℃保持至结束。进样口温度为220 ℃，质谱范围为29～450。未知化合物质谱图经计算机检索同时与Wiley library和NIST library两个质谱库相匹配，并结合人工图谱解析及资料分析，对样品的总离子流图进行处理，按峰面积归一化法测定各组分的百分含量。

2 结果与分析

2.1 草莓果实品质分析

在红颜草莓中，总色素、总糖、总酸及VC含量均随着果实的生长发育而逐渐上升，其中，总色素、总糖和VC含量在转色期(S2)至成熟期(S3)迅速上升。

2.2 草莓中挥发性成分分析

由图1、图2、表2可知：醛类物质为草莓果实中相对含量最多的挥发性物质，随果实的不断发育，在转色期醛类物质含量达到94.20%，而后逐渐降低，成熟期含量为37.22%；其绝对含量也是随着果实发育而增加，在转色期含量最多，而后逐渐减少。醇类物质在果实未成熟时含量较低，在成熟果实中占有较大比例，达到31.31%。酮类在草莓果实未成熟时相对含量最高，达17.10%，随着果实发育逐渐降低，在果实成熟时又急剧升高至5.02%。酸类、酯类物质均只在成熟果实中检测到，含量分别为7.58%、1.13%。

表1 红颜草莓发育过程中花青素、可溶性糖、可滴定酸及VC含量的变化

数据均以鲜质量计算，用平均值±标准差表示。

图1 草莓不同发育时期挥发性物质的相对含量Fig.1 Relative abundance of the volatiles compounds during the fruit development of F.ananassa

图2 草莓不同发育时期挥发性物质的含量Fig.2 Amount of volatiles compounds during fruit development of F.ananassa

2.3 草莓果实香味成分的比较

表2为相对含量排在前10的挥发性物质及其含量。由表2可知：成熟草莓主要成分为2-己烯醛(26.46%)、3，7-二甲基1.6辛二烯-3-醇(15.96%)、2-橙花叔醇(13.94%)、2，5二甲基4-羟基-2(3H)呋喃酮(9.05%)、己醛(8.06%)。2-己烯醛为草莓果实的主要挥发性物质，其含量在未成熟期最高，达到79.62%；3，7-二甲基1.6辛二烯-3-醇为成熟果实中次要物质，含量达15.96%，但该物质在未成熟果实中并未检测到。己醛是草莓果实的一种重要物质，在成熟果实中其相对含量达到8.06%。

3 结论与讨论

通过对红颜草莓不同发育期花青素、可溶性糖、可滴定酸及VC含量变化规律的研究发现，花青素含量随着果实生长发育而增加，转色期后，花青素含量迅速增加，成熟期达到峰值，含量达42.50 μg·g-1，高于荣宁宁[11]测定的章姬和越心品种中花青素含量，但低于其测定的红颜品种的含量，也低于王俊宇等[17]测定的含量，这可能与果实栽培条件及施肥有关。与色素相似，草莓果实中可溶性糖和VC含量也随果实发育而增加，这与荣宁宁[11]的研究一致。

本实验采用固相微萃取结合GC-MS方法测定了不同发育阶段的红颜草莓果实中挥发性物质含量，主要包括醛类、酮类、醇类和酯类，如2-己烯醛(26.46%)、3，7-二甲基1.6辛二烯-3-醇(15.96%)、2-橙花叔醇(13.94%)、2，5二甲基4-羟基-2-(3H)呋喃酮(9.05%)、己醛(8.06%)。目前，从草莓果实中分离鉴定出至少360种香气物质，主要包括酯类、酮类、醛类、醇类、呋喃类、萜类和硫化物等[18]。成熟的草莓果实中酯的含量占总挥发物的25%～90%，甲酯和乙酯为最主要的酯类，如甲基、乙基丁酸甲酯和乙酸丁酯，己酸乙酯等[19]。呋喃酮(2，5二甲基4-羟基-3(2H)呋喃酮)和它的甲基化衍生物2，5二甲基-4-甲氧基-3(2H)呋喃酮被认为是草莓果实的主要特征香味物质[18]，通常以微量存在于其他水果中，但本研究中，红颜草莓中2，5二甲基4-羟基-3(2H)呋喃酮含量高达9.05%，略低于Duan等[7]测定的含量。

表2 不同发育时期草莓主要挥发性物质成分

百分比以峰面积的比值表示，Nd表示未检测到。

Percentage was expressed as the ratio of peak areas，and Nd meant not detected.

植物果实中挥发性成分有多种，但不是每种挥发性成分对香味都有贡献，只有那些香气值(相对含量/香味阈值)高的成分对果实的香气有重要贡献。成熟果实中，发现大量的2-己烯醛(26.46%)和2，5二甲基4-羟基-2(3H)-呋喃酮(9.05%)的存在，这两者香味阈值极低[20-21]，极低含量就有较强香气，考虑到这2种物质在成熟草莓中相对含量较高，据此认为己烯醛和呋喃酮为成熟草莓的特征香味物质。

综上，红颜草莓花青素、可溶性糖及VC等含量随果实发育而升高，总酸在果实转色期后变化较小，红颜草莓果实的香气物质主要有醛类、醇类、酮类、酯类等，成熟红颜草莓的特征香味物质为己烯醛和呋喃酮。