不同产地荸荠种杨梅挥发性成分的分析与评价

徐 磊 郜海燕 房祥军 陈杭君 吴伟杰 周剑忠 李绍振 陈晶晶

（1 安徽农业大学茶与食品科技学院 合肥230031 2 浙江省农业科学院食品科学研究所 农业农村部果品采后处理重点实验室浙江省果蔬保鲜与加工技术研究重点实验室 中国轻工业果蔬保鲜与加工重点实验室 杭州310021 3 江苏省农业科学院农产品加工研究所 南京210014 4 北京汇源饮料食品集团有限公司 北京100044 5 海通食品集团有限公司 浙江宁波315300）

杨梅（Myrica rubra Sieb.et Zucc.）属木兰纲杨梅科杨梅属常绿灌木或小乔木，原产于我国，种植面积占世界栽种面积的98.5%以上， 主要分布在浙江、江苏、福建、广东、云南等省份，其中浙江省的栽培面积最大，产量最高，品质最佳[1-2]。 杨梅果实色泽艳丽、酸甜可口、风味独特，富含有机酸、维生素、花色苷和多酚等物质，具有较高的食用价值和保健功能[3-5]。

国内外对荸荠杨梅的研究大多集中在功能性成分及活性方面[6]，对其风味的研究主要集中在品种和提取方法的优化上， 而对产地的相关研究较少。 刘涛等[7]通过气相色谱-质谱联用（Gas chromatography-Mass spectrometry，GC-MS）技术对杨梅挥发油的成分进行研究，共分离鉴定出32 种物质，徐元芬等[8]通过GC-MS 技术对不同生长期的荸荠杨梅的风味物质进行研究， 发现不同生长期的荸荠杨梅中的风味物质存在相似性。

香味作为食品的一个重要属性， 它与食品品质密切相关。 固相微萃取法（Solid Phase Mirco-Extraction，SPME）结合GC-MS 技术由于其操作简便、高效分离性和高灵敏度等优点，所以广泛应用于食品香气成分的分析和检测。 国内外学者利用SPME 联合GC-MS 技术对果蔬及其制品[9-10]、乳制品[11]、酒类[12-13]、茶叶[14-15]、水产品[16-17]、肉类[18]等食品香气的组成和含量做了大量研究。 水果的挥发性香气物质主要包括酯类、醛类、醇类、羰基化合物和一些杂环化合物， 这些香气成分能反映果品的风味特征，是评价果实风味品质的重要指标[19]。本文利用GC-MS 结合因子分析对不同产地杨梅中的挥发性组分进行分析与评价， 明确不同产地荸荠种杨梅风味组成上的差异。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

原料：不同产地荸荠种杨梅（苏州、恩施、瑞丽、仙居、余姚），九成熟。 采摘后于4 ℃冷藏条件下运回实验室，当天用液氮进行速冻处理备用。

试剂：高纯氦气（纯度99.999%）、正构烷烃（C6-C26，色谱纯）、环己酮（色谱纯）、无水乙醇（分析纯）。

1.2 仪器与设备

SPME 进样器（50/30 μm DVB/CAR/PDMS 萃取头），美国Supelco 公司；Finnigan Trace GC Ultra Trace DSQ 气相色谱-质谱联用仪，美国Thermo 公司；DB-5 毛细管色谱柱（30 m×250 μm×0.25 μm）， 美国Agilent 公司；DS-1 高速组织捣碎机，上海精科实业有限公司；ATAGO PAL-1 数显糖度计，日本ATAGO 公司；Metrohm 877 Titrino plus，瑞士Metrohm 公司。

1.3 试验方法

1.3.1 可溶性固形物 可溶性固形物 （TSS）用ATAGO PAL-1 数显糖度计测定。 随机选取20 颗杨梅， 去核后于8 000 r/min 高速组织捣碎机匀浆5 min，过滤后取滤液1 mL，用糖度计测定并记录结果，重复3 次，取平均值。

1.3.2 可滴定酸 可滴定酸（TA）用Metrohm 877 Titrino plus 自动电位滴定仪测定。取1.3.1 节中杨梅汁1 mL 定容至100 mL。 用0.1 mol/L 的NaOH滴定至终点，记录消耗体积，计算TA 含量，重复3次，取平均值。

1.3.3 感官分析 参照Pang 等[20]的方法，采用风味剖面描述分析方法（flavor profile test）对5 种杨梅的香气轮廓进行分析。 本试验的感官评价小组由10 名成员细成（5 名女性，5 名男性，年龄20～30 岁）， 感官评价小组的建立过程参照GB/T 16291.1-2012（感官分析选拔、培训与管理评价员一般导则）[21]。 杨梅香气轮廓的感官分属性描述词参考程唤[22]进行，见表1。 然后采用强度法对不同产地荸荠种杨梅的整体香气特征的不同分属性进行评价，强度最大为10，几乎感觉不到为0。 具体操作如下：取杨梅汁15 mL 于50 mL 品评杯中，随机编号后由感官评价室的小组成员对样品进行评价。评价重复进行3 次，两次评价中间漱口并休息10 min。 采用试验中毎一感官属性的平均值绘制香气轮廓雷达图。

表1 杨梅汁样品风味剖面分析用香气特征感官描述词Table 1 Aroma descriptors for flavor profile test of bayberry juice

1.3.4 固相微萃取 杨梅样品去核打浆后取2 g迅速放入样品瓶中，加入1 mL 环己酮（0.95 μg/g乙醇溶液）为内标， 平衡15 min 后将老化后的SPME 萃取头插入样品瓶中，于45 ℃水浴加热30 min。 从样品瓶中拔出已抽回纤维头的萃取针，再将萃取针头插入气相色谱仪进样口，250 ℃下解吸3 min。

1.3.5 GC-MS 分析 色谱条件：毛细管柱为DB-1（30 m×250 μm×0.25 μm），以高纯氦气为载气，恒定流速为1.0 mL/min。 柱箱采用程序升温，起始温度40 ℃，保持2 min，以5 ℃/min 升到160 ℃，保持1 min， 再以10 ℃/min 升到250 ℃， 保持4 min。 进样口温度250 ℃，采用不分流进样模式。

质谱条件：采用全扫描模式（full scan）采集信号，电离方式EI，电子轰击能量为70 eV；接口温度280 ℃，离子源温度230 ℃，四级杆温度150 ℃，扫描质量范围m/z 45.00 ～350.00， 扫描频率4.58·s-1。

1.3.6 定性、定量分析 定性：在样品分析完全相同的条件下， 对0.05%的C6-C26的正构烷标样进行分析，用于计算保留指数。用Amdis 质谱数据解卷积软件处理质谱数据，对共流出峰做拆分处理，并根据NIST 2011 版谱库、AMDIS 谱库检索和RI（retention index）值结合手动检索共同确定。

定量：利用内标法，求得各个不同挥发性化学组分的含量。

1.3.7 数据统计分析 利用软件SPSS 17.0 进行单因素方差分析和不同产地杨梅中的挥发性组分的因子分析。

2 结果与讨论

2.1 2.1 不同产地杨梅的TA、TSS 分析

杨梅的可溶性固形物和可滴定酸含量对果实品质有重要影响， 其含量高低直接影响杨梅的口感和风味[23]。 表2 显示了5 个产地的荸荠中杨梅的TA、TSS 的含量差异。荸荠种杨梅的TA 含量在0.7%～1.2%之间， 其中余姚杨梅的TA 含量最低，为0.75%，苏州杨梅的TA 含量最高，为1.12%。 荸荠种杨梅的TSS 含量维持在8.9～11.5 g/kg 之间，其中苏州杨梅的TSS 含量最低，为8.93 g/kg，仙居杨梅的TSS 含量最高，为11.4 g/kg。结果表明浙江省产的杨梅有更高的TSS 含量和较小的TA 含量，该结果与徐国能[24]的研究结果相似。

表2 不同产地荸荠杨梅的TA、TSSTable 2 TA、TSS of different habitats of Biqi bayberry

2.2 不同产地杨梅的感官分析

5 个产地的荸荠种杨梅的感官雷达图（图1）显示， 荸荠种杨梅的感官特性主要体现在果香味（Fruity）、籽香味（Seedy）、汁水感（Juice）、木香味（Woody）、酸味（Sour）、甜味（Sweet）和涩味（Astringent）几个方面，该结果与程唤[22]的研究结果类似。 仙居杨梅在果香、籽香、汁水感、木香和甜味5个分属性的得分最高， 涩味和酸味2 个分属性的得分最低。 苏州杨梅在木香、 甜味的感官得分最低，恩施杨梅的籽香味、汁水感的感官得分最低。余姚和瑞丽的杨梅除了在酸味上存在差异外，其他6 个分属性感官基本一致。

图1 不同产地荸荠杨梅的风味剖面图Fig.1 Flavor profile of Biqi bayberry from different habitats

在5 个品种的感官得分中， 酸甜味的得分结果与样品中的TA、TSS 含量存在关联性， 高TA、TSS 含量的杨梅在酸甜2 个分属性的感官得分会更高，赵洁[25]的研究也得出相似的结论。

2.3 不同产地杨梅中主要挥发性组分分析

表3 显示了SPME-GC-MS 的分析结果，从5个产地的荸荠种杨梅中共分离鉴定出挥发性风味物质89 个，5 个产地样品之间的含量和数量存在差异，分别为仙居杨梅（886.06 μg/100 g，70 种）、余姚杨梅（1 038.12 μg/100 g，73 种）、瑞丽杨梅（1 313.90 μg/100 g，62 种）、苏州杨梅（166.45 μg/100 g，54 种）以及恩施杨梅 （985.42 μg/100 g，70种）。 物质种类包括醛类14 种、醇类11 种、酯类17 种、萜烯类14 种及其他（酮类、酸类、芳香烃类等）33 种。其中，挥发性物质含量较高的成分主要是己醛、3-壬烯醇、[6.3.2.0（2，5）.0（1，8）]十三烷-9-醇、石竹烯、葎草烯、石竹烯氧化物等。

2.3.1 醛类化合物 醛类物质的阈值一般很低，即使含量很低也可以对水果的风味物质有较大的贡献。 5 种样品中检测到14 种醛类化合物，以C6和C9为骨架的醛类物质为主。 以苏州杨梅中醛类物质含量最高，达到88.9 μg/100 g，最少的是恩施杨梅，为31.9 μg/100 g，其余3 个产地的含量基本相同，维持在60 μg/100 g 左右。 不同产地的醛类物质含量存在较大差别， 正己醛含量在仙居、瑞丽、苏州三地的杨梅品种中较高，约占醛类物质整体的40%～60%。 含量明显低于程唤等[26]的研究，其结果是荸荠杨梅中正己醛的含量为15.7 μg/100 g。分析原因有可能与杨梅的采集地点和样品品种有关， 且在储存过程中正己醇氧化会生成正己醛[27]，这可能是形成差异的原因。 在余姚和恩施的杨梅中己醛的含量相对更少，主要是壬醛，其具有强烈的油脂气味和甜橙香气， 对杨梅的挥发性物质具有较大的贡献。 2-己烯醛在5 个品种中均检测到，瑞丽和苏州的杨梅中含量最高，2-己烯醛使得杨梅呈浓郁的新鲜水果的清香气。

表3 SPME-GC-MS 测定不同产地杨梅中挥发性组分及其含量Table 3 The contents and volatile composition of Biqi bayberry from different habitats using SPME-GC/MS

（续表3）

（续表3）

2.3.2 醇类化合物 表3 的结果显示， 挥发性物质中醇类物质共检测到11 种，不同产地间的醇类物质总量差异较大， 其中仙居杨梅含量最少，仅28.51 μg/100 g， 最多的恩施杨梅高达138 μg/100 g。 杨梅中的醇类物质主要包括脂肪族醇类（如己烯醇、辛烯醇、壬烯醇），萜烯醇类（如芳樟醇、α-萜品醇、薄荷醇）。 所有荸荠种杨梅含量最高的醇类均是4，4-二甲基-四环[6.3.2.0（2，5）.0（1，8）]十三烷-9-醇，是一种多环烷醇，在5 种杨梅中的占比均在50%左右。 3-壬烯醇在恩施杨梅和仙居杨梅中的含量仅次于4，4-二甲基-四环[6.3.2.0（2，5）.0（1，8）]十三烷-9-醇，分别达到45.2 μg/100 g 和6.84 μg/100 g，在其他品种中则存在差异。 余姚杨梅中是4-萜品醇（16.89 μg/100 g），苏州杨梅和瑞丽杨梅则是芳樟醇（12.95，4.76 μg/100 g）。

2.3.3 酯类化合物 酯类化合物具有芳香型气味， 是杨梅风味中重要的挥发性化合物。 由表3可以看出，酯类化合物共检出17 种，其中种类最多的为仙居杨梅和余姚杨梅，均检出14 种，最低的苏州杨梅只检出2 种。 仙居杨梅和余姚杨梅的酯类化合物含量比其他3 种杨梅的含量更高，含量分别为45.88，62.87 μg/100 g。 荸荠杨梅含有较高的酯类物质以苯甲酸甲酯为主， 其具有浓郁的香气。 其次还包括3-壬烯酸甲酯和丙位癸内酯等，检测结果与何兰兰[28]的结果相似，均存在含量较高的丙位癸内酯。

2.3.4 萜烯类化合物 萜烯类化合物是一类碳氢化合物，其中单萜类物质（C10H16）和倍半萜类物质（C15H24）多有特殊气味，广泛存在于植物体内，是天然来源的挥发性化合物。 5 个荸荠种杨梅中共检测到14 种萜烯类化合物，其中石竹烯是杨梅的主要风味物质，是一类双环倍半萜类化合物，具有辛香、木香及丁香香气等。在5 个样品中均检测到最高含量的石竹烯， 其中苏州杨梅的石竹烯含量最高达到1 310.26 μg/100 g，占整体风味的80%以上，程唤[22]、徐国能[24]的研究结果均显示石竹烯是荸荠杨梅最主要的风味物质。 葎草烯是荸荠杨梅中含量仅次于石竹烯的萜烯类化合物， 约占萜烯类化合物整体的4%。

2.3.5 烃类化合物 烃类化合物在5 个产地的荸荠种杨梅中共检出14 种，物质含量占整体风味物质的比例非常小，其中大多数为环状烷烃。 5 个品种中含量最高的为10，10-二甲基-2，6-双 （亚甲基）-双环[7.2.0]十一烷。

2.3.6 其它类化合物 在荸荠杨梅果实中也检测到酮类物质、酸类物质及部分氧化物。 其中，异香橙烯环氧化物在5 个产地的荸荠种杨梅中均检测到，且含量相对较高，该结果与赵洁[25]的结果类似。 在5 个样品中均检测到的除了萜烯类化合物氧化物外，还有肉豆蔻酸、棕榈酸等酸类物质以及2-戊基呋喃。

2.4 对不同品种杨梅的因子分析

采用主成分法对不同品种的荸荠杨梅风味物质进行因子分析，表4 显示了主成分分析的结果。由表4 可知，4 个主成分的累计方差贡献率达到99.999%，各主成分的方差贡献率分别为38.015%，24.357%，22.143%，15.4844%。

表4 荸荠杨梅风味品质评价因子的特征值和累积方差贡献率Table 4 Eigenvalue and cumulative variance contribution rate of flavor quality evaluation factors in Biqi bayberry

以4 个主成分对应的方差相对贡献率为权重， 将各品种主成分得分和相应的权重进行线性加权求和[29-30]， 计算不同产地杨梅的综合评价得分。 根据综合得分模型计算出各主成分的得分进行排序，如表5 所示。 结果表明，瑞丽杨梅风味品质的综合得分是最高的， 而仙居杨梅风味品质的综合得分最低， 该结果一定程度上与风味物质的含量呈现一定的正相关性。 其中瑞丽杨梅的挥发性风味物质含量（1 313.90 μg/100 g）低于苏州杨梅（1 661.38 μg/100 g），但在综合得分上保持第一的原因可能是因为瑞丽杨梅拥有更加丰富多样的挥发性风味物质。

风味一般包含滋味物质和香气物质两类，前者主要是各种呈味氨基酸、小分子糖类、游离脂肪酸和核苷酸起作用，主要由口腔来感知。后者主要是一些含量低的挥发性物质起作用， 通过鼻腔感知。相较于仙居杨梅较好的感官品质得分，在风味品质上的分析评价则表现最差， 导致该结果的原因可能是由于杨梅中的滋味物质含量差异较大[22]。

表5 不同产地杨梅中挥发性组分综合得分及排名Table 5 Comprehensive scores and ranking of volatile components in Chinese bayberry from different habitats

3 结论

对不同产地荸荠种杨梅的TSS、TA 测定结果结合感官测定结果， 发现仙居杨梅的感官品质较其它产地的更佳。 GC-MS 结果共鉴定出5 个产地荸荠种杨梅中的89 种挥发性化合物，主要包括醛类、醇类、酯类和萜烯类等。与PCA 共同分析可以看出， 不同产地的杨梅的香气含量和种类存在较大的差异， 瑞丽杨梅以更高的风味物质种类和较高的风味物质含量成为了得分最高的荸荠品种，仙居杨梅得分最低。5 种杨梅果实共有的挥发性物质主要是己醛、壬醛、2-辛烯醛、苯己醇、反式石竹烯、葎草烯、异香橙烯环氧化物、肉豆蔻酸等。 反式石竹烯是荸荠杨梅中最主要的挥发性物质。 杨梅果实风味的形成过程是复杂的， 即使相同的品种在不同产地也会因气候、土地等原因造成差别，因此后续仍然需要进行许多的研究， 来明确杨梅的风味形成规律。