不同贮藏条件下猕猴桃香气成分的变化规律研究
2020-08-04陈义挺赖瑞联冯新程春振钟春水高敏霞吴如健
陈义挺 赖瑞联 冯新 程春振 钟春水 高敏霞 吴如健
摘 要：以‘米良1号猕猴桃果实为试验材料，运用气相色谱-质谱联用仪对其香气成分进行初步测定，并比较室温贮藏、4 ℃低温贮藏和脱落酸处理对果实香气成分变化的影响。结果发现：‘米良1号猕猴桃果实共检出香气成分38种，以醛类与醇类为主，含量较高的香气成分分别为己烯醛（39.25%～61.15%）、己醛（12.63%～18.15%）及正己醇（4.22%～11.60%）。与对照组相比，室温贮藏后，香气成分中烃类、酯类和醇类相对含量增加，而醛类相对含量减少;4 ℃低温贮藏后，烃类和酯类相对含量增加，醛类和醇类相对含量减少;脱落酸处理后，烃类、醛类与酯类的相对含量均增加，而醇类相对含量减少。试验结果为猕猴桃果实贮藏保鲜和软化机制研究提供了科学基础。
关键词：猕猴桃;香气成分;气相色谱-质谱联用仪;低温;脱落酸中图分类号：S663.4 文献标识码：A
Change of Aroma Components in Different Storage Conditions of Kiwifruit
CHEN Yiting1，3， LAI Ruilian1*， FENG Xin1，3， CHENG Chunzhen2， ZHONG Chunshui1， GAO Minxia1，3， WU Rujian1**
1. Fruit Research Institute， Fujian Academy of Agricultural Sciences， Fuzhou， Fujian 350013， China; 2. Institute of Horticultural Biotechnology， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou， Fujian 350002， China; 3. Research Centre for Engineering Technology of Fujian Deciduous Fruits， Fuzhou， Fujian 350013， China
Abstract： The fruits ofActinidia deliciosacv. Miliang-1 were used as the materials to identify the aroma components of kiwifruit， and the changes in different storage conditions that treated at 25 ℃， 4 ℃ and ABA were studied using a gas chromatography-mass spectrometry. There were 38 aroma components in kiwifruit， with aldehyde and alcohol as the main aroma components. Hexenal， aldehyde and 1-hexanol accounted for 39.25%–61.15%， 12.63%–18.15% and 4.22%–11.60% of the aroma components. Compared with the CK group， the relative content of hydrocarbons， esters and alcohols increased， while the relative content of aldehydes decreased after stored at 25 ℃. The relative content of hydrocarbons and esters increased， and aldehydes and alcohols decreased after treated at 4 ℃. When treated by ABA， the relative content of hydrocarbons， aldehydes and esters increased， while the relative content of alcohols decreased. The results reflected in this study would provide a scientific basis for the storage and softening mechanism research of kiwifruit.
Keywords： kiwifruit; aroma components; gas chromatography-mass spectrometry; low temperature; abscisic acid
DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.06.025
獼猴桃是猕猴桃科（Actinidiaceae）猕猴桃属（Actinidia）落叶藤本果树，其果实富含维生素C、多糖、氨基酸、有机酸和矿质元素等多种营养和功效成分，是一种广受欢迎的水果，被认为是20世纪人工驯化栽培最成功的4种野生果树之一[1]。然而，猕猴桃果实不耐贮藏，民间素有“三天软七天烂，半月坏一半”的说法，影响猕猴桃的可食性和商品价值[2]。因此，开展猕猴桃采后贮藏保鲜研究成为猕猴桃产业发展的关键。在已有研究中，猕猴桃采后生理生化研究主要集中在呼吸生理、乙烯合成与其信号转导以及果实软化等方面，通常认为，呼吸速率低、呼吸高峰出现晚、乙烯合成少、果实软化慢等能延长猕猴桃果实的储藏周期[3]。而在分子机制研究方面，一系列软化相关基因包括脂氧合酶（Lipoxygenase，LOX）[4]、ACC合成酶（ACC synthase，ACS）[5]、乙烯受体（Ethylene receptor，ETR）[6]、扩展蛋白（Expansin，EXP）[7]、氨基糖苷乙酰转移酶（Aminoglycoside acetyltransferase，AAC）[8]、多聚半乳糖醛酸酶（Pol?ygalacturonase，PG）[9]、漆酶（Laccase，LAC）[10]等均已被成功分离并进行功能研究，初步揭示了猕猴桃贮藏保鲜过程中的果实软化机制。
在猕猴桃香气成分鉴定研究中，目前主要集中在果实香气基本成分鉴定、不同处理对香气成分含量变化的影响以及采后香气变化规律等。研究表明，猕猴桃果实香气基本成分主要包括醇类、醛类、酚类、酸类及酯类等几种类型且不同品种的主要成分存在差异[11-12]，而果实采后从硬果到果实软化过程中其香气成分数量整体上呈现增加的趋势[13]。在采后香气变化规律研究中，猕猴桃成熟度增加，其香气成分（尤其是酯类）含量增加，而成熟之前贮藏时间延长会导致香气成分数量减少[14]。
低温贮藏是延长猕猴桃果实货架期的有效途径，而脱落酸（abscisic acid， ABA）在猕猴桃后熟衰老过程中能够促进水解酶活性增强，参与猕猴桃采后贮藏过程中的软化启动[15]。鉴于此，本研究以‘米良1号猕猴桃为试验材料，运用气相色谱-质谱联用仪（gas chromatography-mass spectrometry， GC-MS）技术对果实的香气成分进行初步鉴定，并比较室温贮藏、4 ℃低温贮藏和ABA处理对果实香气成分变化的影响，以期为猕猴桃贮藏保鲜和软化机制研究提供科学基础。
1 材料与方法
1.1材料
试验所用‘米良1号猕猴桃取自福建省农业科学院果树研究所建宁猕猴桃基地。
1.2方法
1.2.1 样品处理 2018年9月，采集‘米良1号猕猴桃同一植株大小相近，成熟度一致，无病虫害和机械损伤的果实，参照陈义挺等[9]的方法将猕猴桃随机分为4组，每组10个果实，对照组为25 ℃贮藏0 d不作任何处理，处理组1为25 ℃中贮藏4 d，处理组2为4 ℃条件下贮藏4 d，处理组3为50 mg/L的ABA浸泡处理2 min后25 ℃中贮藏4 d。每种处理重复3次，随后将不同次重复所处理的样品进行混样，保存备用。
1.2.2 GC-MS分析 参照郑孝华等[16]的方法，不同处理的猕猴桃快速去除果皮和种子，在研钵中研磨成匀浆，取果汁5 mL放入15 mL的萃取瓶中，用手动的固相微萃取装置的萃取头（PDMS- 100 μm）顶空萃取30 min，萃取温度为30 ℃。然后在CC进样口（250 ℃）脱附3 min，采用美国Varian公司的Saturn 3900/2100气质联用仪进行GC-MS检测。采用DB-5色谱柱参照杨江帆等[17]的条件进行GC-MS色譜分析。
1.3 数据处理
采用SPSS 19.0和Excel 2003进行数据统计和图表制作。
2 结果与分析
2.1不同贮藏条件下猕猴桃的香气组成成分
不同贮藏条件下，猕猴桃中检测出的基本香气组成成分如表1所示。试验中，一共检测出了38种香气成分，对照组、室温贮藏、低温贮藏和ABA处理后检测出的香气成分种类数量分别为17、29、24与20，相对含量总计分别为93.42%、93.99%、66.30%、88.68%，其中室温贮藏组中的香气种类最多且相对含量最高。不同贮藏条件下，各处理组中均能检测得到的香气成分包括己醛、己烯醛、庚醛、庚烯醛、正辛醛、（E）-2-辛烯醛、壬醛和壬烯醛8种醛类物质，以及（E）-2-己烯-1-醇、正己醇与芳樟醇3种醇类物质。这11种共有成分中相对含量较高的成分为己烯醛（39.25%～61.15%）、己醛
（12.63%～18.15%）及正己醇（4.22%～11.60%）。由此可知，猕猴桃果实香气成分以醛类与醇类为主。此外，庚烯醛与（E）-2-辛烯醛这2种香气成分在所有处理组中的相对含量变化不大。
2.2不同贮藏条件下猕猴桃各类型香气成分的相对含量
不同贮藏条件下，各处理组中不同类型香气成分的相对含量变化如图1所示。与对照组相比，室温贮藏条件下，烃类、酯类和醇类香气成分的相对含量少量增加，醛类香气成分的相对含量减少;4 ℃低温贮藏后，烃类香气成分相对含量明显增加，酯类香气成分少量增加，醛类与醇类香气成分却明显减少;而ABA处理后，猕猴桃果实中烃类、醛类与酯类香气成分的的相对含量均有少量增加，而醇类香气成分的相对含量明显减少。此外，与对照组和其他处理组相比，低温贮藏的猕猴桃中其他类型的香气成分明显增多，相对含量比对照组高出了1.67%。可见，不同贮藏条件下，猕猴桃香气成分的相对含量变化存在明显差异。
2.3不同贮藏条件下猕猴桃主要香气成分的变化规律
己烯醛、己醛及正己醇是猕猴桃中相对含量最高的香气成分，在不同贮藏条件下，各处理中猕猴桃主要香气成分相对含量及变化情况如图2所示。与对照组相比，室温贮藏和ABA处理后香气成分中己烯醛相对含量的变化不大，低温贮藏后则明显降低;就己醛这一香气成分，室温贮藏和低温贮藏后其相对含量差异均不大，而ABA处理后则明显提高;而在不同贮藏条件下，正己醇相对含量的变化规律明显与前两者不同，室温贮藏后其变化差异不大，低温贮藏和ABA处理均能抑制该香气成分的合成。由此说明，不同贮藏条件对猕猴桃主要香气成分的合成也存在较大的影响。
2.4不同贮藏条件下猕猴桃特有的香气成分分析
由表1可知，对照组或ABA处理后的猕猴桃果实中检测出的香气成分在至少一种其他贮藏条件处理组中存在。而室温贮藏4 d后，猕猴桃中合成了苯甲醛（0.13%）、2-正戊基呋喃（0.04%）、（E，E）-2，4-庚二烯醛（0.06%）、十四烷（0.05%）、α-柏木烯（0.03%）和1-去氢白菖烯（0.04%）等6种室温处理特有香气成分。低温处理后，检测出的低温处理组特有香气成分种类数量最多，达到9种，其相对含量由高到低分别是2，6-二叔丁基苯醌（1.41%）>雪松醇（0.93%）>月桂酸异丙酯（0.53%）>3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲醛（0.43%）> 4-甲基十五烷（0.37%）>二十烷（0.34%）>十六烷基二甲基叔胺（0.26%）>2，3，6-三甲基萘（0.20%）>邻苯二甲酸二丁脂（0.16%）。结果进一步说明，不同贮藏条件会影响猕猴桃香气成分的合成和变化规律。
2.5不同贮藏条件下猕猴桃香气成分的主因子分析
采用SPSS 19.0软件对不同储藏条件下检测到的38种香气成分的相对含量进行主成分分析，结果如表2所示。第1、2和3成分的贡献率分别为49.61%、30.82%及19.58%，根据主成分分析一般提取包含90%以上信息的原理，该3种主成分足以说明数据的变化趋势，分别将其命名为第1、2和3主成分。由表2可知，第1主成分反映的指标有2-己烯醛、（E）-2-己烯-1-醇、庚醛、2-庚烯醛、水杨酸甲酯、庚醛、2，6-二叔丁基苯醌、二十烷、2，3，6-三甲基萘、4-甲基十五烷、雪松醇、α-卡可可林、月桂酸异丙酯、4-异丙-1，6-二甲萘、3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲醛、十六烷基二甲基叔胺、邻苯二甲酸二丁脂;第2主成分反映的指标有乙酸甲脂、苯甲醛、苯甲硫基-4-甲氧基-S-苯基酯、2-正戊基呋喃、（E，E）-2，4-庚二烯醛、正辛醛、桉叶油醇、（E）-2-辛烯醛、芳樟醇、壬醛、2-壬烯醛、α-荜澄茄烯、十四烷、α-柏木烯、2，4-二叔丁基苯酚、1-去氢白菖烯;第3主成分反映的指标有丁酸甲酯、己醛、正己醇、萘、反，反-2，6-壬二烯醛。
3 讨论
香气成分是果实品质风味和商品价值的重要影响因素。研究表明，不同贮藏方式对京白梨[18]、
李[19]和葡萄[20]等水果香气成分种类和含量均有影响。猕猴桃属于呼吸跃变型果实，耐贮性差，开展猕猴桃贮藏保鲜和软化机制研究对产业发展具有重要意义，而香气成分可以作为贮藏方式适用与否的重要参考标准。本研究比较了不同贮藏条件下猕猴桃各类型香气成分的相对含量、主要香气成分及特有的香气成分的变化规律，结果发现，猕猴桃香气成分以醛类与醇类为主，相对含量较高的成分为己烯醛、己醛和正己醇，与前人的研究结果较为一致[11-12]。在同一处理中，不同成分的含量相较于对照组变化各异，而同一种或同一类型成分在不同贮藏方式中差异也很大。在以往的研究报道中，Günther等[21]研究认为，1.5 ℃处理2个月或4个月后，猕猴桃果实中香气成分中酯类明显减少，例如甲基/乙基丙酸酯、甲基/丁酸乙酯和己酸甲酯等;杨丹等[22-23]则发现，1-甲基环丙烯（1-Methylcyclopropene）处理会显著降低果实总体香气含量，但部分类型的香气成分如醇类与醛类增加;冷藏条件下，郭丽芳等[24]发现，低温能一定程度延缓香气成分中醛酮类物质含量的下降，但长时间冷藏其香气成分会发生显著变化。可见，不同贮藏条件会影响猕猴桃香气成分的合成和变化规律。
在不同类型香气成分转化过程中，张琳[25]通过研究发现，乙烯能够调控醇酰基转移酶的活性，从而影响猕猴桃果实中醇类物质的转化。本研究中，与对照组相比，室温贮藏4 d后猕猴桃香气成分中的醇类物质相对含量上升了3.25%，而使用50 mg/L的ABA浸泡2 min后置于室温贮藏4 d后醇类物质相对含量反而降低了7.29%。可见，ABA可能参与了猕猴桃的香气成分物质转化，且可能与乙烯密切相关[26]。此外，在具体香气成分的鉴定中，本研究发现猕猴桃己烯醛、庚烯醛、二十烷、2，3，6-三甲基萘、2，4-二叔丁基苯酚和1-去氢白菖烯等均存在同分异构体，目前无法确定果实中的香气成分来源于具体何种异构体或是否若干个异构体同时存在，后续研究中仍需进一步运用核磁共振[27]等现代技术手段进行鉴定。
贮藏保鲜一直是猕猴桃产业发展面临的重要难题。研究认为，单纯采用传统低温冷藏的方式无法满足猕猴桃果实保鲜时对香气保持的要求[8]。本研究也发现，不同贮藏方式的猕猴桃与刚采摘的猕猴桃对比，香气类型和成分含量均存在很大变化。综合分析，猕猴桃适宜的贮藏保鲜方式的探索還应从几个方面继续展开，包括猕猴桃果实特征香气成分筛选，特征香气成分关键致香物质、前体物质、香气合成途径及相关酶的功能研究，特征香气成分改变的主要影响因子确定，特征香气合成与分解机制探索，以及能够有效保持特征香气的技术研发等。通过一系列系统的研究，为解决猕猴桃贮藏保鲜难题提供科学参考。
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