贵州5个高丛蓝莓栽培品种香气成分的检测与分析

彭 歌 李 冰 聂 飞 文光琴 徐芳玲 武玉祥

（1.贵州大学林学院，贵州 贵阳 550025；2.中国科学院北方资源植物重点实验室，北京 100093；3.贵州省生物研究所，贵州 贵阳 550025）

蓝莓（Vacciniumspp.）又名笃斯、越橘、蓝浆果等，属杜鹃花科（Ericaceae）越橘亚科（Vaccinioideae）越橘属（Vaccinium）丛生灌木，广泛分布于世界各地。蓝莓因其具有独特的风味和保健成分等备受消费者青睐，蓝莓果实含有丰富的花青苷、糖类、氨基酸[1-2]，具有保护视力、提高记忆力、防止肥胖、降血压、降血脂、消除炎症等作用，同时对心脑血管疾病、肿瘤等也有抑制作用[3-4]，联合国粮农组织将其列为人类五大健康食品之一[5]。与此同时，蓝莓诱人的颜色、特殊的香气也被人们喜爱。栽培上，蓝莓根系对丘陵、山地的土壤有很强的固牢作用，经济效益显著，因此，蓝莓在贵州已成为山区群众增收致富的重要经济作物。

多年来，关于蓝莓的研究主要关注于果实的外部品质和产量，很少关注内在特性。新时代的消费者们除了关心水果糖酸比例与味道外，香气作为风味的重要指标被高度关注[6]，Beaulieu等[7]、Du等[8]研究发现蓝莓的香气取决于几十种挥发性物质的相互作用，其成分大多数为醛类、醇类、萜类、酯类和酮类物质。本研究用顶空固相微萃取和气相色谱-气质联用仪，对贵州麻江县栽培的5个高丛蓝莓品种果实的香气成分进行测定分析，以探索其香气种类及成分构成，为特质品种选育与加工品种筛选提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

2018年6月在贵州省黔东南布依族苗族自治州麻江县龙山镇龙奔基地（107°72′ E，26°37′ N）采摘南高丛蓝莓‘奥尼尔’‘密斯蒂’‘都克’‘夏普蓝’‘蓝雨’5个蓝莓品种为实验材料。采摘时选择远离道路的蓝莓树，每个品种选择3年生以上健康、树形及生长状态相近的结实树3株，每株分别从上部的东西南北中5个方向摘取成熟度相同的蓝莓果实，带回实验室，放置于-80 ℃的冰箱冷冻。

乙醇、氯化钠（分析纯）、正己烷（色谱纯）、仲辛醇、C7-C40饱和烷烃混合标准品。

1.2 仪器与设备

7890B/7000C 气相-质谱联用仪（Agilent，美国）；透明圆底顶空进样瓶及金属盖、萃取头50/30 μm二乙烯苯/碳筛/聚二甲基硅氧烷（DVB/CAR/PDMS）、手动进样手柄（色谱科公司，美国）；电子天平（精确到0.000 1 g，梅特勒-托利多仪器有限公司，瑞士）；恒温水浴锅（上海一恒科技有限公司，中国）。

1.3 实验方法

1.3.1 样品处理

根据Farneti等[9]的处理方法加以改动，液氮将蓝莓果实速冻后快速研磨成粉末，称取1 g于20 mL顶空瓶中；同时加 0.1 g NaCl与10 μL内标物质（仲辛醇/乙醇溶液，10.574 4 mg/kg），密封上样。每个品种3个重复。

1.3.2 香气的萃取

采用顶空-固相微萃取法萃取，手动进样。样品先在40 ℃条件下平衡20 min，然后用填装有50/30 μm DVB/CAR/PDMS材料的萃取头插入瓶中顶空萃取30 min，最后萃取头转移到气相色谱仪的进样口，于250 ℃解吸附3 min。

1.3.3 GC-MS检测条件

气相色谱条件：色谱柱为HP-5 ms（30 m×250 μm×0.25 μm），载气为氦气，流速为1 mL/min，进样体积为1 μL，分流比为3∶1。

升温程序为44 ℃保持2 min，1 ℃/min升温到45 ℃并保持2 min，0.5 ℃/min升温到48 ℃，2 ℃/min升温到90 ℃，5 ℃/min升温到130 ℃，15 ℃/min升温到250 ℃。后运行温度为210 ℃，时间为2 min。

质谱条件：进样口，离子源与转移线温度分别为250、230、280 ℃。质谱检测器采用EI模式，电子能量为70 eV；质谱检测范围为45～600 m/z。

1.3.4 香气物质数据分析

取5 μL 10 μg/mL 的C7-C40饱和烷烃混合标准品，按照1.3.2实验方法进样，不分流，记录各饱和烷烃混合标准品保留时间，按公式（1）计算香气成分保留指数（RI）。

式中：tx、tz和tz+1分别为被分析成分和碳原子数处于z和z+1之间的正构烷烃（tz＜tx＜tz+1）流出峰的保留时间[10]。

各色谱峰对应质谱图经人工解析，运用Agilent Qualitative Analysis B.07.00 工作站，以NIST14谱库中标准化合物的质谱图为对照并结合RI进行定性分析。利用峰面积归一化法进行定量，以各组分峰的峰面积占所有峰的总面积的比例为该化合物的相对含量，以仲辛醇为内标物计算释放量。

2 结果与分析

2.1 香气成分总离子流图及含量

将5个高丛蓝莓品种用热脱附-GCMSD分析，得到总离子流对比图。如图1所示。

图1 蓝莓5个品种香气成分的总离子流色谱图Fig.1 Total ions chromatogram of aroma components of 5 varieties of blueberries

由表1可知，不同蓝莓品种的香气成分存在明显差异。5个蓝莓品种共检测出59种香气成分，其中醇类物质9种、酯类物质12种、醛类物质3种、萜类物质11种、苯环类物质11种、其他类物质13种。‘奥尼尔’、‘密斯蒂’、‘都克’、‘夏普蓝’、‘蓝雨’分别检测出33、35、37、30和32种香气成分。检测品种中，‘奥尼尔’香气成分总含量最高，为167 321.90 ng/g，‘蓝雨’香气成分总含量最低，为25 973.22 ng/g。

表1 蓝莓5个品种香气成分及含量Table 1 Aroma components and contents of 5 varieties of blueberries ng/g

续表1

2.2 蓝莓果实香气成分分析

2.2.1 醇类物质分析

5种蓝莓品种共检测出9种醇类物质，‘奥尼尔’、‘密斯蒂’、‘都克’、‘夏普蓝’、‘蓝雨’分别检测出3、4、7、4、4种，相对含量分别为7.87%、31.98%、30.77%、6.86%和17.85%。结合图2可以发现醇类物质在不同品种中差异明显，醇类物质是‘密斯蒂’‘都克’主要的香气成分，高丛蓝莓醇类物质主要为芳樟醇，芳樟醇具有浓青带甜的木青气息，似玫瑰木香气又具有果香气息。

图2 蓝莓5个品种香气成分比例Fig.2 Proportion of aroma components of 5 varieties of blueberries

2.2.2 酯类物质分析

酯类物质是果实中存在种类最多的物质，果实的成熟度决定着含量的高低[11-12]。5种蓝莓品种共检测出12种酯类物质，‘奥尼尔’中酯类物质含量最高，达59.51%，为主体香气成分；其中异戊酸乙酯的含量最高，为67 000.21 ng/g，相对含量为41.85%，异戊酸乙酯具有类似苹果的水果甜味香气[13]；其次异戊酸甲酯的含量也达到16.54%，它具有药草和水果香气。同时异丁酸乙酯、3-甲基-2-丁烯酸乙酯、异丁酸乙酯也增加了‘奥尼尔’的果香，但酯类物质在其他4个品种中含量较低。

2.2.3 醛类物质分析

5种蓝莓品种仅检测出3种醛类物质，分别为反式-2-己烯醛、己醛、3-环己烯-1-乙醛。醛类物质是‘夏普蓝’、‘密斯蒂’的主要香气成分，以反式-2-己烯醛为主，相对含量分别为35.18%、21.30%，它的存在使蓝莓具有绿叶清香和水果香气[14-15]，同时己醛也增加了油脂香和果香。‘奥尼尔’的醛类物质仅含有己醛，相对含量仅有0.41%。

2.2.4 萜类物质分析

5种蓝莓品种共检测出11种萜类物质，‘都克’的萜类物质相对含量最高，为21.72%，其中右旋柠檬烯（具有柑橘香气[16]）相对含量为15.38%。另外萜品油烯、γ-松油烯、3-蒈烯等具有果香和植物香气的物质也被检测出来，高丛蓝莓以右旋柠檬烯和萜品油烯为主体萜类物质。

2.2.5 苯环类物质分析

5种蓝莓品种共检测出11种苯环类物质，其中苯环类物质在多数蓝莓中含量相对较高，‘蓝雨’‘夏普蓝’‘都克’‘奥尼尔’‘密斯蒂’的相对含量分别为51.45%、44.99%、34.87%、19.05%和17.81%。‘蓝雨’中苯环类物质相对含量最高，检测出7种苯环类物质。其中对二甲苯和邻二甲苯含量较高，达到17.82%和18.21%；其次还检测出甲苯、苯乙烯、乙苯、间乙基甲苯和1,2,4-三甲基苯，他们的存在增加了蓝莓具有花香和芳香气味。5个品种中苯乙烯、二甲苯和邻二甲苯在苯环类物质中含量均很高，‘奥尼尔’中甲基丁香酚（具有丁香香气）含量较高，相对含量为6.77%。

2.2.6 其他香气物质分析

除以上相对含量较高的香气成分外，还有少量的烷烃类、醚类和酮类等。共检出13种物质。‘奥尼尔’和‘密斯蒂’中（2R，5R）-2-甲基-5-（丙-1-烯-2-基）-2-端羧基乙烯基四氢呋喃和（2R，5S）-2-甲基-5-（丙-1-烯-2-基）-2-端羧基乙烯基四氢呋喃含量较高，分别为1.44%和2.62%。‘都克’中邻伞花烃和（2R，5S）-2-甲基-5-（丙-1-烯-2-基）-2-端羧基乙烯基四氢呋喃的含量较高，‘夏普蓝’和‘蓝雨’中邻伞花烃含量较高，使蓝莓具有草药香味。

2.3 蓝莓5种不同品种香气成分的分类比较

5个蓝莓品种共检测出醇类物质、酯类物质、醛类物质、萜类物质、苯环类物质、其他类物质六大类化合物。其中‘奥尼尔’的主要香气成分为酯类物质；醇类物质和醛类物质为‘密斯蒂’的主要香气成分；‘都克’‘蓝雨’的主要香气成分为醇类物质和苯环类物质；‘夏普蓝’主要香气成分为醛类物质和苯环类物质，所以不同蓝莓品种香气成分差异性较大。5个蓝莓品种均有芳樟醇、顺式-对-薄荷-2,8-二烯-1-醇、异戊酸甲酯、己醛、邻伞花烃、十二烷、右旋柠檬烯、γ-松油烯、萜品油烯、（R）-氧化柠檬烯、氧化石竹烯、甲苯、苯乙烯、乙苯、对二甲苯和邻二甲苯。

3 结论与讨论

本研究对5个高丛蓝莓品种香气成分进行研究，共检测出59种香气成分。‘奥尼尔’‘密斯蒂’‘都克’‘夏普蓝’‘蓝雨’分别检测出33、35、37、30和32种香气成分。‘奥尼尔’‘夏普蓝’主要的香气物质为酯类物质和苯环类物质，使蓝莓具有水果甜香和药草芳香；“密斯蒂”具有浓郁水果香气和绿叶清香的醇类物质和醛类物质；‘都克’‘蓝雨’的主要香气物质为苯环类物质和醇类物质，具有浓郁的水果甜香芬芳，不同品种香气成分差异明显。但芳樟醇和对二甲苯是多数蓝莓共有的特征香气，构成南高丛蓝莓独特的风味。本课题只研究了同一成熟程度不同蓝莓品种香气成分的差异，对同一品种不同成熟度蓝莓香气成分的差异还有待研究。