六个早熟鲜食葡萄品种果实香气成分分析

陈迎春，张晶莹，宫磊，赵克义，吴新颖*，杨立英*

（1. 山东省葡萄研究院/山东省葡萄栽培与精深加工工程技术研究中心/农业部华东都市农业重点实验室，山东济南 250100；2. 平度市果树技术推广站，山东平度 266700）

我国是世界葡萄生产大国，葡萄种植面积和产量多年来保持世界前列。我国葡萄总产量的80%左右用于鲜食，且鲜食葡萄约98%满足国内市场[1]。在物质生活日益丰富的今天，人们对食品品质的追求趋向完美，对水果的追求趋势决定了水果产业的发展方向。因此，果实香气是决定种植者及消费者进行鲜食葡萄品种选择的重要因素。据调研，74.8%的国内消费者更偏向于有香气的葡萄[2]，然而在批发市场上占主导地位的葡萄品种仍为‘红地球’‘巨峰’‘玫瑰香’‘夏黑’‘维多利亚’‘红宝石无核’‘藤稔’等品种，其中无特殊香味品种占据一半[1]。

香气是葡萄品质的重要特征，是葡萄品种与生俱来的属性之一，因呈香物质的种类、含量和组成比例不同而呈现出不同的香型[3]。山东省葡萄研究院于1994年以玫瑰香型葡萄‘葡萄园皇后’和香蕉香型葡萄‘红香蕉’为亲本，杂交选育4个早熟品种‘红双味’‘贵妃玫瑰’‘丰宝’和‘黑香蕉’。其中，‘贵妃玫瑰’和‘丰宝’表现为玫瑰香型，‘黑香蕉’表现出香蕉香型，‘红双味’兼具两种香型，4个品种在香气、结果性状及抗病性上均有较好表现。试验以上述6个品种为试材，对成熟果实中的香气物质进行定性和定量分析，比较香气成分的差异，为进一步了解品种间的品质差异和特性提供理论依据，并对遗传育种、农艺措施效果评价及早熟品种的品质调控具有实践意义。

1 材料和方法

1.1 材料

试验于2019年7—10月进行，葡萄果实材料取自山东省葡萄研究院仲宫试验基地。品种分别为亲本‘葡萄园皇后’‘红香蕉’及其杂交后代‘红双味’‘贵妃玫瑰’‘丰宝’‘黑香蕉’。树龄8年，均为露天篱架栽培，株距1 m，行距2.2 m，倾斜式单干单臂树形。

根据品种成熟期分别采样。挑选长势良好的单株，每个品种采集5穗。然后从每个果穗随机采集20粒成熟度一致的浆果（同时考虑到果穗的阳面和阴面）放入自封袋，做好标记，液氮速冻，超低温冰箱（-80 ℃）保存待测。

1.2 仪器与设备

GCMS-QP 2010 Ultra气相色谱-质谱联用仪（Shimadzu公司，日本）；色谱柱：RTX-WAX型毛细管柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm，Restek公司，美国）；PC-420D型SPME手动进样手柄，50/30μm DVB/CAR/PDMS型极性萃取头（Supelco公司，美国）。

1.3 方法

1.3.1 果实品质测定

于成熟期（花后16周）进行果实品质测定。选择20～30粒浆果，使用游标卡尺测量果实纵、横径，取平均值（下同）；电子天平测量果实质量；使用PAL-1便携式数显折光仪测定可溶性固形物；常规酸碱中和滴定法测定可滴定酸。3次重复。

1.3.2 果实香气物质测定

采用HS-SPME-GC-MS（顶空固相微萃取结合气质联用）方法测定挥发性物质，对王咏梅等[4]的方法稍作改动。将葡萄样品去果柄和种子，用液氮研磨后，取8 g置于15 mL样品萃取瓶中，加入磁力搅拌子、1.0 g NaCl和4 μL 2-辛醇（1.014 g/L），萃取时间40 min，温度45 ℃。样品瓶中香气物质达到气-固和气-液平衡，然后将萃取头插入气相色谱进样口，250 ℃下热解析10 min。载气为氦气，不分流。

1.3.3 香气轮绘制

根据香气化合物的风味特征并参照香气轮中的模块分类，将香气成分划分为7个系列，分别是花香、果香、草本香、脂肪味、甜香、烤香和泥土味，计算各香气系列的OAV值并绘制香气轮图[5-8]。

1.3.4 数据处理

质谱图采用标准谱库NIST17和NIST17S以及相关文献确定峰保留时间进行定性分析，用内标法进行半定量分析。峰面积积分采用离子模式（SIM），选择定量化合物的特征离子，对其特征离子峰的峰面积积分。目标化合物浓度＝内标峰面积/目标化合物峰面积×内标含量×100%。采用SPSS 17.0和Excel 2010软件进行统计学分析，采用LSD检验进行显著性方差分析（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 6个早熟鲜食葡萄成熟时的理化指标

如表1所示，6个品种的可溶性固形物含量为15.21%～21.42%，可滴定酸分布在3.16～3.89 g/L，表明各品种基本达到相应成熟期，可以进行后续香气物质检测和分析。

2.2 6个早熟鲜食葡萄香气成分分析

由表2可以看出，6个品种的果实中香气成分主要有8类，为醇、烯烃、C6化合物、醛、芳香族化合物、酮、酯和酸。其中C6化合物相对含量最高，介于44.43%～79.63%；其次是醇类，相对含量在14.90%～35.26%，以上两类物质在种类数目上差别不大。具有玫瑰香味的葡萄品种‘葡萄园皇后’‘红双味’和‘贵妃玫瑰’烯烃物质种类及相对含量远高于其他品种，其中‘贵妃玫瑰’相对含量最高，是含量最低‘红香蕉’的30.28倍，是‘红双味’的3.02倍，这与‘贵妃玫瑰’葡萄表现的玫瑰味最浓相关；‘红双味’葡萄烯烃物质种类最多，为12种，但相对含量比‘葡萄园皇后’和‘贵妃玫瑰’低，这与‘红双味’葡萄玫瑰香味较淡有关。具有香蕉香味的葡萄‘红香蕉’‘红双味’和‘黑香蕉’酯类数量为8～9种，含量为14.36 %～24.18%，均远高于其他品种；其中‘红香蕉’的酯类相对含量最高，为‘葡萄园皇后’和‘贵妃玫瑰’的483.6倍；‘红双味’酯类物质种类多，但相对含量较其他香蕉味品种低。

6个早熟鲜食葡萄香气含量差别较大，其中‘贵妃玫瑰’香气物质总量最高，其次是‘葡萄园皇后’‘红香蕉’‘黑香蕉’‘丰宝’‘红双味’。在6个品种中主要的芳香物质均是C6化合物，其中主要是2-己烯醛和己醛，其次是3-己烯醛，均具有青草、草本香气。2-己烯醛在C6化合物总量中占比65.07%～69.75%，己醛占比24.08%～31.49%。对比6个品种的烯烃物质总量，‘贵妃玫瑰’‘葡萄园皇后’和‘红双味’均显著高于‘丰宝’‘红香蕉’和‘黑香蕉’葡萄，其中‘贵妃玫瑰’的里那醇、香茅醇、香叶醇含量最为突出，‘葡萄园皇后’中里那醇和香叶醇含量较为突出，‘红双味’中里那醇和橙花醇含量较为显著。醛类化合物中，除‘红双味’葡萄含量较低外，其他5个品种含量相差不大，其中壬醛、癸醛及(E,Z)-2,6-壬二烯醛为6个品种共有，‘贵妃玫瑰’中具有果香味的(E,E)-2,4-庚二烯醛含量显著较高。酯类物质中，‘红香蕉’‘黑香蕉’和‘红双味’酯类总量显著高于其它3个品种，其中‘红香蕉’‘黑香蕉’和‘红双味’乙酸乙酯的含量占酯类总量的82.73%～91.09%，与丁酸乙酯、庚酸乙酯、3-羟基丁酸乙酯均为‘红香蕉’‘黑香蕉’和‘红双味’独有；己酸乙酯均存在于6个品种中，但在‘红香蕉’‘黑香蕉’和‘红双味’3个品种中含量较高。

表 1 6个早熟鲜食葡萄品种成熟时的理化指标Table 1 Physiological parameters of the six early ripening varieties at maturing stage

表2 6个早熟鲜食葡萄品种的香气物质浓度Table 2 Concentrations of aromatic compounds in the six early ripening varieties μg/L

续表2

续表2

2.3 6个早熟鲜食葡萄的香味活性值

在6个葡萄品种中，共检测到75种香气物质，但每种化合物对香气的贡献不尽相同。一般根据香气物质的香气值（OAV），即香气物质的含量与其阈值的比值，来评价香气物质对香气特征的贡献。一般认为，香气值大于1的化合物对整体香气有贡献，而且香气值越大，其对整体香气的贡献也越大[9-10]。表3显示6个品种的主要呈香物质的香气值[11-17]，从各品种香气值总量来看，贵妃玫瑰＞红香蕉＞葡萄园皇后＞丰宝＞黑香蕉＞红双味，说明‘贵妃玫瑰’葡萄香味最为浓郁，‘红双味’葡萄较为寡淡。在所有品种中，C6类物质正己醛、3-己烯醛、2-己烯醛的香气值都较高，是葡萄草本香气的主要贡献者；‘贵妃玫瑰’中反式-β-紫罗兰酮、里那醇、香茅醇、香叶醇为果实玫瑰香味的贡献者，其中里那醇、香茅醇、香叶醇显著高于其他品种，香叶醇为其独有，(E,Z)-2,6-壬二烯醛为果香的主要贡献；‘葡萄园皇后’中具有玫瑰香味的反式-β-紫罗兰酮、里那醇最为突出，具有果香的(E,Z)-2,6-壬二烯醛、具有牛脂味的癸醛含量最高；‘红香蕉’葡萄中具有香蕉果香的己酸乙酯、辛酸乙酯较为突出，具有花香的反式-β-紫罗兰酮、具有果香的(E,Z)-2,6-壬二烯醛、具有脂肪气息的癸醛、(E)-2-壬烯醛含量较高；‘丰宝’葡萄中具有花香的反式-β-紫罗兰酮、具有脂肪气息的癸醛、具有果香的(E,Z)-2,6-壬二烯醛、具有脂肪气息的(E)-2-壬烯醛含量较高；‘红双味’葡萄中反式-β-紫罗兰酮、癸醛、己酸乙酯、辛酸乙酯较为突出；‘黑香蕉’葡萄中癸醛、反式-β-紫罗兰酮、(E)-2-壬烯醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛、己酸乙酯、辛酸乙酯和丁酸乙酯为主要香味物质。

表3 6个葡萄品种香气物质的气味活性值Table 3 Odor activity value of aroma compounds in the six grape varieties

2.4 6个早熟鲜食葡萄的香气轮分析

如图1所示，草本香、果香、脂肪味及花香是试材葡萄的主要香气，但浓郁程度不同，从而构成各品种独有的特征香气。6个品种中，草本香最为浓郁，为品种基础香气。除去基础香气，‘葡萄园皇后’和‘丰宝’葡萄脂肪香气最为显著，其次为花香和果香，含量较为一致；‘贵妃玫瑰’花香、果香、脂肪香较为均衡；‘红双味’‘黑香蕉’‘红香蕉’葡萄脂肪香及果香最为显著，其次为花香。

3 讨论与结论

随着人们对葡萄果实品质的要求不断提高，带有芳香味的葡萄品种具有很强的消费潜力和市场竞争力。Barbera等[18]认为，玫瑰香味的主要呈香物质是里那醇和香叶醇，橙花醇和香茅醇起辅助作用。Canosa等[19]认为在玫瑰香型欧亚种葡萄中，萜烯类含量高；而在美洲葡萄中以及与欧亚种或是与山葡萄杂交品种中，酯类是其主要的香气化合物。‘贵妃玫瑰’‘葡萄园皇后’的玫瑰味突出，这与反式-β-紫罗兰酮、里那醇、香茅醇等具有玫瑰花香的化合物气味活性值高于其他品种有关；‘红香蕉’‘黑香蕉’的果香显著，主要是其具有果香、香蕉香气的己酸乙酯、辛酸乙酯、丁酸乙酯的气味活性值高于其他品种有关。‘红双味’葡萄作为欧美杂交品种，是玫瑰香味及香蕉味兼具品种，其酯类物质含量显著高于玫瑰香型葡萄品种，其烯烃类物质显著高于香蕉味葡萄品种，这与前人结果一致。

图1 葡萄品种的香气轮廓图Figure 1 Aroma wheels of grapes

通过对6个葡萄品种的挥发性香气物质比较，表明葡萄成熟果实中C6化合物含量很高，是贡献最大的挥发性化合物，烯烃类、酯类是构成不同品种葡萄特征香气的重要组成。谭伟等[20]测定的8个葡萄品种果实芳香物质中的主要成分是C6醛；张文文等[13]认为，C6类化合物是3个巨峰系品种‘夏黑’‘藤稔’‘巨峰’共有的基础香气物质，芳樟醇和C13类、2-甲基丁酸乙酯、丁酸乙酯分别是这3个品种的主要香气贡献化合物；牛早柱等[21]认为无香型葡萄‘维多利亚’‘摩尔多瓦’的香气物质主要是醛类，草莓香型葡萄‘申丰’‘巨峰’‘沪培2号’‘辽峰’‘硕丰’的香气物质主要是醛类、醇类、酯类，玫瑰香型葡萄的香气物质主要是以醛类、萜烯类为主。

本文明确了6个鲜食葡萄品种的特征香气，为了解不同品种间的品质差异提供理论依据，对葡萄品种选育、农艺措施效果评价及早熟品种的品质调控提供一定的理论基础。由于受品种特性、配套技术及推广力度所限，以上品种没有得到广泛推广，通过多年的观察、探索结合生产实践，认为‘贵妃玫瑰’‘红香蕉’‘黑香蕉’‘红双味’葡萄无论从当前的市场需求还是栽培效益，仍是值得保留和发展的优良品种。