冰温贮藏对玉露香梨果实挥发性有机物的影响

赵迎丽，张微，王亮，张晓宇，陈会燕，张立新

（山西农业大学食品科学与工程学院农产品贮藏保鲜研究所，山西 太原 030031）

玉露香梨是以库尔勒香梨为母本、雪花梨为父本，由山西省农业科学院果树研究所选育的耐藏、中熟、综合性状较优良的白梨品种。果实肉质细嫩酥脆，石细胞极少，汁多香甜[1]，品质极优。目前已在国内大面积推广栽培，产量快速增加。但其常温下易出现黄化、油腻化、固有风味损失等影响果实品质的问题[2-3]。

采后果实的挥发性有机物可反映果实的特有风味及贮藏品质。不同栽培系统梨果的主要挥发性物质成分不同，且同一系统不同品种之间差异也较大，主要包括酯类、醛类、醇类、烯烃类以及其它化合物等[4-6]。α-金合欢烯、己酸乙酯、乙酸己酯、丁酸乙酯、乙酸正丁酯、十五烷是库尔勒香梨主要香气成分[7]。雪花梨酯类物质含量较高，占总香气成分的69.89%[8]。红香酥梨酯类及醛类含量相对较高，其中酯类化合物有18种，相对含量为29.14%，醛类化合物有9种，相对含量为28.87%[9]。砀山梨主要成分有己醛（41.22%）、1-己醇（2.54%）、（E）-2-己烯醛（2.04%）及己酸乙酯（1.42%）等[10]。然而对于玉露香梨贮藏过程中香气成分变化的相关研究较少。

冰温贮藏技术可有效抑制果实的呼吸作用和乙烯的释放速率[11-12]，保持较高的抗氧化酶活力[13-14]，降低果实代谢程度[15]，延缓营养成分的损失[16-18]，从而有利于果实固有风味与品质的保持[19-20]。气相离子迁移谱技术采用顶空进样，气相色谱（gas chromatography，GC）预分离，离子迁移谱（ion mobility spectrometry，IMS）二次分离并检测，具有极高检测灵敏度和分辨率，样品无需富集浓缩，从而减少物质的损失及物质相互反应，能较好地保留果实原始风味的特性，已应用于果实特征风味分析[21-22]、果蔬加工过程中风味变化分析[23-25]、保鲜方式对果实风味的影响[26-27]，以及食品安全分析中[28-29]。本研究以玉露香梨为材料，利用气相色谱-离子迁移谱技术探讨冰温贮藏对玉露香梨果实品质及有机挥发性物质的影响，旨在为玉露香梨等果品采后贮藏风味的保持提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

玉露香梨：于2019年9月11日采收于隰县寨子乡定国村果园，选择无机械伤、无病虫害、无磕碰伤果实，当日运回实验室。

1.2 仪器与设备

53205型数显水果硬度计：意大利TR公司；PALBX/ACID14折光仪：日本Atago公司；F-900乙烯分析仪、F920型O2/CO2气体分析仪：美国Felix公司；SACMI-NCS001水果无损伤检测台：意大利SACMI公司；APRESYS176-TM型温湿度记录仪：美国Apresys公司；FlavourSpec风味分析仪：德国G.A.S.公司。

1.3 处理方法

以8成熟（可溶性固形物含量约11.5%～12.5%）果实为试验材料，试验设置2个温度处理组，每一处理组10 kg果实，重复3次，以0.018 mm高渗透CO2保鲜袋包装置于冰温（-1.0±0.5）、（0±0.5）℃下冷藏。处理分别为PEAR-A-1（采后初始）、PEAR-A-2（冰温贮藏7个月）、PEAR-A-3（0℃贮藏7个月）。贮藏前及冷藏7个月时测定果实品质及挥发性有机物。

1.4 测定方法

1.4.1 果实品质测定

硬度：用直径11 mm探头的水果硬度计测定，果实两面对称去皮，测定值以均值计算，作为去皮硬度，单位以kg/cm2计。

可溶性固形物及可滴定酸含量：采用折光仪测定，单位以%计。

乙烯释放量：果实密闭在标本瓶内2 h取样，采用乙烯分析仪测定，GC模式，进样量15 mL，单位以μL/（kg·h）计。

呼吸强度：果实密闭在标本瓶内2 h取样，采用O2/CO2气体分析仪测定，单位以mg CO2/（kg·h）计。

1.4.2 挥发性有机物测定

挥发性有机物采用风味分析仪测定分析。

取样：随机称2 g果肉，置于20 mL顶空瓶，40℃孵育20 min，顶空风味物质平衡后，自动进样200 μL。

分析条件：色谱柱为FS-SE-54-CB-1（柱长15 m，内径0.53 mm），柱温70℃。载气/漂移气：N2。程序升压（流速）：0～2 min：漂移气流量150 mL/min，载气流量2 mL/min；2min～10min：漂移气流量 150mL/min，载气流量 2mL/min；10min～230min：漂移气流量 150mL/min，载气流量10mL/min；20min～30min：漂移气流量150 mL/min，载气流量130 mL/min。

IMS温度45℃，自动顶空进样，进样针温度85℃，孵化转速500 r/min。

1.5 数据分析

应用VOCal软件（定性分析）、Reporter插件（二维俯视图、差异谱图）、Gallery Plot插件（指纹图谱）进行挥发性有机物分析。挥发性有机物在同一处理中的相对含量参照虞伊林等[30]的方法；以同一物质在不同处理中色谱峰面积最大的定义为100%，比较计算其在不同处理样品中相对含量的变化；结果均以百分比含量表示。采用Excel 2007进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 冰温贮藏玉露香梨果实品质的变化

不同冷藏方式对玉露香梨果实品质的影响见表1。

表1 不同冷藏方式对玉露香梨果实品质的影响Table 1 Effects of different cold storage methods on fruit quality of Yuluxiang pear

由表1可知，贮藏7个月后，玉露香梨果实硬度、可溶性固形物及可滴定酸均下降，呼吸强度与乙烯释放量略有增加。冰温贮藏条件下硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量较0℃贮藏的果实分别高9.40%、2.58%、10.18%。冰温贮藏下果实的呼吸强度、乙烯释放量均较0℃冷藏的果实代谢低，延缓了果实品质的下降。

2.2 冰温贮藏玉露香梨挥发性有机物定性分析

不同贮藏方式下玉露香梨气相离子迁移谱图定性结果见图1。

图1 不同贮藏方式下玉露香梨气相离子迁移谱图定性结果Fig.1 Qualitative results of GC-IMS of Yuluxiang pear under different cold storage methods

图1横坐标1.0处为反应离子峰，峰两侧每一序号对应点代表一种挥发性有机物。通过GC-IMS分离技术，应用VOCal软件分析谱图和数据，玉露香梨贮藏前后共检出主要香气组分有酯类13种、醛类6种、酮类3种、醇类2种、酸类1种、呋喃类1种以及35种未定性物质，具体结果见表2。

表2 玉露香梨挥发性有机物气相离子迁移谱定性分析Table 2 Qualitative analysis of volatile organic compounds of Yuluxiang pear by GC-IMS

续表2 玉露香梨挥发性有机物气相离子迁移谱定性分析Continue table 2 Qualitative analysis of volatile organic compounds of Yuluxiang pear by GC-IMS

2.3 冰温贮藏对玉露香梨果实挥发性有机物的影响

就不同温度处理对玉露香梨果实有机挥发性物质释放的影响进行差异对比及指纹图谱分析，图2列出每一样品完整挥发性有机物组分及其差异，每两行代表一个样品中2个平行中选取的全部信号峰，一列代表同一挥发性有机物在不同处理中的信号峰。

图2 不同冷藏方式玉露香梨气相离子迁移谱图中选取的挥发性有机物的指纹图谱Fig.2 Fingerprints of volatile organic compounds selected from GC-IMS of Yuluxiang pear under different cold storage methods

由图2可知，采后玉露香梨的挥发性有机物经贮藏7个月后大部分酯类风味物质浓度降低。0℃和冰温贮藏7个月梨的挥发性有机物物种类相似，但存在差异。图中F区域物质（丁酸己酯、2-甲基丙酸乙酯、异丁酸、丙酸乙酯、丙酸己酯、丁酸乙酯、乙酸戊酯、3-戊酮、己酸乙酯等）、G区域物质（乙醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮、2-甲基丁醛、2-甲基丙醛等）、H区域物质（2-甲基丁醛、2-甲基丙醛、乙酸丁酯、2-丁酮等）分别代表采后、冰温贮藏及0℃贮藏3个不同处理玉露香梨的特征挥发性有机物。

不同冷藏方式下玉露香梨酯类物质的相对含量见图3。

图3 不同冷藏方式玉露香梨酯类物质的相对含量Fig.3 Relative contents of ester of Yuluxiang pear under different cold storage methods

由图3可知，采后初期，果实酯类物质主要有正己酸乙酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、丁酸己酯。贮藏7个月后，0℃贮藏条件下酯类含量除乙酸丁酯增加外，其它酯类含量均呈下降的趋势；正己酸乙酯、2-甲基丙酸乙酯降幅较大，分别下降到14.19%和18.95%。冰温贮藏条件下果实酯类物质含量的变化与0℃贮藏趋势相同，除乙酸丁酯含量较采后仅小幅增加了2.99%外，其余酯类均呈下降的趋势。冰温贮藏条件下丙酸乙酯、丁酸甲酯下降到16.07%、19.12%，降幅较大。与0℃贮藏相比，冰温贮藏条件下正己酸乙酯、丁酸己酯、丙酸己酯、2-甲基丙酸乙酯、2-甲基丁酸甲酯含量略高；乙酸戊酯、丁酸甲酯、乙酸丁酯、丙酸丁酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸丙酯含量较低。

玉露香梨采前及冷藏后果实醛类物质的相对含量见图4。不同冷藏方式玉露香梨酮类、醇类等物质的相对含量见图5。

图4 不同冷藏方式玉露香梨醛类物质的相对含量Fig.4 Relative contents of aldehydes of Yuluxiang pear under different cold storage methods

图5 不同冷藏方式玉露香梨酮类、醇类等物质的相对含量Fig.5 Relative contents of ketone and alcohols of Yuluxiang pear under different cold storage methods

由图4可知，果实醛类物质在贮藏前后相对含量变化比较大。在贮藏7个月后，与采后初期相比，0℃贮藏条件下2-甲基丁醛、2-甲基丙醛和壬醛相对含量呈增加的趋势，反式-2-己烯醛、己醛、戊醛相对含量降低。冰温贮藏下醛类物质除反式-2-己烯醛含量较采后初期降低外、其他醛类物质均呈增加的趋势，且2-甲基丁醛、2-甲基丙醛和壬醛分别较采后初期时增加80.41%、63.24%和53.92%，增幅较大，与0℃冷藏相比，仅2-甲基丁醛、2-甲基丙醛，含量略低。

由图5可知，检测到的酮类物质主要有2-丁酮、3-戊酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮。贮藏7个月后，0℃贮藏条件下除2-丁酮增加了79.66%外，其它2种酮的相对含量均降低。冰温贮藏条件下3-戊酮略有降低外，2-丁酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮含量较采后初期时升高76.45%、19.68%。

检测到的醇类物质主要有正己醇、乙醇，果实在贮藏过程中其含量均降低，且冰温较0℃贮藏后相对含量略高。果实酸类物质只检测到异丁酸，且在0℃和冰温下贮藏后分别为采后初始值的37.58%和50.89%。只检测到一种呋喃类物质，冰温贮藏条件下相对含量降低到采后初始值的78.66%，0℃下相对含量略有减少，为采后初始值的38.30%。

3 讨论与结论

玉露香梨作为近年来北方白梨产区主推的优新品种，清香脆甜是其特有的品质特性，通过GC-IMS法检测出玉露香梨采后主要香气组分有醛类、酯类，且相对含量较高的主要有酯类（21.78%），其次为醛类（17.32%）、醇类（16.54%）。酯类以正己酸乙酯（7.86%）、乙酸乙酯（7.04%）相对含量较高；醛类中以反式-2-己烯醛（10.55%）、己醛（6.20%）相对含量较高，这与李国鹏[4]的研究一致。梨果实主要的挥发性组分为短链及中长链的酯类、醛类物质。但蒙秋霞等[31]对3个不同产地玉露香梨的挥发性有机物主成分分析表明，乙酸丁酯和乙酸乙酯的总贡献率达78%。赵欣等[32]对不同品种梨风味物质进行测定，玉露香梨检测出风味物质种类为21种，醛类物质含量为84%。推测这些结果的产生与材料处理方式及检测手段有关外，与玉露香梨授粉品种及栽培条件也有很大关系。

贮藏温度条件会影响果实香气的形成及释放。与20℃相比，2℃抑制了金艳猕猴桃果实酯类的生成，促进D-柠檬烯低温贮藏后期含量的快速增长，延缓了醛酮类相对含量下降的幅度[33]。冷藏降低了南果梨果实冷藏期间及冷藏后常温最佳食用期时的酯类香气成分种类及总酯含量，并且长期冷藏致使南果梨果实酯类香气变淡更加明显[34]。玉露香梨0℃及冰温贮藏均抑制了酯类物质的合成，酯类物质相对含量分别降低到17.23%、14.71%；醛类物质相对含量有所增加，0℃及冰温贮藏相对含量分别增加到25.89%、37.41%。李杨昕[35]的研究发现与常温正常后熟的大久保桃果实相比，5℃和0℃的低温贮藏诱导了贮藏后期脂氧合酶的表达，抑制了脂肪酸途径中醛类物质向醇类物质进行转化，醛类含量明显增加，酯类含量显著下降。而成明[36]的研究认为冷库（0.5±0.5）℃贮藏45 d的玫瑰香合成并释放出的香气物质总量要高于冰温（-1±0.2）℃贮藏，推测与玫瑰香葡萄在冷库贮藏（0.5±0.5）℃的后期，果实的代谢活动加剧，形成了较多的香气物质相关。玉露香梨冰温贮藏中果实呼吸强度、乙烯释放量均较0℃冷藏的果实代谢低，其对果实香气成分的酯类物质的抑制作用较0℃冷藏显著。推测与冰温抑制了果实代谢，尤其是果实内源乙烯的释放，从而影响了乙烯参与的挥发性有机物的代谢途径有关[37]。但同一类物质不同成分在不同冷藏方式中变化有差异。玉露香梨冰温贮藏中己醛、戊醛和反式-2-己烯醛和6-甲基-5-庚烯-2-酮等物质较0℃贮藏含高。0℃贮藏其2-甲基丙醛、2-甲基丁醛和2-丁酮等物质较冰温贮藏含量高。这一结果需要对挥发性有机物的代谢途径做进一步的研究探讨。