保存条件对‘阳光玫瑰’葡萄果实挥发性香气成分的影响

穆丁郁，韩志瑶，王超霞，王荣，马闯，田淑芬*

（天津农学院园艺园林学院，天津 300384）

‘阳光玫瑰’葡萄是日本以安芸津21号×白南杂交选育而成的中晚熟品种[1]。该品种果粒大，黄绿色，果肉鲜脆多汁，有玫瑰香味，可溶性固形物含量高，鲜食品质极优。然而‘阳光玫瑰’果实不耐储存，易腐烂，新鲜采摘的果实在保存期间风味下降，香味变淡[2]。

香气是评价葡萄果实品质的一个重要指标，香气成分的变化直接影响着果实风味品质的保持[3]。采后保存温度是影响果蔬风味品质的重要因素[2,4-6]。Matsumoto等[2]研究表明，‘阳光玫瑰’葡萄的玫瑰香味受采后保存温度影响较大，低温保存（0、2、5 ℃）会加速香味的损失，里哪醇含量下降明显，而10 ℃保存可延缓玫瑰香味的损失，使里哪醇的损失最小化。在葡萄香气成分的相关研究中，在不能及时使用鲜样进行香气检测时，常将样品冷冻保存，之后再解冻进行香气的检测，这样会使葡萄的香气成分发生变化[7-12]。唐国东等[13]研究表明，低温冷冻处理能够增加酿酒葡萄‘赤霞珠’酯类、酸类和醇类等香气成分。国内外有关不同保存温度和时间对鲜食葡萄香气成分变化影响的研究很少。

为了探究不同保存条件对‘阳光玫瑰’葡萄挥发性香气成分的影响，明确在不能及时使用鲜样进行香气检测时，如何保存能更大限度的保留可挥发性香气，从而更好地进行果实品质的评价。以鲜样为对照，调查了20 ℃（常温）、4 ℃（冷藏）、-20 ℃（冷冻）和液氮速冻后进行-20 ℃（冷冻）4个温度条件对果实挥发性香气成分的影响及其变化规律，为该品种挥发性香气成分的系统研究及保存保鲜的温度提供参考。

1 材料和方法

1.1 材料

试材为天津市北辰区双街葡萄园日光温室栽培的5年生‘阳光玫瑰’葡萄，株行距为1 m×3 m，独龙干棚架栽培，结果新梢间距为15 cm，每个新梢留1穗果，植株长势一致，土壤肥力均等，栽培管理条件一致。

1.2 方法

1.2.1 样品处理

试验于2021年8月30日随机选取健康、无病害已成熟的‘阳光玫瑰’果穗，检测其可溶性固形物含量约为18%，从果穗上、中、下3个部位随机采集大小色泽均匀的果实，充分混样后于密封袋中保存，并用于以下各个处理。

共设置5个处理：（A）鲜样（对照），即保存0 h；（B）室温20 ℃下分别保存2 h、4 h、6 h、12 h、1 d、2 d、3 d；（C）4 ℃冰箱冷藏条件下分别保存2 h、4 h、6 h、12 h、1 d、2 d、3 d；(D）-20 ℃冰箱冷冻条件下分别保存1、15、30 d；(E)液氮速冻60 s后放入-20 ℃冰箱冷冻条件下分别保存1、15、30 d。每个处理3个重复。

1.2.2 挥发性香气组分的检测

采用美国安捷伦7890B-5977A气相色谱-质谱仪（GCMS）进行香气分析，利用50/30μm DVB/CAR/PDMS型极性（Supelco，美国）的萃取头进行顶空固相微萃取，采用CTC自动进样装置（Agilent，美国）上样检测，色谱柱为HP5MS毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm,Agilent）。

色谱条件：载气（纯度≥99.999%的高纯氦气）流速1.0 mL·min-1，分流比为5∶1；升温程序：35 ℃保持2 min，以4 ℃·min-1升至200 ℃，以30 ℃·min-1升至250 ℃，保持5 min；进样口温度250 ℃。质谱检测条件：离子源温度230 ℃；传输线温度250 ℃；电子轰击源70 eV；扫描范围30～300 amu。

CTC固相微萃取条件：45 ℃预热5 min，磁力搅拌子转速为250 r·min-1（搅拌间歇式运行，转5 s，停2 s)，45℃萃取50 min，然后GC进样，250 ℃解吸2 min，采集数据。

样品前处理条件：不同处理的葡萄果实去梗去籽后榨汁（冷冻样品需解冻后榨汁），取8 mL澄清葡萄汁样品加入预先装有2.4 g NaCl的20 mL顶空瓶中，然后加入内标物2-辛醇8 μL（180 mg·L-1，无水乙醇稀释），顶空瓶加盖密封后待测。

定性分析：对检测的挥发性成分通过未知物分析软件（美国Agilent公司）与NIST11.L谱库（美国Agilent公司）提供的标准谱图进行匹配，如果匹配因子大于80（最高100），通过相同GC-MS条件下标准品的保留时间和质谱图进一步比对确认。

定量分析：目标化合物采用内标-标准曲线法定量，标准曲线由5点绘制，由化学工作站计算定量结果。

1.2.3 数据处理

采用IBM SPSS 25和Excel进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 ‘阳光玫瑰’葡萄主要挥发性香气成分分析

不同保存温度条件下共检测到24种香气化合物，如表1所示。其中醛类6种，醇类6种，酯类3种，萜烯类7种，其他类2种。20 ℃常温条件下检测出的化合物数量最多，为24种；液氮速冻后放入-20 ℃冰箱冷冻条件下检测出的化合物数量最少，为21种。所有样品中萜烯类数量最多，醛类和醇类次之。

表1 不同保存温度下‘阳光玫瑰’果实挥发性香气化合物的种类和数量Table 1 Category and number of volatile aroma compounds in 'Shine Muscat' grape fruits at different storage temperatures

从检出浓度来看（表2～4），各保存温度条件下‘阳光玫瑰’葡萄均以萜烯类、醛类、醇类化合物为主，三者浓度之和占检出总化合物浓度的93.015%～97.457%。萜烯类化合物中的里哪醇、β-蒎烯、香叶醇，醛类化合物中的正戊醛、正己醛、反式-2-己烯醛以及醇类化合物中的1-己醇、正戊醇、反式-2-己烯醇等化合物在不同温度条件下的浓度变化较大，而酯类和其他类化合物的浓度在所有处理组中均变化不大。2-苯乙醇是20 ℃常温条件下特有的化合物，大马酮仅在液氮速冻后-20 ℃冷冻条件下未检出。

表2 20 ℃不同保存时间下‘阳光玫瑰’葡萄果实挥发性香气化合物Table 2 Concentration of volatile aroma compounds in 'Shine-Muscat' grape fruits under different storage times at 20 ℃µg·L-1

2.2 保存温度对‘阳光玫瑰’葡萄香气成分的影响

由图1可知，保存期为1 d时各温度条件下的‘阳光玫瑰’葡萄果实中萜烯类化合物的浓度均低于鲜样，而醛类化合物浓度在4、-20 ℃和液氮速冻后-20 ℃冷保存下均高于鲜样，分别升高了51.86、201.15、444.71 µg·L-1。醇类化合物浓度在20、4、-20 ℃保存条件下高于鲜样，而在液氮速冻后-20 ℃冷冻条件下浓度有所下降，这表明液氮速冻后-20℃冷冻保存抑制了醇类物质的生成。酯类和其他类化合物的浓度在各保存温度条件下的变化不大。

2.3 保存时间对‘阳光玫瑰’葡萄香气成分的影响

由图2可知，20 ℃条件下醛类化合物浓度呈先上升后下降趋势，保存6 h时上升至峰值303.38 µg·L-1，之后缓慢下降，3 d时下降至113.19 µg·L-1。醇类化合物浓度随保存时间的延长呈上升趋势，4 h时出现峰值587.19 µg·L-1，而后下降至422.65 µg·L-1，3 d时下降至376.24 µg·L-1。萜烯类化合物浓度变化不稳定，采后至保存2 h浓度迅速下降，之后又迅速上升，4 h时出现峰值369.89 µg·L-1，随后6 h再次迅速降至169.96 µg·L-1，12 h时浓度达到最低为143.52µg·L-1，之后缓慢上升，3 d时浓度达到276.59 µg·L-1，而总体上萜烯类化合物浓度仍呈下降趋势。

由图3可知，4 ℃冷藏条件下醛类化合物的变化和20 ℃常温条件下的变化类似，随保存时间的延长呈先升高后降低的趋势，4 h时达到峰值251.54 µg·L-1，之后浓度变化较平缓，保存1 d后浓度开始下降，3 d时下降至187.59 µg·L-1。醇类化合物的浓度总体呈上升趋势，采后至2 h浓度有所下降，之后浓度迅速上升，6 h出现峰值711.33 µg·L-1，之后开始下降，1 d时浓度下降至最低354.80 µg·L-1，随后慢幅上升。萜烯类化合物的浓度呈下降趋势，从最初的288.00 µg·L-1下降至3 d的116.92 µg·L-1。

表3 4 ℃不同保存时间下‘阳光玫瑰’葡萄果实挥发性香气化合物Table 3 Concentration of volatile aroma compounds in 'Shine Muscat' grape under different storage times at 4 ℃µg·L-1

表4 -20 ℃和液氮后-20 ℃不同保存时间下‘阳光玫瑰’葡萄果实挥发性香气化合物浓度Table 4 Concentration of volatile aroma compounds in Shine-Muscat grape fruits under different storage times at -20 ℃ and -20 ℃ after liquid nitrogen quick-freezingµg·L-1

因此，随着保存时间的延长，20 ℃和4 ℃保存条件下均呈现醇类化合物浓度升高，萜烯类化合物浓度下降以及醛类化合物浓度先升后降趋势，但4 ℃冷藏保存延缓了‘阳光玫瑰’葡萄挥发性香气成分的变化。

由图4可知，-20 ℃冷冻条件下醇类物质浓度随保存时间的延长呈上升趋势，1 d时达到峰值408.00 µg·L-1，而后降低，30 d时浓度上升至389.80 µg·L-1。醛类物质浓度呈先上升后下降的趋势，保存期1 d时上升至387.27 µg·L-1，而后下降，30 d时浓度下降至136.96 µg·L-1。萜烯类化合物呈下降趋势，30 d时下降至59.08 µg·L-1。

由图5可知，液氮速冻后-20℃冷冻条件下醛类和萜烯类化合物浓度的变化与-20℃冷冻条件下类似，其中醛类化合物在1 d时出现峰值630.84 µg·L-1，之后降低，至15 d时199.69 µg·L-1下降了431.15 µg·L-1，30 d时下降至162.52 µg·L-1，均高于-20℃冷冻条件下同时期醛类化合物的浓度，这表明液氮速冻后在-20℃冷冻保存可以抑制醛类化合物浓度的下降。相比于鲜样288.0 µg·L-1，萜烯类化合物浓度呈下降趋势，到15 d时53.07 µg·L-1下降了234.93 µg·L-1。醇类化合物的浓度变化不大，在250µg·L-1左右上下波动，但总体上呈下降趋势，30 d时浓度下降了119.57 µg·L-1，这表明液氮速冻后在-20 ℃冷冻保存抑制了醇类化合物的生成。

3 讨论

‘阳光玫瑰’属于玫瑰香型葡萄品种，萜烯类化合物是玫瑰香型葡萄的特征香气成分，是花卉类气味的重要来源，尤以单萜对玫瑰香味的贡献突出，常见的单萜醇类有里哪醇、香叶醇、橙花醇、香茅醇和α-松油醇[14]，其中里哪醇和香叶醇是玫瑰香味的主要呈香物质[15-16]。由表2～4可以看出，在‘阳光玫瑰’葡萄中检测到萜烯类化合物中的主要成分为里哪醇和香叶醇。随保存时间的延长，在各温度条件下香叶醇的浓度变化不大，而里哪醇的浓度呈下降趋势，有趣的是在20 ℃常温保存2～3 d以及4 ℃冷藏保存3 d时，里哪醇的浓度有所回升。这表明‘阳光玫瑰’葡萄采摘后其玫瑰香味会迅速变淡，在20 ℃保存2～3 d及4 ℃冷藏保存3 d左右时又会回升至接近甚至高于新鲜采摘时的香味水平。而在-20 ℃和液氮速冻后-20 ℃冷冻条件下里哪醇的浓度损耗较大，玫瑰香味变淡。

本研究只检测了游离态里哪醇的含量，而在葡萄浆果中，萜烯化合物如里哪醇和香叶醇以游离态形式和几种糖苷结合态形式存在[17]。结合态里哪醇的酸解或酶解生成游离态里哪醇[2,18]。因此，采后保存温度可能会影响里哪醇结合态形式的水解，造成里哪醇的含量随保存温度的不同而发生变化。而在冷冻条件下里哪醇的浓度损耗较大，这可能是由于葡萄经冷冻、解冻处理后细胞组织损伤致使挥发性物质与细胞间的结合能力下降，造成部分香气成分的损失[19]。

C6化合物也是葡萄果实风味的重要化合物，对青草气味贡献突出，主要包括己醛、己醇、2-己烯醛等，它们是果实品质评价、原产地判定等研究的重要依据[20]。本试验中，正己醛、反式-2-己烯醛、1-己醇、反式-2-己烯-1-醇是浓度较高的4种C6化合物，而1-己醇、反式-2-己烯-1-醇的嗅觉阈值也较高，分别为500、100 µg·L-1[21-23]；正己醛和反式-2-己烯醛的嗅觉阈值却很低，分别为4.5µg·L-1和17 µg·L-1[21-23]。因此，正己醛和反式-2-己烯醛是‘阳光玫瑰’葡萄中植物类气味的重要贡献化合物。有趣的是，醛类化合物的浓度在各保存温度条件下都会先上升至一个峰值，然后开始下降，在-20 ℃和液氮后-20℃冷冻条件下醛类化合物浓度上升的幅度更大，在20 ℃常温保存1 d、4 ℃冷藏保存2～3 d、-20 ℃冷冻保存15 d、液氮速冻后-20℃冷冻保存15～30 d时醛类化合物浓度最接近鲜样。这表明，‘阳光玫瑰’葡萄果实采摘后香气组分和风味发生了快速变化，而在常温或冷藏条件下保存1～3 d时，香气组分及风味浓度又回到接近鲜样的水平。

作为对机械损伤的典型反应，C6醛的增加通常与组织破坏有关。此外，C6醛是信号网络的一部分，可导致由植物组织中的机械损伤触发的防御系统的激活[24-25]。本研究中，-20 ℃冷冻和液氮后-20 ℃冷冻条件下产生了更多的醛类化合物，可能是因为冷冻过程中冰晶生长造成了葡萄细胞组织的损伤，作为应急反应使更多的醛类化合物释放出来。

因此，‘阳光玫瑰’葡萄新鲜采摘或在常温及冷藏条件下保存2～3 d时的风味最佳。为了保持‘阳光玫瑰’葡萄香气检测的准确性，在进行相关研究时，建议尽量选择鲜样或者在室温及冷藏条件下保存2～3 d时的葡萄样品进行检测。

4 结论

综上所述，‘阳光玫瑰’葡萄果实中共检测到24种香气成分，以萜烯类、醛类、醇类化合物为主。随着保存时间的延长，各保存温度条件下‘阳光玫瑰’葡萄香气组分均表现出萜烯类化合物浓度下降，醛类化合物先上升后下降的规律；20 ℃、4 ℃和-20 ℃温度条件下‘阳光玫瑰’葡萄香气成分均表现出醇类化合物浓度上升，液氮速冻后-20 ℃冷冻保存抑制了醇类物质的生成和醛类物质的下降。‘阳光玫瑰’葡萄采摘后香气成分变化很快，而在20 ℃和4 ℃保存2～3 d时特征香气成分又变浓，与鲜样相近。冷冻保存对‘阳光玫瑰’葡萄特征香气的损耗较大。