枇杷果實(shí)香氣成分分析

枇杷果實(shí)香氣成分分析

風(fēng)味是水果品質(zhì)優(yōu)良的重要指標(biāo)之一。近年來,隨著消費(fèi)者對(duì)果實(shí)品質(zhì)要求的不斷提高,果實(shí)香氣研究日益受到重視。枇杷(EriobotryajaponicaLindl.)是原產(chǎn)我國南方的亞熱帶特色果樹,其果實(shí)在春末夏初水果淡季成熟,風(fēng)味甜酸適口,深受消費(fèi)者喜好。我國是枇杷原產(chǎn)國和最大生產(chǎn)國,擁有豐富的枇杷種質(zhì)資源,產(chǎn)量占世界枇杷總產(chǎn)量的70%以上,但傳統(tǒng)的枇杷育種目標(biāo)主要關(guān)注產(chǎn)量、果實(shí)大小、含糖量、可食率等方面,對(duì)香味的重視不足,生產(chǎn)上的主栽品種多無明顯的香味,影響了枇杷產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的進(jìn)一步提升。本課題組在20世紀(jì)70年代,以具明顯香味的優(yōu)質(zhì)鮮食地方品種香甜與無明顯香味的大果品種解放鐘為親本,開展正反交育種研究,育成大果、優(yōu)質(zhì)、香氣濃郁的枇杷新品種(系)香鐘11號(hào)和鐘香25號(hào),并開展了雜交后代果實(shí)品質(zhì)性狀遺傳傾向研究,但有關(guān)這4個(gè)品種(系)香氣成分鑒定的研究未見報(bào)道。本試驗(yàn)擬通過分析測(cè)定果肉有明顯香味和無明顯香味兩個(gè)品種及兩個(gè)代表性正反交子代的果實(shí)香氣物質(zhì)組成與相對(duì)含量,了解枇杷果實(shí)的呈香特點(diǎn),為枇杷種質(zhì)創(chuàng)新雜交親本的選配提供參考。1材料和方法1.1樣品的采集和保存試驗(yàn)所用果實(shí)采自福建省福州市國家果樹種質(zhì)福州枇杷圃,立地條件一致,果實(shí)生長發(fā)育期不疏果、不套袋,其余常規(guī)管理。試驗(yàn)品種為解放鐘(來源地:福建莆田)、香甜(來源地:福建莆田)、鐘香25號(hào)(解放鐘♀×香甜♂,來源地:福建福州)、香鐘11號(hào)(香甜♀×解放鐘♂,來源地:福建福州)。2013年5月果實(shí)成熟期,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)結(jié)合品嘗和可溶性固形物含量測(cè)定確定4個(gè)品種的成熟期,每個(gè)品種分別采摘樹冠外圍中上部南向至西向充分成熟果實(shí)10粒,立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。為了確保樣品一致性,采樣均由同一人完成。用蒸餾水沖洗干凈果面后,吸干水分,剝皮,在每個(gè)果實(shí)的3個(gè)不同部位縱向切取果肉,迅速投入液氮中冷凍,混合包于錫鉑紙中,置于-80℃超低溫冰箱保存待用。單株小區(qū),3次重復(fù)。1.2氣相色譜條件采用頂空固相微萃取(HS-SPME)結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)進(jìn)行果肉香氣成分測(cè)定。果肉用研缽快速研磨成漿,雙層紗布過濾果汁,迅速轉(zhuǎn)移20mL混勻果汁到45mL密封頂空瓶中,加入轉(zhuǎn)子,用聚四氟乙烯隔墊密封,在恒溫磁力加熱攪拌器上40℃平衡15min。將270℃老化3h的30μmDVB/CAR/PDMS(二乙烯基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷)萃取頭(Supelco)插入樣品瓶的頂空部分,保持離樣品表面2.0cm,頂空吸附35min后,將萃取頭插入GC進(jìn)樣口解吸5min。氣相色譜儀型號(hào)為Agilent7890N。氣相色譜條件:DB-WAXETR(60m×0.320mm×0.25μm)石英毛細(xì)管柱;升溫程序:起始溫度35℃,保持5min,以3℃/min升溫至150℃,保持0min;然后以10℃/min升溫至240℃,保持2min。進(jìn)樣口溫度250℃,氦氣流量1mL/min。質(zhì)譜儀型號(hào)為Agilent5975。質(zhì)譜條件:電離方式EI,電子能量70eV,光電倍增管電壓350V,離子源溫度230℃,接口溫度280℃,掃描質(zhì)量范圍40~500amu,MS四極桿。揮發(fā)性成分分析:將采集到的質(zhì)譜圖通過檢索MSD化學(xué)工作站和NIST08標(biāo)準(zhǔn)譜庫,確定各種揮發(fā)性的成分;再結(jié)合保留時(shí)間、質(zhì)譜、實(shí)際成分和保留指數(shù)等參數(shù)對(duì)部分組分進(jìn)一步確定;根據(jù)氣相色譜分析結(jié)果,并用TIC峰面積歸一法定量計(jì)算出各化學(xué)成分的相對(duì)含量。所測(cè)出各香氣成分相對(duì)含量為其色譜峰占總峰面積的百分?jǐn)?shù)。2結(jié)果與分析2.14香鐘和解放鐘之間的分離和組合枇杷果肉揮發(fā)性成分的總離子流圖見圖1。經(jīng)檢索比對(duì),4個(gè)品種(系)共鑒定出醛類、酯類、萜類、醇類、酮類、苯類、醚類、雜環(huán)類、酸類、萘類和其他揮發(fā)性成分11類91種(表1)。品種間的香氣成分種類存在較大差異。香甜的香氣成分最為豐富,共檢測(cè)出11類62種,占總含量的96.22%;解放鐘的香氣成分種類最少,僅檢測(cè)出8類44種,占總含量的91.54%;雜交子代鐘香25號(hào)、香鐘11號(hào)各檢測(cè)出11類52種、9類47種成分,分別占總含量的94.21%、94.10%,種類數(shù)介于親本香甜和解放鐘之間。香甜與解放鐘共有香氣成分27種,其中18種在香鐘11號(hào)和鐘香25號(hào)中均有存在。香甜與子代香鐘11號(hào)和鐘香25號(hào)的共有成分分別為38種和36種,解放鐘與香鐘11號(hào)和鐘香25號(hào)的共有成分分別為29種和26種。香甜特有成分14種,解放鐘特有成分8種,子代鐘香25號(hào)和香鐘11號(hào)特有成分10種、2種,少于2個(gè)親本。說明了親本共有的香氣成分部分得到遺傳,2個(gè)子代中的香氣成分更多遺傳自香甜。2.24d-檸檬烯的相對(duì)含量從表1可知,4個(gè)品種(系)香氣成分相對(duì)含量≥1.00%的成分共有13種,均為醛類、酯類、萜類和苯類物質(zhì)。其中:解放鐘有8種香氣成分,占總含量的81.88%,從高到低依次是D-檸檬烯(相對(duì)含量65.78%),(E)-2-已烯醛、正辛醛、鄰-異丙基苯、正己醛、乙酸蘇合香酯、4-萜烯醇、月桂烯;香甜有9種,占總含量的86.04%,D-檸檬烯的相對(duì)含量最高,達(dá)68.32%,其次是(E)-2-已烯醛、正辛醛、正己醛、鄰-異丙基苯、月桂烯、2-甲基丁酸甲酯、庚酸烯丙酯、乙酸蘇合香酯;香鐘11號(hào)有8種,占總含量的83.70%,從高到低依次是D-檸檬烯(相對(duì)含量65.08%)、(E)-2-已烯醛、正辛醛、正己醛、乙酸蘇合香酯、桉葉油醇、2-甲基丁酸乙酯、鄰-異丙基苯;鐘香25號(hào)有9種,占總含量的85.75%,從高到低依次是D-檸檬烯(相對(duì)含量62.59%)、(E)-2-已烯醛、正辛醛、正己醛、2-甲基丁酸甲酯、乙酸蘇合香酯、4-異丙基甲苯、月桂烯、庚酸烯丙酯。由此可知,4個(gè)品種香氣成分均以D-檸檬烯相對(duì)含量最高,達(dá)62.59%~68.32%,其次是(E)-2-已烯醛,相對(duì)含量4.98%~9.64%,第三為正辛醛,相對(duì)含量3.14%~4.40%,可見這3種香氣成分可作為4個(gè)枇杷品種的重要特征。特有香氣成分中,僅鐘香25號(hào)所含的4-異丙基甲苯相對(duì)含量較高(1.27%),其余的相對(duì)含量均不足1.00%。2.34分離的香氣物質(zhì)從表2可知,雜交親本香甜共檢測(cè)出11類香氣物質(zhì),解放鐘共檢測(cè)出8類香氣物質(zhì),無雜環(huán)類、酸類和萘類物質(zhì)。子代中,香鐘11號(hào)共檢測(cè)出9類香氣物質(zhì),無醚類和酸類物質(zhì),鐘香25號(hào)共檢測(cè)出11類香氣物質(zhì)。4個(gè)品種(系)均以萜類物質(zhì)含量最高,相對(duì)含量65.36%(鐘香25號(hào))~72.41%(香甜);其次是醛類物質(zhì),為12.53%(解放鐘)~18.15%(鐘香25號(hào));而后品種間表現(xiàn)差異,如解放鐘果肉中相對(duì)含量第3、第4、第5位的依次是苯類、酯類和醇類物質(zhì),相對(duì)含量1.21%以上,酮類、醚類、其他含量不足1.00%,香甜、香鐘11號(hào)和鐘香25號(hào)相對(duì)含量第3位的成分是酯類物質(zhì),在檢測(cè)到的成分中相對(duì)含量最低的均是萘類物質(zhì)。3討論3.1揮發(fā)性成分分析相對(duì)于桃、葡萄、蘋果等樹種,枇杷果實(shí)香氣的研究較少。已有的研究報(bào)道中,P.E.Shaw等從枇杷果肉中鑒定出18種揮發(fā)性成分,認(rèn)為主要成分苯乙醇、3-羥基-2-丁酮、苯乙醛,次要成分乙酸乙酯、肉桂酸甲酯、β-紫羅蘭酮等可能有助于枇杷果實(shí)花果香風(fēng)味的形成;O.Frue56ehlich等從枇杷果肉中鑒定出80種揮發(fā)性成分,主要是醇類和醛酮類物質(zhì),主要呈香成分是正已醛、2-已烯醛和苯甲醛;H.Nakamoto從枇杷果皮和果肉中鑒定出91種揮發(fā)性成分,且果皮中的含量是果肉中的2倍以上,主要呈香成分有反式-2-乙烯醇、順式-3-乙烯醇、乙醇、苯乙醛、香草醛、β-紫羅蘭酮等。本研究中4個(gè)親緣關(guān)系較近的枇杷品種的果肉中共鑒定出11類91種揮發(fā)性成分,相對(duì)含量最高的均是萜類物質(zhì),其中有檸檬香味的D-檸檬烯的相對(duì)含量均最多,占60.00%以上,此外具果香味的2-已烯醛、正辛醛、正己醛等醛類物質(zhì),以及乙酸蘇合香酯、2-甲基丁酸甲酯、庚酸烯丙酯、2-甲基丁酸乙酯等酯類物質(zhì),共同形成了果實(shí)的怡人香味,是果實(shí)的特征香氣成分。本研究與其他研究結(jié)果間的差異可能與選用的品種、果實(shí)成熟度、栽培條件等不同有關(guān),但也表明了枇杷果實(shí)香氣成分具有豐富的多樣性。3.2香氣成分檢測(cè)結(jié)果杏和葡萄果實(shí)香氣成分的遺傳分析表明,雙親共有的香氣成分中,部分在雜交后代中未出現(xiàn)分離,有數(shù)量性狀遺傳特征;部分成分出現(xiàn)分離,可能是受1對(duì)或幾對(duì)基因控制的質(zhì)量性狀。本研究首次報(bào)道了枇杷雜交親本與2個(gè)子代優(yōu)系中果實(shí)香氣成分的遺傳關(guān)系,其中香甜的香氣成分種類最多,解放鐘最少,2個(gè)雜交子代介于兩親本間;雙親共有的27種香氣成分中,18種在正反交子代中均得到遺傳;親本香甜獨(dú)有的香氣成分中有20種在子代中得到遺傳,解放鐘獨(dú)有的香氣成分中有8種在子代中得到遺傳,說明了枇杷果肉香氣成分具有較高的遺傳率,正交或反交對(duì)香味性狀的傳遞力相近,分析結(jié)果在一定程度上能反映出該雜交組合的香氣物質(zhì)遺傳特征。揮發(fā)性成分對(duì)果實(shí)香氣的貢獻(xiàn)取決于其風(fēng)味閾值。本試驗(yàn)中,4個(gè)枇杷品種中相對(duì)含量≥1.00%的共有成分中D-檸檬烯、(E)-2-已烯醛、正辛醛、正己醛、乙酸蘇合香酯等均具有明