不同品種草莓果實揮發(fā)性物質的GC-MS分析

曾祥國，韓永超，向發(fā)云，楊艷芳，陳豐瀅，顧玉成

（1.湖北省農業(yè)科學院 經濟作物研究所，湖北 武漢 430064；2.湖北生物科技職業(yè)學院，湖北 武漢 430070）

不同品種草莓果實揮發(fā)性物質的GC-MS分析

曾祥國1，韓永超1，向發(fā)云1，楊艷芳2，陳豐瀅1，顧玉成1

（1.湖北省農業(yè)科學院 經濟作物研究所，湖北 武漢 430064；2.湖北生物科技職業(yè)學院，湖北 武漢 430070）

以草莓‘晶玉’、‘甜查理’、‘晶瑤’、‘章姬’和‘豐香’等5個品種為材料，采用頂空固相微萃取-氣質聯用技術，分析各品種果實揮發(fā)性物質成分差異，為草莓香味育種提供依據。結果表明，5個品種果實揮發(fā)性物質中酯類均占59%以上（59.36%～77.12%）；丁酸乙酯、己酸乙酯、沉香醇、呋喃酮、丁酸甲酯、己酸甲酯、2-庚酮和橙花叔醇是5品種果實中主要的特征香味物質。

草莓；品種；香氣成分

草莓果實香氣物質的組成種類及其相對含量是構成風味品質的重要因素。目前，從草莓果實中分離鑒定出至少360種香氣物質，其中主要有酯類、酮類、醛類、醇類、呋喃類、萜類和硫化物等［1—2］。雖然各種芳香成分總量只占果實鮮質量的0.001%～0.01%，但對草莓果實的品質有著重要影響。

20世紀90年代，我國草莓促成栽培得到大力發(fā)展，日本品種‘豐香’成為長江流域的主栽品種。近十年，從美國引入的品種‘甜查理’、日本引入的品種‘章姬’和‘紅顏’及國內選育的品種在長江流域種植面積迅速擴大。如今在湖北省大量種植的主要有‘甜查理’、‘晶瑤’［3］、‘晶玉’［4］、‘章姬’和‘豐香’等?！К帯扇毡酒贩N雜交選育，具有日本品種果味香甜、抗病性差、不耐貯運的特點；‘晶玉’由‘晶瑤’與‘甜查理’雜交選育，具有美國品種大果、高產、抗病性強和日本品種香味濃郁的特點。本研究選擇‘甜查理’、‘晶瑤’、‘晶玉’、‘章姬’和‘豐香’5個草莓品種的果實為試材，利用頂空固相微萃?。⊿PME）氣相色譜-質譜（GC-MS）聯用技術測定各品種的香氣組分及其相對含量，旨在為探明草莓新品種獨特香氣的產生原因、草莓香味育種以及種質資源保存和利用提供依據。

1　材料與方法

1.1材料

分析材料來自湖北省農業(yè)科學院草莓試驗基地，栽培方式為大棚促成栽培。2013年2月下旬，對‘甜查理’（Fragaria × ananassa ‘Sweet Charile’）、‘晶瑤’（F. × ananassa ‘Jingyao’）、‘晶玉’（F. × ananassa ‘Jingyu’）、‘章姬’（F. × ananassa ‘Akihime’）和‘豐香’（F. × ananassa ‘Toyonoka’） 5個品種采取五點取樣法，每點采收15個生長一致全紅期的果實樣品，當天送樣檢測。

1.2揮發(fā)性物質測定

在組織搗碎機中將500 g果實搗碎，多層紗布過濾，去除上層泡沫，將果汁混勻，吸取10 mL于20 mL頂空瓶中。依次向頂空瓶中加入3 g NaCl，然后用聚四氟乙烯隔墊密封，超聲波處理20 min，再分別使用CarboxenTM/PDMS進行SPME。將老化好的萃取頭插入20 mL樣品瓶的頂空部分萃取，推出纖維頭時與果汁液面保持距離0.5 cm，30 ℃恒溫下SPME 20 min，3次重復。最后將萃取頭插入GC進樣口，解析3 min。

1.3GC-MS分析

測定儀器為美國Thermo Fisher公司生產的Trace DSQ-II氣質聯用儀。色譜條件：色譜柱TR-5MS石英毛細管柱（30 m × 0.25 mm ID× 0.25 μm），進樣口溫度230 ℃；分流比10∶1；載氣為高純氦氣（99.999%），流速1 mL·min-1；程序升溫過程為 60 ℃保持2 min，以8 ℃·min-1升溫至220 ℃，保持20 min。質譜條件：質量掃描范圍m/z 30～350 aMU，離子化方式為EI，傳輸線溫度250 ℃，離子源溫度230 ℃。

1.4數據處理

用2008NIST譜庫對采集到的總離子流圖進行搜索，同時對比資料分析，確定各品種果實的香氣成分。定量計算方法采用面積歸一化法，取平均值計算各香氣成分相對含量。

2　結果與分析

2.1不同草莓品種果實主要香氣物質分析

‘甜查理’、‘晶瑤’、‘晶玉’、‘章姬’和‘豐香’5個草莓品種果實共檢測出60種主要香氣成分（相對含量大于 0.01%），主要包括酯類、酸類、醛類、酮類、醇類和烯烴類等物質，其中酯類 31種、酸類 6種、醛類6種、酮類8種、醇類5種和烯烴類4種。酯類是5個草莓品種果實中最主要的香氣類別，在上述5個品種果實香氣成分中相對含量分別為59.36%、63.79%、60.31%、70.05%、77.12%。5個草莓品種果實共同具有的主要香氣成分為：丁酸甲酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、己酸甲酯、沉香醇、呋喃酮、2-庚酮、反式-2-己烯醛和橙花叔醇。

2.2不同草莓品種果實香味成分比較

‘甜查理’果實中，香味物質成分相對含量大于0.5% 的共有23種，其中酯類15種、醛類1種、醇類2種、酮類4種、酸類1種（表1）。同前人在其他草莓品種上的研究結果相似［5—6］。呋喃酮是草莓甜香味構成的重要物質之一［7］。5-己基二氫-2（3H）-呋喃酮俗稱γ-癸內酯，是桃香氣的重要特征香味成分之一［8］；丁酸丁酯具有香蕉、菠蘿和蘋果的香氣；乙酸己酯有蘋果和梨的香味；2-庚酮具有梨的香氣［9］，因此，丁酸甲酯和丁酸乙酯、己酸乙酯和己酸甲酯、沉香醇、2，5-二甲基-4-甲氧基-3（2H）-呋喃酮、橙花叔醇、γ-癸內酯、辛基酯類（丁酸辛酯和乙酸辛酯）分別是‘甜查理’草莓特征香味的重要成分之一?！鸩槔怼阄杜c其他物質之間的關系有待研究。

‘晶玉’果實中香味物質相對含量高于0.5%的成分共有20種，其中酯類11種、醛類1種、醇類3種、酮類4種、酸類1種（表1）。由于‘晶玉’是‘甜查理’和‘晶瑤’雜交后代，其揮發(fā)性物質大多介于兩品種之間。從表1可見，‘晶玉’丁酸甲酯高于親本，而丁酸乙酯低于親本，且其香味閥值為0.00001 μg·g-1［10］，因此，‘晶玉’的酯香味低于親本。γ-癸內酯、丁酸甲酯和丁酸乙酯、己酸乙酯和己酸甲酯、橙花叔醇、沉香醇、反式-2-己烯醛、反-2-己烯-1-醇和2，5-二甲基-4-甲氧基-3（2H）-呋喃酮是構成‘晶玉’草莓特征香味的重要成分。其他物質與其香味之間的關系有待進一步研究。

表1　不同草莓品種果實中揮發(fā)性物質成分分析Table 1　Aroma components and relative contents in strawberry of five cultivars

從表1中數據來看，‘晶瑤’果實香味物質中含量大于0.5%成分共有18種，其中酯類10種、醛類1種、酮類3種、醇類3種、酸類1種。本研究中己酸乙酯和己酸甲酯、丁酸乙酯和丁酸甲酯、2，5-二甲基-4-甲氧基-3（ 2H ）-呋喃酮在‘晶瑤’果實的香味形成中具有重要作用。因沉香醇具有百合花香氣；橙花叔醇具有玫瑰和蘋果香氣；反式-2-己烯醛俗稱青葉醛，具有新鮮的綠葉味，相對含量達17%；反-2-己烯-1-醇具有強烈的青香香氣，并伴有果香、蔬菜香和草香［9］。所以，構成‘晶瑤’果實特征香味的重要成分為以上4種物質。異戊酸甲酯、2-己酮和2-庚酮等物質的相對含量也較高，對‘晶瑤’草莓果實香味的貢獻有待進一步研究。

‘章姬’果實香味物質相對含量大于0.5%的成分共有18種，其中酯類12種、醇類2種、醛類1種、酮類2種、其他1種（表1）。由表中數據可以看出，丁酸甲酯和丁酸乙酯、己酸乙酯和己酸甲酯、辛酸甲酯和辛酸乙酯、沉香醇和2，5-二甲基-4-甲氧基-3（2H）-呋喃酮是構成‘章姬’草莓特征香味的重要成分。此外，在‘章姬’果實中含有較高的具有新鮮綠葉味的反式-2-己烯醛（青葉醛）以及具有較濃蘋果、香蕉和菠籮香味的異戊酸甲酯［9］。因此，‘章姬’果實中特征香味也應該包括反式-2-己烯醛（青葉醛）、異戊酸甲酯。其他物質與‘章姬’果實香味之間的關系尚不清楚。

‘豐香’果實香味物質含量大于0.5%成分共有17種，其中酯類12種、醛類1種、醇類3種、酮類1種（表1）。丁酸甲酯和丁酸乙酯、辛酸甲酯和辛酸乙酯、己酸乙酯和己酸甲酯、反-2-己烯-1-醇、反式-2-己烯醛、沉香醇和橙花叔醇是構成‘豐香’草莓特征香味的重要成分。其他物質與‘豐香’果實香味之間的關系尚待進一步研究。

3　討論

每種果樹成熟果實中含有多種香味物質，各種香味物質對果實香氣的貢獻有所不同，僅憑某種香氣物質含量的高低不能準確判斷其對果實整體香氣貢獻的大小，只有該香味物質具有較高香氣值（濃度/香氣閾值）才是果實的特征香氣［11］。Jetti等［12］利用動態(tài)頂空法測定加利福尼亞和俄勒岡州生產的10個草莓品種果實香氣物質，共檢測出50種香氣成分，通過香氣值和主成分分析指出，10個草莓品種果實的特征香氣成分均為己酸乙酯、丁酸乙酯、2，5-二甲基-4-甲氧基-3（2H）-呋喃酮（DMHF）、3-甲基丁酸乙酯、乙酸己酯和γ-癸內酯。本研究中，5個品種草莓果實樣品中均未檢出3-甲基丁酸乙酯，γ-癸內酯在‘甜查理’和‘晶玉’果實中相對含量超過1%；5個品種中均含有己酸乙酯、丁酸乙酯、2，5-二甲基-4-甲氧基-3（2H）-呋喃酮和乙酸己酯，只是含量有差異。說明草莓高含γ-癸內酯的遺傳因子可能來源于美國品種。

檢測結果表明，己酸甲酯和己酸乙酯、2，5-二甲基-4-甲氧基-3（2H）-呋喃酮（DMHF）、丁酸甲酯、丁酸乙酯、反-2-己烯-1-醇、沉香醇和橙花叔醇是‘晶瑤’品種果實的特征香味物質?！К帯麑嵵蟹词?2-己烯醛（青葉醛）相對含量高達17%，反式-2-己烯醛特有青綠葉味對‘晶瑤’特有的玫瑰和茉莉清爽香味也有重要作用，因此，反式-2-己烯醛應是該品種的特征香味物質之一。反式-2-己烯醛（青葉醛）在‘章姬’果實中相對含量也有10%以上?！К帯汀录А哂蓄愃频拿倒迩逑阄叮赡芘c兩者香味物質類似有關。而‘晶瑤’和‘章姬’兩品種果實香味不同的主要原因可能是同種香氣成分含量差異較大，如‘晶瑤’果實丁酸乙酯含量為18.36%，而‘章姬’僅為9.88%；‘晶瑤’果實2，5-二甲基-4-甲氧基-3（2H）-呋喃酮（DMHF）含量為0.51%，而‘章姬’為1.32%，且丁酸丁酯和2，5-二甲基-4-甲氧基-3（2H）-呋喃酮（DMHF）的香氣閥值很低，分別為0.00001和0.00004 μg·g-1［9］?！S香’品種果實香味的主要成分為酯類物質（77.12%），它對該品種香氣的貢獻率最大，與其他香味物質橙花叔醇、沉香醇、反式-2-己烯醛和反-2-己烯-1-醇及極低含量的呋喃酮構成了該品種獨特香味。‘章姬’和‘豐香’均為日本品種，‘晶瑤’為日本品種雜交選育，香味濃郁，從檢測結果可以看出，‘晶瑤’和‘章姬’兩品種果實的香味主要由丁酸甲酯和丁酸乙酯、辛酸甲酯、辛酸乙酯、己酸甲酯、己酸乙酯、呋喃酮、沉香醇、橙花叔醇及香味醛（青葉醛）構成；‘豐香’主要由丁酸甲酯和丁酸乙酯、辛酸甲酯和辛酸乙酯、己酸甲酯和己酸乙酯、香味醛、沉香醇和橙花叔醇構成?！鸩槔怼癁槊绹贩N，‘晶玉’親本為‘甜查理’和‘晶瑤’，香味濃郁，但‘晶玉’草莓甜香味不足，‘晶玉’和‘甜查理’的酯類成分類似，主要為丁酸甲酯和丁酸乙酯、己酸甲酯和己酸乙酯、乙酸辛酯和丁酸丁酯、乙酸己酯?！鸩槔怼?-庚酮、橙花叔醇、沉香醇、2，5-二甲基-4-甲氧基-3（2H）-呋喃酮（DMHF）和γ-癸內酯，而‘晶玉’沉香醇含量是‘甜查理’的3倍，橙花叔醇含量與之相當，其他香味物質則遠遠低于其母本‘甜查理’［3］，因此形成了清香濃郁，甜香味不足的獨有香氣。

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Analysis of GC-MS on Fruit Aroma Components of Different Strawberry Cultivars

ZENG Xiang-guo1， HAN Yong-chao1， XIANG Fa-yun1， YANG Yan-fang2， CHEN Feng-ying1， GU Yu-cheng1
（1.Institute of Economic Crop， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430064， Hubei China； 2.Hubei Vocational College of Biological Science and Technology， Wuhan 430070， Hubei China）

The head space-solid phase microextraction and gas chromatography- mass spectrometry were applied to analyze aroma composition of five strawberry cultivars （Sweet Charile， Jingyao，Jingyu， Akihime， Toyonoka）. The results indicated 59.36%—77.12% esters components exited in volatile components of five cultivars. Ethyl butanoate， ethyl hexanoate， linalool， furanone， methyl butanoate， methyl hexanoate， 2-heptanone and nerolidol were the most important aroma compounds in fruit of five cultivars.

strawberry； cultivars； aroma components

10.3969/j.issn.1009-7791.2015.01.002

S668.4

A

1009-7791（2015）01-0008-05

2014-10-24

農業(yè)部公益性行業(yè)科研專項項目（201003064）；湖北省農業(yè)科技創(chuàng)新中心資助項目（2007-620-006-003）；國家科技支撐計劃項目（2013BAD02B04-02-04）；國家農業(yè)科技成果轉化資金項目（2012GB2D100298）

曾祥國，碩士，助理研究員，從事草莓育種與技術推廣工作。E-mail： xiangguozeng1978@126.com

注：顧玉成為通訊作者。E-mail： gych119@ 126.com