寒富×四倍體嘎拉蘋果三倍體后代果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)的研究

王海波 王玉霞 李林光 程來亮

摘要：為了解蘋果三倍體新種質(zhì)果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)的差異，本研究采用靜態(tài)頂空一氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用和高效液相色譜技術(shù)，測定了6份蘋果三倍體雜交后代及2個親本寒富、四倍體嘎拉果實(shí)揮發(fā)性成分、糖酸組分等風(fēng)味物質(zhì)的含量和組成。結(jié)果表明，H4GI、H4G2、H4G4、H4G5、H4G8、H4G9、寒富、四倍體嘎拉分別含有6、4、7、4、4、8、5、3種特征香氣成分，其果實(shí)中均檢測到乙酸己酯和2一甲基丁酸己酯，前者影響所有三倍體株系及2個親本果實(shí)香味，后者僅對寒富果實(shí)香味沒有貢獻(xiàn)；果糖、葡萄糖、蔗糖和蘋果酸是蘋果果實(shí)的味感組分，且對H4GA的味感貢獻(xiàn)大于其他株系；6份子代特征香氣成分和味感成分在遺傳過程中均產(chǎn)生了超親分離現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：蘋果；三倍體后代；果實(shí)風(fēng)味物質(zhì)；風(fēng)味品質(zhì)

中圖分類號：S661.101

文獻(xiàn)標(biāo)識號：A

文章編號：1001-4942（2016）01-0047-05

多倍體化被認(rèn)為是植物適應(yīng)和進(jìn)化的主要機(jī)制之一。由于果樹多倍體品種具有生長旺盛、果實(shí)大、少籽或無籽、產(chǎn)量高、適應(yīng)性和抗逆性強(qiáng)等特點(diǎn)，且能夠利用無性繁殖的方式固定其優(yōu)良性狀，實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)上的長期利用，因此多倍體品種選育已成為果樹育種的一個重要途徑。

生產(chǎn)上蘋果（Malus×domestica Borkh.）以二倍體品種為主，只有少數(shù)多倍體品種，如三倍體品種喬納金、世界一、陸奧等得到一定的推廣應(yīng)用，為調(diào)整品種結(jié)構(gòu)和豐富市場供應(yīng)發(fā)揮了重要作用。但上述品種在果實(shí)品質(zhì)、貯藏性能或栽培性狀等方面存在不足，使其發(fā)展受到限制，因此需要培育綜合性狀優(yōu)良的多倍體品種，以滿足生產(chǎn)和消費(fèi)需求。本研究對6份三倍體后代及其親本寒富、四倍體嘎拉的果實(shí)風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行測定，并對其決定的風(fēng)味品質(zhì)進(jìn)行評價，以期為生產(chǎn)應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2012～2013年在山東省果樹研究所肥城市安駕莊鎮(zhèn)張安村試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)地為平原地果園，土壤為砂壤土。試驗(yàn)材料為6份蘋果三倍體雜交后代（2n=3x=51） H4G1、H4G2、H4G4、H4G5、H4G8、H4G9及其母本寒富（2n=2x=34）和父本四倍體嘎拉（2n=4x=68）果實(shí)。采用矮化栽培，中間砧為M26，基砧為八棱海棠[M.robusta（Carr.）Rehder]，生長結(jié)果正常。各品種選擇生長勢一致的5棵樹，在果實(shí)采收期，選擇樹冠南向同一高度的外圍果實(shí)，采集約10kg，用保溫盒帶回實(shí)驗(yàn)室，立即進(jìn)行試驗(yàn)?；酒焚|(zhì)測定在山東省果樹研究所進(jìn)行，果實(shí)揮發(fā)性成分及糖酸組分測定在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)作物生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 果實(shí)基本性狀的測定 單果重采用百分之一天平測定；果實(shí)縱徑、橫徑采用游標(biāo)卡尺測定，并計算果形指數(shù)（縱徑/橫徑）；果實(shí)硬度采用GY-1型果實(shí)硬度計測定；可溶性固形物含量采用TD-45水果糖度計測定。每個品種測定有代表性的果實(shí)30個，各指標(biāo)取其平均值。變異系數(shù)（CV）為三倍體后代各株系間的標(biāo)準(zhǔn)差與平均值的比值。

1.2.2 果實(shí)香氣成分的測定 果實(shí)香氣成分的測定參照王海波等的方法。每個品種取3～5個果實(shí)，將果肉迅速切成薄片并混勻，重復(fù)3次。在10 mL樣品瓶底部加入10μL內(nèi)標(biāo)物3-壬酮（0.4 mg·mL^-1），準(zhǔn)確稱取6g樣品放人樣品瓶中，用聚四氟乙烯丁基合成橡膠隔片密封。果實(shí)揮發(fā)性成分分別利用Perkin Elmer Turbo Matrix40 Trap頂空進(jìn)樣器和Shimadzu GCMS-QP2010氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行提取與測定。

揮發(fā)性成分的定性方法：未知化合物質(zhì)譜圖經(jīng)計算機(jī)檢索同時與NIST05質(zhì)譜庫相匹配，并結(jié)合人工圖譜解析及資料分析，確認(rèn)各種揮發(fā)性成分；定量方法：按峰面積歸一化法求得各化合物相對質(zhì)量百分含量，并選擇3-壬酮為內(nèi)標(biāo)進(jìn)行精確定量。計算lg（香氣值）確定特征香氣成分，香氣值=某成分含量/該成分香氣閾值。lg（香氣值）>0的成分為特征香氣成分。

1.2.3 果實(shí)糖酸組分的測定采用高效液相色譜法測定果實(shí)中的糖酸組分，參照王海波等的方法測定。利用N2000色譜工作站（Ver.3.30）計算糖酸各組分的含量，通過計算lg（某種糖酸組分含量/該組分味感閾值）判斷該成分是否影響果實(shí)甜味或酸味，lg（某種糖酸組分含量/該組分味感閾值）>0的成分是對果實(shí)甜味或酸味有貢獻(xiàn)的成分。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 寒富×四倍體嘎拉三倍體后代果實(shí)基本性狀

由表1可以看出，6份三倍體后代果實(shí)單果重和果肉硬度變異較大，變異幅度分別為118.5～211.79和5.4～11.2kg·Cm^-2，變異系數(shù)分別為22.17%和27.69%。單果重以H4G2最大，其次為H4G5、H4G1、H4G9、H4G8，H4G4最小。果肉硬度以H4G8最高，其次為H4 G4、H4G9、H4G1、H4G5，H4G2最低。果實(shí)縱徑、橫徑、果形指數(shù)、可溶性固形物含量變異系數(shù)較小。果形指數(shù)以H4G8最高，可溶性固形物含量以H4G9最高。

2.2 寒富×四倍體嘎拉三倍體后代果實(shí)風(fēng)味物質(zhì)含量

由表2可以看出，不同類別的風(fēng)味物質(zhì)含量在6份三倍體后代中，以萜烯類變異系數(shù)最大，為191.72%；其次為酮類、醛類、醇類、酯類和總酸，其變異系數(shù)均大于30%；總糖含量變異系數(shù)最小，為13.76%。

6個三倍體后代中，H4G4果實(shí)的總糖和總酸含量均最高，顯著高于2個親本品種，與其他株系基本達(dá)到顯著水平；酯類成分含量低于H4G1和H4G9居第三。株系H4G9的果實(shí)醇類、醛類、酯類和萜烯類成分含量均較高，與其他株系及2個親本差異基本達(dá)到顯著水平，但未檢測到酮類物質(zhì)，其總糖含量顯著低于其他5個株系與2個親本，總酸含量僅略高于H4G1。

2.3 寒富、四倍體嘎拉及其6份三倍體后代果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)

根據(jù)已報道的果實(shí)風(fēng)味物質(zhì)的嗅感和味感閾值，計算各風(fēng)味物質(zhì)含量與閾值比的常用對數(shù)值，表示不同成分對各株系和親本品種果實(shí)風(fēng)味的影響程度。由表3可以看出，在特征香氣種類上，H4G1、H4G2、H4G4、H4G5、H4G8、H4G9和2個親本寒富、四倍體嘎拉分別含有6、4、7、4、4、8、5、3種特征香氣成分。12種嗅感成分中，乙酸己酯和2-甲基丁酸己酯在所測果實(shí)中均被檢測到，前者影響所有三倍體株系及2個親本的果實(shí)香味，后者對寒富果實(shí)香味沒有貢獻(xiàn)。其他成分在不同品種或株系間存在差異，如乙酸丁酯、乙酸戊酯、丙酸丁酯及2-甲基丁酸丁酯等在三倍體后代及四倍體嘎拉中均被檢測到，而丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯僅在寒富中被檢測到；在H4G1、H4G2和H4G4中檢測到了乙酸-2-甲基丁酯，但在H4G5中未檢測到1-己醇，在H4G2中未檢測到己醛，在H4G2、H4G4和四倍體嘎拉中均未檢測到（E）-2-己烯醛。

在嗅感貢獻(xiàn)程度上，6份子代果實(shí)中乙酸己酯、乙酸丁酯、2-甲基丁酸己酯等成分均高于雙親，其他成分如乙酸戊酯影響了H4G1、H4G4、H4G5和H4G9的果實(shí)嗅感，2-甲基丁酸丁酯、丙酸丁酯、1-己醇僅影響H4G9果實(shí)嗅感，對其他株系和親本均沒有貢獻(xiàn)。結(jié)果表明，親本品種與各株系間果實(shí)特征香氣成分在種類和嗅感貢獻(xiàn)上均存在較大差異，該組合子代特征香氣成分在遺傳過程中產(chǎn)生了明顯的超親分離。

果糖、葡萄糖、蔗糖和蘋果酸是6份三倍體后代株系及2個親本果實(shí)的甜酸味感成分。其中3種糖組分中以果糖的貢獻(xiàn)最大。品種、株系間比較，果糖、蔗糖、蘋果酸對H4G4的味感貢獻(xiàn)均高于其他株系和2個親本；葡萄糖對H4G2的味感貢獻(xiàn)大于其他株系和親本；果糖、葡萄糖和蘋果酸對四倍體嘎拉的味感貢獻(xiàn)高于寒富。各糖酸味感成分在6份株系果實(shí)中，均存在高于高值親本或低于低值親本現(xiàn)象，表明該組合子代的味感成分在遺傳過程中也產(chǎn)生了超親分離。

3 結(jié)論與討論

風(fēng)味品質(zhì)是影響消費(fèi)者選擇和食用蘋果的重要感官特征之一，也是重要的育種評價指標(biāo)。在不同蘋果品種中已報道有300多種揮發(fā)性成分，其中對人的香味嗅感產(chǎn)生影響的物質(zhì)稱為特征香氣成分，主要包括醇類、醛類、酯類、萜烯類等20余種成分。果實(shí)香氣的差異來自于基因型、成熟度、栽培條件、采后貯藏加工等因素的不同，其中品種的特異性是最重要的因素，不同品種的果實(shí)特征香氣成分賦予本品種特有的嗅感標(biāo)簽。本研究檢測到的寒富、四倍體嘎拉及其6份三倍體后代果實(shí)的特征香氣成分具有不同的嗅感特征，其中乙酸丁酯、乙酸己酯、丙酸丁酯、丁酸乙酯、2一甲基丁酸乙酯、2一甲基丁酸丁酯具有“果香”（fruity）嗅感，乙酸-2-甲基丁酯和乙酸戊酯具有“蘋果”（apple）嗅感，2-甲基丁酸己酯具有“肉質(zhì)果香”（flesh-fruity）嗅感特征，1-己醇、己醛具有“青草味”（grassy）特征，（E）-2-己烯醛具有“綠蘋果”（green ap-ple）的特征。本研究中所有三倍體株系均檢測到乙酸丁酯、乙酸己酯及2-甲基丁酸己酯3種特征成分，為三倍體后代果實(shí)提供了“果香”和“肉質(zhì)果香”共有嗅感，其他成分如在H4G1、H4G2和H4G4中檢測到的乙酸-2-甲基丁酯，僅影響H4G9果實(shí)嗅感的2一甲基丁酸丁酯、丙酸丁酯、1-己醇等決定了不同株系果實(shí)香味的特異性。

果糖、蔗糖、葡萄糖和蘋果酸是蘋果果實(shí)最為主要的糖酸組分，也是決定蘋果果實(shí)甜味和酸味的主要因素。本研究所測6份三倍體后代果實(shí)糖酸組分也以這4種成分為主，其中果糖和蘋果酸是其甜、酸味的主要貢獻(xiàn)成分，其含量的差異決定了對果實(shí)甜味和酸味味感貢獻(xiàn)的大小，如H4G4中果糖、蔗糖、蘋果酸的味感貢獻(xiàn)均高于其他株系和2個親本，葡萄糖對H4G2的味感貢獻(xiàn)大于其他株系和親本。

果實(shí)品質(zhì)是由多因素組成的復(fù)雜性狀，在感官上包括外觀、風(fēng)味和質(zhì)地等方面。味感物質(zhì)（糖、酸等）和嗅感物質(zhì)（香氣成分）是蘋果等果實(shí)的風(fēng)味物質(zhì)，其組成和含量決定風(fēng)味品質(zhì)。本研究中，株系H4G9、H4G4、H4GI等果實(shí)特征香氣成分種類較多，不同株系果實(shí)的風(fēng)味物質(zhì)存在較大差異，是導(dǎo)致其風(fēng)味不同的基礎(chǔ)。研究表明，蘋果的整體香氣不僅與香味物質(zhì)含量有直接關(guān)系，還與其種類多少相關(guān)，由于感觀互作，香氣成分種類多的品種整體香氣更為強(qiáng)烈，但這些株系糖、酸等其他指標(biāo)存在差異，是否影響果實(shí)風(fēng)味，還需進(jìn)一步通過感官評價確認(rèn)。