‘新紅星’和‘長富2號’果實貯藏期間香氣成分的變化

劉玉蓮，靳 蘭，毛 娟，陳佰鴻*

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

‘新紅星’和‘長富2號’果實貯藏期間香氣成分的變化

劉玉蓮，靳 蘭，毛 娟，陳佰鴻*

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

采用頂空固相微萃取技術(shù)和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用研究‘新紅星’和‘長富2號’蘋果果實不同貯藏期間香氣成分的組成及含量變化。結(jié)果表明：‘新紅星’和‘長富2號’成熟果實中分別檢測出50、49 種揮發(fā)性成分，共有的香氣成分38 種，其中30 種為酯類物質(zhì)，乙酸酯類物質(zhì)相對含量分別占香氣物質(zhì)總量的70.81%和52.60%，對成熟期蘋果果實香氣的形成發(fā)揮重要作用。常溫（15～25 ℃）貯藏過程中，‘新紅星’和‘長富2號’果實中酯類物質(zhì)含量呈先升后降的趨勢，貯藏20 d時達到最高值，分別占2 個品種香氣物質(zhì)總量的97.94%和95.83%。貯藏期間乙酯類物質(zhì)相對含量明顯增加，其中丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯、己酸乙酯等上升幅度較大，對‘新紅星’和‘長富2號’蘋果貯藏期間特有香氣的形成起重要作用。

蘋果；貯藏；香氣成分

隨著人們生活水平的提高，品質(zhì)消費將成為今后的主流，蘋果果實的香味必將成為消費者和商家共同關(guān)注的焦點[1-2]。前人研究[3]表明，低分子酯類物質(zhì)是蘋果中主要的揮發(fā)性物質(zhì)，并占揮發(fā)性成分總量的78%～92%。

蘋果中已鑒定出350多種香氣成分，但只有少數(shù)含量超過味感閾值的物質(zhì)對果實的風(fēng)味具有重要影響[4]。關(guān)于‘新紅星’、‘紅富士’、‘金冠’、‘蜜脆’、以及‘嘎啦’等品種香氣成分的研究已有報道[5-13]。王海波等[14]對部分早熟蘋果的香氣成分進行了分析，并對香型做了分類[14]。乜蘭春等[15]對發(fā)育期和成熟期‘富士’和‘新紅星’蘋果果實的主要香氣成分進行了研究。樊麗[9]對‘蜜脆’和‘嘎啦’蘋果貯藏期間香氣特性進行研究得出，貯藏期間2 個品種蘋果的香氣成分種類和總含量均先升高后降低。蘋果在氣調(diào)和冷藏條件下果實的綜合外觀品質(zhì)可以保持較長時間，但香氣物質(zhì)的合成有所降低[16-19]。而在常溫條件，果實香氣生成量會出現(xiàn)隨溫度先增加后降低的趨勢[3,20-21]。

‘新紅星’和‘長富2號’是我國蘋果生產(chǎn)的兩大主栽品種，盡管二者之間存在親緣關(guān)系，但‘新紅星’蘋果在貯藏期間濃郁的芳香是其他蘋果品種難以企及的。目前國內(nèi)外對蘋果果實成熟期的香氣成分研究較多，但常溫貯藏期間香氣成分的變化鮮見報道。本研究采用頂空固相微萃?。╤eadspace solid-phase micro-extraction，HS-SPME）與氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatograph-mass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用技術(shù)綜合分析鑒定‘新紅星’和‘長富2號’果實的香氣成分以及不同貯藏時期香氣成分的組成及變化，為蘋果貯藏期和貨架期方面的研究提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試‘新紅星’和‘長富2號’蘋果采自甘肅省武威市黃羊河農(nóng)場果園。2 個品種分別在果實成熟期于樹冠外圍果枝中部取樣，包裝后運回實驗室，在常溫條件下保存。果實貯藏期間每隔10 d測定1 次。已有研究[22]表明，蘋果果實常溫貯藏到50 d后果實失水率以及病果率上升，失去研究價值，因此本實驗選取0、10、20、30、40 d的樣品進行測定。

1.2 儀器與設(shè)備

6890/5973N GC-MS聯(lián)用儀、OV-1701毛細管色譜柱（60 mm×0.25 mm，0.5 μm） 美國Agilent公司；聚二甲基硅氧烷萃取頭 美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 香氣物質(zhì)的提取

取10 個均勻一致的完好果實（‘新紅星’平均單果質(zhì)量為190.63 g，‘長富2號’平均單果質(zhì)量為280.25 g）放入干燥器內(nèi)（6 L），密閉后在20～22 ℃條件下貯藏2 h，將萃取頭插入干燥器內(nèi)，頂空吸附25 min后插入GC-MS進樣口，220 ℃條件下解吸5 min。

1.3.2 GC條件

色譜柱：OV-1701毛細管色譜柱（60 mm×0.25 mm，0.5 μm）；進樣口溫度：250 ℃；升溫程序：33 ℃保持5 min，以10 ℃/min升至60 ℃保持5 min，再以4 ℃/min升至140 ℃保持10 min，最后以15 ℃/min升至220 ℃保持10 min；載氣：He，流速：0.8 mL/min；分流比：12∶1。

1.3.3 MS條件

電子電離方式；離子源溫度250 ℃；電子能量70 eV。

1.3.4 定性和定量及數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法

揮發(fā)性物質(zhì)譜圖與NIST Library和Wiley Library質(zhì)譜庫進行匹配，并結(jié)合人工圖譜解析，確定物質(zhì)的化學(xué)名稱，之后按峰面積歸一化法計算相應(yīng)成分的相對含量。采用SPSS 17.0對數(shù)據(jù)進行主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 成熟期蘋果果實香氣成分

2.1.1 成熟期主要香氣成分

圖1 成熟期‘新紅星’（A）和‘長富2號’（B）果實中香氣物質(zhì)的總離子流圖Fig. 1 Total ionic chromatogram of aroma components in two apple cultivars at maturity

由圖1可知，‘新紅星’成熟期果實中鑒定出酯類、醇類、醛類、酮類、酸類等50 種揮發(fā)性成分，‘長富2號’分離鑒定出酯類、醇類、酮類、酸類等49 種揮發(fā)性成分。表1中列出了含量較高的部分化合物。其中乙酸-2-甲基丁酯在兩個品種中的相對含量最高，分別占2 個品種香氣總物質(zhì)量的33.42%和35.46%，其次為乙酸丁酯，分別占兩品種香氣總量的16.60%和9.86%，再次為乙酸

己酯、己酸丁酯、2-甲基丁酸己酯，其相對含量均在5.90%～9.63%之間。上述5 種酯類在2 個品種中均有較高的相對含量，因此對品種特征香氣的形成具有重要作用。由此可知‘新紅星’和‘長富2號’所含的揮發(fā)性物質(zhì)種類差異不大，主要香氣成分含量上的差異是造成2 個品種香氣差異的主要因素。

表1 兩個品種蘋果成熟期果實中主要香氣成分分析Table 1 The main aroma components in two apple cultivars at maturity

2.1.2 成熟期香氣成分

在‘新紅星’和‘長富2號’共有的38 種香氣成分中，30 種為酯類物質(zhì)（表2），分別占2 個品種果實中香氣成分總量的91.54%和89.30%，為2 個品種中種類最多、含量最高的香氣成分。而乙酸酯類物質(zhì)相對含量分別占香氣物質(zhì)總量的70.81%和52.60%。共有的香氣成分中相對含量大于1%的有14 種，如乙酸-2-甲基丁酯、乙酸丁酯、乙酸己酯、2-甲基丁酸己酯以及己酸丁酯等（表1）。這些物質(zhì)對蘋果芳香氣味的形成起到重要作用，而它們的相對含量在品種間有所差異，乙酸丁酯、乙酸己酯、丁酸丙酯和2-甲基丁酸丙酯在‘新紅星’中的含量明顯高于在‘長富2號’，而‘長富2號’中則2-甲基丁醇、α-法尼烯、2-甲基丁酸己酯和丙酸丁酯含量較高。并且，2 個品種間香氣成分也表現(xiàn)出種類上的差異（表2），1-己醇、丁酸甲酯、2-甲基丙酸-2-甲基丙酯、己酸甲酯、丙酸-3-甲基丁酯、4-甲基-2-己醇和順-3-己烯酸僅在‘新紅星’中被檢測到，反式-α-香柑油烯、丙酸戊酯、丁酸-2-甲基丙酯、2-甲基丁酸-3-甲基丁酯和2-丁酮僅在‘長富2號’中被檢測到。因此，蘋果品種間酯類物質(zhì)種類和含量的差異也是品種產(chǎn)生不同香氣類型的一個主要原因。

2.2 貯藏過程中香氣成分的動態(tài)分析

表2 ‘新紅星’與‘長富2號’果實不同貯藏期香氣成分變化及主成分分析Table 2 Changes and principal component analysis of aroma componentss iinn ‘Starkrimon’ and ‘Nagafu No. 2’ fruits at different storage times

續(xù)表2

表3 ‘新紅星’與‘長富2號’果實不同貯藏期香氣成分種類及其含量Tabllee 33 Categories of aroma substances and their relative contents in‘Starkrimon’ and ‘Nagafu No. 2’fruits at different storage times

2.2.1 ‘新紅星’蘋果果實貯藏過程中香氣成分

‘新紅星’果實貯藏過程中香氣成分的種類和相對含量均有所變化（表2）。各貯藏期依次鑒定出50、52、54、52、55 種香氣物質(zhì)，其中主要香氣物質(zhì)酯類的種類分別占92.71%、94.94%、97.95%、97.79%、94.79%（表3）。貯藏前期多數(shù)酯類物質(zhì)呈先上升趨勢，在20～30 d時達到最高峰，以后有所下降。其中上升幅度較大的乙酯類物質(zhì)，丁酸乙酯相對含量由0.74%上升到17.74%，2-甲基丁酸乙酯相對含量由0.16%上升到15.64%，丙酸乙酯在貯藏0 d檢測不到而在貯藏40 d時上升，相對含量為14.62%，乙酸乙酯相對含量由0.22%上升至12.49%，這些物質(zhì)對貯藏過程中‘新紅星’蘋果香氣的形成發(fā)揮重要作用。而有些酯類物質(zhì)在貯藏過程中相對含量逐漸降低，如乙酸-2-甲基丁酯相對含量由33.42%下降至3.89%，乙酸丁酯相對含量由16.60%下降至5.44%。

在常溫貯藏期間，‘新紅星’果實所含的醇類物質(zhì)隨時間的延長而逐漸減少，其中1-己醇相對含量由2.39%下降到0%、2-甲基丁醇相對含量由1.90%降至0.09%，1-丁醇相對含量由1.17%降至0.04%，這3 種醇類物質(zhì)下降幅度較大，而乙醇的相對含量呈增高趨勢由0.14%上升至1.90%。

2.2.2 ‘長富2號’蘋果果實貯藏過程中香氣成分

由表2可知，在貯藏過程中與‘新紅星’相比，‘長富2號’果實香氣成分的種類較少，各貯藏期間依次檢測出49、48、48、50、47 種香氣成分，其中酯類物質(zhì)的種類分別占香氣總量的91.20%、92.45%、95.86%、91.71%、89.20%。每個貯藏階段都有新的酯類芳香物質(zhì)被檢測到。貯藏10 d時，檢測出己酸乙酯、乙醇以及乙酸-2-甲基丙酯等物質(zhì)被檢測到；20 d時檢測到新增加的成分為乙酸庚酯；貯藏30 d時，檢測到戊酸乙酯、2-甲基丁酸甲酯、棕櫚酸等物質(zhì)；貯藏40 d時，乙酸-3-甲基丁酯、肉豆蔻酸、2-甲基丁酸、（E）-3-己烯酸乙酯等物質(zhì)被檢測到。

‘長富2號’蘋果貯藏過程中酯類物質(zhì)總含量變化趨勢為先升后降，與‘新紅星’的酯類變化趨勢相似。酯類物質(zhì)總相對含量在貯藏20 d時達到最高值95.86%。其中，2-甲基丁酸乙酯相對含量由0.05%增加到13.69%，乙酸乙酯相對含量由0.20%上升到10.54%、丁酸乙酯相對含量由0.07%增加到7.05%，丙酸乙酯的相對含量由0%增至5.00%。部分酯類物質(zhì)如乙酸-2-甲基丁酯、乙酸丁酯、乙酸己酯等香氣物質(zhì)相對含量在貯藏10～20 d時達到最高。部分酯類卻在貯藏過程中出現(xiàn)相對含量較大幅度下降的現(xiàn)象，如己酸丁酯相對含量由6.97%下降到1.24%，丁酸丁酯相對含量由3.75%降至1.07%，己酸己酯相對含量由3.03%下降到0.58%，丙酸丁酯相對含量由2.73%下降到0.52%?！L富2號’果實中乙醇變化趨勢與‘新紅星’

相似，均隨貯藏時間延長不斷增加，相對含量由0%增加到2.93%，而1-丁醇的相對含量隨貯藏時間延長呈現(xiàn)下降趨勢，其相對含量由1.06%降至0%。

對‘新紅星’和‘長富2號’果實的香氣成分進行主成分分析得出，‘新紅星’果實中提取出2 個主成分，‘長富2號’果實中提取出1 個主成分。‘新紅星’果實中第1主成分和乙酸乙酯、乙酸己酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯高度正相關(guān)；第2主成分與乙酸丁酯、乙酸己酯和乙酸-2-甲基丁酯高度正相關(guān)。所以推測乙酸乙酯、乙酸己酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、乙酸丁酯和乙酸-2-甲基丁酯是‘新紅星’果實的主要香氣物質(zhì)。‘長富2號’提取出的主成分與乙酸丁酯、乙酸己酯、乙酸-2-甲基丁酯、2-甲基丁酸乙酯和2-甲基丁酸己酯高度正相關(guān)，因此推測乙酸丁酯、乙酸己酯、乙酸-2-甲基丁酯、2-甲基丁酸乙酯和2-甲基丁酸己酯是‘長富2號’果實主要香氣物質(zhì)。

3 討 論

3.1 蘋果品種的香氣成分

前人研究[23]表明，“酯香型”蘋果品種分為乙酸酯型、丙酸酯型、丁酸酯型和乙醇酯型。本實驗研究得出‘新紅星’和‘長富2號’成熟果實中分別檢測出50、49 種揮發(fā)性成分，其中30 種為酯類物質(zhì)，而乙酸酯類物質(zhì)含量分別占香氣物質(zhì)總量的70.81%和52.60%，對果實香氣的形成起著重要作用。由此‘新紅星’和‘長富2號’均為“乙酸酯型”蘋果。

蘋果中的揮發(fā)性成分種類繁多，對測定結(jié)果需采用化學(xué)計量學(xué)的方法分析。通過主成分分析可以得出，2 個蘋果品種均有其特有的揮發(fā)性香氣物質(zhì)組合，‘新紅星’主要揮發(fā)性香氣成分是乙酸乙酯、乙酸己酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、乙酸丁酯和乙酸-2-甲基丁酯，這8 種香氣物質(zhì)在感官上分別表現(xiàn)為水果香、梨香、菠蘿香、草莓香等[3,24]?！L富2號’主要揮發(fā)性風(fēng)味成分是乙酸丁酯、乙酸己酯、乙酸-2-甲基丁酯、2-甲基丁酸乙酯和2-甲基丁酸己酯，感官上分別表現(xiàn)為水果香、香蕉香味、木香以及花香[24]。此外，‘新紅星’果實中特有的1-己醇、丁酸甲酯、己酸甲酯等7種香氣物質(zhì)，為‘新紅星’的特征香氣，它們在感官上分別表現(xiàn)為果香、蘋果香以及菠蘿香和青香等[25]；反式-α-香柑油烯、丙酸戊酯、丁酸-2-甲基丙酯等香氣成分僅在‘長富2號’中被檢測到。品種所特有的香氣物質(zhì)對果實風(fēng)味的形成具有很大的影響，也是造成兩品種固有的感官香氣不同的原因之一。

3.2 香氣物質(zhì)對果實品質(zhì)的影響

蘋果經(jīng)過較長時間貯藏后，會產(chǎn)生特殊的感官香氣，影響其果實的固有品質(zhì)。已有研究[23]表明，‘華冠’蘋果貯藏期間果實內(nèi)較高的醇類物質(zhì)含量比例打破了品種固有香氣成分的平衡，其中丁醇含量的提高可能是產(chǎn)生異香的主要因素。本實驗中‘新紅星’和‘長富2號’果實隨著貯藏時間的延長，1-丁醇的相對含量呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，而乙醇的相對含量明顯升高，由此推測，乙醇是導(dǎo)致‘新紅星’和‘長富2號’果實貯藏過程中風(fēng)味改變的主要因素。

4 結(jié) 論

綜合GC-MS的分析結(jié)果，‘新紅星’和‘長富2號’成熟果實中分別檢測出50、49 種揮發(fā)性物質(zhì)，共有的香氣成分38 種，其中30 種為酯類物質(zhì)，乙酸酯類物質(zhì)含量分別占香氣物質(zhì)總量的70.81%和52.60%，對果實香氣的形成具有重要作用?！录t星’果實主要香氣成分為乙酸-2-甲基丁酯、乙酸丁酯、乙酸己酯等；‘長富2號’果實主要香氣成分為乙酸-2-甲基丁酯、乙酸丁酯、2-甲基丁酸己酯、己酸丁酯等。常溫（15～25 ℃）貯藏過程中，‘新紅星’和‘長富2號’果實中酯類物質(zhì)含量呈先升后降的趨勢，貯藏20 d時達到最高值，分別占香氣物質(zhì)總量的97.94%和95.83%。貯藏期間，乙酯類物質(zhì)相對含量明顯增加，其中丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯等上升幅度較大。

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Changes in Aroma Components of ‘Starkrimon’ and ‘Nagafu No. 2’ Fruits during Storage

LIU Yulian, JIN Lan, MAO Juan, CHEN Baihong*
(College of Horticulture, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China)

In this study, the changes in aroma components of the two apple cultivars, ‘Starkrimon’ and ‘Nagafu No. 2’, during storage were analyzed by using head-space s olid phase microextraction (HS-SPME) and gas chromatographmass spectrometry (GC-MS). A total of 50 and 49 aroma components were determined in ‘Starkrimon’ and ‘Nagafu No. 2’, respectively. Among the identifi ed compounds, 38 were common to both cultivars including 30 esters with acetate esters accounting for 70.81% and 52.60% of the total amount of aroma compounds, respectively. The contents of esters were increased fi rstly and decreased afterwards in the fruits of ‘Starkrimon’ and ‘Nagafu No. 2’ during storage at ambient temperature (15□25 ℃), reaching the highest level on the 2 0thday, which were 97.94% and 95.83%, respectively. Our analysis also revealed that the total amount of ethyl esters, such a s 2-methyl-1-butyl aceta te, butyl acetate, hexyl acetate, hexyl 2-methylbutanoate and butyl hexanoate, was signifi cantly increased during storage. Therefore, ethyl esters were more important for the formation of the inherent characteristics aroma of two apple cultivars.

apple; storage; aroma components

10.7506/spkx1002-6630-201610027

S661

A

1002-6630（2016）10-0158-06

劉玉蓮, 靳蘭, 毛娟, 等. ‘新紅星’和‘長富2號’果實貯藏期間香氣成分的變化[J]. 食品科學(xué), 2016, 37(10): 158-163. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201610027. http://www.spkx.net.cn

LIU Yulian, JIN Lan, MAO Juan, et al. Changes in aroma components of ‘Starkrimon’ and ‘Nagafu No. 2’ fruits during storage[J]. Food Science, 2016, 37(10): 158-163. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201610027. http://www.spkx.net.cn

2015-07-28

甘肅省農(nóng)牧廳科技攻關(guān)項目（GPCK2013-2）；甘肅省自然科學(xué)基金項目（0710RJZA093）

劉玉蓮（1975—），女，講師，博士，主要從事果樹品質(zhì)調(diào)控研究。E-mail：yulianliu@126.com

*通信作者：陳佰鴻（1969—），男，教授，博士，主要從事果樹生理和生物技術(shù)研究。E-mail：bhch@gsau.edu.cn