紅肉番石榴（Psidium guajava L.）果實香氣物質(zhì)的研究

李國鵬 靜瑋 袁源等

摘 要 利用頂空固相微萃取結(jié)合氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析了紅肉型‘四季桃番石榴果實中的揮發(fā)性組分及其特征香氣組分?！募咎曳窆麑嵾_到可食成熟度時，果皮呈現(xiàn)為黃綠色，果肉為紅色；在‘四季桃番石榴果實中共檢測出醇類、醛類、酯類、萜類及酸類共62種揮發(fā)性物質(zhì)；酯類物質(zhì)的種類最多，共檢測到24種酯類物質(zhì)，但醛類物質(zhì)對番石榴果實香氣的貢獻率最高，達到56.39%；62種揮發(fā)性組分中檢測到7種特征香氣組分，分別為己醛、2-己烯醛、丁酸乙酯、乙酸-3-甲基丁酯、戊酸乙酯、己酸乙酯和乙酸己酯，其中草香型的己醛和2-己烯醛及果香型特征的己酸乙酯對果實香氣的貢獻率較大。

關(guān)鍵詞 番石榴；頂空固相微萃?。幌銡?；特征香氣組分

中圖分類號 Q949.762.2；O657.71 文獻標識碼 A

番石榴（Psidium guajava L.）為桃金娘科番石榴屬的常綠灌木或小喬木。原產(chǎn)美洲熱帶地區(qū)，傳入我國已有300多年的歷史，在我國主要栽培在廣東、海南、廣西等一些熱帶、亞熱帶地區(qū)，因其果實風味獨特而深受廣大消費者喜愛。果實香氣是果實重要的品質(zhì)性狀之一。果實香氣是由數(shù)種揮發(fā)性化合物構(gòu)成的，只有部分濃度大于閾值濃度的組分才能被人所感受到，這些組分稱為該果實的特征香氣組分（Characteric impact compound）。果實香氣的研究始于上世紀60年代，在對香氣組分鑒定、生物合成途徑及影響因子等方面在國內(nèi)外有著大量的文獻報道，但多數(shù)文獻局限于對蘋果[1-2]、葡萄[3]、草莓[4]、香蕉[5-6]等大宗樹種上，對熱帶多年生果樹，尤其是一些小樹種的研究較少[7-8]。最早關(guān)于番石榴果實揮發(fā)性物質(zhì)的研究是在1961年[9]。由于提取技術(shù)及相關(guān)分析儀器的迅速發(fā)展，果實揮發(fā)性物質(zhì)的研究也越來越多。Stevens等[9]在‘Beaumont番石榴果實檢測到22種揮發(fā)性物質(zhì)，其中己醛、己醇及3-己烯醇是最為主要的3種揮發(fā)性物質(zhì)。臺灣白色果肉番石榴果實中有34種揮發(fā)性物質(zhì)被檢測出，成熟果實中除了C6的己醛及己烯醛外，具有‘果香型特性的己酸乙酯和乙酸己酯也是重要的揮發(fā)性組分[10]。很多研究僅僅局限于對果實香氣組分的確定及相對含量的測定，由于構(gòu)成果實香氣物質(zhì)的種類很多，而真正能使人感受得到的番石榴特征香氣組分的相關(guān)研究卻很少，本文以紅肉類型的‘四季桃‘番石榴（Psidium guajava cv. ‘Sijitao）為試驗材料，研究其成熟時香氣組成，確定‘四季桃番石榴果實的特征香氣組分，以期為番石榴果實品質(zhì)性狀評價及進一步開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

紅色果肉‘四季桃番石榴（Psidium guajava cv. ‘Sijitao）果實于湛江農(nóng)貿(mào)市場購買。取成熟度一致，果實均表現(xiàn)為黃色果皮，有清淡香氣，無機械損傷和病蟲害的果實作為試驗材料。果實切片后液氮冷凍，置于-20 ℃冰箱保存用于揮發(fā)性物質(zhì)測定。

1.2 方法

1.2.1 果實果肉色澤的測定 用color i5型色差計（美國）測定每個品種10個果實赤道部位的L*、a*和b*值。其中L*表示顏色的亮度，a*和b*表示色度組分。利用a*和b*值可以計算出C（Chroma）和ho（hue angle）[11]。

1.2.2 頂空固相微萃取方法 果肉揮發(fā)性物質(zhì)測定采用頂空固相微萃?。℉eadspace solid phase microextraction， HS-SPME）結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用儀（GC-MS）。準確稱取10 g果肉在液氮中研磨后置20 mL萃取瓶中，加入3 mL飽和NaCl（目的為使揮發(fā)性物質(zhì)充分釋放出），加入轉(zhuǎn)子后加蓋封口。使用手動固相微萃取進樣器及65 μm聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯（PDMS/DVB）萃取頭（Supelco，美國）進行吸附。萃取頭在使用前按照說明書在氣相色譜進樣口老化2 h，老化溫度為250 ℃。將老化好的萃取頭插入樣品瓶的頂空部分，室溫下吸附30 min。吸附完成后插入GC進樣口，進行解吸附。

1.2.3 氣相色譜-質(zhì)譜分析條件 氣相色譜分析條件為：采用島津QP-2010-Plus氣質(zhì)聯(lián)用儀，色譜柱為安捷倫Rtx-5MS毛細管柱（30 m×0.5 μm×0.32 mm），升溫程序如下：起始溫度40 ℃，保留2 min，以4 ℃/min升溫到220 ℃，再以15 ℃/min升到250 ℃，保留2 min。進樣口溫度250 ℃，連接口溫度280 ℃，解吸附5 min。載氣為高濃度He（99.99%），不分流進樣，流速為1 mL/min。質(zhì)譜條件：連接口溫度280 ℃，電離方式EI，離子源溫度為230 ℃，四級桿溫度150 ℃；電子能量70 eV，Scan模式全程掃描。揮發(fā)性物質(zhì)的定性分析：樣品經(jīng)過氣相色譜進行分離后，形成不同的色譜峰。各組分質(zhì)譜經(jīng)NIST/WILEY檢索及資料分析，再結(jié)合有關(guān)文獻進行人工譜圖分析以確定各化學成分。定量分析：以2-辛醇作為內(nèi)標進行濃度計算。計算方法為：組分含量9 μg/kg）=各組分的峰面積/內(nèi)標的峰面積×內(nèi)標濃度（μg/mL）×1 000/樣品量（g）[12]。番石榴果肉樣品共測定3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅肉番石榴果實色澤

從表1、圖1中可以看出，紅肉型‘四季桃番石榴果實成熟時，果皮由綠色轉(zhuǎn)變?yōu)辄S綠色，表示色澤亮度值的L*值及色調(diào)角ho分別為70.96和82.52，這表明番石榴果皮成熟時果皮色澤較亮，果皮顏色趨于黃色；成熟時果肉顏色則為紅色，果肉的L*值，C值及ho分別為57.81， 34.20和42.69，這表明番石榴果實在成熟后果肉顏色表現(xiàn)為紅色（ho），色澤較為飽滿（C值）。

2.2 紅肉番石榴果實的揮發(fā)性組分

利用氣質(zhì)聯(lián)用儀，紅肉型‘四季桃番石榴共檢測出62種揮發(fā)性物質(zhì)，其中包括11種醇類、14種醛類、24種酯類、4種萜類、3種酸類及6種酮類化合物（表2）。在檢測到的六大類化合物中，醛類物質(zhì)的含量是最高，達到31 688.19 μg/kg，其次為酯類物質(zhì)15 192.83 μg/kg，醇類化合物的含量為6 302.8 μg/kg，酮類和萜類物質(zhì)的含量較少，分別為296.53 和100.74 μg/kg。11種醇類物質(zhì)中，己醇和3-己烯醇兩個C6的醇類物質(zhì)相對含量較高，含量分別達到了2 088.93和2 401.91 μg/kg，對番石榴果實總揮發(fā)性組分的貢獻率分別為3.72%和4.27%，相對而言其他醇類物質(zhì)的含量均較低，對揮發(fā)性組分的貢獻率均低于1%；作為一種重要的揮發(fā)性物質(zhì)，醛類物質(zhì)和醇類物質(zhì)都能賦予果實以‘草香型特性，14種醛類物質(zhì)對番石榴果實香氣的貢獻率為56.39%，其中對果實香氣貢獻率最大的兩種醛類物質(zhì)分別為己醛和2-己烯醛，其含量及貢獻率分別為24 902.11 μg/kg（44.31%）和5 747.61 μg/kg（10.23%）；酯類物質(zhì)不同于醇類和醛類物質(zhì)，往往能使果實具有‘果香或‘甜香特性，酯類物質(zhì)是種類最多的一類化合物，共有24種酯類物質(zhì)，酯類化合物的總含量為15 192.83 μg/kg，對果實總香氣貢獻率僅為27.04%，24種酯類物質(zhì)中，乙酸-3-己烯酯的含量最高，達到9 413.65 μg/kg，其次為己酸乙酯、乙酸己酯和苯甲酸乙酯，其含量分別為1 692.58、1 529.16、756.63 μg/kg；萜類、酸類及雜環(huán)類化合物共14種，各種化合物的相對含量較低（含量分別為100.74、296.53、2 497.83 μg/kg），對果實總香氣的貢獻率也較低，貢獻率均低于5%。

2.3 紅肉番石榴果實中的特征香氣組分

通過對紅肉型‘四季桃番石榴果實檢測出的62種揮發(fā)性物質(zhì)與已知的閾值濃度進行比較，共檢測到己醛和2-己烯醛兩種醛類物質(zhì)及丁酸乙酯、乙酸-3-甲基丁酯、戊酸乙酯、己酸乙酯和乙酸己酯5種酯類物質(zhì)共7種特征香氣組分（表3），其中己醛和2-己烯醛兩種醛類物質(zhì)屬于青草型香氣成分，而丁酸乙酯、乙酸-3-甲基丁酯、戊酸乙酯、己酸乙酯和乙酸己酯等酯類物質(zhì)則屬于果香型香氣成分，其中醛類物質(zhì)中的己醛對番石榴果實香氣的貢獻值最高，其香氣值達到4 980.42，其次為己酸乙酯、乙酸己酯、2-己烯醛，其香氣值分別為1 692.58、764.58和338.09；乙酸-3-甲基丁酯和戊酸乙酯也是構(gòu)成番石榴果實香氣的特征香氣組分，但其對番石榴果實香氣的貢獻率相對較小，香氣值均低于5。

3 討論

果實香氣是由一系列揮發(fā)性物質(zhì)組成，各種水果的揮發(fā)性物質(zhì)是不盡相同的，主要包括醛類、酯類、醇類、萜類及一些含硫化合物，但真正對果實香氣起作用的是那些濃度大于閾值濃度的特征香氣組分[19-20]。Johannes等[21]指出，果實的香氣不僅僅與揮發(fā)性物質(zhì)的含量有直接關(guān)系，還與揮發(fā)性物質(zhì)種類的多少有關(guān)，由于感官互作，香氣成分種類多的品種香氣就會顯得越為強烈。在紅肉型‘四季桃番石榴中共檢測到62種揮發(fā)性物質(zhì)，其中酯類物質(zhì)最多，有24種，醛類物質(zhì)次之，有14種；醛類物質(zhì)的含量最高，其次為酯類和醇類物質(zhì)。在賦予果實以‘草香型特性的醇類和醛類物質(zhì)中，C6的醇類和醛類物質(zhì)的含量較高，含量最高的為己醇、3-己烯醇及己醛和2-己烯醛， 其中己醛、己醇及3-己烯醇是‘Beaumont番石榴果實中重要的揮發(fā)性物質(zhì)[9]，由于己醛其具有較高的香氣值（4 980.42），因而其還為番石榴果實的特征香氣組分；己醇的含量雖然也比較高，但其由于具有較高的閾值濃度（2 500 μg/kg），因此其并不是‘四季桃番石榴果實的特征香氣組分；己烯醛也是屬于草香型特性的揮發(fā)性組分，其在‘四季桃番石榴果實中的含量較高，含量達到5 747 μg/kg，己烯醛在其他品種番石榴果實中被檢測為一種重要的香氣組分[7，21-22]；‘果香型特性的酯類物質(zhì)是具有濃郁香味的‘Ben Dov品種所特有的[8]，而酯類物質(zhì)作為一種重要的揮發(fā)性物質(zhì)，其在‘四季桃番石榴果實中的種類很多，共檢測到24種酯類化合物，其中有5種揮發(fā)性組分能被確定為特征香氣組分，這些酯類物質(zhì)不僅僅是番石榴果實的特征香氣組分，其亦為梨[23]、蘋果[24]、桃[25]及番木瓜[26]果實中重要的特征香氣組分，正是這些特征香氣組分按照不同的比例存在于果實中才使得果實具有不同的香氣類型。番石榴果實屬于呼吸躍變型果實，其在成熟過程中會有一個乙烯釋放高峰的出現(xiàn)，而此時也是食用品質(zhì)的最佳時期，番石榴果實同其他呼吸躍變型果實一樣，香氣的釋放是隨著果實的成熟而增強的，乙烯釋放高峰時，果實香氣濃郁，酯類物質(zhì)含量較高，隨后果實香氣濃度變淡，果實整體品質(zhì)變劣，因此番石榴果實的香氣組分還是判定果實品質(zhì)及最佳食用期的指標之一。

4 結(jié)論

紅肉型‘四季桃番石榴成熟后會產(chǎn)生濃郁的香氣。本研究中共檢測到包括醇類、醛類、酯類及萜類共62種揮發(fā)性物質(zhì)，酯類物質(zhì)的種類最多，達到24種。將檢測到的所有揮發(fā)性物質(zhì)與其報道的閾值濃度比較之后，共檢測到七種特征香氣組分，其中己醛、2-己烯醛及己酸乙酯對番石榴果實香氣的貢獻較大。因此，醛類物質(zhì)及酯類物質(zhì)是構(gòu)成紅肉型‘四季桃番石榴果實最為主要的香氣組分。

參考文獻

[1] Abel O， Gemma E， Jordi G. The emission of flavour-contributing volatile esters by ‘Golden Reinders apples is improved after min-term storage by postharvest calcium treatment[J]. Postharvest Biology and Technology， 2010， 57： 114-123.

[2] Altisent R， Graell J， Lara I. Comparision of the volatile profile and sensory analysis of ‘Golden Reindersapples after the application of a cold air period after ultralow oxygen（ULO） storage[J]. Journal of Agriculture and Food Chemistry， 2011， 59： 6 193-6 201.

[3] Bureau S M， Razungles A J， Baumes R L. The aroma of ‘Muscat of Frontignan grape： effect of the light environment of vine or bunch on volatiles and glycoconjugates[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture， 2000， 80： 2 012-2 020.

[4] Schieberle P， Hofmann T. Evaluation of the character impact odorants in fresh strawberry juice by quantitative measurements and sensory studies on model mixtures[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 1997， 45： 227-232.

[5] Tressl R， Drawert F. Biogenesis of banana volatiles[J]. Journal of Agriculture and Food Chemistry， 1973， 21： 560-565.

[6] Yang X， Song J， Fillmore S， et al. Effect of high temperature on color， chlorophyll fluorescence and volatile biosynthesis in green-ripe banana fruit[J]. Postharvest Biology and Technology， 2011， 62： 246-257.

[7] Soares F， Pereira T， Marques M， et al. Volatile and non-volatile chemical composition of the white guava fruit（Psidium guajava）at different stages of maturity[J]. Food Chemistry， 2007， 100： 15-21.

[8] Porat R， Tietel Z， Zipporib I， et al. Aroma volatile compositions of high-and low-aromatic guava varieties[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture， 2011， 91： 2 794-2 798.

[9] Stevens K L， Brekke J E， Stern D J. Volatile constituents in guava[J]. Journal of Agriculture and Food Chemistry， 1970， 18： 598-599.

[10] Chyau C C， Chen S Y， Wu C M. Differences of Volatile and Nonvolatile Constituents between Mature and Ripe Guava （Psidium guajava Linn）Fruits[J]. Journal of Agriculture and Food Chemistry， 1992， 40： 846-849.

[11] McGuire， R G. Reporting of objective color measurements[J]. HortScience， 1992， 27： 1 254-1 255.

[12] 陳美霞， 陳學森， 周 杰， 等. 杏果實不同發(fā)育階段的香味組分及其變化[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學， 2005， 28（6）： 1 244-1 249.

[13] López M L， Villatoro C， Fuent T， et al. Volatile compounds， quality parameters and consumer acceptance of‘Pink Ladyapples stored in different conditions[J]. Postharvest Biology and Technology， 2007， 43： 55-66.

[14] Nicolas J M L， Sevilla A J A， Barrachina A A C， et al. Effects of addition of α-cyclodextrin on the sensory quality， volatile compounds， and color parameter of fresh pear juice[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 2009， 57： 9 668-9 675.

[15] 王海波， 陳學森， 張春雨， 等. 兩個早熟蘋果品種不同成熟階段果實香氣成分的變化[J]. 園藝學報， 2008， 35（10）： 1 419-1 424.

[16] Bianco P L， Farina V， Avellone G， et al. Fruit quality and volatile fraction of ‘Pink Lady apple trees in response to rootstock vigor and to rootstock vigor and partial rootzone drying[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture， 2008， 88： 1 325-1 334.

[17] Takeoka G R， Buttery R G， Flath R A. Volatile constituents of Asian pear（Pyrus serotina）[J]. Journal of Agriculture and Food Chemistry， 1992， 40： 1 925-1 929.

[18] Moya-León M A， Vergara M， Bravo C， et al. 1-MCP treatment preserves aroma quality of ‘Packhams Triumph pears during long-term storage[J]. Postharvest Biology and Technology， 2006， 42： 185-197.

[19] 乜蘭春， 孫建設(shè)， 黃瑞虹. 果實香氣形成及其影響因素[J]. 植物學通報， 2004， 21（5）： 631-637.

[20] 賈惠娟. 水果香氣物質(zhì)研究進展[J]. 福建果樹， 2007（2）： 31-34.

[21] Johannes H F B， Hendrik N J K. Jacques P R， et al. Sensory evaluation of character impact components in an apple model mixture[J]. Chemical Senses， 2002， 27： 485-494.

[22] 馬 錁， 陳思嫦， 張瑞萍， 等. 不同發(fā)育階段番石榴果實中揮發(fā)物成分變化[J]. 熱帶作物學報， 2011， 32（2）： 320-323.

[23] Li G， Jia H， Wu R， et al. Changes in volatile organic compound composition during the ripening of ‘Nanguoli pears （Pyrus ussuriensis Maxim） harvested at different growing locations[J]. Journal of Horticultural Science & Biotechnology， 2013， 88（5）： 563-570.

[24] Madrera R R， Valles B S. Determination of Volatile Compounds in Apple Pomace by Stir Bar Sorptive Extraction and Gas Chromatography-Mass Spectrometry（SBSE-GC-MS）[J]. Journal of Food Science， 2011， 76： 1 326-1 334.

[25] Yang D S， Balandran-quintana R R， Fuiz C F， et al. Effect of hyperbaric， controlled atmosphere and UV treatments on peach volatiles[J]. Postharvest Biology and Technology， 2009， 51： 334-341.

[26] Morales-Quintana L， Fuentes L， Gaete-Eastman C， et al. Structural characterization and substrate specificity of VpAAT1 protein related to ester biosynthesis in mountain papaya fruit[J]. Journal of Molecular Graphics and Modelling， 2011， 29： 635-642.

責任編輯：凌青根