氯吡脲對貴長獼猴桃果實氨基酸和香氣成分的影響

張 承 王秋萍 吳小毛 龍友華,* 吳沿友 黃亞欣 唐靖文

(1 貴州大學獼猴桃工程技術(shù)研究中心，貴州 貴陽 550025；2 江蘇大學農(nóng)業(yè)裝備工程學院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013；3 貴州農(nóng)業(yè)職業(yè)學院，貴州 清鎮(zhèn) 551400；4 修文縣獼猴桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展局，貴州 修文 550200)

貴長獼猴桃(Actinidiadeliciosacv. Guichang)系美味獼猴桃中的優(yōu)良綠肉品種，果實品質(zhì)好、香味濃郁、酸甜適中、耐貯藏、豐產(chǎn)性能高，且富含多種維生素、17種游離氨基酸及多種礦質(zhì)元素[1-2]。修文縣是貴長獼猴桃的主產(chǎn)區(qū)，于1989年開始種植，現(xiàn)種植面積近1.33萬hm2，已發(fā)展成為貴州省特色精品水果之一，也是當?shù)氐闹еa(chǎn)業(yè)，并規(guī)劃于“十三五”期末種植2.0萬hm2[3-4]?！靶尬墨J猴桃”也先后獲得了“國家地理標志保護產(chǎn)品”、“貴州省名牌產(chǎn)品”等多個稱號，深受消費者青睞而享譽國內(nèi)外。作為助力脫貧攻堅的重要致富產(chǎn)業(yè)，近年來貴長獼猴桃在省內(nèi)外栽培面積逐年擴張，也受到貴州省委省政府高度重視并將其列為重點“裂變式”發(fā)展的扶貧產(chǎn)業(yè)。

氨基酸及香氣成分是獼猴桃果實品質(zhì)的重要組成部分，也是影響果品鮮食、貯藏和加工等的重要因子[5-7]。國內(nèi)外學者對紅陽[5]、海沃德[8]、黃金果[9]、金艷[10]、武當1號[11]、亞特[12]和軟棗獼猴桃[13]等多種獼猴桃品種進行了香氣成分研究，也探討了1-甲基環(huán)丙烯、冷藏等處理對果實香氣成分的影響[5,10,12]。氯吡脲(forchlorfenuron)可促進細胞分裂、分化和擴大，已廣泛應用于獼猴桃、葡萄和番茄等多種作物以提高產(chǎn)量[14-16]。然而在提高作物產(chǎn)量的同時，如何保持果實風味和營養(yǎng)品質(zhì)及其安全性受到消費者和研究者的廣泛關(guān)注[17-20]。龐榮等[20]指出氯吡脲處理對秦美、徐香、亞特和紅陽的貨架期、理化指標、香氣物質(zhì)有明顯不利影響，對海沃德的不利影響較??；朱杰麗等[14]和董金磊等[19]均發(fā)現(xiàn)10 mg·L-1氯吡脲處理可較好地提高獼猴桃果實單果重和產(chǎn)量以及總糖、可溶性固形物等營養(yǎng)物質(zhì)含量；柴振林等[21]指出氯吡脲在獼猴桃果實中降解快、安全性較好，5～100 mg·L-1氯吡脲處理66 d后各濃度樣品均未檢出氯吡脲。鑒于此，本研究探討了未浸果和浸果處理(氯吡脲10 mg·L-1)對貴長獼猴桃果實產(chǎn)量品質(zhì)、氨基酸和香氣成分的影響，以期為貴長獼猴桃的優(yōu)質(zhì)栽培和深加工提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2017年在貴州修文縣龍場鎮(zhèn)干壩村長興種植農(nóng)民專業(yè)合作社(26°79′80.0″N，106°56′58.2″E)獼猴桃園進行，平均海拔1 267 m，亞熱帶季風性濕潤氣候，年平均氣溫16.7℃，年降雨量1 293 mm，雨熱同期。主栽品種為貴長獼猴桃，“T”型架栽培，樹齡4年，株行距3 m×3 m，每667 m2種植74株，其中雌株67株。供試果園土壤類型為黃壤，試驗前在果園內(nèi)隨機、多點混合采集深0～60 cm的土樣作為土壤背景值，其有機質(zhì)含量25.94 g·kg-1、全氮含量1.38 g·kg-1、全磷含量1.65 g·kg-1、全鉀含量34.41 g·kg-1、速效氮含量96.15 mg·kg-1、速效磷含量42.41 mg·kg-1、速效鉀含量316.44 mg·kg-1、有效鋅含量1.93 mg·kg-1、有效鐵含量50.06 mg·kg-1、有效銅含量0.55 mg·kg-1、有效錳含量20.11 mg·kg-1、pH值5.60。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)未浸果和浸果2個處理，浸果采用氯吡脲10 mg·L-1處理(四川國光農(nóng)化股份有限公司，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥檢定所規(guī)定氯吡脲在獼猴桃生產(chǎn)中的推薦用量為5～20 mg·L-1)。浸果過程：用一次性塑料杯(220 mL)盛充分溶解后的10 mg·L-1氯吡脲溶液約200 mL，將幼果果身全部浸于氯吡脲溶液中，確保果身全部浸沒1～2 s；浸完3～4個果時，及時補充氯吡脲溶液至200 mL，再繼續(xù)浸其他果實。未浸果和浸果處理分別設(shè)4個重復，每個重復2棵樹，授粉時間為2017年5月11日-13日，浸果時間為5月24日(謝花時間)，共8個小區(qū)，各小區(qū)及其周圍設(shè)保護行。

1.3 試驗方法

1.3.1 貴長獼猴桃果實產(chǎn)量品質(zhì)測定 于2017年10月3日采收果實，采集每個重復2棵果樹的東、南、西、北、中5個部位各3個果實，共30個果實。當天測量果實產(chǎn)量品質(zhì)參數(shù)，果實單果重采用分析天平測定；縱徑、橫徑、側(cè)徑、單果體積測定：游標卡尺測定后取平均值，利用旋轉(zhuǎn)橢球體積公式計算獼猴桃近似體積；硬度采用GY-4數(shù)顯式果實硬度計(艾德堡儀器有限公司，樂清)測定。果品品質(zhì)測定方法[22]：待獼猴桃果實達到食用狀態(tài)時測定果實品質(zhì)，干物質(zhì)含量采用烘干法測定，可溶性固形物含量用PAL-1型折光儀(北京陽光億事達貿(mào)易有限公司)測定，維生素C含量采用高效液相色譜法(high performance liquid chromatography,HPLC)測定，可滴定酸含量采用酸堿滴定法測定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍法測定。

1.3.2 貴長獼猴桃果實氨基酸測定 待獼猴桃果實達到食用狀態(tài)時測定果實水解氨基酸，采用HPLC法[23]測定。樣品處理和分析方法如下：

樣品處理:稱取0.10 g果肉樣品于20 mL水解管中，加入16 mL鹽酸(6 mol·L-1)溶液，真空脫氣30 min并充氮封管；在110℃條件下水解22～24 h后冷卻，然后用去離子水無損轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中定容。取1 mL 水解液于小瓶中在真空狀態(tài)下脫酸抽干，重復抽干3次備用。加入1 mL 0.02 mol·L-1鹽酸溶液充分溶解。取500 μL上述溶液置于塑料離心管中，加入250 μL 1 mol·L-1三乙胺乙腈溶液混勻，再加入25 μL 0.1 mol·L-1異硫氰酸苯酯乙腈溶液混勻，室溫靜置 1 h 后加2 mL正己烷，劇烈振搖后靜置10 min，取下層溶液用0.22 μm的水相膜過濾后上機分析。

色譜條件:流動相A：0.1 mol·L-1醋酸鈉溶液-乙腈(93∶7, v/v)，流動相B：乙腈-水(8∶2, v/v)；色譜柱：填充劑為十八烷基硅烷鍵合硅膠(4.6 mm×250 mm，5 μm)。流速1.0 mL·min-1，進樣量10 μL，波長254 nm，柱溫40℃。

1.3.3 貴長獼猴桃果實香氣成分測定 待獼猴桃果實達到食用狀態(tài)時，采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)法[5]測定果實香氣成分，略有修改。儀器：氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(Trace 1300 GC；MS: ISQ；賽默飛世爾，美國)；PAL System 三合一進樣器(瑞士CTC公司)；100 μm PDMS萃取纖維頭(美國SUPELCO公司)。

樣品處理：取5 mL果肉樣品置于20 mL頂空瓶中(固體樣品不超過頂空瓶的1/4)，壓緊瓶蓋，于55℃下頂空40 min后，用固相微萃取針萃取20 min(萃取針使用前在250℃老化10 min，冷卻到室溫后依次用甲醇、乙醇、乙醚、正己烷、去離子水、甲醇清洗)。手動進樣，萃取針在進樣口停留5 min。

氣相條件：色譜柱：TG-5MS毛細管柱子(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；載氣：He，流速：1 mL·min-1，不分流進樣；進樣溫度：240℃，柱箱溫度：50℃；升溫程序：起始溫度為50℃，保持2 min，以4℃·min-1升至240℃，保持5 min。

質(zhì)譜條件：離子源：EI電離源，能量70 eV，倍增電壓1 400 Ⅴ；離子源溫度：250℃，接口溫度：250℃；掃描范圍：40～450 m/z，間隔0.3 s。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)利用Excel 2003和 DPS v7.05 統(tǒng)計軟件進行Duncan′s新復極差分析，2個處理組數(shù)據(jù)的顯著性分析采用T檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 貴長獼猴桃果實的產(chǎn)量品質(zhì)

由表1可知，未浸果果實縱徑、橫徑、側(cè)徑和單果體積均顯著(P<0.05)低于浸果果實；浸果處理極顯著提高了單果重(17.91%，P<0.01)。浸果處理顯著降低了采收時果實的果形指數(shù)和硬度(P<0.05)，對果實的外觀和耐貯性有一定影響。與未浸果處理相比，浸果處理極顯著提高了可溶性固形物含量(7.71%，P<0.01)，顯著增加了干物質(zhì)含量(4.15%，P<0.05)，降低了5.30%維生素C(P<0.05)、6.18%可滴定酸(P<0.05)和19.67%可溶性蛋白含量(P<0.05)。綜上，氯吡脲浸果可促進貴長獼猴桃果實產(chǎn)量形成和糖分增加。

表1 貴長獼猴桃果實產(chǎn)量品質(zhì)Table 1 The yield and quality of Guichang kiwifruit

注：同一指標后的小寫字母表示未浸果和浸果間差異顯著(P<0.05)，大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)。下同。
Note：Different lowercae and capital letters in each line indicate significant difference at 0.05 and 0.01 levels between the non dipped fruit and dipped fruit, respectively. The same as following.

2.2 貴長獼猴桃果實的氨基酸含量

由表2可知，貴長獼猴桃富含人體必需氨基酸，未浸果果實的氨基酸總含量顯著高于浸果果實(P<0.05)。其中，未浸果果實的谷氨酸、胱氨酸、絲氨酸、精氨酸和組氨酸含量極顯著(P<0.01)高于浸果果實，蘇氨酸、丙氨酸和苯丙氨酸含量顯著高于浸果果實(P<0.05)，甘氨酸、酪氨酸和異亮氨酸含量也高于浸果果實但未達到顯著水平，脯氨酸和亮氨酸含量極顯著低于浸果果實(P<0.01)，天冬氨酸、蛋氨酸和纈氨酸含量顯著低于浸果果實(P<0.05)。未浸果和浸果果實的必需氨基酸(蘇氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸)總量分別占總氨基酸含量33.89%和38.04%，非必需氨基酸(天門冬氨酸、谷氨酸、胱氨酸、絲氨酸、甘氨酸、組氨酸、精氨酸、丙氨酸、酪氨酸)總量分別占總氨基酸含量66.11%和61.96%。此外，未浸果和浸果果實甜味氨基酸(絲氨酸、甘氨酸、組氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、脯氨酸)總含量分別為4.28和4.78 g·kg-1，鮮味氨基酸(天門冬氨酸、谷氨酸、賴氨酸)總含量分別為3.48和3.26 g·kg-1，苦味氨基酸(精氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸)總含量分別為3.69和3.57 g·kg-1，芳香族氨基酸(胱氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸)總含量分別為2.24和2.00 g·kg-1。綜上，氯吡脲浸果可提高果實脯氨酸和甜味氨基酸含量，降低果實總氨基酸、鮮味氨基酸、苦味氨基酸和芳香族氨基酸含量。

2.3 貴長獼猴桃果實的香氣成分相對含量

經(jīng)GC-MS聯(lián)機檢索及資料分析，未浸果和浸果條件下貴長獼猴桃果實香氣成分的分析結(jié)果見表3。未浸果和浸果果實香氣成分分別檢出49和49種，共有成分28種，未浸果和浸果果實特有成分均有21種，兩者香氣成分及其相對含量差異較大。未浸果果實香氣成分主要有丁酸乙酯、丁酸甲酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、己酸乙酯、十甲基環(huán)五硅氧烷和十二甲基環(huán)六硅氧烷等，浸果果實香氣成分主要有丁酸乙酯、苯甲酸甲酯、丁酸甲酯、(E)-2-己烯醛、十甲基環(huán)五硅氧烷、苯甲酸乙酯、八甲基環(huán)四硅氧烷、壬醛、十二甲基環(huán)六硅氧烷、己酸甲酯和順式-去氫白菖烯等。己酸乙酯是未浸果果實相對含量較高的特有成分，(E)-2-己烯醛、壬醛和桉葉油醇是浸果果實相對含量較高的特有成分。丁酸乙酯、丁酸甲酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、十甲基環(huán)五硅氧烷和十二甲基環(huán)六硅氧烷是未浸果和浸果果實相對含量較高的共有成分。

表2 貴長獼猴桃果實氨基酸含量Table 2 The content amino acids of Guichang kiwifruit /(g·kg-1)

表3 貴長獼猴桃果實香氣成分相對含量Table 3 The relative contents of aromatic compounds of Guichang kiwifruit

表3(續(xù))

表3(續(xù))

注：“-”表示未檢出。
Note：‘-’ indicates undetected.

2.4 貴長獼猴桃果實香氣成分種類含量

由圖1可知，未浸果和浸果果實香氣成分中的酯類、醛類、醇類、酸類、酮類、烯烴、烷烴、苯類、萘類、酚類和其他類分別占89.35%和59.94%、0.44%和12.14%、0.37%和2.81%、0.16%和0.15%、0.77%和1.49%、0.42%和4.58%、7.81%和15.52%、0.30%和0.34%、0.33%和1.32%、0.05%和1.13%、0.00%和0.58%。未浸果和浸果果實香氣成分間差別較大的種類是酯類、醇類、醛類、烯烴和烷烴，其中未浸果果實香氣成分酯類明顯高于浸果果實，醇類、醛類、烯烴和烷烴明顯低于浸果果實。未浸果香氣主要為酯類和烷烴類，浸果果實香氣主要種類為酯類、醛類、烯烴、烷烴和醇類。

圖1 貴長獼猴桃果實香氣成分種類含量Fig.1 The type content of romatic compound of Guichang kiwifruit

3 討論

朱杰麗等[14]和董金磊等[19]報道適量氯吡脲處理可顯著促進徐香、海沃德和華優(yōu)獼猴桃果實生長，提高單果體積和單果重；本研究結(jié)果也表明，氯吡脲浸果顯著提高了貴長獼猴桃果實產(chǎn)量。朱杰麗等[14]研究發(fā)現(xiàn)10 mg·L-1氯吡脲處理可顯著提高徐香獼猴桃總糖含量、降低維生素C含量；董金磊等[19]和龐榮等[20]研究均表明，氯吡脲處理提高了果實可溶性固形物含量，其中海沃德最佳處理濃度為10 mg·L-1、徐香和華優(yōu)為5 mg·L-1；方金豹等[24]認為氯吡脲能增強果實對光合產(chǎn)物的競爭能力，改善果實品質(zhì)。本研究表明，10 mg·L-1氯吡脲處理顯著提高了食用期貴長獼猴桃果實可溶性固形物和干物質(zhì)含量，降低了維生素C、可滴定酸和可溶性蛋白含量，這與朱杰麗等[14]和董金磊等[19]報道相吻合。

食物氨基酸組成越接近人體蛋白質(zhì)組成，其營養(yǎng)價值越高。根據(jù)世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國糧農(nóng)組織提出的蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的氨基酸模式，認為高品質(zhì)食物蛋白其必需氨基酸占總氨基酸含量在40%以上，必需氨基酸與非必需氨基酸的比值在0.6以上[25]。本研究結(jié)果表明，未浸果和浸果果實必需氨基酸分別占各自總氨基酸含量的33.89%和38.04%，必需氨基酸與非必需氨基酸比值分別為0.51和0.61。未浸果和浸果果實均較接近理想氨基酸模式，表明貴長獼猴桃必需氨基酸營養(yǎng)較為均衡。10 mg·L-1氯吡脲浸果處理提高了貴長獼猴桃的營養(yǎng)價值，這可能與氯吡脲浸果處理增加了甜味氨基酸含量，降低了鮮味氨基酸、苦味氨基酸和芳香族氨基酸含量相關(guān)。且高含量的鮮味氨基酸和芳香族氨基酸可解釋貴長獼猴桃具有較好的口感和風味，這也與本研究香氣成分結(jié)果相一致。本研究還發(fā)現(xiàn)，氯吡脲浸果顯著降低貴長獼猴桃果實氨基酸含量的同時，也降低了果實可溶性蛋白含量，而可溶性蛋白與植物抗病性密切相關(guān)[26-27]。前人調(diào)查貯藏期果實腐爛情況發(fā)現(xiàn)，浸果處理極顯著增加了果實的腐爛率(P<0.01)[28]，這可能與其降低果實氨基酸和可溶性蛋白含量而導致果實抗病性降低相關(guān)。有趣的是，氯吡脲浸果果實脯氨酸含量遠高于未浸果果實，植物細胞在遭受逆境脅迫時均會大量積累脯氨酸，起保護植物免受滲透脅迫傷害的作用[29-30]，這也間接說明浸果處理增加了貯藏期獼猴桃果實細胞滲透性，進而導致果實易于腐敗，抗病能力降低，降低了果實貯藏性。

大量研究表明，獼猴桃果實中的香氣種類主要為酯類、醇類、醛類、酮類以及雜環(huán)類化合物，已報道的香氣成分達80多種，其中主要成分有丁酸甲酯、丁酸乙酯、(E)/(Z)-己烯醛、己醛、(E)/(Z)-3-己烯醇以及苯甲酸甲酯；丁酸乙酯、(E)-2-己烯醛和己醛可能是決定獼猴桃香味的3種最主要的揮發(fā)性成分，其中以(E)-2-己烯醛含量最高[31-32]。郭麗芳等[10]檢出金艷獼猴桃果實香氣成分共38種，其中以(E)-2-己烯醛和己醛含量較高；而美味獼猴桃海沃德主要香氣是苯甲醛、(E)-2-己烯醛、己醛和3-辛醇[8]；楊丹等[5]檢出紅陽獼猴桃果實香氣成分共92種，(E)-2-己烯醛、丁酸乙酯和苯甲酸甲酯含量較高。本研究表明，貴長獼猴桃香氣主要成分為丁酸乙酯、苯甲酸甲酯和丁酸甲酯，其高含量的丁酸乙酯、苯甲酸甲酯和丁酸甲酯成分使其區(qū)別于金艷、 海沃德和紅陽等獼猴桃，具有其獨特的濃郁香蕉菠蘿清香味。氯吡脲浸果處理對貴長獼猴桃果實香氣影響較大，增加了醛類、醇類、烯烴和烷烴在果實香氣成分中的占比；而醛類和醇類的高占比，可能也是導致浸果果實不耐貯藏的原因之一。

4 結(jié)論

氯吡脲浸果可顯著促進貴長獼猴桃果實產(chǎn)量形成，干物質(zhì)、可溶性固形物含量增加(P<0.05)，降低果實果形指數(shù)和果實硬度及維生素C、可滴定酸和可溶性蛋白含量，影響果實的外觀和耐貯性。此外，10 mg·L-1氯吡脲浸果可極顯著增加果實脯氨酸和甜味氨基酸含量(P<0.01)，顯著降低果實的總氨基酸、鮮味氨基酸、苦味氨基酸和芳香族氨基酸含量(P<0.05)。貴長獼猴桃果實香氣成分主要為酯類、醇類、醛類、烯烴和烷烴，其中，未浸果果實香氣成分主要為丁酸乙酯、丁酸甲酯、苯甲酸甲酯和苯甲酸乙酯等，氯吡脲浸果果實主要為丁酸乙酯、苯甲酸甲酯、丁酸甲酯和(E)-2-己烯醛等。氯吡脲浸果增加了醛類、醇類、烯烴和烷烴在果實香氣成分中的占比，增加了香氣的多樣性。本研究分析了國家推薦氯吡脲濃度對貴長獼猴桃果實產(chǎn)量品質(zhì)、氨基酸和香氣成分的影響，而對不同濃度的氯吡脲處理以及使用氯吡脲后獼猴桃果實的安全性仍需進一步研究。