2個(gè)杏新品系及其親本果實(shí)香氣成分研究

武曉紅，景晨娟，陳雪峰，趙習(xí)平，季文章，李立穎，袁立勇，王 端*

(1.河北省農(nóng)林科學(xué)院石家莊果樹研究所，河北 石家莊 050061；2.玉田縣林業(yè)局，河北 玉田 064100；3.巨鹿縣農(nóng)林局，河北 巨鹿 055250)

【研究意義】杏營養(yǎng)豐富，風(fēng)味佳，成熟早，是消費(fèi)者喜愛的時(shí)令水果之一。香氣物質(zhì)的構(gòu)成和含量是決定杏果實(shí)鮮食品質(zhì)的重要指標(biāo)。隨著消費(fèi)者對(duì)水果品質(zhì)要求的進(jìn)一步提高，杏果實(shí)香氣物質(zhì)的研究也越來越受到學(xué)者們的重視?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】核果類水果中，桃香氣物質(zhì)的研究較多且較為深入，在不同品種[1]、設(shè)施栽培[2]、果實(shí)不同發(fā)育時(shí)期[3]，果實(shí)套袋[4]以及采后各種貯藏條件[5-6]等方面，對(duì)果實(shí)香氣物質(zhì)的研究均有涉及。在杏方面，Tang 等首次對(duì)歐洲品種群的香氣物質(zhì)進(jìn)行了研究[7]，Guichard 等鑒定出了82 種化合物[8]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】國內(nèi)關(guān)于杏果實(shí)香氣物質(zhì)的研究較少，為數(shù)不多的報(bào)道也多是對(duì)不同品種[9-13]和不同成熟期果實(shí)[14-19]香氣物質(zhì)的研究，少有關(guān)于杏親本與后代香氣物質(zhì)遺傳傾向方面的研究報(bào)道[20]?！緮M解決的關(guān)鍵問題】‘Z10-1-78’和‘Z10-1-60’是2010年以‘串枝紅’杏為母本，‘豐園紅’杏為父本雜交選育出的2個(gè)早熟杏新品系，‘Z10-1-78’具有色澤艷麗、果肉細(xì)、汁液多、風(fēng)味濃厚、離核、甜仁和豐產(chǎn)的特點(diǎn)，‘Z10-1-60’具有色澤紅艷、纖維細(xì)少、汁液中、離核、苦仁和豐產(chǎn)的特點(diǎn)。本研究以‘Z10-1-78’和‘Z10-1-60’及其母本‘串枝紅’和父本‘豐園紅’4個(gè)杏品種(系)的商熟期和完熟期果實(shí)為試材，通過采用固相微萃取技術(shù)結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)它們的香氣組分與相對(duì)含量進(jìn)行測(cè)定，旨在探討杏親本和后代之間香氣成分的差異和杏香氣物質(zhì)的遺傳趨勢(shì)，為杏新品系果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)和進(jìn)一步示范應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2016年進(jìn)行，樣品果取自于石家莊果樹研究所杏試驗(yàn)園，土壤為砂壤土，地力均勻。供試杏品種(系)分別為子代‘Z10-1-78’、‘Z10-1-60’及母本‘串枝紅’、父本‘豐園紅’。每個(gè)品種(系)均選擇3株生長良好的盛果期杏樹，分別于果實(shí)商品種成熟期(商熟期：C)和完全成熟期(完熟期：F)，從樹冠外圍東、西、南、北各方向隨機(jī)采集樣品果約0.5 kg，立即將其與足量冰袋一起放入泡沫箱包裝后，快運(yùn)至中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院原子能利用研究所(北京市)進(jìn)行香氣物質(zhì)(揮發(fā)性物質(zhì))測(cè)定。

1.2 測(cè)定方法

將果實(shí)沿縫合線切開，去掉果核，將樣品果肉打漿，再取1 g樣品置于20 mL頂空瓶內(nèi)，采用固相微萃取方法提取香氣物質(zhì)，再通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(島津GC-MS QP2010 plus)對(duì)這些物質(zhì)進(jìn)行分離并分析。然后使用NIST11數(shù)據(jù)庫對(duì)未知香氣物質(zhì)譜圖進(jìn)行比對(duì)，選出相似度大于85 %的物質(zhì)，并采用面積歸一化法進(jìn)行定量。

以供試品種(系)果實(shí)中香氣物質(zhì)的相對(duì)含量為基礎(chǔ)，利用風(fēng)味閾值法計(jì)算各品種的香氣值(香氣值=濃度/香氣閾值)。將香氣值大于1 的香氣物質(zhì)確定為特征香氣成分。

固相微萃取條件：采用65 μm PDMS/DVB萃取頭，將樣品置于50 ℃條件下平衡40 min后，將萃取頭插入頂空瓶中萃取30 min，最后將萃取頭拔出并置于250 ℃的進(jìn)樣口中解吸2 min。

氣相色譜條件：色譜柱型號(hào)DB-WAX(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，柱溫箱初始溫度40 ℃，進(jìn)樣口溫度250 ℃，不分流進(jìn)樣，載氣流速1 mL/min，柱溫箱升溫程序?yàn)?0 ℃保持3 min，5 ℃/min升至120 ℃，10 ℃/min升至200 ℃，保持5 min。

質(zhì)譜條件：離子源溫度200 ℃，傳輸線溫度250 ℃，采用全掃描(Scan)模式采集信號(hào)，掃描范圍35～500 m/z。

2 結(jié)果與分析

2.1 2個(gè)杏新品系與親本果實(shí)香氣物質(zhì)的種類比較

從表1可知，根據(jù)‘Z10-1-78’、‘Z10-1-60’、‘串枝紅’和‘豐園紅’果實(shí)香氣成分的總離子色譜圖分析，從4個(gè)品種(系)的商熟期果實(shí)中，共檢測(cè)出11大類36種香氣物質(zhì)，其中有醇類香氣物質(zhì)13種，酮類7種，酯類4種，酸類3種，醛類3種，烯類2種，烷類，苯類、酚類、萘類各1種。從完熟果實(shí)中共檢測(cè)出11大類72種香氣物質(zhì)和7種未知成份，其中有醇類香氣物質(zhì)20種，酯類18種，酮類14種，其他依次為酸類5種、烷類4種、烯類4種、醛類4種、苯類1種、酚類1種、萘類1種。4個(gè)品種(系)中，完熟果實(shí)中的香氣物質(zhì)種類均多于商熟期果實(shí)中的香氣物質(zhì)種類，‘豐園紅’完熟果比商熟果香氣種類多13種，而‘串枝紅’完熟果比商熟果香氣種類僅多1種，子代中‘Z10-1-78’完熟果比商熟果香氣種類多22種，‘Z10-1-60’完熟果比商熟果香氣種類多17種，可見子代中2個(gè)新品系均與父本‘豐園紅’類似，在果實(shí)達(dá)到完熟期時(shí)，果實(shí)香氣物質(zhì)充分釋放。在4個(gè)品種(系)完熟果實(shí)各自的香氣物質(zhì)種類中，‘豐園紅’和‘Z10-1-78’主要香氣物質(zhì)是醇類，而‘串枝紅’和‘Z10-1-60’主要香氣物質(zhì)是酮類。從品種(系)來看，商熟果中，‘豐園紅’香氣物質(zhì)種類最多，為22種；完熟果中，子代‘Z10-1-78’的香氣物質(zhì)種數(shù)最多，達(dá)37種；‘串枝紅’的商熟果和完熟果中的香氣物質(zhì)種類均最少，分別為10種和11種。

表1 2個(gè)杏新品系及親本不同成熟期果實(shí)香氣物質(zhì)的種類

2.2 不同杏品種(系)果實(shí)發(fā)育期香氣物質(zhì)含量的變化

從表2可以看出，父本‘豐園紅’和子代‘Z10-1-78’、‘Z10-1-60’商熟期和完熟期果實(shí)中醇類香氣物質(zhì)成分含量最高，而母本‘串枝紅’商熟期果實(shí)中酯類香氣物質(zhì)成分含量最高，完熟期果實(shí)中則以醇類香氣物質(zhì)含量最高。

表2 2個(gè)杏新品系及親本不同成熟期果實(shí)香氣物質(zhì)的相對(duì)含量

醇類香氣物質(zhì)含量以‘Z10-1-60’商熟期果實(shí)中最高，達(dá)80.09 %，而‘串枝紅’商熟期果實(shí)中最少，僅為5.99 %。隨著果實(shí)由商熟期向完熟期的轉(zhuǎn)變，除‘串枝紅’的該指標(biāo)值升高外，‘Z10-1-78’及其父本‘豐園紅’和姊妹系‘Z10-1-60’均有所下降，降幅分別為22.52 %、44.21 %、33.69 %。

只有‘Z10-1-78’及父本‘豐園紅’果實(shí)中含有烯類物質(zhì)，而且隨著果實(shí)從商熟期向完熟期轉(zhuǎn)變，烯類物質(zhì)的含量均明顯上升?！甖10-1-78’和‘豐園紅’分別增加了7.17和15.98倍。

‘Z10-1-78’果實(shí)中酮類香氣物質(zhì)變化與其雙親及姊妹系‘Z10-1-60’相反，隨著果實(shí)由商熟期到完熟期的轉(zhuǎn)變，‘Z10-1-78’果實(shí)中酮類香氣物質(zhì)含量降低了30.13 %。

子代‘Z10-1-78’、‘Z10-1-60’及其父本‘豐園紅’果實(shí)中的酯類香氣物質(zhì)到完熟期才出現(xiàn)，相對(duì)含量分別為6.84 %、13.66 %和21.49 %?！t’商熟果實(shí)中酯類香氣物質(zhì)含量達(dá)81.86 %，完熟果實(shí)中該指標(biāo)值下降了48.82 %。

完熟期子代‘Z10-1-78’、‘Z10-1-60’及其母本‘串枝紅’的果實(shí)中的酸類物質(zhì)，較商熟期均有所增加。

隨著果實(shí)成熟，‘Z10-1-60’醛類物質(zhì)的含量增加外，‘Z10-1-78’及其親本的醛類物質(zhì)含量均降低，其中，‘Z10-1-78’的降幅介于雙親之間，且更接近于父本‘豐園紅’。

烷類物質(zhì)在‘豐園紅’的商熟果實(shí)和完熟果實(shí)中均存在，且隨著果實(shí)成熟度的提高而升高，而‘串枝紅’的商熟果實(shí)和完熟果實(shí)中均未檢測(cè)到烷類物質(zhì)，子代 ‘Z10-1-78’和‘Z10-1-60’中的烷類物質(zhì)均在完熟期才出現(xiàn)。

杏果實(shí)中的酚類物質(zhì)含量較少，父本‘豐園紅’的商熟果實(shí)和完熟果實(shí)中均未檢測(cè)出酚類物質(zhì)，子代‘Z10-1-78’的酚類物質(zhì)隨著果實(shí)從商熟期向完熟期轉(zhuǎn)變而消失，子代‘Z10-1-60’與母本‘串枝紅’一樣，酚類物質(zhì)均在完熟期出現(xiàn)。

苯類、萘類和唑類物質(zhì)在子代‘Z10-1-78’及親本中均未檢測(cè)到，子代‘Z10-1-60’果實(shí)中的這3個(gè)指標(biāo)值，由商熟期到完熟期均有所降低。

此外，父本‘豐園紅’及子代‘Z10-1-78’和‘Z10-1-60’的完熟果實(shí)中均有部分物質(zhì)未測(cè)出其種類。

2.3 子代遺傳親本的果實(shí)香氣物質(zhì)種類及含量比較

親本與子代之間果實(shí)香氣物質(zhì)的種類和含量差異很大(表3)。子代‘Z10-1-78’與雙親的完熟果實(shí)中相同的香氣物質(zhì)只有2種，分別為3-羥基-2-丁酮和6-甲基-5-(1-甲基亞乙基)6，8-壬二烯-2-酮。這兩種香氣物質(zhì)在‘Z10-1-78’中的相對(duì)含量分別為4.88 %和0.35 %，合計(jì)5.23 %。只與母本‘串枝紅’香氣物質(zhì)相同的有3種，為2,6,6-三甲基-1-環(huán)己烯-1-羧醛(1.11 %)、香葉基丙酮(1.28 %)和乙酸葉醇酯(0.2 %)，相對(duì)含量較低，合計(jì)只占果實(shí)總香氣物質(zhì)的2.59 %。只與父本‘豐園紅’香氣物質(zhì)相同的共有9種，分別為芳樟醇(43.48 %)、α-松油醇(7.63 %)、香葉醇(5.79 %)、橙花醇(2.41 %)、(2R,3R)-(-)-2,3-丁二醇(0.67 %)、苯乙醇(0.26 %)、二氫-β-紫羅蘭酮(1.71 %)、苯乙烯(11.27 %)和乙酸丁酯(2.38 %)，共占果實(shí)香氣物質(zhì)的75.6 %。

表3 完熟果實(shí)中子代遺傳親本的香氣物質(zhì)成分及相對(duì)含量

‘Z10-1-60’完熟果實(shí)中的香氣物質(zhì)與雙親相同的只有1種，為乙醇，占13.13 %。只與‘串枝紅’相同的有5種，分別是2,3,5,6-四甲基苯酚(0.38 %)、2,6,6-三甲基-1-環(huán)己烯-1-羧醛(5.41 %)、香葉基丙酮(3.47 %)、乙酸葉醇酯(0.25 %)和乙酸己酯(7.43 %)，占總香氣物質(zhì)的16.94 %。只與父本‘豐園紅’相同的有8種，分別是芳樟醇(31.5 %)、α-松油醇(4.25 %)、香葉醇(2.82 %)、橙花醇(1.11 %)、苯乙醇(0.3 %)、二氫-β-紫羅蘭酮(3.4 %)、乙酸丁酯(0.6 %)、乙酸異戊酯(3.46 %)，占果實(shí)總香氣成分的47.44 %。

子代‘Z10-1-78’和‘Z10-1-60’均與父本‘豐園紅’一樣，測(cè)到了部分未知物質(zhì)，其比例分別占總香氣物質(zhì)的2.53 %和3.01 %。

2.4 子代與親本完熟果實(shí)含有的特征香氣物質(zhì)種類

從表4可以看出，不同品種(系)中特征香氣成分不盡相同，從香氣值來看，芳樟醇、乙酸乙酯、香葉醇等為主要的特征香氣成分。在‘豐園紅’、‘Z10-1-78’和‘Z10-1-60’完熟果實(shí)中鑒定出的特征香氣成分中，芳樟醇的香氣值最高，在13 293.33～28 986.67，‘串枝紅’完熟果實(shí)中未檢測(cè)出此成分。芳樟醇有著濃青帶甜的木青氣息，既有紫丁香、鈴蘭與玫瑰的花香，又有木香、果香氣息。乙酸乙酯為‘串枝紅’和‘豐園紅’完熟果實(shí)中重要的特征香氣成分，尤其是‘串枝紅’中的香氣值達(dá)到了最高，為6230.00，而子代中均未檢測(cè)到該物質(zhì)。乙酸乙酯有強(qiáng)烈的醚似的氣味，清靈、微帶果香的酒香。在父本及子代中香葉醇的香氣值也相對(duì)較高，在244～772，香葉醇具有溫和、甜的玫瑰花氣息。

表4 2個(gè)杏新品系及親本完熟果實(shí)中的特征香氣物質(zhì)種類

‘豐園紅’完熟果實(shí)中的特征香氣物質(zhì)共14種，醇類占了8種，醛類占了1種，酮類占了3種，酯類占了4種。香氣值較高的依次為芳樟醇(13 293.33)、乙酸乙酯(2340.00)、香葉醇(244.00)、乙酸異戊酯(86.67)等，1-正辛醇、異戊醇、2-壬醇、壬醛、2-十一酮、2-壬酮和乙酸苯乙酯為‘豐園紅’完熟果實(shí)中特有的特征香氣物質(zhì)。

‘串枝紅’完熟果實(shí)中含有的特征香氣物質(zhì)種類最少，只有4種，其中3種酯類，1種酮類，分別為乙酸乙酯(6230)、乙酸葉醇酯(36.36)、乙酸己酯(36.25)和香葉基丙酮(49.00)。

‘Z10-1-78’完熟果實(shí)中的特征香氣物質(zhì)共13種，醇類占了7種，醛類占了1種，酮類占了1種，烯類占了1種，酯類占了3種，其中與父本‘豐園紅’相同的特征香氣物質(zhì)占了6種，與母本‘串枝紅’相同的特征香氣物質(zhì)占了2種。香氣值較高的為芳樟醇(28 986.67)、反式-2-壬烯醛(923.08)、香葉醇(772.00)等。3-苯丙醇、2-甲基-1-丁醇、反式-2-壬烯醛、D-檸檬烯、乙酸香葉酯為‘Z10-1-78’特有的特征香氣物質(zhì)?！甖10-1-78’為供試品種(系)中唯一含有烯類特征香氣物質(zhì)的品種(系)，D-檸檬烯有新鮮橙子香氣及檸檬樣香氣，具有消炎、抑菌、抗腫瘤等多種功效[21]。

‘Z10-1-60’完熟果實(shí)中特征香氣物質(zhì)共13種，醇類占了5種，醛類占了1種，酮類占了2種，酯類占了5種，其中與父本‘豐園紅’相同的特征香氣物質(zhì)占了6種，與母本‘串枝紅’相同的特征香氣物質(zhì)占了3種。香氣值較高的為芳樟醇(21 000)、十二醛(1308.41)、香葉醇(376.00)、乙酸己酯(185.75)和乙酸異戊酯(115.33)等。其中十二醛和乙酸丙酯為‘Z10-1-60’完熟果實(shí)中特有的特征香氣物質(zhì)，尤其是十二醛的香氣值較高，其具有強(qiáng)烈脂肪香氣，并有類似松葉油和橙油的強(qiáng)烈香氣。

3 討 論

目前已經(jīng)從杏果實(shí)中鑒定到200 種以上的香氣物質(zhì)，包括酯類、內(nèi)酯類、醇類、酸類、萜烯類、乙酸鹽、酮類和少量的醛類[16]。華北品種群中，在‘新世紀(jì)’中檢測(cè)出74種成分，‘紅豐’中檢測(cè)出72種成分[11]，而在‘魯杏1號(hào)’和‘魯杏2號(hào)’中分別檢測(cè)出10種成分[12]，歐洲品種群中，王家喜檢測(cè)出‘金太陽’含有47種香氣成分[14]，而‘凱特’完熟果中含有17種香氣成分[15]。本研究發(fā)現(xiàn),子代‘Z10-1-78’、‘Z10-1-60’和父本‘豐園紅’完熟果實(shí)中分別檢測(cè)出37、30、35種成分，而母本‘串枝紅’的完熟果實(shí)中只檢測(cè)出10種成分?？梢?，不同品種群以及同一品種群中不同品種之間果實(shí)香氣種類差異很大。

香氣的釋放受果實(shí)成熟度的影響[23]。‘新世紀(jì)’杏商熟期檢測(cè)出香味成分45種，完熟期檢測(cè)出44種[16]，‘金太陽’商熟期檢測(cè)出33種成分，而完熟期檢測(cè)出18種成分[14]，完熟期比商熟期香氣物質(zhì)種類有所減少。然而，在蘋果、梨和香蕉等呼吸躍變型果實(shí)上的研究表明，絕大多數(shù)香氣物質(zhì)是在呼吸躍變開始之后大量產(chǎn)生的。早采蘋果(呼吸高峰前4 周)的香氣很少，總量不足呼吸高峰期采收果實(shí)的1/10[24]。杏也屬于典型的呼吸躍變型果實(shí)，在本研究中，子代及親本的完熟果實(shí)比商熟果實(shí)香氣物質(zhì)種類有所增加，這可能與采樣標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。

芳香物質(zhì)成分對(duì)果實(shí)香氣的貢獻(xiàn)不同，僅憑香氣種類多少及含量的高低不能準(zhǔn)確判斷其對(duì)樣品整體香氣貢獻(xiàn)的大小，只有具有較高香氣值的成分才是果實(shí)的特征香氣[25]。Sauvage 等認(rèn)為，決定杏香氣的主要物質(zhì)是內(nèi)酯類、萜烯醇和苯甲醛[26]。盧娟芳等在鑒定新疆杏的特征香氣成分中，β-紫羅蘭酮，γ-癸內(nèi)酯，δ-十二內(nèi)酯等具有較高的香氣值[18]。本研究供試品種中，芳樟醇、乙酸乙酯、香葉醇等具有較高的香氣值，且不同品種(系)的特征香氣物質(zhì)種類也有較大差別，父本‘豐園紅’及子代‘Z10-1-78’、‘Z10-1-60’完熟果實(shí)中花香型的芳樟醇對(duì)果實(shí)的香氣有重要貢獻(xiàn)，而母本‘串枝紅’完熟果實(shí)中‘果酒香型’的乙酸乙酯對(duì)果實(shí)的香氣有重要貢獻(xiàn)。

4 結(jié) 論

果實(shí)香味成分的遺傳是非常復(fù)雜的,不同自交或雜交組合所含有的香味成分不同,同種成分在不同組合中的分離情況也不完全相同,香味的產(chǎn)生可能由幾種主要成分決定,也可能是各種香味成分通過融合、疊加、掩蓋等相互作用而表現(xiàn)出來的[20]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，子代‘Z10-1-78’和‘Z10-1-60’果實(shí)中的香氣物質(zhì)更多的遺傳自父本‘豐園紅’?！甖10-1-78’完熟果實(shí)中的香氣物質(zhì)只與父本相一致的香氣成分占到了其總香氣成分的75.6 %，而只與母本相一致的香氣成分占果實(shí)總香氣物質(zhì)的2.59 %。‘Z10-1-60’完熟果實(shí)中只與父本‘豐園紅’相同占果實(shí)總香氣成分的47.44 %，只與‘串枝紅’相同占總香氣物質(zhì)的16.94 %。從特征香氣物質(zhì)來看，父本完熟果實(shí)中的1-正辛醇、異戊醇、2-壬醇、壬醛、2-十一酮、2-壬酮和乙酸苯乙酯等幾種特征香氣成分在子代中并未檢測(cè)出，而子代果實(shí)中最重要的玫瑰香型特征香味成分芳樟醇和香葉醇均遺傳自父本，而且濃度比父本有所提高，香味更加濃郁，這說明特征香氣成分的遺傳不僅存在加性效應(yīng)，還存在一定程度的非加性效應(yīng)，在后代中選育其高含量的品種或株系具有很大的潛力[20]。同時(shí)，子代完熟果實(shí)中還出現(xiàn)了親本果實(shí)中未檢測(cè)出且對(duì)果實(shí)香氣有重要貢獻(xiàn)的特征香氣物質(zhì)，如‘Z10-1-78’中的反式-2-壬烯醛，其稀釋至1mg/kg時(shí)呈黃瓜香味，‘Z10-1-60’中的十二醛，具有強(qiáng)烈脂肪香氣，并有類似松葉油和橙油的強(qiáng)烈香氣，這就賦予了2個(gè)子代新品系果實(shí)更加獨(dú)特的香味。

子代‘Z10-1-78’和‘Z10-1-60’與父本‘豐園紅’的完熟果實(shí)中均測(cè)出了一定量的未知香氣物質(zhì)，這些物質(zhì)是否是同一種或幾種物質(zhì)，還有待于進(jìn)一步研究。