貴州5個高叢藍(lán)莓栽培品種香氣成分的檢測與分析

彭 歌 李 冰 聶 飛 文光琴 徐芳玲 武玉祥

（1.貴州大學(xué)林學(xué)院，貴州 貴陽 550025；2.中國科學(xué)院北方資源植物重點實驗室，北京 100093；3.貴州省生物研究所，貴州 貴陽 550025）

藍(lán)莓（Vacciniumspp.）又名篤斯、越橘、藍(lán)漿果等，屬杜鵑花科（Ericaceae）越橘亞科（Vaccinioideae）越橘屬（Vaccinium）叢生灌木，廣泛分布于世界各地。藍(lán)莓因其具有獨特的風(fēng)味和保健成分等備受消費者青睞，藍(lán)莓果實含有豐富的花青苷、糖類、氨基酸[1-2]，具有保護(hù)視力、提高記憶力、防止肥胖、降血壓、降血脂、消除炎癥等作用，同時對心腦血管疾病、腫瘤等也有抑制作用[3-4]，聯(lián)合國糧農(nóng)組織將其列為人類五大健康食品之一[5]。與此同時，藍(lán)莓誘人的顏色、特殊的香氣也被人們喜愛。栽培上，藍(lán)莓根系對丘陵、山地的土壤有很強(qiáng)的固牢作用，經(jīng)濟(jì)效益顯著，因此，藍(lán)莓在貴州已成為山區(qū)群眾增收致富的重要經(jīng)濟(jì)作物。

多年來，關(guān)于藍(lán)莓的研究主要關(guān)注于果實的外部品質(zhì)和產(chǎn)量，很少關(guān)注內(nèi)在特性。新時代的消費者們除了關(guān)心水果糖酸比例與味道外，香氣作為風(fēng)味的重要指標(biāo)被高度關(guān)注[6]，Beaulieu等[7]、Du等[8]研究發(fā)現(xiàn)藍(lán)莓的香氣取決于幾十種揮發(fā)性物質(zhì)的相互作用，其成分大多數(shù)為醛類、醇類、萜類、酯類和酮類物質(zhì)。本研究用頂空固相微萃取和氣相色譜-氣質(zhì)聯(lián)用儀，對貴州麻江縣栽培的5個高叢藍(lán)莓品種果實的香氣成分進(jìn)行測定分析，以探索其香氣種類及成分構(gòu)成，為特質(zhì)品種選育與加工品種篩選提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

2018年6月在貴州省黔東南布依族苗族自治州麻江縣龍山鎮(zhèn)龍奔基地（107°72′ E，26°37′ N）采摘南高叢藍(lán)莓‘奧尼爾’‘密斯蒂’‘都克’‘夏普藍(lán)’‘藍(lán)雨’5個藍(lán)莓品種為實驗材料。采摘時選擇遠(yuǎn)離道路的藍(lán)莓樹，每個品種選擇3年生以上健康、樹形及生長狀態(tài)相近的結(jié)實樹3株，每株分別從上部的東西南北中5個方向摘取成熟度相同的藍(lán)莓果實，帶回實驗室，放置于-80 ℃的冰箱冷凍。

乙醇、氯化鈉（分析純）、正己烷（色譜純）、仲辛醇、C7-C40飽和烷烴混合標(biāo)準(zhǔn)品。

1.2 儀器與設(shè)備

7890B/7000C 氣相-質(zhì)譜聯(lián)用儀（Agilent，美國）；透明圓底頂空進(jìn)樣瓶及金屬蓋、萃取頭50/30 μm二乙烯苯/碳篩/聚二甲基硅氧烷（DVB/CAR/PDMS）、手動進(jìn)樣手柄（色譜科公司，美國）；電子天平（精確到0.000 1 g，梅特勒-托利多儀器有限公司，瑞士）；恒溫水浴鍋（上海一恒科技有限公司，中國）。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品處理

根據(jù)Farneti等[9]的處理方法加以改動，液氮將藍(lán)莓果實速凍后快速研磨成粉末，稱取1 g于20 mL頂空瓶中；同時加 0.1 g NaCl與10 μL內(nèi)標(biāo)物質(zhì)（仲辛醇/乙醇溶液，10.574 4 mg/kg），密封上樣。每個品種3個重復(fù)。

1.3.2 香氣的萃取

采用頂空-固相微萃取法萃取，手動進(jìn)樣。樣品先在40 ℃條件下平衡20 min，然后用填裝有50/30 μm DVB/CAR/PDMS材料的萃取頭插入瓶中頂空萃取30 min，最后萃取頭轉(zhuǎn)移到氣相色譜儀的進(jìn)樣口，于250 ℃解吸附3 min。

1.3.3 GC-MS檢測條件

氣相色譜條件：色譜柱為HP-5 ms（30 m×250 μm×0.25 μm），載氣為氦氣，流速為1 mL/min，進(jìn)樣體積為1 μL，分流比為3∶1。

升溫程序為44 ℃保持2 min，1 ℃/min升溫到45 ℃并保持2 min，0.5 ℃/min升溫到48 ℃，2 ℃/min升溫到90 ℃，5 ℃/min升溫到130 ℃，15 ℃/min升溫到250 ℃。后運行溫度為210 ℃，時間為2 min。

質(zhì)譜條件：進(jìn)樣口，離子源與轉(zhuǎn)移線溫度分別為250、230、280 ℃。質(zhì)譜檢測器采用EI模式，電子能量為70 eV；質(zhì)譜檢測范圍為45～600 m/z。

1.3.4 香氣物質(zhì)數(shù)據(jù)分析

取5 μL 10 μg/mL 的C7-C40飽和烷烴混合標(biāo)準(zhǔn)品，按照1.3.2實驗方法進(jìn)樣，不分流，記錄各飽和烷烴混合標(biāo)準(zhǔn)品保留時間，按公式（1）計算香氣成分保留指數(shù)（RI）。

式中：tx、tz和tz+1分別為被分析成分和碳原子數(shù)處于z和z+1之間的正構(gòu)烷烴（tz＜tx＜tz+1）流出峰的保留時間[10]。

各色譜峰對應(yīng)質(zhì)譜圖經(jīng)人工解析，運用Agilent Qualitative Analysis B.07.00 工作站，以NIST14譜庫中標(biāo)準(zhǔn)化合物的質(zhì)譜圖為對照并結(jié)合RI進(jìn)行定性分析。利用峰面積歸一化法進(jìn)行定量，以各組分峰的峰面積占所有峰的總面積的比例為該化合物的相對含量，以仲辛醇為內(nèi)標(biāo)物計算釋放量。

2 結(jié)果與分析

2.1 香氣成分總離子流圖及含量

將5個高叢藍(lán)莓品種用熱脫附-GCMSD分析，得到總離子流對比圖。如圖1所示。

圖1 藍(lán)莓5個品種香氣成分的總離子流色譜圖Fig.1 Total ions chromatogram of aroma components of 5 varieties of blueberries

由表1可知，不同藍(lán)莓品種的香氣成分存在明顯差異。5個藍(lán)莓品種共檢測出59種香氣成分，其中醇類物質(zhì)9種、酯類物質(zhì)12種、醛類物質(zhì)3種、萜類物質(zhì)11種、苯環(huán)類物質(zhì)11種、其他類物質(zhì)13種?！畩W尼爾’、‘密斯蒂’、‘都克’、‘夏普藍(lán)’、‘藍(lán)雨’分別檢測出33、35、37、30和32種香氣成分。檢測品種中，‘奧尼爾’香氣成分總含量最高，為167 321.90 ng/g，‘藍(lán)雨’香氣成分總含量最低，為25 973.22 ng/g。

表1 藍(lán)莓5個品種香氣成分及含量Table 1 Aroma components and contents of 5 varieties of blueberries ng/g

續(xù)表1

2.2 藍(lán)莓果實香氣成分分析

2.2.1 醇類物質(zhì)分析

5種藍(lán)莓品種共檢測出9種醇類物質(zhì)，‘奧尼爾’、‘密斯蒂’、‘都克’、‘夏普藍(lán)’、‘藍(lán)雨’分別檢測出3、4、7、4、4種，相對含量分別為7.87%、31.98%、30.77%、6.86%和17.85%。結(jié)合圖2可以發(fā)現(xiàn)醇類物質(zhì)在不同品種中差異明顯，醇類物質(zhì)是‘密斯蒂’‘都克’主要的香氣成分，高叢藍(lán)莓醇類物質(zhì)主要為芳樟醇，芳樟醇具有濃青帶甜的木青氣息，似玫瑰木香氣又具有果香氣息。

圖2 藍(lán)莓5個品種香氣成分比例Fig.2 Proportion of aroma components of 5 varieties of blueberries

2.2.2 酯類物質(zhì)分析

酯類物質(zhì)是果實中存在種類最多的物質(zhì)，果實的成熟度決定著含量的高低[11-12]。5種藍(lán)莓品種共檢測出12種酯類物質(zhì)，‘奧尼爾’中酯類物質(zhì)含量最高，達(dá)59.51%，為主體香氣成分；其中異戊酸乙酯的含量最高，為67 000.21 ng/g，相對含量為41.85%，異戊酸乙酯具有類似蘋果的水果甜味香氣[13]；其次異戊酸甲酯的含量也達(dá)到16.54%，它具有藥草和水果香氣。同時異丁酸乙酯、3-甲基-2-丁烯酸乙酯、異丁酸乙酯也增加了‘奧尼爾’的果香，但酯類物質(zhì)在其他4個品種中含量較低。

2.2.3 醛類物質(zhì)分析

5種藍(lán)莓品種僅檢測出3種醛類物質(zhì)，分別為反式-2-己烯醛、己醛、3-環(huán)己烯-1-乙醛。醛類物質(zhì)是‘夏普藍(lán)’、‘密斯蒂’的主要香氣成分，以反式-2-己烯醛為主，相對含量分別為35.18%、21.30%，它的存在使藍(lán)莓具有綠葉清香和水果香氣[14-15]，同時己醛也增加了油脂香和果香。‘奧尼爾’的醛類物質(zhì)僅含有己醛，相對含量僅有0.41%。

2.2.4 萜類物質(zhì)分析

5種藍(lán)莓品種共檢測出11種萜類物質(zhì)，‘都克’的萜類物質(zhì)相對含量最高，為21.72%，其中右旋檸檬烯（具有柑橘香氣[16]）相對含量為15.38%。另外萜品油烯、γ-松油烯、3-蒈烯等具有果香和植物香氣的物質(zhì)也被檢測出來，高叢藍(lán)莓以右旋檸檬烯和萜品油烯為主體萜類物質(zhì)。

2.2.5 苯環(huán)類物質(zhì)分析

5種藍(lán)莓品種共檢測出11種苯環(huán)類物質(zhì)，其中苯環(huán)類物質(zhì)在多數(shù)藍(lán)莓中含量相對較高，‘藍(lán)雨’‘夏普藍(lán)’‘都克’‘奧尼爾’‘密斯蒂’的相對含量分別為51.45%、44.99%、34.87%、19.05%和17.81%?！{(lán)雨’中苯環(huán)類物質(zhì)相對含量最高，檢測出7種苯環(huán)類物質(zhì)。其中對二甲苯和鄰二甲苯含量較高，達(dá)到17.82%和18.21%；其次還檢測出甲苯、苯乙烯、乙苯、間乙基甲苯和1,2,4-三甲基苯，他們的存在增加了藍(lán)莓具有花香和芳香氣味。5個品種中苯乙烯、二甲苯和鄰二甲苯在苯環(huán)類物質(zhì)中含量均很高，‘奧尼爾’中甲基丁香酚（具有丁香香氣）含量較高，相對含量為6.77%。

2.2.6 其他香氣物質(zhì)分析

除以上相對含量較高的香氣成分外，還有少量的烷烴類、醚類和酮類等。共檢出13種物質(zhì)?！畩W尼爾’和‘密斯蒂’中（2R，5R）-2-甲基-5-（丙-1-烯-2-基）-2-端羧基乙烯基四氫呋喃和（2R，5S）-2-甲基-5-（丙-1-烯-2-基）-2-端羧基乙烯基四氫呋喃含量較高，分別為1.44%和2.62%?！伎恕朽弬慊N和（2R，5S）-2-甲基-5-（丙-1-烯-2-基）-2-端羧基乙烯基四氫呋喃的含量較高，‘夏普藍(lán)’和‘藍(lán)雨’中鄰傘花烴含量較高，使藍(lán)莓具有草藥香味。

2.3 藍(lán)莓5種不同品種香氣成分的分類比較

5個藍(lán)莓品種共檢測出醇類物質(zhì)、酯類物質(zhì)、醛類物質(zhì)、萜類物質(zhì)、苯環(huán)類物質(zhì)、其他類物質(zhì)六大類化合物。其中‘奧尼爾’的主要香氣成分為酯類物質(zhì)；醇類物質(zhì)和醛類物質(zhì)為‘密斯蒂’的主要香氣成分；‘都克’‘藍(lán)雨’的主要香氣成分為醇類物質(zhì)和苯環(huán)類物質(zhì)；‘夏普藍(lán)’主要香氣成分為醛類物質(zhì)和苯環(huán)類物質(zhì)，所以不同藍(lán)莓品種香氣成分差異性較大。5個藍(lán)莓品種均有芳樟醇、順式-對-薄荷-2,8-二烯-1-醇、異戊酸甲酯、己醛、鄰傘花烴、十二烷、右旋檸檬烯、γ-松油烯、萜品油烯、（R）-氧化檸檬烯、氧化石竹烯、甲苯、苯乙烯、乙苯、對二甲苯和鄰二甲苯。

3 結(jié)論與討論

本研究對5個高叢藍(lán)莓品種香氣成分進(jìn)行研究，共檢測出59種香氣成分?！畩W尼爾’‘密斯蒂’‘都克’‘夏普藍(lán)’‘藍(lán)雨’分別檢測出33、35、37、30和32種香氣成分。‘奧尼爾’‘夏普藍(lán)’主要的香氣物質(zhì)為酯類物質(zhì)和苯環(huán)類物質(zhì)，使藍(lán)莓具有水果甜香和藥草芳香；“密斯蒂”具有濃郁水果香氣和綠葉清香的醇類物質(zhì)和醛類物質(zhì)；‘都克’‘藍(lán)雨’的主要香氣物質(zhì)為苯環(huán)類物質(zhì)和醇類物質(zhì)，具有濃郁的水果甜香芬芳，不同品種香氣成分差異明顯。但芳樟醇和對二甲苯是多數(shù)藍(lán)莓共有的特征香氣，構(gòu)成南高叢藍(lán)莓獨特的風(fēng)味。本課題只研究了同一成熟程度不同藍(lán)莓品種香氣成分的差異，對同一品種不同成熟度藍(lán)莓香氣成分的差異還有待研究。