基于GC-MS探究6個沙梨品種果實(shí)的香氣成分

郅學(xué)超，邙光偉，胡展森，康亮，宮宇，劉超，王磊，巴金磊

（承德市農(nóng)林科學(xué)院，河北承德067000）

水果的香氣主要源于果實(shí)中各種微量的揮發(fā)性物質(zhì)，是水果質(zhì)量的一個重要組成部分，對果品的風(fēng)味起著重要的作用[1]。對于果品的鮮食和加工，香氣是構(gòu)成產(chǎn)品品質(zhì)的主要因素之一[2-7]，對果實(shí)品質(zhì)起著非常重要的作用。目前，水果的香氣成分已鑒別出2 000多種，如蘋果350多種[8]、草莓300多種[9]、芒果270多種[10]、葡萄460多種[11]、香蕉200多種[12]。果實(shí)的香氣主要由植物通過初生代謝和次生代謝合成，通過不同的生物合成途徑的香氣物質(zhì)大體可分為4大類：萜類化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物和含氮含硫化合物[13]。梨主要通過脂肪酸途徑合成其香氣物質(zhì)。

梨是世界范圍內(nèi)深受消費(fèi)者喜愛的水果之一，亦是我國廣泛栽培的重要水果，其種質(zhì)資源極為豐富，富含高還原糖、VC和多種對人體有益的微量元素[14]。梨子香氣成分已有一些報道，主要以香氣濃郁的秋子梨為主[15-16]，對沙梨的香氣成分研究較少。香氣物質(zhì)的研究方法主要分為香氣物質(zhì)的提取和香氣物質(zhì)的定性定量分析，香氣物質(zhì)提取方法包括以下幾種：水蒸氣蒸餾法[17]、直接進(jìn)樣法[18]、吹掃捕集法[18]、有機(jī)溶劑直接萃取法[19]、超臨界萃取法[20]、固相微萃取法[21]，對香氣成分的定量、定性分析，可以采用核磁共振（N MR）、紅外光譜（I R）、氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)（G C/M S）[1，22-26]。目前，主要采用固相微萃取法與氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對果實(shí)香氣進(jìn)行研究，此方法操作簡便，省時省力。鑒于此，筆者采用頂空固相微萃取法與氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對‘愛甘水’、‘壽新水’、‘筑水’、‘喜水’、‘二十世紀(jì)’和‘金二十世紀(jì)’6個沙梨品種中香氣物質(zhì)測試、鑒定、分析比較研究，總結(jié)規(guī)律，為梨的生產(chǎn)加工、鮮食、開發(fā)利用和品種選育提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)在揚(yáng)州大學(xué)測試中心進(jìn)行，取樣前先將固相微萃取頭在氣相色譜進(jìn)樣口老化20 m in，老化溫度250℃。選取揚(yáng)州大學(xué)梨園的沙梨品種‘愛甘水’、‘壽新水’、‘筑水’、‘喜水’、‘二十世紀(jì)’和‘金二十世紀(jì)’為試材。于果實(shí)成熟期分別隨機(jī)采收生長一致的果實(shí)，每個品種選取3個果實(shí)進(jìn)行香氣成分的萃取和測定。

1.2 方法

試驗(yàn)方法參照馮立國的方法[27]。

1.2.1 香氣成分萃取。取樣前先將固相微萃取頭在氣相色譜進(jìn)樣口老化20 m in，老化溫度250℃。選取表面完好、無病蟲害的商熟期梨果實(shí)，采用四分法，去除果核后，稱量樣品25 g放入榨汁機(jī)壓榨。取新榨梨勻漿8 m L于100 m L的樣品瓶內(nèi)，加入6.0 g N a C I（使香氣成分充分揮發(fā)），并用鋁箔紙及進(jìn)口封口膜密封，將老化好的萃取頭插入樣品瓶頂空部分，于40℃（水?。l件下吸附40 m in。

1.2.2 香氣成分分析。吸附完成后將固相微萃取頭抽回，插入氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（T r a ce D S Q，美國T h er m o公司），于250℃解析2 m in，啟動儀器采集數(shù)據(jù)。色譜條件：FF A P彈性石英毛細(xì)管色譜柱，長60 m，內(nèi)徑0.32 mm，液膜厚1.0μm；載氣為He（99.99%），不分流；程序升溫，進(jìn)樣口250℃，柱溫起始溫度50℃保持1 m in，以5℃/m in升溫至120℃，再以8℃/m in升溫至200℃，最后以12℃/m in升溫至250℃保持7 m in。質(zhì)譜條件：G C-M S接口溫度250℃，離子源溫度200℃，電離方式EI，電子能量70 e V，發(fā)射電流200μA；掃描質(zhì)量范圍29~600 a m u。

2 結(jié)果與分析

6個梨樣品果實(shí)的香氣成分經(jīng)氣質(zhì)聯(lián)用器分析得到總離子流圖。對所得沙梨品種果實(shí)香氣成分G C-M S總離子圖的各組圖譜進(jìn)行計算機(jī)譜庫檢索（相似度80%以上），并結(jié)合人工解析，‘愛甘水’、‘壽新水’、‘筑水’、‘喜水’、‘二十世紀(jì)’和‘金二十世紀(jì)’果實(shí)中分別鑒定出18種、11種、12種、18種、17種和14種香氣成分（表1）。

表1 6個砂梨品種果實(shí)的香氣成分及其相對含量

2.1 6個沙梨品種果實(shí)的香氣成分種類比較分析

從表2中可以看出，6個沙梨品種果實(shí)的主要香氣成分種類分別是是醛類、酯類和醇類，但含量高低有明顯差異。6個品種中除‘金二十世紀(jì)’外，其余5個品種‘愛甘水’、‘壽新水’、‘筑水’、‘喜水’、‘二十世紀(jì)’的醛類相對含量是最高，分別為70.46%、74.5%、87.43%、51.83%和89.56%，而‘金二十世紀(jì)’酯類相對含量最高，為78.46%，醛類相對含量只占14.93%。此外，‘愛甘水’中還檢測到一定量的醇類物質(zhì)，相對含量為15.23%，‘壽新水’、‘筑水’、‘喜水’和‘二十世紀(jì)’醇類所占百分比較小，相對含量分別為3.21%、3.27%、2.3%和7.32%，‘金二十世紀(jì)’中未檢測出醇類物質(zhì)?！畨坌滤汀菜絮ヮ愇镔|(zhì)的相對含量僅次于醛類物質(zhì)，相對含量分別為12.05%和24.12%，‘愛甘水’、‘筑水’和‘二十世紀(jì)’中的酯類物質(zhì)相對含量較小，分別為2.07%、0.1%和4.35%。酮類和雜環(huán)類在6個沙梨品種果實(shí)中相對含量很小，甚至有的品種中并未檢測出。

表2 6個砂梨品種的主要成分種類及所占百分比 %

2.2 6個沙梨品種果實(shí)的主要香氣成分和共有香氣成分比較分析

根據(jù)表1制作出6個沙梨品種果實(shí)的主要香氣成分餅狀圖（圖1~6），從中可以看出，6個沙梨品種果實(shí)的主要香氣成分存在一定的差異，共有成分只有己醛一種香氣成分?！異鄹仕?、‘壽新水’、‘筑水’、‘喜水’和‘二十世紀(jì)’的主要香氣成分中都有己醛和2-己烯醛，并且己醛都是這5個沙梨品種中相對含量最高的香氣成分。雖然，己醛也是‘金二十世紀(jì)’的主要香氣成分，但并不是相對含量最高的，‘金二十世紀(jì)’中相對含量最高的香氣成分己酸乙酯，與其他5個沙梨品種不同。

圖1 愛甘水主要香氣成分相對含量

圖2 壽新水主要香氣成分相對含量

圖3 筑水主要香氣成分相對含量

圖4 喜水主要香氣成分相對含量

圖5 二十世紀(jì)主要香氣成分相對含量

圖6 金二十世紀(jì)主要香氣成分相對含量

2.3 6個沙梨品種果實(shí)的特有香氣成分

6個沙梨品種的果實(shí)各有不同的特有香氣成分，6個沙梨品種果實(shí)的特有香氣成分及相對含量百分比如下：‘愛甘水’含有3-辛酮（0.43%）、山梨醛（1.16%）、反式-2-癸烯-1-醇（0.21%）、2-己烯-4-內(nèi)酯（0.4%）和反式-6-壬烯-1-醇（0.11%）5種特有香氣；‘壽新水’含有乙酸異戊酯（0.47%）和2-丁基-1-辛醇（0.42%）2種特有香氣；‘筑水’沒有特有香氣；‘喜水’含有2-丁烯酸乙酯（1.38%）、2-甲基-2-丁烯酸乙酯（7.57%）和苯乙酸乙酯（0.65%）3種特有香氣；‘二十世紀(jì)’含有庚醛（0.62%）、甲酸己酯（1.32%）、反式-4-壬烯醛（0.57%）、2-反式-6-順式-壬二烯醛（1.18%）、反式-2-癸烯醛（0.17%）、（E，E）-2，4-壬二烯（0.8%）和反式-牛龍牛兒基丙酮（1.02%）7種特有香氣；‘金二十世紀(jì)’含有丙酸乙酯（1.34%）、2-甲基丙酸乙酯（0.26%）和2-甲基丁酸乙酯（0.56%）3種特有香氣。6個沙梨品種中，‘二十世紀(jì)’的特有香氣種類最多，含有7種特有香氣，‘筑水’沒有特有香氣，其余4個沙梨品種果實(shí)分別含有2~5種特有香氣成分。總體來看，6個沙梨品種果實(shí)中的特有香氣成分相對含量都很少，不能成為影響感官的主要因素。

3 結(jié)論與討論

嗅覺物質(zhì)（香氣）和味覺物質(zhì)（糖、酸等）是構(gòu)成果實(shí)風(fēng)味的主要物質(zhì)，其組成和含量對果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)起重要影響[27-29]。嗅覺物質(zhì)中從感官上有清香型和甜香型之分，清香型的果實(shí)主要是醛類物質(zhì)起作用，而甜香型果實(shí)主要是酯類物質(zhì)起作用。田長平等[30]對3個韓國沙梨品種的果實(shí)香氣成分研究表明，果實(shí)商熟期醛類物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，其次為醇類和酯類物質(zhì)，其中己醛為3個品種質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為最高的香氣成分。秦改花等[31]對不同成熟階段的‘翠冠’、‘愛甘水’和‘中梨1號’3個早熟沙梨品種果實(shí)的香氣成分測定，結(jié)果表明：主要成分為己醛和2-己烯醛。馮立國[27]等研究了‘二十世紀(jì)’和‘金二十世紀(jì)’果實(shí)不同發(fā)育時期的香氣成分變化，結(jié)果表明：‘二十世紀(jì)’綠熟期、商熟期和完熟期果實(shí)的主要香氣成分均為己醛，‘金二十世紀(jì)’綠熟期果實(shí)的主要香氣成分同樣是己醛，但商熟期和完熟期果實(shí)中己酸乙酯的含量迅速增加，成為主要香氣成分。該次試驗(yàn)結(jié)果表明，6個品種沙梨果實(shí)中除‘金二十世紀(jì)’外，其余5個品種的醛類物質(zhì)相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，其中己醛是相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的香氣成分，與田長平[30]和秦改花[31]的研究結(jié)果相同，而不同的是‘金二十世紀(jì)’果實(shí)中相對含量最高的是酯類，這與馮立國的研究結(jié)果一致，因此，‘金二十世紀(jì)’果實(shí)中含量較高的酯類化合物是其感官上香氣濃郁的主要原因?！鸲兰o(jì)’梨是日本育種家西田光夫先生通過‘二十世紀(jì)’梨進(jìn)行輻射誘變成功選育出的芽變品種，與‘二十世紀(jì)’相比，其果皮在商熟期之前呈淡黃綠色，但完熟期變?yōu)槿辄S色?！兰o(jì)’的果皮顏色自始至終都是綠色，各成熟時期的主要成分都是己醛，而‘金二十世紀(jì)’的果實(shí)隨著果實(shí)不斷成熟，果皮從黃綠色變?yōu)槿辄S色，主要香氣成分從感官上屬于清香型的己醛變成甜香型的己酸乙酯[27]。該次試驗(yàn)中‘金二十世紀(jì)’的檢測結(jié)果與同屬于黃顏色果皮的南果梨果實(shí)一樣，主要香氣成分都是酯類物質(zhì)[32]，因此，果實(shí)中香氣成分的變化和果皮顏色的變化之間是否存在一定的聯(lián)系需要進(jìn)一步研究。

供試的6個沙梨品種果實(shí)的香氣成分種類及其相對含量均存在明顯差異，其香氣成分主要為醛類、酯類和醇類，主要香氣成分為己醛、2-己烯醛和己酸乙酯。6個沙梨品種果實(shí)的共有香氣成分僅有己醛1種，且各成分的含量存在明顯差異，6個沙梨品種果實(shí)的特有香氣成分因品種而異，這些特有成分對品種的香氣程度起很小作用，不能成為影響感官的主要因素。