三種不同類(lèi)型的絲瓜果實(shí)香氣物質(zhì)解析與比較

李俊星，吳海濱，羅劍寧，陳俊秋，趙鋼軍，劉小茜，鄭曉明，龔浩

（1.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所，廣東廣州 510640）（2.廣東省蔬菜新技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州 510640）

絲瓜為葫蘆科（Cucurbitaceae）絲瓜屬（LuffaMill.）蔬菜作物，嫩瓜可食用，具有較高的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值，老瓜中的絲瓜絡(luò)可作為工業(yè)原料[1]，在我國(guó)的南北各地均有廣泛的種植面積。根據(jù)前期報(bào)道絲瓜分布有普通絲瓜（L.cylindricaRoem.）和有棱絲瓜（L.acutangulaRoxb.）2個(gè)栽培種[2]，其中有棱絲瓜依據(jù)果實(shí)的果形皮色又主要分為長(zhǎng)棒綠青色的雙青類(lèi)型和短棒綠白色的大肉類(lèi)型，是我國(guó)主要的瓜類(lèi)蔬菜[3,4]。廣東、廣西、海南等以栽培有棱絲瓜為主, 其他地區(qū)以栽培普通絲瓜為主[5]。有棱絲瓜和普通絲瓜之間存在顯著的性狀差異，并且具備多種互補(bǔ)的優(yōu)良性狀[4]，前期研究者更多的關(guān)注于兩者的農(nóng)藝性狀。目前，隨著產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展和消費(fèi)者對(duì)蔬菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)要求的增長(zhǎng)，蔬菜產(chǎn)品的品質(zhì)性狀得到越來(lái)越密切的關(guān)注。有棱絲瓜和普通絲瓜在品質(zhì)性狀方面同樣存在較大的差異，黎炎等分析比較了9個(gè)絲瓜品種多糖含量，發(fā)現(xiàn)普通絲瓜的多糖含量比有棱絲瓜的多糖含量高，并且絲瓜的各營(yíng)養(yǎng)器官多糖含量差異較大，其中商品瓜中含量最高[6]。因此，對(duì)普通絲瓜和有棱絲瓜的品質(zhì)性狀開(kāi)展更深入的研究，有益于絲瓜整體育種水平的提高。

品質(zhì)育種是目前作物優(yōu)良品種選育的重要方向，其中香味是風(fēng)味內(nèi)在品質(zhì)構(gòu)成的重要指標(biāo)之一。果實(shí)香氣成分的綜合分析能客觀地反映不同果實(shí)的香味特點(diǎn)，是果實(shí)特征品質(zhì)的重要指標(biāo)，也是越來(lái)越多育種者重點(diǎn)關(guān)注的焦點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)絲瓜葉、果實(shí)的香氣成分已有少量研究報(bào)道。Maamoun等利用絲瓜種Luffa aegyptiaca為實(shí)驗(yàn)材料，共鑒定到53個(gè)揮發(fā)性物質(zhì)，主要包括醛類(lèi)、醇類(lèi)和酮類(lèi)物質(zhì)，3-辛酮含量最高，其次為1-辛烯-3醇、2-己烯醛[7]。徐正分析了絲瓜果實(shí)的揮發(fā)性成分，絲瓜香味來(lái)源主要是醛類(lèi)和醇類(lèi)物質(zhì)，且醛類(lèi)物質(zhì)占絕大部分，其中1-己醛、2-己烯醛、3-辛酮、1-己醇、1-辛烯-3-醇是構(gòu)成絲瓜香味的主要物質(zhì)[8]。此外，李培源等對(duì)絲瓜葉揮發(fā)油進(jìn)行分析，含量最多的為植醇，其次為二十烷[9]。任立云等對(duì)普通絲瓜不同部位葉片揮發(fā)性成分進(jìn)行分析，嫩葉主要揮發(fā)性成分有(Z)-3-己烯-1-醇和植醇，成熟葉揮發(fā)性成分主要為(Z)-3-己烯-1-醇，老葉揮發(fā)性成分主要為植醇[10]。以上研究為絲瓜香味性狀的研究奠定了基礎(chǔ)，然而目前對(duì)絲瓜果實(shí)香味的研究還非常薄弱，特別是對(duì)國(guó)內(nèi)較常見(jiàn)的不同類(lèi)型絲瓜的香味綜合比較研究還未見(jiàn)報(bào)道，不利于絲瓜品質(zhì)育種特別是風(fēng)味育種的發(fā)展。因此，充分了解不同類(lèi)型的絲瓜的果實(shí)香氣揮發(fā)物的組成和含量，才能夯實(shí)絲瓜風(fēng)味性狀的基礎(chǔ)工作。目前香氣研究常采用頂空固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜技術(shù)（head space solid-phase micro-extraction combined with gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME/GC-MS）。該技術(shù)在蔬菜、水果、茶葉等園藝作物的香氣研究中廣泛使用[11-14]，技術(shù)成熟，為本研究的開(kāi)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

因此，為了初步相對(duì)全面、系統(tǒng)的解析絲瓜的揮發(fā)性物質(zhì)，本研究以三種不同類(lèi)型絲瓜（普通絲瓜類(lèi)型、大肉絲瓜類(lèi)型、雙青絲瓜類(lèi)型）的商品果實(shí)為研究材料，利用HS-SPME結(jié)合GC-MS對(duì)其揮發(fā)性物質(zhì)種類(lèi)以及含量進(jìn)行分析，通過(guò)三種不同類(lèi)型絲瓜果實(shí)的差異化合物比較分析探究不同類(lèi)型絲瓜的主要香氣物質(zhì)。研究結(jié)果對(duì)絲瓜優(yōu)良品種選育尤其是風(fēng)味育種有重要的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

針對(duì)國(guó)內(nèi)主要分布的具有代表性的2個(gè)栽培種三種類(lèi)型的絲瓜資源，本研究采用了普通絲瓜類(lèi)型（編號(hào)SG），雙青絲瓜類(lèi)型（編號(hào)YL）和大肉絲瓜類(lèi)型（編號(hào)DR）共三種類(lèi)型（圖1），這三種類(lèi)型絲瓜在生物學(xué)特性方面包括果實(shí)特征存在較大差異。本研究所用的實(shí)驗(yàn)材料為本課題組自行選育的核心育種材料，對(duì)于國(guó)內(nèi)的三種不同類(lèi)型絲瓜而言本實(shí)驗(yàn)所用材料具有一定的代表性，雙青類(lèi)型絲瓜YL果實(shí)為長(zhǎng)棒形，果皮色墨綠，有明顯棱溝，果實(shí)較硬。大肉類(lèi)型絲瓜DR果實(shí)為短棒形，果皮色綠白有花點(diǎn)，有明顯棱溝，果實(shí)較硬。普通絲瓜類(lèi)型SG果實(shí)為短圓柱形，果皮綠色，無(wú)棱溝，果實(shí)較軟。SG與YL、DR相比較，抗病性、抗逆性較強(qiáng)，熟性較遲。2019年春季種植于廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所白云基地，同期播種，采用相同的田間栽培管理方式?；瘜W(xué)試劑：C7～C40飽和正構(gòu)烷烴混合標(biāo)準(zhǔn)品（美國(guó)Supleco公司）；3-壬酮（Alfa Aesar公司）。

圖1 絲瓜果實(shí)示意圖Fig.1 Loofah fruits

1.1.2 儀器與設(shè)備

50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭，美國(guó)Supleco公司；20 mL螺口頂空瓶，7890A氣相色譜串聯(lián)5975C質(zhì)譜儀，美國(guó)安捷倫公司。

1.2 方法

1.2.1 樣本采集及預(yù)處理

于結(jié)瓜盛期，采集供試材料的商品瓜（授粉后8 d），各3次生物學(xué)重復(fù)取樣。取樣切片后立即液氮冷凍，放置-80 ℃保存。將-80 ℃保存的果實(shí)樣本進(jìn)行冷凍干燥。待干燥充分后，將樣本研磨成粉，得到樣本干燥的粉樣，用于后期檢測(cè)。

1.2.2 頂空固相微萃取

準(zhǔn)確稱(chēng)取0.30 g粉狀樣品，放入20 mL頂空瓶中，加入1 μL 3-壬酮（16 ng）作為內(nèi)標(biāo)，迅速擰緊頂空瓶瓶蓋。萃取前平衡溫度為70 ℃，平衡時(shí)間2 min，萃取溫度為70 ℃，萃取時(shí)間為35 min。

1.2.3 香氣物質(zhì)的GC-MS檢測(cè)

萃取后，萃取頭插入GC-MS的色譜儀的進(jìn)樣口進(jìn)行解吸附，進(jìn)樣口溫度為270 ℃，解吸附時(shí)間為4.5 min。

氣相條件：氣相色譜柱DB-5MS（60 m×0.32 mm×0.25 μm）；載氣為氦氣，流速為1.0 mL/min；進(jìn)樣模式為SPME自動(dòng)進(jìn)樣；進(jìn)樣口溫度為270 ℃；程序化升溫：50 ℃保持3 min，隨后以5 ℃/min的速率上升至250 ℃，保持5 min。

質(zhì)譜條件：EI離子源；電離電壓70 eV；離子源溫度230 ℃；四級(jí)桿溫度150 ℃；掃描模式為全掃，m/z35～450。

1.2.4 揮發(fā)性化合物定性定量

利用Masshunter工作站中的未知物分析軟件（Unknowns Analysis，Version 10.0，美國(guó)Agilent公司）進(jìn)行處理，在NIST 17標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)中進(jìn)行檢索，并根據(jù)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品（C7-C40）提供的可靠信息計(jì)算保留指數(shù)，對(duì)鑒定得到的揮發(fā)性成分進(jìn)行定性分析，標(biāo)準(zhǔn)為：（1）NIST 17庫(kù)比對(duì)，質(zhì)譜匹配得分總分在70分以上；（2）保留指數(shù)偏差在10以內(nèi)，各化合物理論保留指數(shù)來(lái)自NIST 17庫(kù)。揮發(fā)性化合物的相對(duì)含量，采用基峰面積進(jìn)行定量[15]。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

為了更直觀的統(tǒng)計(jì)各類(lèi)絲瓜果實(shí)中檢出的化合物數(shù)量及分布異同，利用R語(yǔ)言（Version 3.6.1）環(huán)境中通過(guò)UpSetR（Version 1.4.0）程序包實(shí)現(xiàn)UpSet圖分析。隨后，通過(guò)Metaboanalyst（Version 4.0）基于所有定性化合物執(zhí)行主成分分析（PCA）和層次聚類(lèi)分析（HCA），綜合反映三類(lèi)絲瓜果實(shí)的揮發(fā)性化合物差異。為了進(jìn)一步篩選三類(lèi)絲瓜果實(shí)中的差異揮發(fā)性化合物，基于3組樣品的所有揮發(fā)性化合物開(kāi)展單因素方差分析。分析前，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行兩步前處理：（1）LoD缺失值填充（1/5最低值）和（2）Auto scaling歸一化（Z-score歸一化）。采用Fisher's LSD多重比較，以校正p值（FDR）小于0.05為閾值，篩選顯著差異化合物。最后以篩選到的顯著差異化合物為分析對(duì)象，進(jìn)行HCA和PCA分析。HCA采用歐式距離（Euclidian distance）計(jì)算樣品間距，以離差平方和法（Ward’ s method）衡量類(lèi)間距離。以PCA分析中載荷值和單因素方差分析中校正p值＜0.05為標(biāo)準(zhǔn)，篩選差異標(biāo)志物。ANOVA通過(guò)Metaboanalyst（Version 4.0）實(shí)現(xiàn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 絲瓜果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)的鑒定

利用GC-MS對(duì)三類(lèi)絲瓜果實(shí)的揮發(fā)性成分進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析。經(jīng)NIST數(shù)據(jù)庫(kù)檢索和保留指數(shù)計(jì)算，從三類(lèi)供試絲瓜類(lèi)型果實(shí)中共定性鑒別獲得了揮發(fā)性物質(zhì)55種，其保留指數(shù)、相對(duì)含量、定性結(jié)果均列于表1。從化合物分類(lèi)上看，55種化合物中15種為烴類(lèi)，14種為酯類(lèi)，12種為醛類(lèi)，10種為醇類(lèi)，3種為酮類(lèi)以及1種為雜環(huán)化合物。YL、DR和SG中分別檢出43、52和47種化合物，YL中烴類(lèi)化合物15種，合計(jì)相對(duì)含量為296.51 ng/g；酯類(lèi)化合物9種，合計(jì)相對(duì)含量為120.07 ng/g；醛類(lèi)化合物9種，合計(jì)相對(duì)含量為390.37 ng/g；醇類(lèi)化合物8種，合計(jì)相對(duì)含量為259.64 ng/g；酮類(lèi)類(lèi)化合物與雜環(huán)化合物分別為1種，各相對(duì)含量分別為3.37和31.70 ng/g。DR中烴類(lèi)化合物15種，合計(jì)相對(duì)含量為278.30 ng/g；酯類(lèi)化合物14種，合計(jì)相對(duì)含量為214.54 ng/g；醛類(lèi)化合物12種，合計(jì)相對(duì)含量為637.29 ng/g；醇類(lèi)化合物7種，合計(jì)相對(duì)含量為188.21 ng/g；酮類(lèi)類(lèi)化合物3種，合計(jì)相對(duì)含量為17.38 ng/g；雜環(huán)化合物相對(duì)含量為21.13 ng/g。SG中烴類(lèi)化合物15種，合計(jì)相對(duì)含量為391.63 ng/g；酯類(lèi)化合物11種，合計(jì)相對(duì)含量為325.93 ng/g；醛類(lèi)化合物11種，合計(jì)相對(duì)含量為594.35 ng/g；醇類(lèi)化合物8種，合計(jì)相對(duì)含量為567.41 ng/g；酮類(lèi)類(lèi)化合物與雜環(huán)化合物分別為1種，各相對(duì)含量分別為6.13和57.37 ng/g。由此可見(jiàn)，三類(lèi)絲瓜果實(shí)的揮發(fā)性化合物中，醛類(lèi)化合物的相對(duì)含量最高。從單個(gè)化合物相對(duì)含量而言，YL、DR和SG三類(lèi)絲瓜果實(shí)中相對(duì)含量最高的化合物分別是苯甲醛、壬醛和芳樟醇。本研究的結(jié)果與前期報(bào)道存在差異。前期報(bào)道表明，絲瓜果實(shí)中主要的化合物種類(lèi)為醛、醇類(lèi)[7,8]，而本研究則發(fā)現(xiàn)烴類(lèi)、酯類(lèi)是絲瓜中種類(lèi)最多的化合物，而醛類(lèi)化合物的相對(duì)含量在三類(lèi)絲瓜果實(shí)中都是最高的，除了DR外，醇類(lèi)化合物含量在YL和SG中次之。Maamoun和徐正的報(bào)道中，絲瓜果實(shí)都有檢測(cè)到3-辛酮，并且是絲瓜果實(shí)主要的香氣化合物，而本研究中該化合物未檢出。Maamoun所采用的材料為L(zhǎng)uffa aegyptiaca果實(shí)，而本研究所采用的是L.acutangula與L.cylindrica，所用實(shí)驗(yàn)材料為絲瓜屬不同種。此外，Maamoun采用的氣相質(zhì)譜設(shè)備為Schimadzu品牌，揮發(fā)性物質(zhì)萃取條件為50 ℃吸附30 min，進(jìn)樣口解吸附溫度為220 ℃，解吸附2 min，色譜柱為DB-5（30 m×0.25 mm×0.25 μm），氣相程序化升溫參數(shù)為：40 ℃保持3 min，隨后以12 ℃/min的速率上升至180 ℃，保持5 min，最后以40 ℃/min的速率上升至240 ℃并保持5 min。該研究所用試驗(yàn)樣本、設(shè)備儀器、揮發(fā)性物質(zhì)萃取參數(shù)、氣相條件等都與本研究存在很大差異。因此，綜上所述，本研究所得結(jié)果與前人報(bào)道結(jié)果的異同可能與所采用的揮發(fā)物提取過(guò)程、供試材料、儀器設(shè)備、測(cè)試參數(shù)等相關(guān)。盡管與前期報(bào)道相比較，化合物存在檢出或者含量的差異，但是一些已報(bào)到的絲瓜果實(shí)重要揮發(fā)性化合物例如己醛、2-己烯醛、1-己醇、1-辛烯-3-醇等都有檢出，說(shuō)明不同類(lèi)型的絲瓜果實(shí)香氣成分存在相似之處。

表1 3類(lèi)絲瓜果實(shí)中揮發(fā)性成分概括表Table 1 The volatile compounds in fruit of three loofah resourses

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此外，為了更直觀地了解樣本間的共有或者特有的揮發(fā)性化合物，通過(guò)UpSet圖示（圖2），三種類(lèi)型絲瓜果實(shí)中共有的揮發(fā)性成分共有40中，DR和SG中共有的揮發(fā)性物質(zhì)有4種，DR和YL中共有的揮發(fā)性物質(zhì)有2種，SG和YL中共有的揮發(fā)性物質(zhì)有1種，在DR、SG中特有的揮發(fā)性物質(zhì)分別為6種和2種。由此可見(jiàn)，三種類(lèi)型絲瓜果實(shí)存在很多相同類(lèi)別的揮發(fā)性物質(zhì)，說(shuō)明樣本間揮發(fā)性物質(zhì)組成基本相似，同時(shí)揮發(fā)性物質(zhì)在不同樣本間也存在少量組成差異。

圖2 基于3類(lèi)絲瓜果實(shí)間55種揮發(fā)性化合物的UpSet圖Fig.2 The UpSet based on the 55 VOCs of the fruits from three loofah resourses

2.2 不同類(lèi)型絲瓜果實(shí)的揮發(fā)性物質(zhì)綜合差異

利用三種類(lèi)型絲瓜果實(shí)的定性揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行PCA主成分分析，結(jié)果表明，前三個(gè)主成分（PC1、PC2和PC3）的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)86.10%（圖3），主成分能夠較好的概括了樣品的原始數(shù)據(jù)信息。PC1、PC2和PC3的貢獻(xiàn)率分別為50.60%、22.90%和12.60%（圖3），DR、SG、YL在PC2方向上均能被清晰區(qū)分，在PC1方向上普通絲瓜SG與兩類(lèi)有棱絲瓜DR、YL能很好地區(qū)分，而DR和YL在PC1和PC3方向上存在重疊，區(qū)分不顯著?？傮w而言，通過(guò)揮發(fā)性成分的PCA分析三種類(lèi)型絲瓜能夠區(qū)分，說(shuō)明三種類(lèi)型絲瓜果實(shí)之間存在揮發(fā)性物質(zhì)差異，但是DR和YL之間揮發(fā)性物質(zhì)差異可能較小，這可能與DR和YL都?xì)w屬于有棱絲瓜有關(guān)。

圖3 不同樣本揮發(fā)性化合物主成分分析Fig.3 Score plot of principal compounds analysis using aroma compounds from different samples

此外，基于定性的揮發(fā)性化合物進(jìn)行層次聚類(lèi)分析，結(jié)果如譜系圖所示（圖4）。9個(gè)樣本按照三類(lèi)絲瓜各自聚成一類(lèi)。從聚類(lèi)順序上看，DR和YL最先聚為一類(lèi)，其次是SG。既反映出DR和YL兩類(lèi)絲瓜果實(shí)揮發(fā)性化合物相似度最高，SG其次，這與主成分分析的結(jié)果一致。

圖4 不同樣本揮發(fā)性化合物層次聚類(lèi)分析譜系圖Fig.4 The sample-wise HCA dendrogram

通過(guò)單因素方差分析，以顯著性（p＜0.05）為依據(jù)，三類(lèi)絲瓜兩兩比較共有30種化合物表現(xiàn)出顯著差異（校正p值＜0.05）（表2），其中6種醛類(lèi)、9種醇類(lèi)、10種酯類(lèi)、4種烴類(lèi)、1種雜環(huán)類(lèi)化合物。結(jié)合表1結(jié)果，三類(lèi)絲瓜果實(shí)間的差異化合物以含量差異化合物為主（18種），組成差異化合物其次（12種）。根據(jù)多重比較結(jié)果所示，30種差異化合物中，6種化合物在全部三類(lèi)絲瓜果實(shí)中呈現(xiàn)顯著差異，包括反-2-己烯醛、1-壬醇、月桂酸乙酯、辛酸乙酯、壬酸乙酯、1-辛烯-3-醇。為了進(jìn)一步分析三類(lèi)絲瓜果實(shí)的香氣成分差異，對(duì)30種差異化合物做層次聚類(lèi)分析，并輔以基于化合物相對(duì)含量的熱度圖（圖5），分析具有相近變化趨勢(shì)的揮發(fā)性化合物。

表2 3類(lèi)絲瓜資源果實(shí)中差異性揮發(fā)性成分Table 2 The significant-different volatile compounds in fruit of three loofah resourses

圖5 差異香氣化合物在不同絲瓜資源果實(shí)間相對(duì)含量的熱度圖和譜系圖Fig.5 The heat map and feature-wise HCA dendrogram of the significantly-varied VOCs in three resourses

由圖5所示，差異揮發(fā)性化合物在三類(lèi)絲瓜果實(shí)中主要變化趨勢(shì)有3類(lèi)。第Ⅰ類(lèi)：與SG相比較，化合物在YL和DR中含量高，共有9種化合物。第Ⅱ類(lèi)：化合物在SG中含量最高，在DR中次之，YL中含量最低，如反-2-己烯醛、1-辛醇等。第Ⅲ類(lèi)：化合物在SG中含量最高，在YL中次之，DR中含量最低，如1-己醇、苯并噻唑等。綜上，多數(shù)差異化合物表現(xiàn)出DR和YL中含量較低，而在SG中呈現(xiàn)較高含量的現(xiàn)象，這可能是SG表現(xiàn)出更加濃郁氣味的原因。

為了更好地獲得區(qū)分三類(lèi)絲瓜的揮發(fā)性化合物，對(duì)差異化合物進(jìn)行PCA分析，獲得載荷較高的揮發(fā)性化合物（表3），篩選對(duì)差異貢獻(xiàn)較大的化合物。Maamoun等通過(guò)PCA載荷值分析發(fā)現(xiàn)醛酮類(lèi)化合物是絲瓜幼果和老果中變異最大的化合物，并且指出2-己烯醛、黃瓜醛、1-辛烯-3-醇、3-辛酮、芳樟醇等化合物對(duì)幼果的香味特征發(fā)揮主要作用[7]。本研究通過(guò)對(duì)差異化合物載荷值的分析發(fā)現(xiàn)，PC1中苯甲醛、苯甲醇、反-2-辛烯-1-醇、苯并噻唑、3-甲基十七烷、α-亞麻酸乙酯、3-甲基十五烷、4-乙基十四烷、棕櫚酸乙酯、1-己醇的載荷較高，除了苯甲醛為負(fù)值外，其余均為正值即這些化合物與PC1正相關(guān)，這與這些化合物在SG中含量普遍較高的現(xiàn)象相吻合，除了苯甲醛是在SG中含量較低除外（表1）。PC2中1-壬醇、反-2-己烯醛、苯乙醛、3-己烯酸乙酯、α-亞乙基-苯乙醛、苯乙醇、己酸乙酯、苯乙酸乙酯、反，反-2,4-庚二烯醛、己醛的載荷較高，除了1-壬醇、苯乙醇的載荷為正值外，其他化合物的載荷均為負(fù)值，這與這些化合物在YL中含量普遍偏低的現(xiàn)象相一致（表1）。

表3 前兩個(gè)主分成（PC1和PC2）中載荷值（絕對(duì)值）前10的化合物Table 3 The VOCs with loading value of top 10 (in order of absolute value) in PC1 and PC2

2.3 差異揮發(fā)性化合物對(duì)絲瓜果實(shí)香味的影響

香氣組分的種類(lèi)、含量、感覺(jué)閾值及其之間的相互作用決定著各類(lèi)香型，只有把香氣組分作為一個(gè)整體時(shí)，才具有特定香型[16]，這為香味性狀的研究帶來(lái)了一定的難度。在眾多香氣物質(zhì)中，一種或幾種關(guān)鍵揮發(fā)性化合物賦予特殊的香味屬性，稱(chēng)之為香味主要貢獻(xiàn)物，這些成分對(duì)風(fēng)味起主要作用[17]。通過(guò)本課題組專(zhuān)家嗅聞判斷，認(rèn)為三類(lèi)絲瓜果實(shí)呈現(xiàn)不同的香味特征，普通絲瓜SG呈現(xiàn)青味帶有藥味、木味，大肉絲瓜DR呈現(xiàn)青味帶有甜味、雙青絲瓜YL表現(xiàn)為青味帶有土味。因此，對(duì)三類(lèi)絲瓜果實(shí)中的差異化合物進(jìn)行香味特征分析，有助于我們更好地了解絲瓜果實(shí)香味形成的代謝基礎(chǔ)。根據(jù)載荷值獲得的對(duì)差異貢獻(xiàn)較大的化合物進(jìn)行香味特征分析[7,15]，能夠有助于了解三類(lèi)絲瓜果實(shí)的整體香味特征。

苯甲醇和反-2-辛烯-1-醇只在SG中檢出，苯甲醇具有甜香和花香，反-2-辛烯-1-醇呈現(xiàn)蘑菇氣味[18]。苯并噻唑呈現(xiàn)汽油、橡膠味，棕櫚酸乙酯呈現(xiàn)蠟香、1-己醇呈現(xiàn)松香、花香、青香[18]，該三個(gè)化合物在SG中含量要顯著高于DR和YL中的含量。以上化合物可能是SG中除了青味之外的其他綜合香味的主要貢獻(xiàn)物。在DR中檢測(cè)到4種呈現(xiàn)差異的特有化合物，包括己酸乙酯、3-己烯酸乙酯、苯乙酸乙酯、α-亞乙基-苯乙醛。前人研究表明，酯類(lèi)化合物主要與花香、果香相關(guān)，己酸乙酯具有果香，苯乙酸乙酯呈現(xiàn)果香和甜香[18]。此外，苯乙醛在DR中的含量顯著高于YL和SG中的含量，該化合物呈現(xiàn)甜香的特征[18]，苯乙醛、己酸乙酯、苯乙酸乙酯這三類(lèi)化合物可能與DR呈現(xiàn)甜香的綜合香味特征相關(guān)，并且結(jié)合這三個(gè)化合物的相對(duì)含量，同時(shí)苯乙醛具有較低的香氣閾值[19,20]及與甜香的相關(guān)聯(lián)系[15]，苯乙醛可能在DR呈現(xiàn)甜香中發(fā)揮最主要的作用。與DR和SG相比較，1-壬醇在YL中呈現(xiàn)最高的含量，該化合物表現(xiàn)為油脂氣、柑橘氣、青氣等香味特征，這可能是雙青絲瓜類(lèi)型YL中不太愉悅氣味的重要貢獻(xiàn)物。苯甲醛是PC1上載荷值（絕對(duì)值）最高的化合物，其呈現(xiàn)杏仁香的特征[21]，該化合物在SG中的含量顯著低于YL和DR中，推測(cè)應(yīng)該在YL和DR中發(fā)揮重要的作用。青味是絲瓜呈現(xiàn)出的最主要的味道，并且在三類(lèi)絲瓜果實(shí)中有強(qiáng)弱差異，其中普通絲瓜青味最濃，大肉類(lèi)型絲瓜次之，雙青類(lèi)型絲瓜青味最淡。通過(guò)本研究發(fā)現(xiàn)，己醛、反-2-己烯醛的含量從高到低依次為SG、DR、YL，這兩種化合物對(duì)青香味有重要的貢獻(xiàn)[18,22]，因此，己醛、反-2-己烯醛是絲瓜果實(shí)青味特征的最主要貢獻(xiàn)物。此外，反式-2-己烯醛具有較強(qiáng)的抑菌活性，是一種重要的植物化學(xué)防衛(wèi)因子[23,24]。此外，其還可作為信號(hào)分子誘導(dǎo)自身或相鄰植株防御相關(guān)基因的表達(dá)，在植物抗病防御反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用[25]。該化合物的在三類(lèi)絲瓜果實(shí)中的含量差異，可能會(huì)導(dǎo)致其抗病性的差異，這為后續(xù)開(kāi)展抗性育種奠定了基礎(chǔ)。在關(guān)聯(lián)分析香氣感官品質(zhì)和化合物時(shí)，除了參考化合物含量的變化外，還應(yīng)結(jié)合閾值考慮其香氣活度值（odor activity value），從而判斷該香氣物質(zhì)是否對(duì)感官有實(shí)際貢獻(xiàn)，這部分結(jié)果的闡釋將結(jié)合GC-O/MS技術(shù)有待進(jìn)一步研究。

3 結(jié)論

本研究采用了三種具有代表性且不同類(lèi)型絲瓜的果實(shí)，通過(guò)HS-SPME/GC-MS技術(shù)共鑒定揮發(fā)性化合物55種，三種不同類(lèi)型絲瓜可以通過(guò)揮發(fā)性化合物進(jìn)行區(qū)分，普通絲瓜與有棱絲瓜的香味差異較大，不同類(lèi)型的有棱絲瓜之間香味差異相對(duì)較小。通過(guò)單因素方差分析，獲得30種差異化合物，并且在普通絲瓜中含量普遍較高，可能是普通絲瓜氣味濃郁的主要原因。同時(shí)發(fā)現(xiàn)己醛、反-2-己烯醛可能是絲瓜果實(shí)青味的主要貢獻(xiàn)化合物，而苯乙醛可能是大肉類(lèi)型絲瓜甜香的主要貢獻(xiàn)物。后續(xù)在絲瓜香味育種中，可根據(jù)主要香味化合物的含量作為指標(biāo)進(jìn)行資源篩選、創(chuàng)新以及品種選育，并且針對(duì)某個(gè)或者某幾個(gè)特征香味化合物，進(jìn)一步分析化合物的代謝分子基礎(chǔ)，結(jié)合分子標(biāo)記輔助選擇、基因編輯等手段，調(diào)控化合物含量，從而實(shí)現(xiàn)絲瓜果實(shí)香味特征的改變。本研究將為后續(xù)絲瓜香味性狀的研究以及品質(zhì)育種提供參考。