3個嘉寶果品種花果香氣成分研究

邱珊蓮，林寶妹，吳妙鴻，洪佳敏，鄭開斌

（福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)研究所，福建漳州 363005）

花香來源于花瓣（或花被）釋放的多種揮發(fā)性香氣成分[1]，具有吸引昆蟲傳粉和促進植物生殖繁衍的作用，還具有驅(qū)趕入侵生物以及吸引其天敵的作用[2]?；ㄏ闶侵参镒钪匾钠焚|(zhì)指標(biāo)之一，對觀賞植物和食用花具有重要的感官意義與美學(xué)價值。近年來，國內(nèi)外學(xué)者對蘭花[3]、桂花[4]、白玉蘭[5]、蠟梅[6]、蜜柚花[7]等植物花香展開了廣泛的研究，發(fā)現(xiàn)花香成分由一系列低分子量、低極性、低水溶性、高脂溶性的揮發(fā)物組成，主要包括烷烴類、烯類、醇類、醛類、酮類、醚類、酯類以及芳香族等化合物。果香是果實品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，其成分種類及其含量客觀呈現(xiàn)出不同果品所具有的風(fēng)味特點，在一定程度上指示食品的營養(yǎng)價值和健康狀況[8]。果香物質(zhì)主要包括酯類、醇類、醛類、酮類、內(nèi)酯類、萜烯類以及含硫化合物等[9]。研究果香成分對評價果實商品品質(zhì)、優(yōu)化品種特性及其深加工等均具有重要意義。

嘉寶果（Myrciariaspp.），俗稱樹葡萄，為桃金娘科擬香桃木屬常綠灌木，原產(chǎn)于南美洲的巴西、玻利維亞、巴拉圭和阿根廷[10]，目前，在我國福建、廣東、海南、重慶等地均有種植，已成為國內(nèi)一種新興的熱帶水果。嘉寶果樹姿優(yōu)美，全年枝葉濃綠茂盛，四季開花結(jié)果，集觀葉、觀花、觀果、聞香于一身，是優(yōu)秀的景觀綠化樹種。嘉寶果果實營養(yǎng)價值高，富含維生素C、鈣、鐵及多種氨基酸等營養(yǎng)成分[11]；整株藥用價值高，其提取物在臨床上用于治療癌癥、糖尿病、哮喘、腹瀉等疾病[12]。但截至目前，關(guān)于嘉寶果花、果香氣成分研究的報道極少。而植物揮發(fā)性香氣成分除了給予人愉悅的嗅覺和味覺體驗外，還具有抗腫瘤[13]、抗菌[14]、緩解壓力[15]、抗氧化[16]、鎮(zhèn)靜[17]等多方面藥理活性。為此，本文采用頂空-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，研究3個嘉寶果品種（‘沙巴’‘四季早生’‘福岡’）花、果香氣成分，為嘉寶果綠化品種篩選、康復(fù)園林創(chuàng)建、果實品質(zhì)評價、育種栽培技術(shù)提升和精深加工等提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

以福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)研究所國家閩臺特色作物種質(zhì)資源圃18年樹齡的‘沙巴’‘四季早生’‘福岡’嘉寶果為試驗材料，分別于2021 年2月23日、24日、27日采集3個品種盛花期鮮花，并分別于同年4 月9 日、12 日、13 日采集各品種的成熟果實。

TriPlus 300 頂空自動進樣器、Trace1300-TSQ 9000氣質(zhì)聯(lián)用儀（美國賽默飛世爾科技公司），JYSM01粉碎機（山東省濟南市九陽股份有限公司）。

1.2 試驗方法

稱取當(dāng)日采集的鮮花3 g，盡快置于20 mL頂空瓶中（設(shè)3個平行重復(fù)），然后放入頂空自動進樣器，頂空瓶靜態(tài)平衡時間為3 min，爐溫70 ℃。

精選10 粒無機械損傷和病蟲害的果實，洗凈，將水分晾干后切塊，用粉碎機打成果漿，然后稱取5 g果肉置于20 mL頂空瓶中（設(shè)3個平行重復(fù)），并放入頂空自動進樣器，頂空瓶靜態(tài)平衡時間為5 min，爐溫85 ℃。

采用TG-5SILMS 色譜柱、30 m×0.25 mm×0.25 μm石英毛細(xì)管柱進行鮮花和果實氣相色譜分析。

鮮花的氣相色譜升溫程序：起始溫度50 ℃，保持5 min，然后以5 ℃/min升溫到160 ℃，再以10 ℃/min升溫到250 ℃，保持5 min；進樣量1 000 μL，載氣為氦氣，體積流量1.2 mL/min，分流比10∶1。質(zhì)譜條件：采用電子轟擊（electron impact, EI）型離子源電離方式，離子源溫度300 ℃，接口溫度280 ℃，掃描質(zhì)量范圍為30～550 amu。

果實的氣相色譜升溫程序：起始溫度50 ℃，保持5 min，然后以8 ℃/min 升溫到240 ℃，保持5 min；進樣量1 000 μL，載氣為氦氣，體積流量1.2 mL/min，不分流。質(zhì)譜條件：電離方式為EI，離子源溫度230 ℃，接口溫度280 ℃，掃描質(zhì)量范圍為50～450 amu。

各組分質(zhì)譜經(jīng)儀器自帶的NIST 數(shù)據(jù)庫檢索，確定各化學(xué)成分，采用峰面積歸一法計算各成分相對百分含量。香氣相似率參照王華夫等[18]的方法計算。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

利用Excel 2016 對試驗數(shù)據(jù)進行整理和作圖，結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。利用SPSS 19.0 軟件對試驗數(shù)據(jù)進行多重比較，采用鄧肯法，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義；此外，對于同一品種的單萜烯類和倍半萜烯類比較采用t檢驗法，以P＜0.01為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 3 個品種嘉寶果花香成分組成

3 個嘉寶果品種花香成分各具特色。如表1 所示：從‘沙巴’‘四季早生’‘福岡’3 個嘉寶果品種花中檢測出香氣成分48 種；‘沙巴’花香成分35 種，‘四季早生’26 種，‘福岡’19 種，其中3 個品種共有成分10 種。如表2 所示，3 個品種花香成分共包含萜烯類、酯類、醇類、醚類、芳烴類、酮類等6 大類，‘沙巴’‘四季早生’含有其中的5 類，‘福岡’僅含3類。3個品種花均以萜烯類化合物為主體成分，‘福岡’花相對含量最高（97.95%），顯著高于‘沙巴’花（85.96%），而‘沙巴’花顯著高于‘四季早生’花（79.71%）。酯類以‘四季早生’花含量（10.48%）最高，‘沙巴’花次之，‘福岡’花未被檢測到；醇類以‘沙巴’花含量（7.12%）最高，顯著高于其余兩者；醚類以‘四季早生’花含量（5.83%）最高，顯著高于其余兩者；‘沙巴’花含有1.00%的芳烴類，‘四季早生’花含有0.19%的酮類。

表1 3個品種嘉寶果花香氣成分及其相對含量Table 1 Aroma components and their relative contents of flowers in three varieties of jaboticaba%

表1（續(xù)） Continuation of Table 1

表2 3個品種嘉寶果花果的香氣成分類別Table 2 Aroma categories in flowers and fruits of three varieties of jaboticaba

3個嘉寶果品種間花香萜烯類組成及其含量差異明顯（表3）。萜烯類物質(zhì)由單萜烯類和倍半萜烯類組成，‘沙巴’花單萜烯類占主導(dǎo)優(yōu)勢，含11 種成分，相對含量為78.42%，倍半萜烯類含8種成分，相對含量僅占7.54%；而‘四季早生’花、‘福岡’花均以倍半萜烯類為優(yōu)勢成分，均含9種成分，相對含量分別為53.04%和74.30%，均極顯著高于單萜烯類含量。

表3 3個品種嘉寶果花果的萜烯類組成Table 3 Composition of terpenes in flowers and fruits of three varieties of jaboticaba

2.2 3 個品種嘉寶果果香成分組成

如表4所示：從‘沙巴’‘四季早生’‘福岡’3個嘉寶果品種成熟果實中共檢測出香氣成分32 種；‘沙巴’果香成分14種，‘四季早生’26種，‘福岡’13種，3個品種共有的果香成分7種。如表2所示，3個品種果香成分共包含萜烯類、酯類、醇類、芳烴類、二烯烴類等5大類，‘沙巴’‘四季早生’果實含有其中的5類，‘福岡’果實僅含3類。3個品種均以萜烯類化合物為主體成分，以‘福岡’果實相對含量最高（94.14%），顯著高于‘四季早生’果實（86.39%），而‘四季早生’果實顯著高于‘沙巴’果實（72.83%）。酯類以‘沙巴’果實含量（14.80%）最高，顯著高于‘四季早生’（7.37%），而‘四季早生’顯著高于‘福岡’（2.14%）；醇類以‘沙巴’果實含量（3.85%）最高，與‘四季早生’無顯著差異，但顯著高于‘福岡’；‘四季早生’含有2.43%的芳烴類，‘沙巴’含有4.12%的二烯烴類。

表4 3個品種嘉寶果果實香氣成分及其相對含量Table 4 Aroma components and their relative contents in fruits in three varieties of jaboticaba%

3個嘉寶果品種間果香萜烯類組成及其含量差異明顯（表3）。‘沙巴’果實單萜烯類和倍半萜烯類均各含4種成分，但含量差異較大，單萜烯類相對含量（45.12%）極顯著高于倍半萜烯類（27.71%）；而‘四季早生’‘福岡’果實均以倍半萜烯類為優(yōu)勢成分，分別含14 種和6 種成分，相對含量分別為61.02%和67.41%，均極顯著高于單萜烯類含量。

2.3 3 個品種嘉寶果花果主要香氣成分含量分析

從表1、4 可知，嘉寶果3 個品種花果香氣主要成分組成及含量差異較大，將在樣品中出現(xiàn)含量大于10%的主要成分進行作圖分析。

由圖1 可知，各品種花香優(yōu)勢成分組成差異較大。‘沙巴’花香主要成分為單萜烯類的α-蒎烯（22.01%）、β-蒎烯（20.41%）、D-檸檬烯（19.86%）和β-羅勒烯（12.18%），這四者含量總和占總香氣成分含量的74.46%；‘四季早生’花香主要成分為倍半萜烯類的β-石竹烯（25.45%）、β-牛兒烯（10.25%）和單萜烯類的β-蒎烯（11.08%）、α-蒎烯（8.96%），倍半萜烯類含量優(yōu)勢明顯大于單萜烯類；‘福岡’花香主要成分為倍半萜烯類的β-石竹烯（53.40%）、β-牛兒烯（13.55%）和單萜烯類的β-羅勒烯（15.81%），β-石竹烯是‘福岡’花香的絕對優(yōu)勢成分。

圖1 3個品種嘉寶果花主要香氣成分含量比較Fig.1 Comparisons of main aroma component contents of flowers in three varieties of jaboticaba

由圖2可知，各品種果香優(yōu)勢成分組成差異也較大?！嘲汀阒饕煞譃閱屋葡╊惖腄-檸檬烯（15.48%）、β-羅勒烯（10.64%）、β-蒎烯（10.53%）和倍半萜烯類的畢澄茄烯（14.05%），單萜烯類含量明顯大于倍半萜烯類；‘四季早生’果香主要成分為倍半萜烯類的畢澄茄烯（15.49%）、β-石竹烯（13.19%）、（－）-α-新丁香三環(huán)烯（12.83%）；‘福岡’果香主要成分為β-石竹烯（41.21%）、（－）-α-新丁香三環(huán)烯（14.51%），β-石竹烯是‘福岡’果香的絕對優(yōu)勢成分。

圖2 3個品種嘉寶果果實主要香氣成分含量比較Fig.2 Comparisons of main aroma component contents of fruits in three varieties of jaboticaba

2.4 3 個品種嘉寶果花果香氣成分相似率分析

如表5所示，在3個嘉寶果品種中，‘四季早生’與‘福岡’花香的相似率較高，為0.845，而‘沙巴’與‘四季早生’、‘沙巴’與‘福岡’花香的相似率均低于0.500；3 個嘉寶果品種之間果香相似率均低于0.800，沙巴’與‘四季早生’果香相似率最高，為0.720。上述結(jié)果表明，不同品種間花香、果香均存在較大差異。同一品種的花香與果香相比，‘福岡’品種的花香和果香較相似，相似率為0.893，而‘沙巴’‘四季早生’花香與果香的相似率均低于0.800。

表5 3個品種花果香氣成分相似率Table 5 Similarity of aroma components in flowers and fruits of three varieties of jaboticaba

3 討論

香氣是衡量花果品質(zhì)的重要感官指標(biāo)，決定著花果鮮品和加工制品的風(fēng)味和特性[19]，直接影響著消費者或觀賞者的心理情緒和嗅覺記憶，使其成為消費者追求的主要品質(zhì)特征之一和影響市場競爭力的主要因素之一。植物花香主要由萜烯類、苯丙酸類/苯環(huán)型化合物和脂肪族化合物組成。不同種植物的花香優(yōu)勢成分往往差異較大，例如，蘋果花[20]的優(yōu)勢成分為C6醛類，梅花[21]為苯基/苯丙烷類，金花茶花[22]為吡嗪類，丁香屬植物[23-24]、食用菊花[25]、石斛花[26]等較多植物花朵均以萜烯類為優(yōu)勢成分。自然界萜烯類化合物對植物花香的貢獻(xiàn)最大，幾乎所有植物的花香揮發(fā)性成分中都含有萜烯類，主要是單萜烯和倍半萜烯[27]。本研究中3個嘉寶果品種鮮花中均以萜烯類化合物種類和含量最多，但品種間成分組成及含量存在明顯差異。例如：‘沙巴’花優(yōu)勢成分為單萜烯，‘四季早生’和‘福岡’花優(yōu)勢成分均為倍半萜烯；α-蒎烯在‘沙巴’‘四季早生’‘福岡’花中的含量分別為22.01%、8.96%、2.91%；β-石竹烯在這三者中的含量卻分別為4.02%、25.45%、53.40%。這表明，即使同一種植物，其不同品種之間的揮發(fā)性成分既含有相同的成分，也含有不同的成分，且相同成分含量也可能不同。這與蘭科植物中7種石斛花[26]的研究結(jié)果相一致。嘉寶果與石斛花[26]在主要香氣成分上存在較多共有成分，如α-蒎烯、β-蒎烯、D-檸檬烯、β-石竹烯、β-羅勒烯等。福岡’與蘭科植物雜交蘭‘漢城公主’[27]的β-石竹烯含量很接近，分別為53.40%和52.40%。嘉寶果與蘭科植物花香均較為淡雅幽香，可能與二者中萜烯類化合物為主體成分及其中的主要香氣成分較相似有關(guān)。

果香是評價果實內(nèi)在品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，研究果實香氣成分對改進育種栽培及深加工技術(shù)，進而提高果品質(zhì)量等有重要意義。水果的品類和品種不同，其香氣成分的種類和各組分之間的比例也不相同，進而導(dǎo)致了水果間不同的香氣表現(xiàn)。研究者發(fā)現(xiàn)，草莓[28]和楊桃[29]的果香物質(zhì)以酯類最多，楊梅以烴類為主體成分[30]，芒果香氣成分以萜類為主[31-32]。與花朵相似，即使同一種植物不同品種之間果實香氣成分也存在較大差異。劉華南等[32]報道，5個芒果品種均以單萜烯為主要香氣成分，但其中3 個品種以萜品油烯為主要香氣成分，另外2 個品種分別以β-羅勒烯和異松油烯為主要香氣成分。本文3個嘉寶果品種的研究結(jié)果也顯示不同品種間果香成分種類和相對含量差異明顯，雖均以萜烯類為主體成分，但‘沙巴’的主體成分為單萜烯，而‘四季早生’和‘福岡’為倍半萜烯，且兩者倍半萜烯內(nèi)各成分含量又明顯不同，最顯著的差異體現(xiàn)在β-石竹烯含量上，‘福岡’含41.21%，‘四季早生’含13.19%。FREITAS等[33]研究了4個嘉寶果品種果實的香氣成分，發(fā)現(xiàn)4個品種主體成分均為萜類物質(zhì)，與本文一致；其中3 個品種‘Sabará’‘Escarlate’‘Esalq’含量最高的成分均為畢澄茄烯，含量分別為15.9%、17.8%、16.8%，與本研究中‘沙巴’和‘四季早生’含量較接近；‘Otto Andersen’以D-檸檬烯含量（12.1%）最高，與本研究中‘沙巴’含量（15.48%）也較接近。RONDáN 等[34]也發(fā)現(xiàn)，嘉寶果（Myrciaria jabuticaba）果實的主要香氣成分為萜烯類物質(zhì)，也以D-檸檬烯含量（17.71%）最高。

本研究結(jié)果表明：3 個嘉寶果品種的花果香氣物質(zhì)均以萜烯類為主，‘沙巴’花果均以單萜烯為主要香氣成分，‘四季早生’和‘福岡’花果均以倍半萜烯為主要香氣成分?！嘲汀ㄏ愠煞种饕獮棣?蒎烯、β-蒎烯、D-檸檬烯、β-羅勒烯等；‘四季早生’花香成分主要為β-石竹烯、β-蒎烯、β-牛兒烯、α-蒎烯等；‘福岡’花香成分主要為β-石竹烯、β-羅勒烯、β-牛兒烯等?！嘲汀愠煞种饕獮镈-檸檬烯、畢澄茄烯、β-羅勒烯、β-蒎烯等；‘四季早生’果香成分主要為畢澄茄烯、β-石竹烯、（－）-α-新丁香三環(huán)烯等；‘福岡’果香成分主要為β-石竹烯、（－）-α-新丁香三環(huán)烯等。由于3個品種生長環(huán)境、栽培措施、樹齡、試驗處理及檢測方法等均相同，所以品種間花香、果香差異應(yīng)該是品種間遺傳物質(zhì)不同造成的。