不同厚皮甜瓜品種成熟果實香氣成分的GC-MS分析

摘 要：采用頂空固相微萃取(HS-SPME)和氣相色譜質譜聯用技術(GC—MS)分析厚皮甜瓜新品種A69、魯厚甜1號和A74×75成熟果實香氣成分。結果表明，(1)3種不同品種厚皮甜瓜共鑒定出136種揮發性物質，其中包括63種酯類、22種醇類、9種醛類、12種酮類和19種烯類，它們占測定芳香物質總數的91.9％，相對含量占總峰面積的86.72％～87.95％，為參試甜瓜主要香氣成分。(2)A69號、魯厚甜1號和A74×75檢測到的揮發性香氣成分類型分別為97種、40種和71種，以A69號香氣種類和數量最為豐富，其香型與品嘗口感和外觀評價相一致。(3)3種厚皮甜瓜品種間香氣成分種類和含量均存在顯著差異，可作為區分不同品種的重要參考指標之一及厚皮甜瓜品種香型劃分的重要依據。

關鍵詞：厚皮甜瓜；頂空固相微萃取；香氣；GC-MC分析

中圖分類號：S652 文獻標識碼：A 文章編號：1009-9980(2010)04-591-07

甜瓜(Cucumis melon L.)是葫蘆科黃瓜屬(Cu-sumisL.)，1a生蔓生草本植物，有厚皮甜瓜和薄皮甜瓜2大生態類型，厚皮甜瓜絕大多數品種以濃郁的香味而著稱。甜瓜是具有重要經濟價值的世界性水果，在世界水果排名中位居第九，我國甜瓜栽培面積位居世界第一。甜瓜中揮發性香氣成分是區別各種不同品種最重要的一個特征參數，也是判斷甜瓜品質優劣的一個決定性參數。香氣成分提取技術則直接影響其定性和定量分析結果。目前國內外對于傳統的樣品前處理技術，應用在水果上的有液一液萃取法、頂空吸附法、超臨界CO₂萃取法、動態頂空吸附法和溶液萃取法等。但這些方法在不同程度上存在著一些缺點，特別是應用于研究新鮮水果的揮發性成分時，往往會引起某些成分的化學結構或含量發生變化。近幾年來形成了一種新型的香氣成分提取分析方法一固相微萃取(Bolid phasemi-croextraetion，SPME)，它是一種新的樣本采集技術，通過吸附洗脫技術，富集樣本中的揮發性和半揮發性成分，集采樣、萃取、濃縮、進樣為一體，可與氣譜儀、液譜儀聯用，使得樣品處理及分析操作過程簡單化。目前該方法已廣泛應用于新鮮水果、咖啡、茶、酒類、植物天然產物和中草藥等有效成分分析檢測。我們采用SPME方法對厚皮甜瓜三個不同栽培品種成熟果實的香氣進行了分析檢測，目的是建立甜瓜香氣快速檢測的方法和條件，為判斷甜瓜品質提供香氣色譜圖庫，也為科學評價鑒定甜瓜品質提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 材料

實驗所用的甜瓜品種A69為香港栽培品種，成熟果實黃褐色有棱，網紋稀，麝香型。魯厚甜1號(L1)為山東省農科院蔬菜所育成的優良品種，果實綠色、網紋密，清香型。A74×75為山東省農科院蔬菜所育成的優良品種A74和A75的雜交一代，果實黃色光滑，水果香型。成熟甜瓜果實用ddH20清洗干凈，去皮去籽并將種腔清理干凈后切成3cm×4cm瓜塊，榨汁，取甜瓜液汁8mL加入到15mL頂空瓶中，添加分析純無水氯化鈣2g，于40℃恒溫水浴中平衡10min，磁力攪拌器轉速為100r·min^-1，100um聚二甲基硅氧烷PDMS萃取針插入頂空瓶內，事先將萃取針250℃下老化1h，保持離瓜汁液面1.5cm，頂空吸附30min，于220℃解析4min，采集數據。

1.2 GC-MS方法分析

使用美國HPGC6890/MSD氣相色譜一質譜聯用儀，HP-INOWAX30mx0.25mmx0.25um色譜柱。色譜條件：進樣口溫度220℃，接口溫度220℃，柱溫起始溫度40℃，保持10min，以4℃，min^-1升至100℃，再以3℃·min^-1升至180℃，最后再以4℃，min-1升至220℃，保留5min。載氣：N₂，不分流，恒流1mL·min^-1，監測器溫度(FID)250℃。質譜條件：接口溫度250℃，電離方式EI，電離能量70eV，離子源溫度200℃。發射電流200A，掃描模式為全掃描。

香氣數據成分定性方法：未知化合物質譜圖經計算機檢索同時與NIST數據庫和WILEY數據庫2個質譜庫相匹配，并結合人工圖譜解析及資料分析。定量方法：按峰面積歸一化法求得各成分相對百分含量。

2 結果與分析

2.1.3 種厚皮甜瓜品種香氣成分比較

由圖l和表1可以看出，他們的香氣成分和相對含量均存在一定差異。經計算機檢索分析共檢測到63種酯類、22種醇類、12種酮類、4種酸類、9種醛類、19種烯類和7種雜環類共136種化合物，3種甜瓜品種中這些揮發性香氣成分的相對含量和化合物種類存在顯著差異。

在A69麝香型品種中，檢測到酯類其相對含量占55.64％(表1)，醇類20.43％，酮類2.93％，酸類0.33％，醛類2.40％，烯類6.04％，其他0.25％。在魯厚甜1號清香型品種中檢測到酯類占78.64％，醇類5.45％，酮類0.57％，醛類0.10％，烯類1.96％，其他0.53％。而水果香型的甜瓜品種A74×75中共檢測出酯類含量占71.22％，醇類14.16％，酮類0.78％，酸類0.76％，醛類0.15％，烯類1.64％，其他0.54％。由此可見，甜瓜揮發性香味物質的種類和相對含量由于其品種不同差異顯著。酯類以魯厚甜1號最高，醇類和烯類以A69號最高，其他像酮類、酸類和醛類含量在3種不同甜瓜品種中含量都比較低。總的來看，香氣濃郁的麝香型甜瓜A69號和水果香型A74×75甜瓜與清香型魯厚甜1號相比，不僅芳香成分的種類豐富，醇類、酯類芳香組分居多且含量較高。

2.2.3 種厚皮甜瓜品種香氣成分差異

由表2可見，在麝香型品種A69號中，共檢測出97種香氣成分，芳香性化合物占總檢出峰面積的88.02％。相對含量大于1％的芳香性揮發性物質按含量高低排列，主要有(z)-乙酸-3-己烯-1-醇9.81％、乙酸己酯9.49％、甲酸辛酯6.69％、己酸乙酯6.32％、乙酸乙酯5.34％、乙酸丁酯5.26％、乙酸辛酯3.85％、2-甲基-乙酸-1-丁醇3.41％、丁酸乙酯2.97％、苯甲酸乙酯2.78％、(E)-6，10-二甲基-5，9-十一碳二烯-2-酮2.35％、3-乙烯2-甲基乙酸丙酯1.89％、2-甲基-丁酸乙酯1，46％、z-4-十二烯醇1.31％、癸酸乙酯1.23％、乙酸苯甲酯1.10％和苯丙醇1.09％共18種物質，其中醇類和酯類占16種。

在清香型品種魯厚甜1號中共檢測出40種香氣成分，占峰面積的87.24％。相對含量大于1％的芳香性揮發性物質按含量高低以次為苯甲酸乙酯52.19％、2-苯基乙酸乙酯10.27％、乙酸己酯5.36％、2-甲基-乙酸-1-丁-醇3.69％、己酸乙酯1.75％、2-甲基乙酸丙酯1.61％、(E，E，E)-1，4，8-十二碳三烯1.48％、烯丙基甲基硫酯1.40％、乙酸辛酯1.13％和乙酸庚酯1.00％共10種，其中酯類和醇類占9種，特別是苯甲酸乙酯在魯厚甜1號中含量高達52.19％，該物質在A69號中僅占2.78％，在A74×75中未檢測到。推測該物質在形成魯厚甜1號的清香型風味中起主要作用。

而另一種水果香型的甜瓜品種A74×75中，共檢測出71種揮發性芳香性化合物，占峰面積的89.24％，相對含量大于1％的芳香性揮發性物質以次為乙酸苯甲酯32.78％、乙酸乙酯8.94％、2-甲基-3-丙酸苯丙酯7.18％、2-甲基-乙酸-1-丁醇7.03％、乙酸己酯5.44％、(Z)-乙酸-3-己烯-1-醇4.55％、2-苯基乙酸乙酯3.90％、乙酸辛酯2.33％、2-甲基乙酸丙酯2.06％、辛酸乙酯1.22％和乙酸丁酯1.09％共11種，這11種芳香性物質皆是酯類或醇類。此外乙酸苯甲酯在該品種中含量高達32.78％，而在A69和魯厚甜1號中分別為1.10％和未檢測到，推測該物質在形成清香型甜瓜品種A74×75的風味中起主要作用。

3種厚皮甜瓜品種所共有的香氣成分主要有乙酸乙酯、2-甲基乙酸丙酯、乙酸丁酯、己酸乙酯、乙酸己酯、乙酸庚酯、烯丙基甲基硫酯、辛酸乙酯、乙酸辛酯、乙酸壬酯、十四酸乙酯、雙(2-甲丙基)-1，2-苯二羧酸酯、鄰苯二甲酸二丁酯、2-甲基-乙酸-1-丁醇、苯甲醇、(z)-乙酸-3-癸烯-1-醇、(E，E，E)-1，4，8-十二碳三烯、l，9-十四碳二烯、二苯呋喃共19種香氣成分。此外，甲酸辛酯、Z-4-十二烯醇、(z)-8-十二烯-1-醇、(E，E)-2，6-壬二烯醛、E-12-十四(碳)烯醛、(E)-6，10-二甲基-5，9-十一碳二烯-2-酮、2-甲基-1-戊烯、3-乙烯基-環己烯等含量皆大于0.5％且只存在于A69中。3-苯丙基乙酸葉綠素酯、(Z)-5-辛烯1-醇、3-苯基-乙酸-2-丙稀-1-醇、(E)-6-(乙氧基)-4-甲基-4-庚醛、-7-甲基-4-辛酮、(E，Z)-6，10-甲基-3，5，9-十一碳三烯-2-酮、2，4-甲基-3-己酮、N-(2苯乙基)-乙酰胺、1-甲基-萘、1，4-二甲基萘和4，4，5，7，8-五甲基-Z，氫香豆素等只在魯厚甜1號中存在但含量也不高。而乙基(甲硫基)乙酸酯、硬脂酸乙烯酯、苯乙酸乙酯、2-甲基丁基己酸酯、十四酸甲酯、十五酸甲酯、13-十八碳烯酸甲酯、(z)-乙酸-2-戊烯-1-醇、4-癸酮、(z)-6，10-二甲基-5，9-十一碳二烯-2-酮、5-己基二氫-2(3H)-呋喃酮、3-甲氧基甲氧基丁酸等只在水果香型甜瓜A74×75中檢測到。3種厚皮甜瓜品種中無論是它們共有還是它們所特有的芳香性揮發物質，這些香氣成分的化學結構主要為C4～C9的醛類和醇類以及由C4～C9脂肪酸所生成的酯類及長鏈脂肪酸鏈的甲基或乙基形成的酯類、酮類、醇類或烯類，這些不同的酯類、酮類、醇類和烯類其不同的種類和濃度配比決定了甜瓜不同的香型和風味。

3 討論

厚皮甜瓜的揮發性香氣物質是衡量甜瓜果實品質優劣的重要指標之一，對甜瓜品質育種具有重要意義。國外對甜瓜果實揮發性物質大量研究認為甜瓜果實涉及到240多種揮發性物質，主要為酯類、醛類、醇類及含硫化合物等。但國內關于甜瓜揮發性物質研究較少。Beaulieu等。研究了Cantaloupe成熟甜瓜果實中揮發性香味物質主要為乙酸己酯、乙酸苯甲酯、2-甲基丁酸甲酯、2-甲基丙酸乙酯、丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、己酸乙酯等酯類物質。

根據人們對不同化學結構的香氣成分的感官效果，甜瓜香氣可分為果香型、清香型、辛香型和麝香型等。由低級飽和脂肪酸和飽和脂肪醇形成的酯，具有各種水果香氣。水果中的香氣成分主要為C4～C9的醛類和醇類以及由C4～C9脂肪酸所生成的酯類，葫蘆科中具有顯著的青鮮氣味是由C4～C9的不飽和醇、醛及吡嗪類化合物等組成。

不同甜瓜品種的揮發性物質差異較大，果實產生的香氣類型也不同。肖守華等2010年在魯厚甜2號甜瓜中共鑒定出79種香氣成分，酯類29種，含量占42.99％。蔣玉梅等2005年在銀蒂甜瓜中共檢測到60種成分，酯類占27種。唐貴敏等以山農黃金1號、Sweet delight和Takami甜瓜果實為試驗材料，在成熟果實中分別檢出58、61和62種，馬永昆2004年在哈密瓜金皇后甜瓜汁中檢測到45種成分它們由酯類、醇類、酸類、醛類和呋喃(酮)構成，其中酯類有33種，占香氣成分峰面積的83.31％，醇類4種，醛類和酮類各2種。筆者對3個厚皮甜瓜品種A69號、魯厚甜1號和A74×75成熟果實中揮發性物質進行了分析，共鑒定出136種揮發性成分，其中酯類63種，醇類22種，醛和酮共21種，主要也是C4～C9的醛類和醇類以及由C4～C9脂肪酸所生成的酯類，它們占檢出化合物的81.40％-86.31％。在麝香型品種A69號中，主要有(Z)-乙酸-3-己烯-1-醇、乙酸己酯、甲酸辛酯、己酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸辛酯、2-甲基-乙酸-1-丁醇等，芳香性揮發性化合物種類最多最豐富，這與其香型感官和外觀評價相一致。在清香型品種魯厚甜1號中主要有苯甲酸乙酯、2-苯基乙酸乙酯、乙酸己酯、2-甲基-乙酸-1-丁醇、己酸乙酯、(E，E，E)-1，4，8-十二碳三烯、烯丙基甲基硫酯等，其芳香性揮發物只有40種，不及A69的1/2，特別是苯甲酸乙酯的含量高達52.19％，該物質很可能在形成魯厚甜1號的獨特清香型風味中起重要作用。水果香型的甜瓜品種A74×75中，主要有乙酸苯甲酯、乙酸乙酯、2-甲基-3-丙酸苯丙酯、2-甲基-乙酸-1-丁醇、乙酸己酯等。乙酸苯甲酯在該品種中含量高達32.78％，該物質在A69含量很低，而在魯厚甜1號中沒有檢測到，乙酸苯甲酯在形成甜瓜品種A74×75的水果型香味中起主要作用。由于不同酯類、醇類和醛酮類含量、種類及濃度配比不同，導致了不同甜瓜品種具有各自獨特的風味和香型。