套袋對檸檬香氣成分的影響

何朝飛，張耀海，田景華，何紹國，焦必寧,*

(1.西南大學食品科學學院，重慶 400715；2.中國農業科學院西南大學柑桔研究所，重慶 400712； 3. 安岳縣檸檬產業局，四川 安岳 642350)

檸檬(Citrus limon)為蕓香科常綠小喬木，又稱檸果、洋檸檬、益母果等，是柑橘類中最不耐寒的種類之一，適宜于冬季較暖、夏季不酷熱、氣溫較平穩的地方。隨著人們生活水平的日益提高，檸檬的需求量也越來越大[1]。例如檸檬果皮較厚，芳香濃郁，可以生產檸檬香精油；果肉汁液可用于配制飲料和提煉香料。研究檸檬果皮和果肉的香氣成分，對于進一步開發檸檬產品和檸檬深利用具有重要意義。目前關于檸檬香氣研究的報道不多[2]，主要集中于其他柑橘種類及其果汁香氣的研究[3-4]。在水果的種植生產中，套袋技術[5]在提高果品外觀質量、減少農藥使用、生產綠色無公害果品等方面已有廣泛的應用。檸檬采用套袋技術可使果面光潔美觀，著色均勻，減少農藥對果皮的污染、機械損傷和病蟲危害，提高果實外觀質量和商品率，增加果農的經濟收入[6]。目前有關套袋技術的研究主要是套袋對檸檬內在品質的影響[7]和對蘋果[8-9]等水果中香氣成分的影響，而對檸檬的香氣品質的影響研究尚未見報道。本研究以套袋和未套袋安岳檸檬為原料，采用頂空固相微萃取提取-氣相色譜-質譜聯用技術(headspace-solid phase microextraction-gas chromatographymass spectrometry，HS-SPME-GC-MS)分別分析果皮果肉的香氣成分，通過NIST2008和香氣譜圖庫(Flavour2.0)檢索，結合氣相色譜保留指數和相關文獻[2-4,10]，對各種香氣成分進行定性，通過內標法進行定量，測定分析套袋對檸檬香氣組分和含量的影響，為研究套袋技術在檸檬的種植和培育中的應用，以及對檸檬感官品質的控制提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

C5～C20正構烷烴標品、環己酮(分析純) 德國Dr. Ehrenstorfer GmbH公司。

1.2 儀器與設備

7890/5973氣相色譜-單四極桿質譜儀 美國Agilent公司；Combi PAL 氣相色譜多功能自動進樣器 瑞士CTC公司；DB-5MS石英毛細管柱(30m×0.25mm，0.25μm)；DVB/CAR/PDMS 50/30μm(二乙烯基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷)萃取頭 美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備

樣品采自四川省安岳縣，將新鮮檸檬洗凈后，小心切開果實，注意要盡少破壞果皮油包和果肉汁液流出，分開果皮和果肉后，隨機取足夠果皮和果肉，用搗碎機搗碎均勻。

準確稱取5.00g果肉樣品或3.00g果皮，移入20mL螺口樣品瓶中，加入3.00g NaCl，果皮樣品中需再加3.00mL去離子水，準確加入2μL環己酮，作為內標物，旋緊瓶蓋，上機檢測。

1.3.2 儀器條件

氣相色譜條件：載氣為氦氣，1mL/min；進樣口溫度250℃，不分流進樣；程序升溫，35℃保持5min，以3℃/min升至180℃保持2min，再以5℃/min升至240℃，保持2min。

質譜條件：傳輸線溫度280℃；離子源溫度230℃；四極桿溫度150℃；離子化方式電子電離源(electron ionization，EI)，電子能量70eV，質量范圍m/z 35～400。

頂空固相微萃取條件：40℃孵化15min；頂空吸附40min；解吸5min。

1.3.3 定性和定量分析

在相同的程序升溫條件下，以C5～C20的正構烷烴作為標準，以其保留時間的不同計算樣品測試中的化合物的保留指數(retention indices，RI)[11]，結合圖譜庫(NIST2008和Flavour2.0)檢索結果，同時與文獻值相比較共同定性，從而確定出相應的香氣物質。

定量方法采用內標法進行定量，內標物為密度0.9478g/mL的環己酮。

2 結果與分析

應用SPME-GC-MS聯用分別對套袋和未套袋安岳檸檬的果皮和果肉的香氣成分進行了分析，圖1是套袋和未套袋檸檬果皮果肉香氣成分的總離子流色譜圖；通過圖譜庫檢索與RI值，結合相關文獻，得出香氣成分及含量(表1)。根據各種化合物的官能團不同進行了分類，各類成分的相對含量在套袋處理前后的比較見表2。

圖 1 套袋和未套袋檸檬果皮果肉香氣成分的總離子流色譜圖Fig.1 Total ion current chromatograms of aroma components in peel and pulp of bagged and non-bagged lemons

表 1 套袋和未套袋檸檬果皮和果肉的香氣成分的分析結果Table 1 Aroma composition of peel and pulp of bagged and non-bagged lemons

續表1

2.1 套袋對檸檬香氣組分的影響

分析結果表明，檸檬果皮中共檢出91種香氣成分，套袋處理后的檸檬果皮中共檢出86種香氣成分，主要包括烯烴類(36種)、醇類(20種)、醛類(14種)、酯類(7種)和酮類(3種)等物質；未套袋果皮中共檢出88種香氣成分，也主要有烯烴類(37種)、醇類(19種)、醛類(14種)、酯類(7種)和酮類(4種)等物質。其中套袋前后果皮共有的組分有83種，僅在套袋后檢出的組分3種，約占其香氣總量的0.05%，未被檢出的組分有5種。但這些套袋前后不共有的組分的相對含量很低，均低于0.03%。說明套袋后檸檬果皮香氣的組分變化不大，其中醛類和酯類組分基本一致，仍保持著檸檬果皮特有的香氣。

檸檬果肉中共檢出86種香氣成分，套袋處理后的果肉中共檢出78種香氣成分，主要包括烯烴類(28種)、醇類(16種)、醛類(14種)、酯類(8種)和酮類(6種)等物質；未套袋果肉中共檢出77種香氣成分，主要有烯烴類(24種)、醇類(17種)、醛類(14種)、酯類(8種)和酮類(8種)等物質。其中套袋前后果肉共有的成分有69種，套袋后增加的組分有9種，未被檢出的有8種。說明套袋對檸檬果肉香氣成分的組分也有一定的影響，但不明顯，其中烯烴類和酮類組分相差較大，而醇類、醛類和酯類成分能保持一致。

套袋技術處理對檸檬不同部位香氣的組分均有影響，甚至會產生或者減少某種成分，例如僅在套袋果肉中檢出相對量不到0.01%反-對-1-孟烯-3-醇，山梨醛(0.02%)僅在未套袋果皮中檢出；僅在果皮中檢出香葉醛，在果肉中未檢出。這些主要是由于套袋處理使檸檬生長微環境發生變化和果皮果肉固有差異引起的。但套袋后檸檬果皮果肉香氣的主要組分仍保持基本一致，果皮比果肉始終具有更加豐富的香氣組分，主要體現在醇類、酮類和烯烴類物質種類更多。

表 2 套袋和未套袋檸檬果皮果肉中各類香氣成分的相對含量比較Table 2 Comparison of the kinds and relative contents of aroma compounds in peel and pulp of bagged and non-bagged lemons

2.2 套袋對檸檬香氣成分的含量的影響

檸檬的香氣成分主要是烯烴類、醇類、醛類、酯類和酮類，烯烴類含量最高，醛類和醇類次之，酯類和酮類含量較低，另外還有一些少量的其他物質。檸檬果皮和果肉的香氣成分含量差異比較明顯，果皮中的含量明顯高于果肉。套袋對檸檬香氣成分的相對含量有一定的影響。

總醛的含量決定檸檬香氣的質量，而檸檬醛是其中的主要部分，橙花醛和香葉醛(檸檬醛的兩種同分異構體)的相互作用幾乎定格了檸檬的香氣[12]。本研究中，醛類物質的相對含量是含氧萜類物質中最高的，果皮中橙花醛和香葉醛的相對含量在套袋后會分別降低1.64%和2.53%，而果肉中的檸檬醛相對含量會增加0.49%。套袋對橙花醛與香葉醛的含量比的影響較小，果皮中約2：3，果肉中約1：2。果肉中，己醛的相對含量較大，有報道稱來源可能是己烯醇[13]，但本研究中并未檢出有己烯醇，所以檸檬中己醛的來源有待進一步研究。辛醛和癸醛是鑒定橙皮油的一個標準[11,14]，均在本研究中檢出。香茅醛對柑橘香氣具有重要的貢獻，只在果皮中檢出，其相對含量在套袋后降低了不到0.023%。在套袋后大多數醛類物質的相對含量會降低，果皮比果肉降得更多，更直接地說明套袋會降低檸檬的香氣質量，影響檸檬的感官品質，對本來曝露在空氣和陽光中的果皮影響更大。

檢出的醇類物質的含量比較多。4-松油醇在未套袋果肉中的含量豐富，套袋后含量變化比較大，具有辛香、木香[15]。α-松油醇含量也較高，是檸檬烯的降解產物，達到2mg/kg就會產生腐敗味[14]，本研究中檸檬的α-松油醇均超過該值，但套袋后果周圍含氧量降低，減緩了檸檬烯的降解，降低了α-松油醇含量，說明套袋可以減少檸檬腐敗味。另外，對香味起著重要作用的芳樟醇、香葉醇、香茅醇和橙花醇等醇類物質均被檢出[16]。套袋后果皮和果肉中醇類物質的相對含量會分別減少0.48%和6.03%，對果肉的影響大于果皮，這與套袋對醛類物質的主要影響位置不一樣。

乙酸橙花酯和乙酸香葉酯是含量較高的酯類物質，套袋后在果皮中的相對含量會降低約0.10%，而在果肉中會分別增加0.09%和0.03%。戊酸丙酯是重要的酯類呈香物質，具有果香味，僅在果肉中檢出，套袋后含量降低。乙酸壬酯有新鮮的果香和花香香氣[17]，僅在果皮中檢出，但含量較少，套袋后降低。D-胡椒酮具有類似樟腦和薄荷的香氣，含量較低，但在其他柑橘品種中罕見檢出。而已在其他柑橘中檢出的紫羅蘭酮和圓柚酮[13,18]，本研究未能檢出，這可能與品種不同有關。酯類和酮類物質含量不高，在果肉中的總相對含量高于果皮，這與其他物質的含量比重不一樣，也可能是果肉比果皮的酯香味更濃的原因。

烯烴類物質的相對含量在76%以上，雖然含量最高，但對果實香氣質量的貢獻不如含氧萜類化合物。套袋之后果皮中烴類物質的相對含量有所增加，達到89.30%，果肉中的相對含量由76.65%增加到87.12%，烯烴類物質相對含量的增加使得其他含氧類物質的相對含量呈降低趨勢，從而一定程度上降低了檸檬的香氣品質。檸檬烯是所有香氣成分中相對含量最高的物質，在成分定量時可用于GC校準，進行獨立檢測[18]，套袋后果皮和果肉中均增加兩個百分點左右。

3 討 論

香氣對檸檬的感官品質起著重要作用[19]，果皮中的含量遠高于果肉中的含量，所以檸檬香氣品質主要體現在果皮上。香氣值是香氣成分的濃度與閾值之比，反映了該種香氣成分對果實香氣的作用大小，香氣值越大，對香氣的貢獻越大[20]。對比未套袋檸檬發現，套袋后的檸檬中大多數閾值較小而相對含量較大的物質，例如香葉醛、橙花醛、芳樟醇和乙酸香葉酯等物質，它們在套袋處理后相對含量降低，均低于2.91%，香氣值變化較小，說明套袋會降低檸檬的香氣品質，但影響不大。

在檢測出的109種檸檬香氣成分中，有果皮果肉共同含有的組分，也有一些各自特有的組分，但在一定程度上會降低檸檬的感官品質。報道指出[14,21-22]，檸檬醛、檸檬烯、β-蒎烯、月桂烯、異松油烯和辛醛等是柑橘的主要香氣成分，本實驗在套袋和未套袋檸檬果皮果肉中均有檢出，說明套袋不會從根本上改變檸檬的香氣品質，因為檸檬品質的基本特征是由其基因型決定的，與品種有關。在果皮中，套袋處理后會降低多種香氣成分的含量，特別是檸檬醛等多種含氧類芳香成分的含量的降低，會降低檸檬的感官品質。

檸檬的整體香味是由各種香味物質的相互作用和含量的不同構成，套袋前后檸檬的香氣成分不盡相同，組分和含量均會發生一定變化，構成了套袋前后檸檬香氣品質的差異。這些芳香類物質的變化主要是因為套袋改變了果實的生長環境，包括光照、濕度、溫度和氧濃度等，從而提高或者降低產生這些物質的關鍵酶的活性[23]，如丙酮酸脫羧酶在套袋后活性降低，會抑制醛類物質的形成。果袋類型、套袋和摘袋時間、栽培管理等都會影響套袋檸檬微環境的變化，從而影響檸檬的香氣品質。所以采用套袋技術時，選擇優良的果袋、適當的套袋摘袋時間和先進的栽培管理技術是生產高品質套袋檸檬的有效途徑。檸檬香氣品質主要體現在果皮上，套袋處理會降低檸檬果皮中的香氣含量，影響檸檬的感官品質，但影響不大，并且可以保護檸檬果面光滑、顏色誘人和免受蟲鳥侵害等優點。套袋技術應用于水果種植生產中，是一項提高水果產量的有效技術，但仍需不斷完善套袋技術，從而更大程度地保證果品品質。

4 結 論

本實驗以套袋安岳檸檬為研究對象，未套袋安岳檸檬為對照，果皮和果肉分開，采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用技術測定了其中的香氣成分，共檢出套袋和未套袋檸檬109種香氣成分，主要成分按相對含量從高到底依次為烯烴類、醛類、醇類、酯類和酮類物質。無論是否套袋，果皮始終比果肉具有更加豐富的香氣組分，檸檬香氣品質主要體現在果皮上；與對照相比，套袋后檸檬果皮果肉香氣的主要成分仍保持基本一致，差異不大；套袋后烯烴類成分的相對含量增加，對香氣貢獻更大的含氧萜類成分相對含量減少，減少量均低于2.91%，表明套袋會減低檸檬的香氣品質，但降低程度不大。檸檬醛是檸檬中最主要的香氣成分，其兩種同分異構體(橙花醛和香葉醛)的含量比很穩定，果皮中約2：3，果肉中約1：2。對套袋和不套袋的檸檬果皮果肉的香氣成分進行分析，有助于在種植培育檸檬過程中更好地采取有效技術控制香氣等品質的變化，提高檸檬的感官品質，為套袋技術在檸檬中的應用提供理論依據。

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