不同施肥處理對蘿卜風味物質影響的GC—MS分析

王萍+魏珉+劉賢嫻+徐文玲+付衛民+王超+王淑芬

摘要：采用頂空萃取（SPME）和氣相色譜質譜聯用技術（GC-MS），測定了不同施肥處理蘿卜果實中風味成分的含量。結果表明：（1）不同施肥處理蘿卜中共檢測出14種風味物質，主要包括六大類物質，其中異硫氰酸酯類7種、醇類3種、醚類1種、醛類1種、酮類1種及烷烴類1種。（2）魯蘿卜6號的主要風味物質是異硫氰酸酯類、醇類、醚類。（3）不同施肥處理造成了蘿卜共有風味成分含量的差異及特有成分的存在，造成了蘿卜風味種類及數量的變化以及蘿卜辣素含量的變化，形成不同的風味差別。

關鍵詞：不同施肥；蘿卜；風味物質；GC-MS

中圖分類號：S631.106+.2文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）09-0074-04蘿卜（Raphanus sativus L.）是我國原產的重要蔬菜，隨著生活水平的提高，人們越來越多地將蘿卜作為水果來食用，因此風味成為決定食用品質的重要指標。蔬菜的風味是由其含有的不同芳香物質所決定，蔬菜中的芳香物質是由不同揮發性物質組成的混合物，主要包括醇類、醛類、酮類、萜類和酯類以及含硫化合物等[1]。以往關于不同肥料配施對蔬菜風味品質的影響有一些研究，適宜氮鉀配合能提高番茄風味，呈味物質和芳香物質均隨著氮鉀施用水平的增加而提高[2]；施氮過多引起植株旺長，造成植株的營養生長與生殖生長失調，果實風味品質下降；過少或不施氮則影響到前體物向芳香成分的轉化，導致芳香物質含量低[3，4]。

目前有關肥料對蘿卜風味成分的影響尚未見報道。為此，研究不同施肥條件下蘿卜風味成分和含量的變化，揭示肥料對蘿卜風味組成的影響，對發展提高蘿卜風味的技術措施有重要的理論價值和實際意義。

1材料和方法

1.1試驗材料

試驗于2013年8～11月在山東省農業科學院蔬菜研究所試驗基地進行。供試蘿卜品種為山東省農業科學院蔬菜研究所育成的魯蘿卜6號，生長期70天左右。

1.2試驗設計及方法

試驗共設7個處理：分別為不施肥對照（CK）；（1）氮肥；（2）氮肥+鉀肥；（3）緩釋肥；（4）有機肥；（5）有機肥+硼肥；（6）有機肥+鈣肥，養分含量見表1。各處理氮用量相等，氮肥用量為22.5 g/m2，鉀肥13.4 g/m2，硼肥1.5 g/m2，鈣肥13.4 g/m2。有機肥施用方法為基施，其它肥料均為追施。8月22日播種，9月20日開始取樣，隔8天取樣一次， 至采收期共取樣5次。田間管理同常規生產。采樣時各處理選擇大小、成熟度一致的肉質根5個， 取蘿卜根部上端同位置樣品放于超低溫冰箱待測。

1.3定性定量分析方法

定性分析：色譜分離后，質譜掃描每個色譜峰得到質譜圖，所得質譜信息經計算機用標準NIST08質譜圖數據庫確定風味物質組分種類。

定量分析： 采用內標法進行定量，選擇3-壬酮為內標，其濃度為0.4 g/L，體積為5 μL。計算公式參照陳美霞等[5]的方法。

樣品處理條件：每份樣品放入打漿機中打成勻漿，稱取7.00 g于10 mL頂空瓶中，在樣品底部加入內標物3-壬酮，用錫箔紙封口，采樣臺預熱溫度40℃，插入SPME頂空取樣30 min，將萃取頭插入GC進樣口，250℃解吸3 min后進樣分析。

色譜條件：氣相色譜柱為RET-5（30 m×0.32 mm ×0.25 μm）彈性石英纖維毛細管柱；升溫程序：35℃保持3 min，以3℃/min升至45℃，再以6℃/min升至130℃，最后以8℃/min升至230℃，保持8 min；載氣（He）流速2.54 mL/min，壓力2.4 kPa，進樣方式為不分流。

質譜條件：電子轟擊（EI）離子源；電子能量70 eV；接口溫度250℃；離子源溫度200℃；全掃描模式，掃描范圍：45～450 m/z 。

1.4蘿卜辣素的測定方法

稱取蘿卜樣品20 g，加同等體積蒸餾水制成勻漿，準確稱取10 g勻漿（合5 g樣品），用無水乙醇移入50 mL容量瓶中，用無水乙醇定容搖勻過濾。取濾液35 mL，放入50 mL容量瓶中，加硝酸銀標準溶液5 mL，邊加邊搖，放置至沉淀下沉，加水定容搖勻，12 000 r/m離心10 min。取濾液40 mL于100 mL三角瓶中，加濃硝酸5 mL，硫酸鐵銨溶液1 mL，用硫氰酸銨標準溶液滴定至微橙紅色。根據消耗的體積數計算蘿卜辣素[6]。

2結果與分析

2.1不同施肥處理蘿卜風味成分構成

不同施肥處理的蘿卜風味成分GC/MS總離子圖見圖1。各組分經計算機檢索同時與NIST library譜庫檢索，共檢測出14種風味物質（表2），主要包括異硫氰酸酯類、醇類、醚類、醛類、酮類及烷烯烴類六大類物質，其中異硫氰酸酯類7種、醇類3種、醚類1種、醛類1種、酮類1種、烷烴類1種。

2.2不同施肥處理蘿卜主要風味成分比較

2.2.1異硫氰酸酯類7個處理的蘿卜風味物質中含量最高的均是4-甲硫基-3-丁烯異硫氰酸酯，但不同施肥處理含量差別較大。施用氮肥的處理1和施用有機肥+鈣肥的處理6含量較高，分別為30.446 μg/g和25.736 μg/g，含量較低的是處理2和處理5，分別為14.678 μg/g和13.915 μg/g，處理3和處理4與CK的含量差異不大。

7個處理共有的異硫氰酸酯類物質還有異硫氰酸丁酯、異硫氰酸己酯、異硫氰酸戊酯、4-甲基異硫氰酸戊酯，四種風味物質在處理1和處理6中含量最高，各處理的異硫氰酸己酯含量差別類似于4-甲硫基-3-丁烯異硫氰酸酯；異硫氰酸丁酯含量較低的是處理2、處理3、處理4，處理5與CK的含量差異不大。

2.2.2醇類2，3-二甲基-3-己醇是僅次于4-甲硫基-3-丁烯異硫氰酸酯的第二大風味物質，處理1的含量最高，處理3、處理6與CK含量差異不大，其余3個處理含量比較低；甲硫醇在各處理的含量變化類似2，3二甲基-3-己醇。endprint

2.2.3醚類二甲基二硫醚風味物質在處理1和處理6的含量較高，其次是處理3、處理4，這4個處理都比CK的含量高，處理2、處理5比CK的含量低。

2.3不同施肥處理蘿卜風味成分類別及種類

異硫氰酸酯類、醇類、醚類三大類是不同施肥處理的共有物質類別，是蘿卜的主要風味物質，其中異硫氰酸酯類的種類及數量最多，風味貢獻比較大。不同施肥處理造成了蘿卜風味種類及數量的變化，詳見表3。

2.4不同施肥處理蘿卜辣素的比較

由圖2可以看出，蘿卜辣素含量最高的是處理4，為0.525%；其次是處理3和處理5，蘿卜辣素含量相同，均為0.483%；然后是處理6、處理1，分別為0.480%和0.460%；只有處理2的蘿卜辣素含量（0.417%）低于對照（0.447%）。

3結論與討論

不同施肥處理共檢測出14種風味物質，主要包括異硫氰酸酯類7種、醇類3種、醚類1種、醛類1種、酮類1種及烷烴類1種六大類物質。

魯蘿卜6號的主要風味物質是異硫氰酸酯類、醇類、醚類三大類，主要是一些含硫的化合物，如異硫氰酸酯類、甲硫醇、二甲基二硫醚等，其中異硫氰酸酯類含量和種類占比最大，也是辣味的前體物質芥子油苷水解得到的物質[7]，是決定蘿卜風味的主要物質，可以作為測定蘿卜風味的主要指標。

施用氮肥提高了異硫氰酸酯類、醇類和醚類物質及蘿卜辣素的含量；施用氮肥+鉀肥降低了異硫氰酸丁酯、4-甲硫基-3-丁烯異硫氰酸酯、異硫氰酸己酯、醇類和醚類及蘿卜辣素的含量；施用緩釋肥提高了醚類物質及蘿卜辣素的含量，降低了異硫氰酸丁酯的含量；施用有機肥提高了醚類物質及蘿卜辣素的含量，降低了異硫氰酸丁酯、醇類的含量；施用有機肥+硼肥提高了蘿卜辣素的含量，降低了4-甲硫基-3-丁烯異硫氰酸酯、異硫氰酸己酯、醇類、醚類的含量；施用有機肥+鈣肥提高了異硫氰酸酯類和醚類物質及蘿卜辣素的含量。不同施肥處理造成了蘿卜共有風味成分含量的差異及特有成分的存在，造成了蘿卜風味種類及數量的變化及蘿卜辣素含量的變化，形成不同的風味差別。

參考文獻：

[1]王建華，王漢忠.果蔬芳香物質的研究方法[J].山東農業大學學報， 1996， 27（2）：219 -226.

[2]Wright D H. Harris N D. Effect of nitrogen and potassium fertilization on tomato flavor[J]. Journal of Agricultural Food Chemistry， 1985， 33：355-358.

[3]劉松忠，姜遠茂，彭福田，等.氮素處理對成熟草莓果實芳香成分的影響[J].山東農業大學學報：自然科學版，2004，35（2）：183-186.

[4]劉松忠，姜遠茂，彭福田，等.不同氮素水平對棚栽草莓果實芳香成分的影響[J].植物營養與肥料學報，2004，10（6）：638-641.

[5]陳美霞，陳學森，周杰，等.杏果實不同發育階段的香味組分及其變化[J].中國農業科學，2005，38（6）： 1244-1249.

[6]張維勤.蘿卜辣素的測定方法[J].山東農業科學，1990（2）：10-13.

[7]汪隆植，何啟偉.中國蘿卜[M].北京：科學技術文獻出版社，2005.endprint

2.2.3醚類二甲基二硫醚風味物質在處理1和處理6的含量較高，其次是處理3、處理4，這4個處理都比CK的含量高，處理2、處理5比CK的含量低。

2.3不同施肥處理蘿卜風味成分類別及種類

異硫氰酸酯類、醇類、醚類三大類是不同施肥處理的共有物質類別，是蘿卜的主要風味物質，其中異硫氰酸酯類的種類及數量最多，風味貢獻比較大。不同施肥處理造成了蘿卜風味種類及數量的變化，詳見表3。

2.4不同施肥處理蘿卜辣素的比較

由圖2可以看出，蘿卜辣素含量最高的是處理4，為0.525%；其次是處理3和處理5，蘿卜辣素含量相同，均為0.483%；然后是處理6、處理1，分別為0.480%和0.460%；只有處理2的蘿卜辣素含量（0.417%）低于對照（0.447%）。

3結論與討論

不同施肥處理共檢測出14種風味物質，主要包括異硫氰酸酯類7種、醇類3種、醚類1種、醛類1種、酮類1種及烷烴類1種六大類物質。

魯蘿卜6號的主要風味物質是異硫氰酸酯類、醇類、醚類三大類，主要是一些含硫的化合物，如異硫氰酸酯類、甲硫醇、二甲基二硫醚等，其中異硫氰酸酯類含量和種類占比最大，也是辣味的前體物質芥子油苷水解得到的物質[7]，是決定蘿卜風味的主要物質，可以作為測定蘿卜風味的主要指標。

施用氮肥提高了異硫氰酸酯類、醇類和醚類物質及蘿卜辣素的含量；施用氮肥+鉀肥降低了異硫氰酸丁酯、4-甲硫基-3-丁烯異硫氰酸酯、異硫氰酸己酯、醇類和醚類及蘿卜辣素的含量；施用緩釋肥提高了醚類物質及蘿卜辣素的含量，降低了異硫氰酸丁酯的含量；施用有機肥提高了醚類物質及蘿卜辣素的含量，降低了異硫氰酸丁酯、醇類的含量；施用有機肥+硼肥提高了蘿卜辣素的含量，降低了4-甲硫基-3-丁烯異硫氰酸酯、異硫氰酸己酯、醇類、醚類的含量；施用有機肥+鈣肥提高了異硫氰酸酯類和醚類物質及蘿卜辣素的含量。不同施肥處理造成了蘿卜共有風味成分含量的差異及特有成分的存在，造成了蘿卜風味種類及數量的變化及蘿卜辣素含量的變化，形成不同的風味差別。

參考文獻：

[1]王建華，王漢忠.果蔬芳香物質的研究方法[J].山東農業大學學報， 1996， 27（2）：219 -226.

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[6]張維勤.蘿卜辣素的測定方法[J].山東農業科學，1990（2）：10-13.

[7]汪隆植，何啟偉.中國蘿卜[M].北京：科學技術文獻出版社，2005.endprint

2.2.3醚類二甲基二硫醚風味物質在處理1和處理6的含量較高，其次是處理3、處理4，這4個處理都比CK的含量高，處理2、處理5比CK的含量低。

2.3不同施肥處理蘿卜風味成分類別及種類

異硫氰酸酯類、醇類、醚類三大類是不同施肥處理的共有物質類別，是蘿卜的主要風味物質，其中異硫氰酸酯類的種類及數量最多，風味貢獻比較大。不同施肥處理造成了蘿卜風味種類及數量的變化，詳見表3。

2.4不同施肥處理蘿卜辣素的比較

由圖2可以看出，蘿卜辣素含量最高的是處理4，為0.525%；其次是處理3和處理5，蘿卜辣素含量相同，均為0.483%；然后是處理6、處理1，分別為0.480%和0.460%；只有處理2的蘿卜辣素含量（0.417%）低于對照（0.447%）。

3結論與討論

不同施肥處理共檢測出14種風味物質，主要包括異硫氰酸酯類7種、醇類3種、醚類1種、醛類1種、酮類1種及烷烴類1種六大類物質。

魯蘿卜6號的主要風味物質是異硫氰酸酯類、醇類、醚類三大類，主要是一些含硫的化合物，如異硫氰酸酯類、甲硫醇、二甲基二硫醚等，其中異硫氰酸酯類含量和種類占比最大，也是辣味的前體物質芥子油苷水解得到的物質[7]，是決定蘿卜風味的主要物質，可以作為測定蘿卜風味的主要指標。

施用氮肥提高了異硫氰酸酯類、醇類和醚類物質及蘿卜辣素的含量；施用氮肥+鉀肥降低了異硫氰酸丁酯、4-甲硫基-3-丁烯異硫氰酸酯、異硫氰酸己酯、醇類和醚類及蘿卜辣素的含量；施用緩釋肥提高了醚類物質及蘿卜辣素的含量，降低了異硫氰酸丁酯的含量；施用有機肥提高了醚類物質及蘿卜辣素的含量，降低了異硫氰酸丁酯、醇類的含量；施用有機肥+硼肥提高了蘿卜辣素的含量，降低了4-甲硫基-3-丁烯異硫氰酸酯、異硫氰酸己酯、醇類、醚類的含量；施用有機肥+鈣肥提高了異硫氰酸酯類和醚類物質及蘿卜辣素的含量。不同施肥處理造成了蘿卜共有風味成分含量的差異及特有成分的存在，造成了蘿卜風味種類及數量的變化及蘿卜辣素含量的變化，形成不同的風味差別。

參考文獻：

[1]王建華，王漢忠.果蔬芳香物質的研究方法[J].山東農業大學學報， 1996， 27（2）：219 -226.

[2]Wright D H. Harris N D. Effect of nitrogen and potassium fertilization on tomato flavor[J]. Journal of Agricultural Food Chemistry， 1985， 33：355-358.

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[4]劉松忠，姜遠茂，彭福田，等.不同氮素水平對棚栽草莓果實芳香成分的影響[J].植物營養與肥料學報，2004，10（6）：638-641.

[5]陳美霞，陳學森，周杰，等.杏果實不同發育階段的香味組分及其變化[J].中國農業科學，2005，38（6）： 1244-1249.

[6]張維勤.蘿卜辣素的測定方法[J].山東農業科學，1990（2）：10-13.

[7]汪隆植，何啟偉.中國蘿卜[M].北京：科學技術文獻出版社，2005.endprint