富士蘋果濃紅色芽變品種果實品質和香氣成分差異分析

宋來慶　趙玲玲　劉美英　唐巖　孫燕霞　姜中武

摘要：利用果實常規品質測定與固相微萃取（SPME）氣相色譜一質譜（GC-MS）聯用技術，分析了長富2號富士蘋果及其濃紅色芽變品系美樂的果實常規品質和香氣成分差異。結果表明：美樂是以酯類香氣成分為主的酯香型蘋果品種；與長富2號相比，美樂平均單果重高出13.6 g，果實片狀著色，蘋果摘袋后，上色期平均為4.5天；果實香氣物質種類和含量差異明顯，美樂果實中檢測出香氣物質45種，香氣成分總量為118.044μg/g，香氣物質種類較長富2號少6種，但總含量高出7.485μg/g；美樂中含量最高的香氣物質α-法尼烯，含量為21.012μg/g，占香氣總量的17.80%，而在長富2號中，α-法尼烯含量僅為11.519μg/g，是含量變化最大的香氣成分；α-法尼烯含量的增加有可能會影響美樂品種貯藏期對果實虎皮病的抗性。

關鍵詞：富士；濃紅色芽變；美樂；香氣物質；α-法尼烯

中圖分類號：S661.103.7 文獻標識號：A 文章編號：1001—4942（2016）03—0043—04

芽變選種是培育優良蘋果新品種的有效途徑，富士是我國主要的蘋果栽培品種，在長期的栽培過程中，產生了大量的變異類型。在已報道的蘋果芽變品種中，紅色芽變品種占70%以上，這些芽變品種在我國各蘋果產區均獲得推廣利用。因此，深入探討紅色芽變機理，對蘋果品種的有效改良具有重要意義。果實紅色芽變機理已有較多研究報道，王傳增等研究了國光及其紅色芽變的香氣組分及脂肪酸代謝相關酶活性的差異。本課題組于2006年從長富2號果園內發現一個濃紅色枝條變異，果實由條紋紅色變為濃紅色，顏色鮮艷，2014年12月通過山東省農作物新品種審定，定名為美樂。有關長富2號品種及其濃紅色芽變品系在香氣組分種類及含量上是否存在差異，還未見報道。本試驗分析了長富2號及美樂果實常規品質和香氣組分的差異，旨在為富士蘋果濃紅色芽變機理提供參考依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗園位于煙臺市牟平區水道鎮梨樹夼村，面積3 333.5 m²，地勢平坦，砂質壤土。試驗材料于2010年定植，主栽品種為美樂，對照品種為長富2號，授粉品種為太平洋嘎啦，苗木砧木為M9。栽植密度2.5 m×4.0 m，自由紡錘形整枝。果園2013年少量結果，2014年進入初果期，單株負載量控制在30～40kg。蘋果全套袋栽培，內紅外褐雙層紙袋，5月底6月初套袋，10月3日摘袋。

每個品種選擇長勢較好、負載量相近的試驗樹5株，于2014年10月22日采樣，分別在四個不同方位隨機采摘樹體中部外圍果實12個，每個品種60個果實，帶回實驗室清洗后，進行不同指標測定。

1.2測定方法

常規果實品質指標在煙臺市農業科學院育種實驗室測定，香氣物質的測定在山東農業大學園藝學院完成。每個品種隨機取30個果實用于測量果實縱徑、橫徑、硬度與單果質量，根據縱徑與橫徑計算果形指數，利用GY-1型硬度計測定果實硬度。各指標取30次測定的平均值。果實香氣物質的提取和測定參照王海波等的方法進行，分別利用Perkin Elmer Turbo Matrix 40 Trap頂空進樣器和Shimadzu GCMS-QP2010氣相色譜一質譜聯用儀進行果實香氣物質成分提取與測定，待測樣品總量為7 g，內標物3-壬酮（0.4mg·mL^-1μL。定性方法：通過檢索NIST05質譜庫，結合保留時間進行定性分析；定量方法：按峰面積歸一化法計算各成分相對質量百分含量，并選擇3-壬酮為內標進行精確定量。

2結果與分析

2.1果實常規品質分析

美樂平均單果重較長富2號重13.6 g，萼洼、梗洼和果梗長度等與長富2號相同；果實著色快，摘袋后3～5天即可著滿色，果面片狀著色，全面著鮮紅色，萼洼、梗洼亦可著色；果皮蠟質厚，果面光滑潔凈，無銹，有果粉，果點小、較稀，果點密度平均為5.1個/cm²；果肉乳黃色，肉質細脆，果實硬度8.4 kg/cm²，汁液中多，可溶性固形物含量14.5%；果實風味酸甜，香氣濃郁，無采前落果現象。

2.2果實香氣物質差異性分析

果實風味物質測定結果（表2）表明，美樂果實中共檢出香氣成分45種，總量為118.044μg/g；含量最高的為α-法尼烯，為21.012μg/g，占香氣成分總量的17.80%；其次為乙酸己酯、2-甲基丁酸己酯、2-甲基丁基乙酸酯和己酸丁酯，含量分別為16.627、15.924、13.709μg/g和9.188μg/g。長富2號果實中共檢出香氣成分51種，總量為110.559μg/g，主要香氣成分是2-甲基丁基乙酸酯、乙酸己酯、α-法尼烯、2-甲基丁酸己酯、乙酸丁酯和己酸丁酯，含量分別為17.070、15.372、11.519、10.800、7.182μg/g和6.737μg/g；α-法尼烯在長富2號中的含量僅占香氣成分總量的10.42%。

其中4-己烯-1-醇乙酸酯、丁酸戊酯、辛酸己酯、A-姜黃烯、異丁香烯、2-甲基丁醇、順-2-己烯-1-醇、2-己烯醛等13種香氣成分僅在美樂果實中檢出；反-2-己烯-1-丙酸甲酯、（Z）-丙酸-3-己烯酯、2-甲基硅烷二醇二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯等19種物質僅在長富2號果實中檢出。

將檢測結果按香氣成分類別進行分類統計（表3），美樂果實檢出的香氣成分中，酯類物質32種，總含量為93.579μg/g，分別比長富2號少4種、2.552μg/g；烯類種類數量均為5種，但總質量差10.324μg/g，差別主要來自α-法尼烯含量變化；醇類和其它醛、酮、烷類物質在香氣物質數量和含量方面均差異較小。

3討論與結論

根據香味物質的構成，蘋果可以分為兩類：一類為酯香型，包括元帥系品種、富士、金冠等，其主要香氣成分以酯類為主；另一類為醇香型，如紅玉蘋果品種，其特征成分以醇類物質為主。本研究的測定結果表明，美樂和其芽變母本長富2號的酯類香氣物質成分分別占總香氣成分含量的79.27%和86.95%，雖然酯類種類和含量有一定差異，但顏色的變異沒有影響果實香氣類型，美樂仍屬于酯香型蘋果品種。

蘋果發生芽變后，芽變品系與母本品種相比，其植株形態、果實顏色、染色體數目等均會發生一定的差異，不僅突變基因所控制的性狀發生變異，其他相關性狀也發生相應的變異，表現出芽變的多效性，即“一因多效”現象。王傳增等研究表明，紅色蘋果芽變品系與其對照相比，香氣成分種類無規律性變化，但共有組分的含量、特征香氣成分的香氣值總和、酯類含量及香氣總含量等均明顯高于各自的對照品種。本試驗測定結果表明，長富2號的濃紅色芽變品種果實的顏色發生變異后，其主要特征香氣物質和含量也發生了明顯的變化，美樂果實中香氣物質含量最高的是α-法尼烯、乙酸己酯、2-甲基丁酸己酯、2-甲基丁基乙酸酯和己酸丁酯，而長富2號果實中香氣物質含量最高的則是2-甲基丁基乙酸酯、乙酸己酯、α-法尼烯、2-甲基丁酸己酯、乙酸丁酯。

田長平等研究認為香氣物質種類及含量可作為果實耐貯性評價的指標之一。本試驗測定結果表明，美樂與長富2號相比，α-法尼烯含量增加9.493μg/g。α-法尼烯是一種揮發性的倍半萜類物質，是蘋果、梨等果實香氣的重要組成成分之一，具有許多重要的生物學功能，其含量與植物的冷害程度呈正相關，也是誘導虎皮病發生的重要因素。α-法尼烯在果肉細胞內產生，然后向蘋果表皮遷移，在表皮角質層中積累，氧化為共軛三烯和其它氧化產物，共軛三烯聚合成不透氧的聚合物，導致有害物質積累，引發虎皮病。在生產實踐中發現，有的蘋果紅色芽變品種（系）的貯藏性有所下降，并有“好看好吃不耐放”的說法。長富2號濃紅色芽變品種果實內α-法尼烯的含量顯著增加，是否影響到其貯藏性能，還有待進一步對比研究。