寒富×四倍體嘎拉蘋果三倍體后代果實風味品質的研究

王海波 王玉霞 李林光 程來亮

摘要：為了解蘋果三倍體新種質果實風味品質的差異，本研究采用靜態頂空一氣相色譜一質譜聯用和高效液相色譜技術，測定了6份蘋果三倍體雜交后代及2個親本寒富、四倍體嘎拉果實揮發性成分、糖酸組分等風味物質的含量和組成。結果表明，H4GI、H4G2、H4G4、H4G5、H4G8、H4G9、寒富、四倍體嘎拉分別含有6、4、7、4、4、8、5、3種特征香氣成分，其果實中均檢測到乙酸己酯和2一甲基丁酸己酯，前者影響所有三倍體株系及2個親本果實香味，后者僅對寒富果實香味沒有貢獻；果糖、葡萄糖、蔗糖和蘋果酸是蘋果果實的味感組分，且對H4GA的味感貢獻大于其他株系；6份子代特征香氣成分和味感成分在遺傳過程中均產生了超親分離現象。

關鍵詞：蘋果；三倍體后代；果實風味物質；風味品質

中圖分類號：S661.101

文獻標識號：A

文章編號：1001-4942（2016）01-0047-05

多倍體化被認為是植物適應和進化的主要機制之一。由于果樹多倍體品種具有生長旺盛、果實大、少籽或無籽、產量高、適應性和抗逆性強等特點，且能夠利用無性繁殖的方式固定其優良性狀，實現在生產上的長期利用，因此多倍體品種選育已成為果樹育種的一個重要途徑。

生產上蘋果（Malus×domestica Borkh.）以二倍體品種為主，只有少數多倍體品種，如三倍體品種喬納金、世界一、陸奧等得到一定的推廣應用，為調整品種結構和豐富市場供應發揮了重要作用。但上述品種在果實品質、貯藏性能或栽培性狀等方面存在不足，使其發展受到限制，因此需要培育綜合性狀優良的多倍體品種，以滿足生產和消費需求。本研究對6份三倍體后代及其親本寒富、四倍體嘎拉的果實風味物質進行測定，并對其決定的風味品質進行評價，以期為生產應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2012～2013年在山東省果樹研究所肥城市安駕莊鎮張安村試驗基地進行。試驗地為平原地果園，土壤為砂壤土。試驗材料為6份蘋果三倍體雜交后代（2n=3x=51） H4G1、H4G2、H4G4、H4G5、H4G8、H4G9及其母本寒富（2n=2x=34）和父本四倍體嘎拉（2n=4x=68）果實。采用矮化栽培，中間砧為M26，基砧為八棱海棠[M.robusta（Carr.）Rehder]，生長結果正常。各品種選擇生長勢一致的5棵樹，在果實采收期，選擇樹冠南向同一高度的外圍果實，采集約10kg，用保溫盒帶回實驗室，立即進行試驗。基本品質測定在山東省果樹研究所進行，果實揮發性成分及糖酸組分測定在山東農業大學作物生物學國家重點實驗室進行。

1.2 試驗方法

1.2.1 果實基本性狀的測定 單果重采用百分之一天平測定；果實縱徑、橫徑采用游標卡尺測定，并計算果形指數（縱徑/橫徑）；果實硬度采用GY-1型果實硬度計測定；可溶性固形物含量采用TD-45水果糖度計測定。每個品種測定有代表性的果實30個，各指標取其平均值。變異系數（CV）為三倍體后代各株系間的標準差與平均值的比值。

1.2.2 果實香氣成分的測定 果實香氣成分的測定參照王海波等的方法。每個品種取3～5個果實，將果肉迅速切成薄片并混勻，重復3次。在10 mL樣品瓶底部加入10μL內標物3-壬酮（0.4 mg·mL^-1），準確稱取6g樣品放人樣品瓶中，用聚四氟乙烯丁基合成橡膠隔片密封。果實揮發性成分分別利用Perkin Elmer Turbo Matrix40 Trap頂空進樣器和Shimadzu GCMS-QP2010氣相色譜一質譜聯用儀進行提取與測定。

揮發性成分的定性方法：未知化合物質譜圖經計算機檢索同時與NIST05質譜庫相匹配，并結合人工圖譜解析及資料分析，確認各種揮發性成分；定量方法：按峰面積歸一化法求得各化合物相對質量百分含量，并選擇3-壬酮為內標進行精確定量。計算lg（香氣值）確定特征香氣成分，香氣值=某成分含量/該成分香氣閾值。lg（香氣值）>0的成分為特征香氣成分。

1.2.3 果實糖酸組分的測定采用高效液相色譜法測定果實中的糖酸組分，參照王海波等的方法測定。利用N2000色譜工作站（Ver.3.30）計算糖酸各組分的含量，通過計算lg（某種糖酸組分含量/該組分味感閾值）判斷該成分是否影響果實甜味或酸味，lg（某種糖酸組分含量/該組分味感閾值）>0的成分是對果實甜味或酸味有貢獻的成分。

1.3 數據處理

數據采用SPSS 17.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 寒富×四倍體嘎拉三倍體后代果實基本性狀

由表1可以看出，6份三倍體后代果實單果重和果肉硬度變異較大，變異幅度分別為118.5～211.79和5.4～11.2kg·Cm^-2，變異系數分別為22.17%和27.69%。單果重以H4G2最大，其次為H4G5、H4G1、H4G9、H4G8，H4G4最小。果肉硬度以H4G8最高，其次為H4 G4、H4G9、H4G1、H4G5，H4G2最低。果實縱徑、橫徑、果形指數、可溶性固形物含量變異系數較小。果形指數以H4G8最高，可溶性固形物含量以H4G9最高。

2.2 寒富×四倍體嘎拉三倍體后代果實風味物質含量

由表2可以看出，不同類別的風味物質含量在6份三倍體后代中，以萜烯類變異系數最大，為191.72%；其次為酮類、醛類、醇類、酯類和總酸，其變異系數均大于30%；總糖含量變異系數最小，為13.76%。

6個三倍體后代中，H4G4果實的總糖和總酸含量均最高，顯著高于2個親本品種，與其他株系基本達到顯著水平；酯類成分含量低于H4G1和H4G9居第三。株系H4G9的果實醇類、醛類、酯類和萜烯類成分含量均較高，與其他株系及2個親本差異基本達到顯著水平，但未檢測到酮類物質，其總糖含量顯著低于其他5個株系與2個親本，總酸含量僅略高于H4G1。

2.3 寒富、四倍體嘎拉及其6份三倍體后代果實風味品質

根據已報道的果實風味物質的嗅感和味感閾值，計算各風味物質含量與閾值比的常用對數值，表示不同成分對各株系和親本品種果實風味的影響程度。由表3可以看出，在特征香氣種類上，H4G1、H4G2、H4G4、H4G5、H4G8、H4G9和2個親本寒富、四倍體嘎拉分別含有6、4、7、4、4、8、5、3種特征香氣成分。12種嗅感成分中，乙酸己酯和2-甲基丁酸己酯在所測果實中均被檢測到，前者影響所有三倍體株系及2個親本的果實香味，后者對寒富果實香味沒有貢獻。其他成分在不同品種或株系間存在差異，如乙酸丁酯、乙酸戊酯、丙酸丁酯及2-甲基丁酸丁酯等在三倍體后代及四倍體嘎拉中均被檢測到，而丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯僅在寒富中被檢測到；在H4G1、H4G2和H4G4中檢測到了乙酸-2-甲基丁酯，但在H4G5中未檢測到1-己醇，在H4G2中未檢測到己醛，在H4G2、H4G4和四倍體嘎拉中均未檢測到（E）-2-己烯醛。

在嗅感貢獻程度上，6份子代果實中乙酸己酯、乙酸丁酯、2-甲基丁酸己酯等成分均高于雙親，其他成分如乙酸戊酯影響了H4G1、H4G4、H4G5和H4G9的果實嗅感，2-甲基丁酸丁酯、丙酸丁酯、1-己醇僅影響H4G9果實嗅感，對其他株系和親本均沒有貢獻。結果表明，親本品種與各株系間果實特征香氣成分在種類和嗅感貢獻上均存在較大差異，該組合子代特征香氣成分在遺傳過程中產生了明顯的超親分離。

果糖、葡萄糖、蔗糖和蘋果酸是6份三倍體后代株系及2個親本果實的甜酸味感成分。其中3種糖組分中以果糖的貢獻最大。品種、株系間比較，果糖、蔗糖、蘋果酸對H4G4的味感貢獻均高于其他株系和2個親本；葡萄糖對H4G2的味感貢獻大于其他株系和親本；果糖、葡萄糖和蘋果酸對四倍體嘎拉的味感貢獻高于寒富。各糖酸味感成分在6份株系果實中，均存在高于高值親本或低于低值親本現象，表明該組合子代的味感成分在遺傳過程中也產生了超親分離。

3 結論與討論

風味品質是影響消費者選擇和食用蘋果的重要感官特征之一，也是重要的育種評價指標。在不同蘋果品種中已報道有300多種揮發性成分，其中對人的香味嗅感產生影響的物質稱為特征香氣成分，主要包括醇類、醛類、酯類、萜烯類等20余種成分。果實香氣的差異來自于基因型、成熟度、栽培條件、采后貯藏加工等因素的不同，其中品種的特異性是最重要的因素，不同品種的果實特征香氣成分賦予本品種特有的嗅感標簽。本研究檢測到的寒富、四倍體嘎拉及其6份三倍體后代果實的特征香氣成分具有不同的嗅感特征，其中乙酸丁酯、乙酸己酯、丙酸丁酯、丁酸乙酯、2一甲基丁酸乙酯、2一甲基丁酸丁酯具有“果香”（fruity）嗅感，乙酸-2-甲基丁酯和乙酸戊酯具有“蘋果”（apple）嗅感，2-甲基丁酸己酯具有“肉質果香”（flesh-fruity）嗅感特征，1-己醇、己醛具有“青草味”（grassy）特征，（E）-2-己烯醛具有“綠蘋果”（green ap-ple）的特征。本研究中所有三倍體株系均檢測到乙酸丁酯、乙酸己酯及2-甲基丁酸己酯3種特征成分，為三倍體后代果實提供了“果香”和“肉質果香”共有嗅感，其他成分如在H4G1、H4G2和H4G4中檢測到的乙酸-2-甲基丁酯，僅影響H4G9果實嗅感的2一甲基丁酸丁酯、丙酸丁酯、1-己醇等決定了不同株系果實香味的特異性。

果糖、蔗糖、葡萄糖和蘋果酸是蘋果果實最為主要的糖酸組分，也是決定蘋果果實甜味和酸味的主要因素。本研究所測6份三倍體后代果實糖酸組分也以這4種成分為主，其中果糖和蘋果酸是其甜、酸味的主要貢獻成分，其含量的差異決定了對果實甜味和酸味味感貢獻的大小，如H4G4中果糖、蔗糖、蘋果酸的味感貢獻均高于其他株系和2個親本，葡萄糖對H4G2的味感貢獻大于其他株系和親本。

果實品質是由多因素組成的復雜性狀，在感官上包括外觀、風味和質地等方面。味感物質（糖、酸等）和嗅感物質（香氣成分）是蘋果等果實的風味物質，其組成和含量決定風味品質。本研究中，株系H4G9、H4G4、H4GI等果實特征香氣成分種類較多，不同株系果實的風味物質存在較大差異，是導致其風味不同的基礎。研究表明，蘋果的整體香氣不僅與香味物質含量有直接關系，還與其種類多少相關，由于感觀互作，香氣成分種類多的品種整體香氣更為強烈，但這些株系糖、酸等其他指標存在差異，是否影響果實風味，還需進一步通過感官評價確認。