石金瑞,劉瀟然,劉翠華,趙正陽,李 瑞,王 聰,任小林
(西北農林科技大學 園藝學院,陜西楊凌 712100)
香氣性狀是影響蘋果風味品質的重要因素之一,怡人的香氣利于吸引消費者購買、增強市場競爭力。蘋果香氣物質譜是由一系列復雜的揮發性物質構成的,且不同蘋果品種間存在差異[1-2]。近年來,隨著香氣研究領域分析技術的不斷提升以及國內外市場對果實品質要求的日益提高,對果品香氣品質的研究已逐漸受到越來越多的關注[3]。目前,在蘋果中已經鑒定到300多種揮發性物質,這些揮發性物質主要是一些低分子的酯類、醇類、醛類、酮類和醚類物質[4-5],但其中僅有20多種成分被證明對蘋果果實的香味有重要貢獻,屬于特征香氣物質[4]。
‘瑞陽’是從‘秦冠’與‘富士’的雜交群體中選育出來的晚熟蘋果新品種,2015年3月由陜西省果樹品種評定委員評定后定名[6]。‘瑞陽’不僅外觀品質優良且風味酸甜,香氣濃郁,其綜合品質接近‘富士’優于‘秦冠’[6-7]。目前,關于‘瑞陽’蘋果的研究主要集中在其綜合性狀的評價以及在中國不同地區推廣栽培的鑒定評價方面,尚未涉及到‘瑞陽’蘋果香氣物質的分析與研究[7-9]。由于蘋果中乙烯高峰現象的存在及其與蘋果衰老進程的關系,大多數于商業成熟期采收的蘋果品種尚未到達乙烯高峰,且采收后隨即進入直銷環節,以實現果農利益的最大化[10-12]。因此,研究商業成熟期蘋果的香氣組分對完善果品評價體系以及了解消費者的購買傾向是非常重要的。基于此本試驗擬選用商業成熟期的‘瑞陽’及其親本‘秦冠’和‘富士’為材料,探討‘瑞陽’香氣物質的構成及其與親本香氣組分之間的差異,為完善‘瑞陽’蘋果新品種評價體系以及蘋果的雜交育種提供理論基礎。
1.1.1 材 料 ‘瑞陽’‘秦冠’和‘富士’于2017-11-05果實成熟期采自陜西省白水縣西北農林科技大學蘋果試驗站,所有試驗用果采摘后立即運回實驗室。挑選大小一致、色澤均勻及無機械損傷蘋果果實為試材,并立即于液氮中進行凍存取樣。
1.1.2 試 劑 內標物質3-壬酮,購買自Alfa Aesar公司 (天津,中國)。飽和烷烴混和標準試劑C7-C30購買自Supelco公司(賓夕法尼亞,美國),用于保留指數(RI)的計算。高效液相色譜級(HPLC)的甲基叔丁基醚(MTBE)試劑購買自Tedia公司(菲爾菲爾德,美國),用于香氣物質的提取。用于香氣物質定性和定量分析的所有標準試劑均列于表1。此外,還有4種標準試劑在本試驗中被使用但并未被檢測到,分別為反,反-2,4-壬二烯醛(Sigma Aldrich公司)、6-甲基-5-庚烯-2-醇、2-丁醇和乙酸丙酯(Alfa Aesar公司)。

表1 香氣物質GC-MS分析所用的標準品試劑Table 1 Authentic standard of aroma compounds in GC-MS analysis
注:A.Sigma,Sigma Aldrich 公司(圣路易斯,美國);Alfa,Alfa Aesar 公司 (天津,中國);Amatek,蘇州愛瑪特科技有限公司(蘇州,中國);B.香氣物質在 VF-WAXms色譜柱上的保留指數;C.參考文獻中的保留指數;n.NIST質譜庫中保留指數平均值;D.定量離子;E.校正因子。表2同。
Note:A.Sigma,Sigma-Aldrich Co.Ltd.(St.Louis,MO,USA); Alfa,Alfa Aesar Co.Ltd.(Tianjin,China); Amatek,Amatek Scientific Co.Ltd.(Suzhou,China);B.Rentetion index on VF-WAXms column;C.Retenion index from reference;n.Average values from NIST MS search;D.Quantification ion under SIM mode;E.Correction factor.The same with table 2.
QT-1 旋渦混合器上海琪特分析儀器有限公司;SB25-12 DTD超聲波清洗儀浙江寧波新芝生物科技股份有限公司;MD-200氮吹儀杭州奧盛儀器有限公司; ISQ氣相色譜-質譜聯用儀(GC-MS)美國Thermo Fisher Scientific公司;VF-WAXms色譜柱 (30 m×0.25 mm×0.25 μm) 美國Agilent公司。
1.3.1 果實取樣 取‘瑞陽’‘富士’和‘秦冠’果實各15個,每5個為一組,取其果皮和果肉的混合樣品并迅速于液氮中凍存,隨后放入-80 ℃冰箱中保存,用于香氣物質的提取,共重復3次。
1.3.2 香氣物質的提取 在多數情況下,一些氣味閾值較低且含量很低的香氣物質對果實風味也是至關重要的。由于頂空固相微萃取(SPME)法纖維萃取頭有限的萃取能力,本研究選用溶劑萃取對香氣物質尤其是痕量物質進行萃取[15]。
將果實樣品從-80 ℃冰箱中取出,在液氮中研磨成均勻的粉末狀。甲基叔丁醚(MTBE)香氣提取方法參考Liu等[16]并進行了改進。稱取2 g樣品于10 mL離心管中,加入3 mL雙蒸水,渦旋使其混合均勻。然后加入3 mL MTBE提取液和10 μL[V(3-壬酮)∶V(甲醇)=5∶30 000]內標,震蕩均勻。隨后將離心管置于超聲波清洗儀中萃取30 min后于4 ℃,11 000 r/min條件下離心15 min。離心后吸取900 μL的上清液,在氮吹儀下緩慢濃縮至終體積300 μL,吸入2 mL于進樣瓶(內置200 μL玻璃內襯管)中,待GC-MS分析。
1.3.3 色譜條件 色譜柱:VF-WAXms柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),進樣量為1 μL;升溫程序:起始溫度為40 ℃保持3 min,以5 ℃/min 升溫至150 ℃,然后以8 ℃/min 升溫至220 ℃ 并保持10 min;進樣口溫度為230 ℃;載氣:99.999%的高純氦氣,流速為1.0 mL/min,不分流模式進樣。
1.3.4 質譜條件 電子轟擊離子源;電離能量為70 eV;傳輸線和離子源的溫度均為240 ℃;質量掃描m/z為33~380。
1.3.5 定性和定量 分析GC-MS分析所得的原始文件,利用Xcalibur (Thermo Fisher Scientific)和AMDIS (www.amdis.net)軟件進行解析。
香氣物質定性:與NIST/EPA/NIH質譜數據庫(NIST2014)進行比對,同時結合相應標準試劑的保留指數(retention index,RI)。
香氣物質的定量:基于相應標準試劑的校正因子(CF)對各香氣組分進行定量計算,其中CF的計算公式為:CF=[(C1/A1)/(C2/A2)]。
其中,C1為標準試劑的濃度,A1為選擇離子模式下標準試劑的峰面積;C2為內標3-壬酮的濃度,A2為3-壬酮的峰面積(QI=113)。各香氣組分的計算公式為:C3=CFA3C4/A4。其中,CF為被測組分的校正因子;C3為被測組分的濃度;C4為被測樣品中內標的濃度;A3為被測組分在選擇離子下的峰面積;A4為被測樣品中內標的峰面積(QI=113)。標準試劑稀釋于MTBE溶液中(φ=1∶150 000),并加入3-壬酮內標[V(3-壬酮∶V(MTBE)=1∶900 000)]。取1 μL標準試劑混合液于GC-MS分析,條件同上。
GC-MS原始數據文件經Xcalibur和AMDIS解析后,采用Microsoft Excel 2010進一步對數據整理和分析。采用SPSS 22對不同類別香氣總量進行方差分析(P≤0.05)。
如表2所示,在‘瑞陽’‘秦冠’和‘富士’中共檢測到32種香氣物質,主要為醇類、酯類和醛類物質,另外還有少量的酸類、萜烯類和酚類物質,其中在‘瑞陽’‘秦冠’和‘富士’中共有的香氣組分有21種,包含9種酯類物質,分別為乙酸丁酯、2-甲基乙酸丁酯、乙酸己酯、己酸丁酯、丁酸己酯、2-甲基丁酸己酯、己酸己酯、辛酸丁酯和辛酸己酯;6種醇類物質,即2-甲基-1-丙醇、1-丁醇、2-甲基-1-丁醇、1-戊醇、1-己醇和1,3-辛二醇;2種醛類物質,即己醛和反式-2-己烯醛;另外還有辛酸、α-法呢烯、苯酚和2,4-叔丁基苯酚等。在‘瑞陽’中共檢測到25種香氣物質,除上述三者共有的21種物質外,丙酸和2-甲基丁酸是其獨有的2種物質?!痍枴匈|量分數最多的香氣物質為1,3-辛二醇(4 618.48 μg/kg),其次為反式-2-己烯醛(3 848.38 μg/kg)。‘秦冠’中共檢測到24種香氣物質,除三者共有的21種物質外,丁酸乙酯和己酸乙酯是其獨有的2種物質。在‘秦冠’中質量分數最多的物質則為己醛(9 051.69 μg/kg),而1,3-辛二醇(4 727.40 μg/kg)則為質量分數第2高的物質。另外,反式-2-己烯醛雖然僅是‘秦冠’中質量分數第3的香氣物質,但其質量分數為4 654.79 μg/kg,比‘瑞陽’中該物質的質量分數稍高。在‘富士’中檢測到的28種香氣物質中,除三者共有的21種組分外,還有4種物質只在‘富士’中檢測到即1-丙醇、壬醛、反,反-2,4-葵二烯醛和法尼醇。不同于‘瑞陽’和‘秦冠’,‘富士’中質量分數最多的2種物質為1-丁醇(11 870.73 μg/kg)和2-甲基-1-丁醇(8 808.66 μg/kg)。1,3-辛二醇和己醛雖然并不是‘富士’中質量分數最高的2種物質,但其在‘富士’中的質量分數并不低,分別為5796.21和7055.48 μg/kg。雖然1-丁醇為‘富士’中質量分數最高的香氣物質,但其在‘秦冠’中的質量分數相對而言較低,僅為3 681.86 μg/kg,在‘瑞陽’中1-丁醇的質量分數更低至1 303.57 μg/kg。綜上所述,‘富士’中的香氣物質種類最豐富(28種),且香氣物質的總質量分數最高,為53 526.62 μg/kg,‘秦冠’(24種)和‘瑞陽’(25種)次之,香氣物質的總質量分數分別為32 400.92和26 506.55 μg/kg。

表2 ‘瑞陽’及其親本‘秦冠’和‘富士’蘋果在商業采收期香氣物質的質量分數Table 2 Aroma compound mass fraction of ‘Ruiyang’ and its parent apple cultivars ‘Fuji’ and ‘Qinguan’at commercial harvest period μg/kg
注:nd.未檢測到該物質;不同小寫字母表示Duncan’s法測驗在0.05水平達顯著。
Note:nd.Not detected;Different lowercase letters indicate significantly different atα=0.05 by Ducan’s test.
2.1.1 酯類物質 由表2可得,酯類物質在‘富士’中的總量為7 838.00 μg/kg,顯著高于其在‘瑞陽’(5 654.47 μg/kg)和‘秦冠’(5 989.92 μg/kg),但‘瑞陽’和‘秦冠’中的酯類物質總量間無顯著性差異。在‘瑞陽’和‘富士’中,質量分數最高的酯類物質均為2-甲基丁酸己酯,其質量分數分別為2 274.75和3 920.83 μg/kg,但在‘秦冠’中該物質的質量分數很低,僅為843.86 μg/kg。‘秦冠’中質量分數最高的酯類為乙酸丁酯(1 363.61μg/kg),但該物質在‘瑞陽’和‘富士’中的質量分數僅為594.65和383.44 μg/kg。另外,酯類中的丁酸乙酯和己酸乙酯這2種物質為‘秦冠’中獨有,其質量分數分別為489.15 和75.44 μg/kg。總的來說,‘瑞陽’及其親本在酯類物質的種類和質量分數上均存在差異。
2.1.2 醇類物質 ‘富士’中醇類物質的總量最高為31 517.82 μg/kg。其次為‘秦冠’和‘瑞陽’,醇類物質的總量分別為10 338.51和7 514.55 μg/kg,且三者間存在顯著性差異。在‘瑞陽’中質量分數最高的醇類物質為1,3-辛二醇(4 618.48 μg/kg),其次為1-丁醇(1 303.57 μg/kg),這2種物質和占其總醇質量分數的78.81%。同樣的在‘秦冠’中質量分數最豐富的醇類物質也是1,3-辛二醇(4 727.40 μg/kg)和1-丁醇(3 681.86 μg/kg),這2種物質占其總醇質量分數的81.34%。但在‘富士’中質量分數最高的醇類則為1-丁醇(11 870.73 μg/kg),其次為2-甲基-1-丁醇(8 808.66 μg/kg),這2種醇類的質量分數占其總醇質量分數的65.61%。雖然1,3-辛二醇在‘富士’中僅為質量第3高的醇類物質(5 796.21μg/kg),但其質量分數比‘瑞陽’和‘秦冠’中的還要稍高些。在‘富士’中質量分數第2高的2-甲基-1-丁醇,該物質在‘瑞陽’和‘秦冠’中的質量分數則很低僅為1 002.51μg/kg和486.89 μg/kg。1-丙醇僅在‘富士’中檢測到,在‘瑞陽’和‘秦冠’中未檢測到,其質量分數為1 204.15 μg/kg。總的來說,醇類物質在‘瑞陽’及其親本中的分布存在很大差異。
2.1.3 醛類物質 醛類物質在‘秦冠’中的總質量分數最高為13 706.48 μg/kg,其次為‘瑞陽’(6 846.29 μg/kg)和‘富士’(10 042.45μg/kg),且三者間存在顯著性差異。在‘瑞陽’和‘秦冠’中均只檢測到2種醛類物質,即己醛和反式-2-己烯醛,而在‘富士’中除這2種物質外還檢測到壬醛和反,反-2,4-葵二烯醛。從醛類物質的分布上來看,‘瑞陽’中反式-2-己烯醛和己醛的質量分數分別為3 848.38和2 997.90 μg/kg,即反式-2-己烯醛的質量分數較高;在‘秦冠’中反式-2-己烯醛和己醛的質量分數分別為4 654.79和9 051.69 μg/kg,即己醛的質量分數較高;在‘富士’中反式-2-己烯醛和己醛的質量分數分別為2 114.85和7 055.48 μg/kg,與‘秦冠’相同,己醛的質量分數較高。雖然在‘富士’中檢測到4種醛類物質,但己醛和反式-2-己烯醛這2種物質質量分數之和占其總醛的比重高達91.32%。
2.1.4 其他香氣組分 酸類物質在‘瑞陽’中的質量分數較高,為2 549.88 μg/kg,但在‘秦冠’和‘富士’中較低,僅為175.12和306.04 μg/kg,且三者之間存在顯著性差異。在‘瑞陽’中共檢測到4種酸類物質,包括乙酸、丙酸、2-甲基丁酸和辛酸,其中丙酸和2-甲基丁酸為‘瑞陽’中獨有的2種酸類物質。2-甲基丁酸為‘瑞陽’中主要的酸類物質,其質量分數為1 871.61μg/kg,占總酸質量分數的73.40%。在‘秦冠’中只檢測到辛酸,其質量分數為175.12 μg/kg。在‘富士’中檢測到乙酸和辛酸,其中辛酸占總酸質量分數的75.3%,為‘富士’中主要的酸類物質。萜烯類物質α-法呢烯在‘瑞陽’‘秦冠’和‘富士’中均檢測到,且質量分數很高,分別為3 042.05、1 405.20和2 455.38 μg/kg。法尼醇為‘富士’中獨有的物質,但其質量分數很低,為384.05 μg/kg。除了上述香氣物質之外,試驗還檢測到2種酚類物質即苯酚和2,4-叔丁基苯酚,但這2種物質在‘瑞陽’‘秦冠’和‘富士’中的質量分數均不高。
2.1.5 不同種類的香氣物質 如表3所示,在‘瑞陽’‘秦冠’和‘富士’中分別檢測到10、12和11種酯類物質,且酯類物質在3種蘋果中均為種類最豐富的一類香氣組分。從酯類總量占其香氣物質總量的百分數來看,‘瑞陽’蘋果中酯類所占百分數最高,為21.33%,其次為‘秦冠’和‘富士’,分別為18.49%和14.64%,即‘瑞陽’中酯類物質總量占其香氣物質總量的百分數高于其親本‘秦冠’和‘富士’。在‘瑞陽’及其親本‘秦冠’和‘富士’中分別檢測到6、6和7種醇類物質,結合表2可知,1-丙醇只在‘富士’中檢測到。同時醇類總量占其香氣物質總量的百分數在‘富士’中高達58.88%,而在‘瑞陽’和‘秦冠’中分別為28.35%和31.91%。在‘瑞陽’和‘秦冠’中均檢測到2種醛類物質,且在‘秦冠’中醛類總量占其香氣物質總量的百分數最高為42.30%,而‘瑞陽’中則為25.83%。雖然在‘富士’中檢測到4種醛類物質,但醛類總量占其香氣物質總量的百分數最低僅為18.76%。另外,‘瑞陽’蘋果中的酸類、萜烯類以及酚類總量占其香氣物質總量的百分數均高于其親本‘秦冠’和‘富士’??偟膩碚f,‘瑞陽’及其親本‘秦冠’和‘富士’在香氣物質種類以其相應的質量分數上均存在差異。‘瑞陽’和‘富士’醇類物質的質量分數最高,其次為醛類和酯類物質;‘秦冠’中醛類物質的質量分數最高,其次為醇類和酯類物質。雖然酯類物質并不是‘瑞陽’及其親本‘秦冠’和‘富士’中質量分數最高的一類香氣物質,但是‘瑞陽’蘋果中酯類物質占其香氣總數的百分數高于其親本‘秦冠’和‘富士’,同時其醇類物質占其香氣總量的百分數則是低于其親本‘秦冠’和‘富士’。
香氣值(OAV)即某種香氣物質的質量分數和其氣味閾值的比例,lg(OAV)>0的香氣成分即為特征香氣物質[17]?;诖藢Α痍枴毓凇汀皇俊兴鶛z測到的多種香氣組分進行lg(OAV)值的計算,以確定其各自的特征香氣物質。如表4所示,‘瑞陽’‘秦冠’和‘富士’中分別有10、11和14種特征香氣物質,單從特征香氣物質的種類來看,‘富士’中的最多,‘秦冠’和‘瑞陽’次之。‘瑞陽’中的10種特征香氣物質根據香氣值的常用對數值的大小依次為:己醛、乙酸己酯、2-甲基乙酸丁酯、反式-2-己烯醛、2-甲基丁酸己酯、2-甲基丁酸、乙酸丁酯、2-甲基丁酸丁酯、2-甲基-1-丁醇和1-丁醇。從‘瑞陽’特征香氣物質的種類上來看,酯類物質占5種?!毓凇械奶卣飨銡馕镔|按其香氣值常用對數值的大小依次為:己醛、乙酸己酯、丁酸乙酯、反式-2-己烯醛、2-甲基乙酸丁酯、己酸乙酯、2-甲基丁酸己酯、乙酸丁酯、1-丁醇、2-甲基-1-丁醇和丁酸己酯。在‘秦冠’的11種特征香氣物質中,單酯類物質就占7種?!皇俊械奶卣飨銡馕镔|其香氣值常用對數值的大小依次為:己醛、壬醛、2-甲基丁酸己酯、乙酸己酯、E-2-己烯醛、2-甲基乙酸丁酯、2-甲基-1-丁醇、1-丁醇、法尼醇、2-甲基丁酸丁酯、乙酸丁酯、丁酸丁酯、丁酸己酯和1-己醇。同樣的‘富士’的14種特征香氣物質中,酯類物質有7種。

表3 ‘瑞陽’及其親本‘秦冠’和‘富士’蘋果主要香氣物質及占總香氣物質百分數Table 3 Major aroma species and percent of total aroma in ‘Ruiyang’ and its parent apple cultivars ‘Fuji’ and ‘Qinguan’ %
注:括號中數值為同類香氣組分的種類。
Note: Values in bracket are the number of compounds in the same kind aromas.
在這些特征香氣物質中,有8種是‘瑞陽’‘秦冠’和‘富士’中共有的特征組分。根據氣味的嗅感描述,這8種共有的特征香氣物質可以分為果香(乙酸丁酯、乙酸己酯);蘋果香(2-甲基乙酸丁酯);肉質果香(2-甲基丁酸己酯);青香(己醛,反式-2-己烯醛);甜香(1-丁醇);令人愉快(2-甲基-1-丁醇)等6類[17-18],這些氣味也是形成‘瑞陽’‘秦冠’和‘富士’各自果實香味的最基本元素。2-甲基丁酸丁酯的嗅感特征為果香型[18],在‘瑞陽’和‘富士’中為特征香氣成分,但在‘秦冠’中并未檢測到該物質。同樣的丁酸己酯的嗅感特征為蘋果型[19],在‘秦冠’和‘富士’中被確定為特征香氣物質,但在‘瑞陽’蘋果中并未檢測到該物質。除此之外,還有一些特征香氣物質為‘瑞陽’‘秦冠’和‘富士’中各自獨有的成分。2-甲基丁酸的嗅感特征為腐臭型干酪味[19],該物質只有在‘瑞陽’中被確定為特征香氣物質,在‘秦冠’和‘富士’中均未被檢測到。丁酸乙酯和己酸乙酯的嗅感描述均為果香型[18],這2種物質只有在‘秦冠’中被確定為特征香氣物質,在‘瑞陽’和‘富士’中未被檢測到。同樣的,有4種物質只在‘富士’中被確定為特征香氣物質,即丁酸丁酯(腐爛的水果味)[18]、1-己醇(青香)[17],壬醛(甜香)[20],法尼醇(花香)[21]。這些為‘瑞陽’‘秦冠’和‘富士’中各自獨有的特征香氣物質賦予了它們各自蘋果氣味的獨特性。
前人研究表明[24-27],果實的香氣與品種、成熟度、采后處理及貯藏方式等多種因素有關。在未完全成熟的果實中,醛類物質的含量較為豐富,隨著乙烯誘導的成熟過程的進行,酯類物質大量生成并逐漸成為成熟蘋果果實中含量最豐富的一類香氣組分[28,24]。在本研究中,‘瑞陽’及其親本‘秦冠’和‘富士’中醇類和醛類物質的總量相對酯類來說較高,這可能與酯類物質尚未大量合成有關。同時醛類和醇類物質的大量積累如己醛、1-丁醇和2-甲基-1-丁醇等則可為酯類物質的合成提供大量的前體物質[4,28]。相關研究表明,2-甲基乙酸丁酯、2-甲基丁酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸己酯、己酸乙酯、乙酸丁酯、丁酸己酯、2-甲基丁酸己酯、己醛、反-2-己烯醛、2-甲基-1-丁醇、1-己醇、1-丁醇等是‘秦冠’和‘富士’中的主要香氣物質[29-32],這些物質在本研究中均有檢測到。另外本試驗中‘瑞陽’、‘秦冠’和‘富士’中均檢測到的特征香氣成分中的乙酸丁酯、乙酸己酯、2-甲基乙酸丁酯、2-甲基丁酸己酯等酯類物質已在‘金冠’[18]‘布瑞本’[18]‘富士’[33]‘嘎啦’[34]‘粉紅女士’[35]等多數蘋果品種中被檢出且為蘋果香味的主要貢獻物質。己醛和反式-2-己烯醛這2種醛類物質在‘瑞陽’及其親本‘秦冠’和‘富士’中的質量分數均較高,相關研究也將這2種醛類物質作為蘋果香氣的主要物質,且這2種物質主要在未成熟的果實中大量存在,隨著果實成熟,其質量分數顯著降低[28]。在已有的報道中,1-丁醇和1-己醇等是蘋果果實中最主要的醇類物質[36]。但在本研究中,‘瑞陽’及其2親本中1,3-辛二醇的質量分數也很高,史清龍等[30]也在‘紅富士’蘋果中檢測到1,3-辛二醇,但目前該物質在蘋果果實中的報道相對較少。據報道,1,3-辛二醇是蘋果汁的一個主要成分,目前的研究主要集中在糖苷結合態的鑒定及蘋果中它的自由態和結合態的絕對構型的鑒定方面[37-38]。萜類物質中的α-法呢烯是‘瑞陽’及其親本中共有的組分,且質量分數均很高,這與段亮亮等[29]在‘富士’和‘秦冠’上的研究結果是一致的。
酯類物質一般閾值很低,如2-甲基丁酸乙酯的氣味閾值僅為0.1×10-6mL/L,同時也是蘋果果香氣味的主要來源物質[39-40]。醇類物質的氣味閾值一般較高,且醇類和醛類物質主要是對果實的青香味有貢獻[18,41-42]。研究表明,可根據特征香氣物質的組成,將不同的蘋果品種劃分為酯香型和醇香型2種,酯香型如‘元帥’,其特征香氣物質大多為2-甲基丁酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸乙酯等具有濃郁果香類氣味的酯類物質;醇香型如‘紅玉’,其特征香氣物質大多為1-丁醇和1-己醇等醇類物質[36,43]。本研究結果顯示,‘瑞陽’蘋果中的10種特征香氣組分中,酯類物質有8種,即其特征香氣以酯類物質為主,因此可將‘瑞陽’蘋果歸為酯香型。這可能與其親本‘秦冠’和‘富士’中的特征香氣物質均是以具有果香氣味的酯類物質為主有關。已有研究中‘秦冠’和‘富士’中的香氣物質以酯類和醇類為主,均為果香型[29];并將2-甲基丁酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸己酯、丁酸乙酯和己醛等確定為‘富士’的特征香氣組分[33];而‘秦冠’中主要的香氣物質為乙酸己酯、2-甲基乙酸丁酯、2-甲基丁酸己酯、丁酸乙酯、丁酸己酯和1-己醇[29]。本試驗中,并未在‘瑞陽’及其親本蘋果中檢測到2-甲基丁酸乙酯。乙酸丁酯和乙酸己酯為‘瑞陽’及其親本蘋果中共有的特征香氣物質,但這2種物質均在‘秦冠’中的質量分數較高,‘瑞陽’和‘富士’次之。同理,2-甲基乙酸丁酯則是在‘瑞陽’中質量分數較高,而2-甲基丁酸己酯則是在‘富士’中質量分數較高。另外,特征香氣組分1-丁醇在‘富士’中的質量分數約是‘瑞陽’的9倍,‘秦冠’的3倍。同理,2-甲基-1-丁醇在‘富士’中的質量分數也非常高,約為‘瑞陽’的8倍,‘秦冠’的18倍。因此,雖然‘瑞陽’及其親本‘秦冠’和‘富士’有8種共有的特征香氣組分,但這些物質在質量分數上均存在差異,尤其是1-丁醇、2-甲基-1-丁醇,己醛和反式-2-己烯醛。另外‘富士’中的壬醛(甜香)[20],法尼醇(花香)[21]以及‘瑞陽’蘋果中的2-甲基丁酸(干酪味)[19],這些特征香氣物質在此前并未見相關報道,可能與其品種的特異性有關。研究表明,由于香氣物質之間的互作,蘋果的整體香味不僅與特征香氣物質的質量分數有關,還與其種類的多少有關,即特征香氣物質的質量分數越高,種類越豐富,果實的香味就越濃郁[44]。本試驗中‘瑞陽’蘋果中的特征香氣物質為10種,不如其2親本中的種類豐富,但具有腐爛水果味的丁酸丁酯為‘富士’中的特征香氣物質,該物質在‘瑞陽’中并未檢測到。
在‘瑞陽’及其親本‘秦冠’和‘富士’中分別檢測到25、24、28種香氣組分,其中三者共有的組分為21種,酯類物質在‘瑞陽’及其親本蘋果中均是種類最豐富的一類香氣組分。在‘瑞陽’和‘富士’中醇類物質總量最高,其次為醛類和酯類物質,但在‘秦冠’中則是醛類物質總量最高,其次為醇類和酯類物質,即酯類物質為‘瑞陽’及其2親本中質量分數第3高的一類香氣組分。因此‘瑞陽’及其親本在香氣物質的種類和質量分數分布上均存在差異。從特征香氣物質來看,‘瑞陽’及其親本‘秦冠’和‘富士’中的特征香氣組分分別為10、11、14種,其中三者共有的特征香氣物質有8種,分別為乙酸丁酯、乙酸己酯、2-甲基乙酸丁酯、2-甲基丁酸己酯、己醛、反式-2-己烯醛、1-丁醇和2-甲基-1-丁醇。另外‘瑞陽’蘋果中獨有的特征香氣組分為2-甲基丁酸;‘秦冠’中獨有的特征香氣物質為丁酸乙酯和己酸乙酯;‘富士’中獨有的香氣組分為丁酸丁酯、1-己醇、壬醛和法尼醇??偟膩碚f,‘瑞陽’與其親本‘秦冠’和‘富士’在香氣物質以及特征香氣組分方面均存在差異。