不同成熟時期無花果果實品質及香氣組分的比較分析

高 揚，李樹海，劉景超，廖方舟，張曉玉

（天津市林業果樹研究所，天津市果樹栽培技術工程中心，天津300381）

無花果營養豐富、風味獨特，具有藥食同源特點，是第三代水果中的重要一員。其果實富含硒、鉀、鈣、維生素、不飽和脂肪酸等營養成分，還含有抗氧化活性物質和藥理活性物質，具有助消化、治療咽喉炎、止腹瀉、抗衰老等功效，被譽為“21 世紀人類健康的守護神”[1]。近年來，無花果在全國范圍內栽培面積不斷擴大，主要集中在新疆、山東、陜西、江蘇以及四川等地區[2]，并且已經逐步開展了引種試驗[3-5]、栽培技術[6-8]、病蟲害防治[9-10]、貯藏保鮮[11-13]、抗逆生理[14]、活性物質提取及功效[15-16]等方面的研究。

提升果實品質、生產優質果品是水果生產的終極目標，也是當下供給側結構改革的重要內容。隨生長季節變化，不同氣象因子會影響不同成熟時期無花果果實品質以及芳香化合物的組分，從而影響采收后的貯藏保鮮中的耐儲性和抗病性。無花果具有生長季節營養生長與果實形成同時進行的特性，一年內多次結果，在天津地區從7 月下旬開始成熟，直至10 月底結束。

為探討不同成熟時期無花果果實品質與芳香化合物組分的差異，本研究以目前無花果主栽品種波姬紅為試材，在無花果成熟季節7—10 月，定期采收成熟果實，測定其外觀及內在品質，以及芳香化合物組分，比較不同成熟時期波姬紅無花果品質差異，以期為無花果優果優價、品質調控及貯藏保鮮提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試材料為3 年生波姬紅無花果，株行距為2 m×3 m，樹形為三主枝開心形，溫室栽培。

1.2 試驗地概況

試驗地位于天津市農業科學院武清科技創新基地示范園內，地理位置為北緯39.42°，東經116.95°，海拔高度2.1 m。2019 年武清試驗園氣象條件如表1 所示。

表1 2019 年武清試驗園氣象條件

1.3 試驗方法

2019 年在無花果成熟季節，分別于8 月2 日、9 月10 日及10 月18 日采摘新鮮成熟無花果，選擇當年新梢中部、大小均勻一致、無病蟲害、無擠壓損傷的果實，進行試驗分析。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 果實外觀及理化指標測定 用游標卡尺測量無花果果實橫縱徑，用電子天平測定無花果果實質量，每個成熟期測定30 個果實；采用日本ATAGO PAL-1 便攜式折光儀測定可溶性固形物含量，每個成熟期測定10 個果實。總酸含量采用酸堿滴定法測定，每個成熟期果實測定3 次。

1.4.2 揮發性成分的提取 香氣物質的提取和測定采用頂空固相微萃取（HS-SPME）和氣相色譜/質譜分析（GC-MS）聯用法測定。波姬紅無花果果實破碎勻漿后于 4 ℃、10 000 r/min 下離心 15 min，4 層紗布過濾，取上清液8 mL 倒入15 mL 頂空瓶中，加入2.0 g NaCl。

采用Thermo Triplus RSH 自動進樣裝置進行固相微萃取以及進樣操作。萃取頭材質為聚二甲基硅氧烷/碳篩/二乙烯苯（PDMS/CAR/DVB），需要活化后使用。孵化爐溫度為40 ℃，孵化時間10 min，在40 ℃溫度下吸附30 min，萃取頭在250 ℃下熱解析2 min。

試驗所用氣相色譜為Thermo Trace1300，質譜為 Thermo ISQ7000，色譜柱為 HP-INNOWAX（長30 m，內徑0.25 mm，液膜厚度0.25 μm）。載氣為高純氦氣，流速為1 mL/min。固相微萃取采用自動進樣，不分流模式。柱溫箱的升溫程序為：40 ℃保持5 min，然后以2 ℃/min 的速度升溫至100 ℃保持1 min，再以8 ℃/min 的速度升溫至220 ℃保持5 min。質譜傳輸線溫度為250 ℃，離子源溫度為200 ℃，電離方式EI，離子能量70 eV，質量掃描范圍為m/z 35～500。

各組分質譜經質譜數據庫NIST 11s.LIB 和Wiley7.LIB 檢索及資料分析，確認其香氣成分，同時用峰面積歸一化法定量，計算各組分的相對含量。

1.5 數據處理

用Excel 2016 進行數據整理，SPSS 19.0 軟件對試驗數據進行正態分布性驗證、單因素方差分析和差異顯著性比較。

2 結果與分析

2.1 無花果物候期觀測分析

從表2 可以看出，波姬紅無花果在溫室栽培條件下，當3 月溫室內平均溫度達到18.5 ℃時開始萌芽，在溫室內開始萌芽的時間為3 月28 日，從萌芽到展葉需要10 d 左右，之后進入營養生長階段，在5 月24 日開始坐果，從坐果到果實成熟經歷63 d，結果期從7 月下旬至10 月底結束，落葉期在11 月15 日。

表2 波姬紅無花果在天津溫室栽培下主要物候期 月- 日

2.2 不同成熟時期無花果外觀品質分析

表3 不同成熟時期無花果外觀品質比較

從表3 可以看出，不同成熟時期波姬紅在單果質量、橫徑、縱徑上存在顯著差異（P＜0.05），9 月成熟的波姬紅單果質量最大，為68.82 g，8 月和10 月采摘的無花果單果質量間差異不顯著，分別為62.31、61.44 g；8 月采摘的波姬紅橫徑最大，為53.24 mm，9 月和10 月采摘的波姬紅橫徑間不存在顯著差異，分別為 51.31、49.78 mm；8、9、10 月采摘的波姬紅在縱徑上存在顯著差異（P＜0.05），9 月采摘的波姬紅縱徑最大，為75.38 mm，其次為8 月采摘的波姬紅，縱徑為70.30 mm，最小的是10 月采摘的波姬紅，縱徑為63.88 mm。

2.3 不同成熟時期無花果理化指標檢測分析

從表4 可以看出，不同成熟時期波姬紅無花果可溶性固形物含量間存在顯著差異（P＜0.05），其中，10 月采摘的波姬紅可溶性固形物含量最高，達到18.50%，其次為9 月采摘的波姬紅，可溶性固形物含量為17.14%，8 月采摘的波姬紅可溶性固形物含量最低，為12.65%，說明伴隨著成熟期的延后，波姬紅果實內糖、酸、維生素等營養物質積累增大，風味更加濃郁。8—10 月成熟的波姬紅總酸含量之間不存在顯著差異，分別為0.10%、0.09%和0.09%，說明成熟時期不同，總酸含量沒有顯著變化，引起波姬紅風味變化的是糖及其他營養物質。

表4 不同成熟時期無花果可溶性固形物、總酸含量比較 %

2.4 不同成熟時期波姬紅無花果香氣種類及含量變化分析

表5 不同成熟時期波姬紅果實揮發性成分及相對含量比較

續表5

不同成熟時期波姬紅果實按方法1.4 處理后，經GC-MS 分析后，在不同成熟期波姬紅無花果中，共鑒定出揮發性組分53 種，主要包括酯類、醛類、醇類、苯衍生物等（表 5）。8、9、10 月波姬紅成熟果實中檢測出的揮發性成分種類分別為34、28、25 種；其中，3 個成熟期共有的組分有15 種，8 月份成熟果實特有的揮發性組分有11 種，9 月份特有的揮發性組分有11 種，10 月份特有的揮發性組分有4 種（圖1）。從開始成熟至成熟末期果實中揮發性組分各具特點。試驗結果表明，8、9、10 月波姬紅成熟果實中揮發性成分中苯衍生物相對含量最高，這成為波姬紅無花果果實揮發性組分的明顯特征（表6）。

表6 不同成熟時期波姬紅果實中揮發性組分的分類比較

2.4.1 不同成熟時期波姬紅無花果酯類物質的變化 酯類是水果香氣的重要組分，試驗檢測出的酯類組分較少，只有2 種，分別為乙酸乙酯和2，2，4-三甲基-1，3- 戊二醇二異丁酸酯，均存在于不同成熟期波姬紅果實中，在9 月份成熟的果實中相對含量最高，達到20.29%；其酯類中相對含量最高的是乙酸乙酯，在8、9、10 月波姬紅成熟果實中的相對含量分別為0.25%、20.21%和5.16%。試驗結果表明，乙酸乙酯是波姬紅無花果果實中重要香氣組分（表 5）。

2.4.2 不同成熟時期波姬紅無花果醇類物質的變化 不同成熟時期波姬紅無花果果實中醇類揮發性物質種類存在差異，共檢測出6 種，呈現先增加后減少趨勢；8 月采摘的波姬紅果實中醇類物質有3 種，分別是2，2，6- 三甲基-6- 乙烯基四氫-2H-呋喃-3- 醇、2- 甲基-2- 烯-1- 醇及3- 乙基 -4-甲基戊烷-1- 醇，相對含量分別為0.24%、0.32%和10.41%；9 月采摘的波姬紅果實中揮發性醇類物質有5 種，分別為2- 甲基-2- 烯-1- 醇、3- 乙基-4-甲基戊烷-1- 醇、正己醇、香葉醇、仲辛醇；10 月采摘的波姬紅果實中揮發性醇類物質只有1 種，為3- 乙基-4- 甲基戊烷-1- 醇，相對含量為3.35%。試驗結果表明，9 月采摘的波姬紅果實中揮發性醇類物質種類最多，8 月份醇類物質相對含量最高；其中，含量最高的揮發性醇類物質為3- 乙基-4-甲基戊烷-1- 醇（表5）。

2.4.3 不同成熟時期波姬紅無花果醛類物質的變化 不同成熟時期波姬紅無花果果實中醛類揮發性物質種類存在差異，共檢測出9 種，呈現初熟種類多而后減少的趨勢；8 月采摘的波姬紅果實中醛類物質種類最多，共8 種，分別是2- 甲基-4- 戊醛、庚醛、正辛醛、2，6- 壬二烯醛、順 -2- 甲基 -2- 丁醛、正己醛、2- 己烯醛和壬醛；9 月采摘的波姬紅果實中揮發性醛類物質有4 種，分別為正己醛、2- 己烯醛、壬醛及2- 甲基-2- 丁醛，相對含量分別為1.86%、2.76%、0.30%和 3.02%；10 月采摘的波姬紅果實中揮發性醛類物質有4 種，分別為順-2- 甲基-2- 丁醛、正己醛、2- 己烯醛及壬醛，相對含量分別為0.96%、1.19%、0.98%和0.20%。試驗結果顯示，8 月采摘的波姬紅無花果果實中醛類物質最豐富，含量較高的2 種醛類物質為正己醛和2- 己烯醛，相對含量分別為5.57%和23.08%（表5）。

2.4.4 不同成熟時期波姬紅無花果苯衍生物的變化 在不同成熟時期波姬紅果實中檢測出苯衍生物共12 種，是果實揮發性組分中相對含量最高的種類，每個時期組成各具特點；8 月采摘的波姬紅果實中檢測出苯衍生物共4 種，分別是鄰苯二甲酸六-3- 基異丁酯、苯甲醛、苯甲醇和（Z）-3- 苯基-2- 烯醛；9 月采摘的波姬紅果實中檢測出苯衍生物共7 種，分別是苯甲醛、苯甲醇、苯乙醇、鄰苯二甲酸庚-4- 異丁酯、鄰苯二甲酸二丁酯、奧苷菊環和 1，1，4a- 三甲基 -5，6- 二甲基十氫萘，相對含量總和為25.91%；10 月采摘的波姬紅果實中檢測出苯衍生物共6 種，分別是鄰苯二甲酸六-3- 基異丁酯、苯甲醛、苯甲醇、草蒿腦、苯甲酸乙酯和甲苯，相對含量總和為55.26%。試驗結果顯示，8、9 月成熟波姬紅無花果果實中苯甲醛相對含量較高，分別為24.66%和21.26%，10 月份成熟果實的苯甲醛含量繼續增加，達到45.46%，說明波姬紅無花果中相對含量最高的苯衍生物為苯甲醛（表5）。

2.4.5 不同成熟時期波姬紅無花果萜類、酚類及其他揮發性物質的變化 不同成熟時期無花果果實中檢測的萜類物質只有1 種，為里那醇，里那醇在3 個成熟時期都含有，相對含量分別為2.87%、4.21%和0.55%，里那醇是玫瑰香型葡萄的特征香氣成分，具有典型的玫瑰香氣，能夠吸引昆蟲[17]；在8 月份成熟的波姬紅無花果果實檢測出了2，4- 二叔丁基苯酚，相對含量為0.21%，它是葡萄香氣的特征組分，具有特殊香味；3 個不同成熟時期波姬紅無花果果實中還檢測出草酸、2- 戊基呋喃、烯烴和烷烴等揮發性物質（表5）。

3 結論與討論

本研究結果表明，不同時期成熟的波姬紅果實品質存在顯著差異（P＜0.05），9 月成熟的波姬紅無花果單果質量顯著高于8 月和10 月，10 月成熟的波姬紅無花果可溶性固形物含量最高，果實品質與氣象因子密切相關。波姬紅從坐果至成熟需63 d，此期間環境溫度、降水量均會對果實品質產生重要影響。設施內栽培可明顯提高溫度，整個生長季7 月份平均溫度最高，為28.2 ℃，適宜的溫度能夠保證波姬紅正常生長發育；2019 年降水集中在7 月和8 月，分別為101.1、132.2 mm，豐富的雨水會直接影波姬紅果實品質，增大果實含水量，導致10 月成熟果實可溶性固性物含量顯著高于8 月和9 月。

水果香氣物質屬于次生代謝產物，其代謝途徑主要為脂肪酸代謝途徑、氨基酸代謝途徑和萜類代謝途徑[18]。水果經脂肪酸代謝產生醇類、醛類、烷烴類及酮類化合物，經氨基酸代謝產生苯衍生物、酚類化合物和支鏈脂肪族化合物，經萜類代謝產生醇類、醛類、烯烴和酮類共4 類化合物。試驗結果顯示，波姬紅果實中經氨基酸代謝產生的揮發性物質最多，說明氨基酸代謝途徑是波姬紅無花果果實合成揮發性物質的重要代謝途徑；不同時期成熟的波姬紅無花果果實中揮發性成分各具特色，8 月成熟的波姬紅果實中相對含量較高的3 種香氣物質分別為苯甲醛、2- 己烯醛、3- 乙基-4- 甲基戊烷-1-醇，相對含量分別為24.66%、23.08%和10.41%；9 月成熟的波姬紅果實中相對含量較高的香氣物質為乙酸乙酯和苯甲醛，相對含量分別為20.21%和21.26%；10 月成熟的波姬紅果實中相對含量最高的物質是苯甲醛，相對含量為45.46%；其中，苯甲醛具有杏仁香味[19]，苯甲醛及其衍生物的抗癌功效已被廣泛認可[20]，2- 己烯醛具有綠葉清香和果香[21]，乙酸乙酯具有草莓香氣，這些揮發性組分共同形成了波姬紅無花果不同成熟時期的典型香氣特征。