大棚設施栽培對柑橘香氣成分的影響

王登亮，孫建城，劉春榮，鄭雪良，查波

(衢州市農業林業科學研究院 果樹研究所，浙江 衢州 324000)

柑橘是世界第一大水果，中國的柑橘面積和產量均居世界首位。柑橘果實的風味由糖、酸和香氣物質共同決定[1]，其中，香氣品質是吸引人們消費柑橘果實的重要因素[2]，香氣物質的種類和含量是果實風味品質的重要指標之一。柑橘果實中的香氣可因種類或品種、果實成熟度、部位和栽培方式的不同而發生變化[3]。隨著人們生活水平的提高和全國柑橘產量的增加，消費者對柑橘果實品質的要求也越來越高。柑橘設施栽培作為一種柑橘新型栽培模式，提升了柑橘果實品質和生產效益[4]。目前國內外對柑橘香氣的研究多集中在柑橘不同品種、不同部位特征香氣成分的鑒別[5-7]，也有研究涉及柑橘果汁、果酒、精油等的香氣成分分析[8-9]，但是關于大棚設施栽培對柑橘香氣成分的影響研究鮮有報道。本文以浙江衢州柑橘主栽品種椪柑為材料，分析了3個不同采收期的大棚設施栽培和露天栽培椪柑的香氣成分含量，以探究大棚設施栽培對柑橘果實香氣成分的影響，從而為柑橘的品質提升技術提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

不同采收期的大棚和露天椪柑樣品采于衢州市柯城區宇發家庭農場，大棚和露天處理的椪柑果樹修剪、施肥和病蟲害防治等常規管理措施一致。椪柑果實樣品采收后，取果皮組織用液氮冷凍，并置于-80 ℃冰箱保存。

1.2 處理設計

在11月15日、12月1日和12月15日，對大棚和露天椪柑進行果實取樣，每個樣品3個重復，每個重復5個柑橘果實。參照Zhang等[10]的方法，萃取柑橘果實的香氣物質，并檢測柑橘果實揮發性物質含量的變化。稱取8 g冷凍椪柑果皮組織，磨成粉末后加入氯化鈉溶液混勻后密封，在恒溫平衡30 min后用65 μm聚二甲基硅氧烷和二乙烯苯(PDMS-DVB)萃取頭(Supelco Co.，美國)進行固相微萃取，時間30 min。萃取頭在 GC-MS(Agilent 7890-5975，美國)進樣口解吸附5 min后，進行DB-WAX毛細管色譜柱(0.25 mm，30 m，0.25 μm，J & W Scientific，美國)分離。溫度程序為:40 ℃升溫到150 ℃后保持2 min，再以10 ℃·min-1升溫至220 ℃。以1.0 mL·min-1氦氣為載氣。MS離子源溫度為230 ℃，電子轟擊電離方式，電子能量70 eV，質譜從35到350 m/z進行掃描。利用質譜庫、保留指數(KI)和比對標準品進行物質鑒別。質譜庫為NIST-8(NIST/EPA/NIH，美國)，KI通過C7-C40烷烴在相同條件下測量得到，標準品購自Simga-Aldrich、Anpel和Alfa公司。以2-辛醇為內參，采用內標面面積歸一化的方法進行物質濃度計算。

2 結果與分析

2.1 椪柑主要香氣成分分析

椪柑果皮中共檢測到64種香氣物質，包括8種醛類、2種酯類化合物、13種單萜烴類、19種含氧單萜類、22種倍半萜烯類(表1)。單萜烴類含量最豐富，占總香氣成分的91.81%；其次是含氧單萜類，含量占4.54%；醛類含量占2.00%；倍半萜烯類含量占1.61%；酯類化合物含量最少，僅占0.04%。單萜烴類化合物中檸檬烯的含量最高，其次是1-甲基-4-(1-甲基乙基)-環己二烯和β-蒎烯。含氧單萜類香氣成分中3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇含量最高，4-甲基-1-甲醇-3-環己烯次之；倍半萜烯類香氣成分中γ-欖香烯含量最豐富，其次是1-甲基-1-乙烯基-2,4-雙(1-甲基乙烯基)環己烷。醛類物質中癸醛含量最高，其次是十二(烷)醛和2-己烯醛。

表1 露天和設施栽培條件下不同采收期的椪柑香氣成分相對含量變化 單位:μg·g-1

表1(續) 單位:μg·g-1

2.2 大棚設施栽培對椪柑總香氣成分含量的影響

由圖1可知，在11月15日、12月1日和12月15日，露天栽培的椪柑果皮總香氣成分相對含量分別為9 344.58、9 710.37和10 056.51 μg·g-1，大棚栽培的椪柑果皮總香氣成分相對含量分別為7 654.51、8 556.57和10 219.71 μg·g-1。隨著采收期的延后，椪柑果皮香氣成分總含量總體呈逐漸上升趨勢，但大棚栽培下的椪柑總香氣含量增長速率較露天栽培更快。11月15日，露天栽培的椪柑香氣成分含量顯著高于大棚栽培，在12月1日和12月15日，露天栽培和大棚栽培的椪柑香氣成分含量無顯著(P<0.05)差異。

同一采收期柱上無相同字母表示差異顯著(P<0.05)。圖2同。圖1 不同采收期的椪柑果實總香氣成分相對含量變化

2.3 大棚設施栽培對椪柑各類香氣成分的影響

由圖2可知，隨著采收期的延后，大棚設施栽培的椪柑果皮醛類成分呈上升趨勢，露天栽培條件下則呈逐漸下降趨勢，但大棚栽培和露天栽培沒有顯著差異。隨著采收期的延后，椪柑果皮香氣成分中的酯類成分呈上升趨勢，但露天栽培的酯類含量高于大棚栽培。椪柑果皮香氣成分中的單萜烴類香氣成分含量也呈上升趨勢，11月15日，露天栽培的椪柑單萜烴類含量高于大棚栽培；設施栽培條件下單萜烴類含量增長速度較快，在12月15日，設施栽培的單萜烴類成分稍高于露天栽培，但二者無顯著(P<0.05)差異。大棚設施栽培條件下含氧單萜類香氣成分含量呈逐漸上升趨勢，而露天栽培的呈逐漸下降趨勢。設施栽培和露天栽培條件下的倍半萜烯類含量無顯著性差異。

圖2 不同采收期的椪柑果實各類香氣成分相對含量變化

3 小結與討論

香氣物質是評價柑橘果實商品價值的重要指標，具有怡人香氣的柑橘果實可以大幅提升果品市場競爭力。近年來，柑橘揮發性香氣物質研究已成為柑橘次生代謝研究的熱點。為了研究柑橘大棚設施栽培對揮發性香氣成分的影響，本研究以椪柑為材料，通過頂空固相微萃取聯合氣相色譜-質譜法，鑒定出了64種香氣物質，含量最豐富的是單萜烴類，單萜烴類化合物中，以檸檬烯的含量最高，這與江倩[6]的研究結果一致。果實香氣隨著果實的成熟而產生，成熟度對香氣物質合成具有較大影響[11]。本研究結果表明，隨著采收期的延后，椪柑果皮香氣成分總含量，特別是特征香氣檸檬烯含量總體呈逐漸上升趨勢，這與孫瑩等[12]的研究結果一致。研究表明，環境因子在柑橘揮發性香氣物質代謝途徑中起重要作用[13]。在椪柑果實成熟過程中，大棚栽培的椪柑總香氣含量增長速率較露天栽培更快，不同香氣成分變化也有所差異，這可能是大棚設施栽培的溫度、光照、濕度等環境因子的變化引起果實香氣成分含量變化，具體機理有待進一步研究。