六個早熟鮮食葡萄品種果實香氣成分分析

陳迎春，張晶瑩，宮磊，趙克義，吳新穎*，楊立英*

（1. 山東省葡萄研究院/山東省葡萄栽培與精深加工工程技術(shù)研究中心/農(nóng)業(yè)部華東都市農(nóng)業(yè)重點實驗室，山東濟南 250100；2. 平度市果樹技術(shù)推廣站，山東平度 266700）

我國是世界葡萄生產(chǎn)大國，葡萄種植面積和產(chǎn)量多年來保持世界前列。我國葡萄總產(chǎn)量的80%左右用于鮮食，且鮮食葡萄約98%滿足國內(nèi)市場[1]。在物質(zhì)生活日益豐富的今天，人們對食品品質(zhì)的追求趨向完美，對水果的追求趨勢決定了水果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。因此，果實香氣是決定種植者及消費者進行鮮食葡萄品種選擇的重要因素。據(jù)調(diào)研，74.8%的國內(nèi)消費者更偏向于有香氣的葡萄[2]，然而在批發(fā)市場上占主導(dǎo)地位的葡萄品種仍為‘紅地球’‘巨峰’‘玫瑰香’‘夏黑’‘維多利亞’‘紅寶石無核’‘藤稔’等品種，其中無特殊香味品種占據(jù)一半[1]。

香氣是葡萄品質(zhì)的重要特征，是葡萄品種與生俱來的屬性之一，因呈香物質(zhì)的種類、含量和組成比例不同而呈現(xiàn)出不同的香型[3]。山東省葡萄研究院于1994年以玫瑰香型葡萄‘葡萄園皇后’和香蕉香型葡萄‘紅香蕉’為親本，雜交選育4個早熟品種‘紅雙味’‘貴妃玫瑰’‘豐寶’和‘黑香蕉’。其中，‘貴妃玫瑰’和‘豐寶’表現(xiàn)為玫瑰香型，‘黑香蕉’表現(xiàn)出香蕉香型，‘紅雙味’兼具兩種香型，4個品種在香氣、結(jié)果性狀及抗病性上均有較好表現(xiàn)。試驗以上述6個品種為試材，對成熟果實中的香氣物質(zhì)進行定性和定量分析，比較香氣成分的差異，為進一步了解品種間的品質(zhì)差異和特性提供理論依據(jù)，并對遺傳育種、農(nóng)藝措施效果評價及早熟品種的品質(zhì)調(diào)控具有實踐意義。

1 材料和方法

1.1 材料

試驗于2019年7—10月進行，葡萄果實材料取自山東省葡萄研究院仲宮試驗基地。品種分別為親本‘葡萄園皇后’‘紅香蕉’及其雜交后代‘紅雙味’‘貴妃玫瑰’‘豐寶’‘黑香蕉’。樹齡8年，均為露天籬架栽培，株距1 m，行距2.2 m，傾斜式單干單臂樹形。

根據(jù)品種成熟期分別采樣。挑選長勢良好的單株，每個品種采集5穗。然后從每個果穗隨機采集20粒成熟度一致的漿果（同時考慮到果穗的陽面和陰面）放入自封袋，做好標記，液氮速凍，超低溫冰箱（-80 ℃）保存待測。

1.2 儀器與設(shè)備

GCMS-QP 2010 Ultra氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（Shimadzu公司，日本）；色譜柱：RTX-WAX型毛細管柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm，Restek公司，美國）；PC-420D型SPME手動進樣手柄，50/30μm DVB/CAR/PDMS型極性萃取頭（Supelco公司，美國）。

1.3 方法

1.3.1 果實品質(zhì)測定

于成熟期（花后16周）進行果實品質(zhì)測定。選擇20～30粒漿果，使用游標卡尺測量果實縱、橫徑，取平均值（下同）；電子天平測量果實質(zhì)量；使用PAL-1便攜式數(shù)顯折光儀測定可溶性固形物；常規(guī)酸堿中和滴定法測定可滴定酸。3次重復(fù)。

1.3.2 果實香氣物質(zhì)測定

采用HS-SPME-GC-MS（頂空固相微萃取結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用）方法測定揮發(fā)性物質(zhì)，對王詠梅等[4]的方法稍作改動。將葡萄樣品去果柄和種子，用液氮研磨后，取8 g置于15 mL樣品萃取瓶中，加入磁力攪拌子、1.0 g NaCl和4 μL 2-辛醇（1.014 g/L），萃取時間40 min，溫度45 ℃。樣品瓶中香氣物質(zhì)達到氣-固和氣-液平衡，然后將萃取頭插入氣相色譜進樣口，250 ℃下熱解析10 min。載氣為氦氣，不分流。

1.3.3 香氣輪繪制

根據(jù)香氣化合物的風味特征并參照香氣輪中的模塊分類，將香氣成分劃分為7個系列，分別是花香、果香、草本香、脂肪味、甜香、烤香和泥土味，計算各香氣系列的OAV值并繪制香氣輪圖[5-8]。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

質(zhì)譜圖采用標準譜庫NIST17和NIST17S以及相關(guān)文獻確定峰保留時間進行定性分析，用內(nèi)標法進行半定量分析。峰面積積分采用離子模式（SIM），選擇定量化合物的特征離子，對其特征離子峰的峰面積積分。目標化合物濃度＝內(nèi)標峰面積/目標化合物峰面積×內(nèi)標含量×100%。采用SPSS 17.0和Excel 2010軟件進行統(tǒng)計學分析，采用LSD檢驗進行顯著性方差分析（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 6個早熟鮮食葡萄成熟時的理化指標

如表1所示，6個品種的可溶性固形物含量為15.21%～21.42%，可滴定酸分布在3.16～3.89 g/L，表明各品種基本達到相應(yīng)成熟期，可以進行后續(xù)香氣物質(zhì)檢測和分析。

2.2 6個早熟鮮食葡萄香氣成分分析

由表2可以看出，6個品種的果實中香氣成分主要有8類，為醇、烯烴、C6化合物、醛、芳香族化合物、酮、酯和酸。其中C6化合物相對含量最高，介于44.43%～79.63%；其次是醇類，相對含量在14.90%～35.26%，以上兩類物質(zhì)在種類數(shù)目上差別不大。具有玫瑰香味的葡萄品種‘葡萄園皇后’‘紅雙味’和‘貴妃玫瑰’烯烴物質(zhì)種類及相對含量遠高于其他品種，其中‘貴妃玫瑰’相對含量最高，是含量最低‘紅香蕉’的30.28倍，是‘紅雙味’的3.02倍，這與‘貴妃玫瑰’葡萄表現(xiàn)的玫瑰味最濃相關(guān)；‘紅雙味’葡萄烯烴物質(zhì)種類最多，為12種，但相對含量比‘葡萄園皇后’和‘貴妃玫瑰’低，這與‘紅雙味’葡萄玫瑰香味較淡有關(guān)。具有香蕉香味的葡萄‘紅香蕉’‘紅雙味’和‘黑香蕉’酯類數(shù)量為8～9種，含量為14.36 %～24.18%，均遠高于其他品種；其中‘紅香蕉’的酯類相對含量最高，為‘葡萄園皇后’和‘貴妃玫瑰’的483.6倍；‘紅雙味’酯類物質(zhì)種類多，但相對含量較其他香蕉味品種低。

6個早熟鮮食葡萄香氣含量差別較大，其中‘貴妃玫瑰’香氣物質(zhì)總量最高，其次是‘葡萄園皇后’‘紅香蕉’‘黑香蕉’‘豐寶’‘紅雙味’。在6個品種中主要的芳香物質(zhì)均是C6化合物，其中主要是2-己烯醛和己醛，其次是3-己烯醛，均具有青草、草本香氣。2-己烯醛在C6化合物總量中占比65.07%～69.75%，己醛占比24.08%～31.49%。對比6個品種的烯烴物質(zhì)總量，‘貴妃玫瑰’‘葡萄園皇后’和‘紅雙味’均顯著高于‘豐寶’‘紅香蕉’和‘黑香蕉’葡萄，其中‘貴妃玫瑰’的里那醇、香茅醇、香葉醇含量最為突出，‘葡萄園皇后’中里那醇和香葉醇含量較為突出，‘紅雙味’中里那醇和橙花醇含量較為顯著。醛類化合物中，除‘紅雙味’葡萄含量較低外，其他5個品種含量相差不大，其中壬醛、癸醛及(E,Z)-2,6-壬二烯醛為6個品種共有，‘貴妃玫瑰’中具有果香味的(E,E)-2,4-庚二烯醛含量顯著較高。酯類物質(zhì)中，‘紅香蕉’‘黑香蕉’和‘紅雙味’酯類總量顯著高于其它3個品種，其中‘紅香蕉’‘黑香蕉’和‘紅雙味’乙酸乙酯的含量占酯類總量的82.73%～91.09%，與丁酸乙酯、庚酸乙酯、3-羥基丁酸乙酯均為‘紅香蕉’‘黑香蕉’和‘紅雙味’獨有；己酸乙酯均存在于6個品種中，但在‘紅香蕉’‘黑香蕉’和‘紅雙味’3個品種中含量較高。

表 1 6個早熟鮮食葡萄品種成熟時的理化指標Table 1 Physiological parameters of the six early ripening varieties at maturing stage

表2 6個早熟鮮食葡萄品種的香氣物質(zhì)濃度Table 2 Concentrations of aromatic compounds in the six early ripening varieties μg/L

續(xù)表2

續(xù)表2

2.3 6個早熟鮮食葡萄的香味活性值

在6個葡萄品種中，共檢測到75種香氣物質(zhì)，但每種化合物對香氣的貢獻不盡相同。一般根據(jù)香氣物質(zhì)的香氣值（OAV），即香氣物質(zhì)的含量與其閾值的比值，來評價香氣物質(zhì)對香氣特征的貢獻。一般認為，香氣值大于1的化合物對整體香氣有貢獻，而且香氣值越大，其對整體香氣的貢獻也越大[9-10]。表3顯示6個品種的主要呈香物質(zhì)的香氣值[11-17]，從各品種香氣值總量來看，貴妃玫瑰＞紅香蕉＞葡萄園皇后＞豐寶＞黑香蕉＞紅雙味，說明‘貴妃玫瑰’葡萄香味最為濃郁，‘紅雙味’葡萄較為寡淡。在所有品種中，C6類物質(zhì)正己醛、3-己烯醛、2-己烯醛的香氣值都較高，是葡萄草本香氣的主要貢獻者；‘貴妃玫瑰’中反式-β-紫羅蘭酮、里那醇、香茅醇、香葉醇為果實玫瑰香味的貢獻者，其中里那醇、香茅醇、香葉醇顯著高于其他品種，香葉醇為其獨有，(E,Z)-2,6-壬二烯醛為果香的主要貢獻；‘葡萄園皇后’中具有玫瑰香味的反式-β-紫羅蘭酮、里那醇最為突出，具有果香的(E,Z)-2,6-壬二烯醛、具有牛脂味的癸醛含量最高；‘紅香蕉’葡萄中具有香蕉果香的己酸乙酯、辛酸乙酯較為突出，具有花香的反式-β-紫羅蘭酮、具有果香的(E,Z)-2,6-壬二烯醛、具有脂肪氣息的癸醛、(E)-2-壬烯醛含量較高；‘豐寶’葡萄中具有花香的反式-β-紫羅蘭酮、具有脂肪氣息的癸醛、具有果香的(E,Z)-2,6-壬二烯醛、具有脂肪氣息的(E)-2-壬烯醛含量較高；‘紅雙味’葡萄中反式-β-紫羅蘭酮、癸醛、己酸乙酯、辛酸乙酯較為突出；‘黑香蕉’葡萄中癸醛、反式-β-紫羅蘭酮、(E)-2-壬烯醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛、己酸乙酯、辛酸乙酯和丁酸乙酯為主要香味物質(zhì)。

表3 6個葡萄品種香氣物質(zhì)的氣味活性值Table 3 Odor activity value of aroma compounds in the six grape varieties

2.4 6個早熟鮮食葡萄的香氣輪分析

如圖1所示，草本香、果香、脂肪味及花香是試材葡萄的主要香氣，但濃郁程度不同，從而構(gòu)成各品種獨有的特征香氣。6個品種中，草本香最為濃郁，為品種基礎(chǔ)香氣。除去基礎(chǔ)香氣，‘葡萄園皇后’和‘豐寶’葡萄脂肪香氣最為顯著，其次為花香和果香，含量較為一致；‘貴妃玫瑰’花香、果香、脂肪香較為均衡；‘紅雙味’‘黑香蕉’‘紅香蕉’葡萄脂肪香及果香最為顯著，其次為花香。

3 討論與結(jié)論

隨著人們對葡萄果實品質(zhì)的要求不斷提高，帶有芳香味的葡萄品種具有很強的消費潛力和市場競爭力。Barbera等[18]認為，玫瑰香味的主要呈香物質(zhì)是里那醇和香葉醇，橙花醇和香茅醇起輔助作用。Canosa等[19]認為在玫瑰香型歐亞種葡萄中，萜烯類含量高；而在美洲葡萄中以及與歐亞種或是與山葡萄雜交品種中，酯類是其主要的香氣化合物。‘貴妃玫瑰’‘葡萄園皇后’的玫瑰味突出，這與反式-β-紫羅蘭酮、里那醇、香茅醇等具有玫瑰花香的化合物氣味活性值高于其他品種有關(guān)；‘紅香蕉’‘黑香蕉’的果香顯著，主要是其具有果香、香蕉香氣的己酸乙酯、辛酸乙酯、丁酸乙酯的氣味活性值高于其他品種有關(guān)。‘紅雙味’葡萄作為歐美雜交品種，是玫瑰香味及香蕉味兼具品種，其酯類物質(zhì)含量顯著高于玫瑰香型葡萄品種，其烯烴類物質(zhì)顯著高于香蕉味葡萄品種，這與前人結(jié)果一致。

圖1 葡萄品種的香氣輪廓圖Figure 1 Aroma wheels of grapes

通過對6個葡萄品種的揮發(fā)性香氣物質(zhì)比較，表明葡萄成熟果實中C6化合物含量很高，是貢獻最大的揮發(fā)性化合物，烯烴類、酯類是構(gòu)成不同品種葡萄特征香氣的重要組成。譚偉等[20]測定的8個葡萄品種果實芳香物質(zhì)中的主要成分是C6醛；張文文等[13]認為，C6類化合物是3個巨峰系品種‘夏黑’‘藤稔’‘巨峰’共有的基礎(chǔ)香氣物質(zhì)，芳樟醇和C13類、2-甲基丁酸乙酯、丁酸乙酯分別是這3個品種的主要香氣貢獻化合物；牛早柱等[21]認為無香型葡萄‘維多利亞’‘摩爾多瓦’的香氣物質(zhì)主要是醛類，草莓香型葡萄‘申豐’‘巨峰’‘滬培2號’‘遼峰’‘碩豐’的香氣物質(zhì)主要是醛類、醇類、酯類，玫瑰香型葡萄的香氣物質(zhì)主要是以醛類、萜烯類為主。

本文明確了6個鮮食葡萄品種的特征香氣，為了解不同品種間的品質(zhì)差異提供理論依據(jù)，對葡萄品種選育、農(nóng)藝措施效果評價及早熟品種的品質(zhì)調(diào)控提供一定的理論基礎(chǔ)。由于受品種特性、配套技術(shù)及推廣力度所限，以上品種沒有得到廣泛推廣，通過多年的觀察、探索結(jié)合生產(chǎn)實踐，認為‘貴妃玫瑰’‘紅香蕉’‘黑香蕉’‘紅雙味’葡萄無論從當前的市場需求還是栽培效益，仍是值得保留和發(fā)展的優(yōu)良品種。