延后栽培對‘夏黑’和‘巨玫瑰’果實品質(zhì)及揮發(fā)性香氣物質(zhì)的影響

熊榆，楊國順，陳文婷，許延帥，譚君

（湖南農(nóng)業(yè)大學園藝學院，長沙 410014）

我國大部分葡萄主要用于鮮食，除‘巨峰’‘紅地球’外，近年來‘夏黑’‘陽光玫瑰’等品種深受歡迎，栽培面積增加較快[1-2]。

葡萄的延后栽培主要是利用葡萄花芽在一年內(nèi)多次分化的特點而完成[3-4]。去除一次花后，在摘心、重剪等管理措施下促進主梢上的冬芽萌發(fā)，形成二次結(jié)果[5]，以達到延后葡萄熟期的目的。目前全國多地已在多個葡萄品種上探索出成熟的延后栽培、一年兩收栽培技術(shù)措施[6]。有研究認為，延后成熟的果實可溶性固形物、總糖、可滴定酸含量均高于正常果[7]。陳為凱[8]發(fā)現(xiàn)，‘優(yōu)株玫瑰’（Muscat Superior）與‘維多利亞’葡萄延后果可滴定酸含量要明顯低于一次果，不同品種正常果與延后果的基本品質(zhì)變化規(guī)律明顯不同。近年來，除了糖酸等果實常規(guī)品質(zhì)外，香氣風味也逐漸成為消費者評價水果品質(zhì)的重要指標[9]。鮮食葡萄以特征香味物質(zhì)分類可分為玫瑰香型、草莓香型與中型香型[10]。玫瑰香型葡萄擁有濃郁的玫瑰花香，這類葡萄單萜類物質(zhì)含量豐富。商佳胤等[11]發(fā)現(xiàn)，玫瑰香型葡萄‘巨玫瑰’主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)為己醛、2-己烯醛、己醇、2-己烯-1醇、橙花醇、里那醇等醛醇類與萜烯類物質(zhì)。草莓香型葡萄具有草莓般香甜的味道，其特征性香氣物質(zhì)為酯類化合物[12]，張文文[13]對巨峰系3個鮮食品種進行揮發(fā)性香氣物質(zhì)檢測后發(fā)現(xiàn)，‘夏黑’主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)為2-甲基丁酸乙酯、丁酸乙酯、芳樟醇。中性香型又稱為青草香型，這類葡萄只呈現(xiàn)出較低的青草味[14]。栽培技術(shù)及物候期等因素是決定葡萄揮發(fā)性香氣物質(zhì)的重要因素[15]。高溫高濕氣候可提高釀酒葡萄中降異戊二烯含量[16]，對‘陽光玫瑰’套有色果袋，果實中芳樟醇與香葉醇生成受到抑制[17]。

目前，延后栽培模式下不同熟期葡萄果實的研究主要集中在栽培技術(shù)與果實基本品質(zhì)上，對揮發(fā)性香氣物質(zhì)報道較少。研究通過對比玫瑰香型葡萄‘巨玫瑰’與草莓香型葡萄‘夏黑’的正常栽培與延后栽培果實品質(zhì)，揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量、活性值（OAV）與香氣特征輪廓，明確延后果與正常果品質(zhì)與主要香氣風味差異，以期為葡萄延后果實的香氣與品質(zhì)提升提供理論依據(jù)。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于湖南農(nóng)業(yè)大學干杉鄉(xiāng)陽光葡萄基地（28°08′N，113°10′E）內(nèi)進行。試材為8年生‘夏黑’‘巨玫瑰’葡萄，采用“飛鳥”架式簡易避雨栽培，南北行向，株行距為1.8 m×2.8 m，起壟栽培，壟高0.5 m，壟寬2.0 m。樹勢中庸，通風透光條件佳，設有兩條滴灌管。

試驗分為正常栽培組與延后栽培組。正常栽培管理同常規(guī)；延后栽培處理于4月7日當年生主梢見花后去除花穗，長放枝條，于5月15日在枝條第6節(jié)位修剪誘發(fā)頂端冬芽萌發(fā)花穗，每個頂端新梢保留1穗。延后栽培的各物候期水肥、病害、枝梢管理與正常栽培組相同。各組物候期與采收時間見表1。

采樣選取完全成熟果穗上中下部分各方向無病害、無霉變、無機械損傷果實5 kg混勻后放入標有組別品種的冰盒內(nèi)并迅速帶回實驗室，進行前處理流程。

1.2 試驗方法

1.2.1 果實品質(zhì)檢測

分別選取各組品種果實10粒使用千分之一天平稱重；每組隨機選擇果實50 g榨汁，采用斐林試劑法測定還原糖[18]，酸堿滴定法測定可滴定酸[19]，手持折光儀測定可溶性固形物。每個樣品進行3次重復。

1.2.2 果實揮發(fā)性香氣物質(zhì)的測定

參照本實驗室已有方法[20]并加以改進。

表1 各品種和處理不同栽培模式下的物候期Table 1 Phenological period under different cultivation modes of two cultivars 月/日

（1）前處理及固相微萃取條件。取葡萄果實50 g，使用小型榨汁機打碎后將混合物精確稱取5 g移入進樣小瓶中，并用帶有硅膠墊片的瓶蓋密封。將進樣小瓶置于40 ℃水浴鍋中平衡20 min后使用已老化纖維萃取頭萃取40 min。結(jié)束后于GC-MS進樣口手動進樣解析10 min。纖維萃取頭規(guī)格：DVB/CAR/PDMS 50/30 μm，美國Supelco公司。

（2）氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用條件。進樣口溫度為200 ℃，進樣量為1 μL。升溫程序：初始35 ℃保持5 min，然后以2 ℃/min升溫至100 ℃保持1 min，隨后以10 ℃/min升溫至250 ℃保持1 min。分流比為10∶1，電離方式為電子轟擊離子源，電子能70 eV，離子源230 ℃。GC-MS規(guī)格：Agilent 7890B-7000C氣相色譜-三重四級桿串聯(lián)質(zhì)譜儀（GC-Qq Q-MS/MS，美國Agilent公司），氣相色譜柱為DB-WAX IU毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm，美國Agilent公司）。

（3）揮發(fā)性香氣物質(zhì)定性與定量。揮發(fā)性香氣物質(zhì)定性：根據(jù)本實驗室已確定的葡萄與葡萄酒中主要的55種揮發(fā)性香氣物質(zhì)標準品單標與混標，在氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用全離子掃描模式下保留時間并結(jié)合NIST07譜庫識別分析確定。揮發(fā)性香氣物質(zhì)定量：采用外標標準曲線法。將55種標準品的混標稀釋10個濃度梯度，在SIM（選擇離子監(jiān)測）模式下依據(jù)標準品峰面積繪制標準曲線（每條標準曲線回歸系數(shù)均高于95%）后對樣品進行定量分析。

1.3 OAV與香氣特征輪廓

OAV是該化合物在樣本中含量與閾值的比值[21]。計算公式為：OAV＝Ci/OTi

公式中Ci為該化合物在樣本中的含量，OTi為該化合物的香氣閾值[22]。

根據(jù)葡萄研究中廣泛使用的香氣描述，將葡萄香氣風味分為8種類型（煙熏香、清香、果香、柑橘香、花香、玫瑰香，甜香、草本香）[23]，并參照孫寶國《食用調(diào)香術(shù)》中介紹的香氣物質(zhì)輪分類法，將‘夏黑’‘巨玫瑰’葡萄揮發(fā)性物質(zhì)中鑒定出OAV≥1的化合物進行香氣風味分類，若某個成香物質(zhì)對應多個風味類型，則視該呈香物質(zhì)對每個系列貢獻相同。根據(jù)鑒定結(jié)果繪制香氣特征輪廓雷達圖并分析兩品種的果實香氣風味特征。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Agilent MassHunter Quantitative Analysis軟件對揮發(fā)性香氣物質(zhì)進行定性，標準曲線繪制及樣品揮發(fā)性香氣定量數(shù)據(jù)分析。使用Excel 2016作圖；使用SPSS 24進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 成熟果實品質(zhì)比較

基本生理指標是評價葡萄品質(zhì)的重要因素。延后栽培葡萄的還原糖、可溶性固形物均高于同品種正常栽培果實，可滴定酸含量相對較低。而延后栽培果粒質(zhì)量低于正常栽培，其中延后‘夏黑’粒質(zhì)量只有正常‘夏黑’的62.1%（表2）。試驗中所有樣品果實可溶性固形物超過15%，說明已達到成熟標準，可進行揮發(fā)性香氣物質(zhì)檢測試驗[13]。

表2 成熟果實基本品質(zhì)比較Table 2 Comparison table of mature fruit quality between delayed and normal cultivation

表3 果實揮發(fā)性香氣物質(zhì)種類數(shù)量表Table 3 Types of volatile aroma compounds of grape

2.2 果實揮發(fā)性香氣物質(zhì)種類與含量比較

‘夏黑’延后果與正常果在揮發(fā)性香氣物質(zhì)種類數(shù)量上沒有較大差異，分別為34種與32種。延后‘夏黑’與正常‘夏黑’分別定量檢出到10種和9種酯類、11種和10種醇類物質(zhì)，占到總定量檢出化合物種類的61.7%與59.3%，且萜烯類與醛酮類較少，可見‘夏黑’中主要的揮發(fā)性香氣物質(zhì)為醇酯類化合物。延后‘巨玫瑰’與正常‘巨玫瑰’分別定量檢出32種與35種揮發(fā)性香氣物質(zhì)，其中萜烯類均檢測出6種，多于草莓香型的‘夏黑’，而延后‘巨玫瑰’酯類物質(zhì)種類要少于正常‘巨玫瑰’，醇類反之。試驗發(fā)現(xiàn)，正常‘巨玫瑰’檢出酯類物質(zhì)種類數(shù)量與‘夏黑’相同，可能與‘巨玫瑰’的親本為玫瑰香型‘沈陽大粒玫瑰’和草莓香型‘巨峰’品種有關(guān)。

對比‘夏黑’的揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量可知，延后果的醇類總量高于正常果，但酯類、醛酮類物質(zhì)含量略低。乙酸乙酯在‘夏黑’延后果與正常果中占總酯類物質(zhì)的95%與86%，其次是 (-)-乳酸乙酯。‘巨玫瑰’的酯類含量遠低于‘夏黑’，且‘巨玫瑰’延后果中酯類含量低于正常果。兩個品種檢出的主要醇類化合物有異戊醇、己醇，且延后果的己醇含量均高于正常果，延后‘夏黑’異戊醇含量高于正常‘夏黑’，而‘巨玫瑰’相反。

表4 葡萄揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量Table 4 Volatile aroma compounds of grape μg/g

萜烯類為玫瑰香型葡萄主要呈香物質(zhì)[24]。‘巨玫瑰’萜烯類含量要顯著高于‘夏黑’。‘巨玫瑰’延后果與正常果的香葉醇含量分別占萜烯類總含量的81.3%與83%，可見香葉醇是‘巨玫瑰’葡萄中主要的萜烯類香氣物質(zhì)。對比兩個成熟期的‘巨玫瑰’揮發(fā)性香氣物質(zhì)發(fā)現(xiàn)，延后果整體的萜烯類含量低于正常果，但 (-)-檸檬烯含量并無太大差異（表4）。

2.3 揮發(fā)性香氣物質(zhì)OAV分析

由于樣本內(nèi)含量差異不同，且各揮發(fā)性香氣物質(zhì)閾值相差較大，故采用OAV值能更好判斷樣本中的主要成香物質(zhì)。當OAV≥1時，該化合物的香氣才能被感知且被認為對總體香氣有貢獻[25]。

通過進一步對定量檢出的化合物進行OAV值計算可知，延后、正常‘夏黑’，延后、正常‘巨玫瑰’分別檢出OAV≥1的揮發(fā)性香氣物質(zhì)17種、16種、16種與17種，檢出物質(zhì)種類與數(shù)量相近，但兩品種延后果與正常果中各化合物OAV值差異明顯。‘夏黑’葡萄主要呈香物質(zhì)有乙酸乙酯、乙酸異戊酯、S-(-)-2-甲基-1-丁醇、β-大馬士酮、己醛、反式-2-己烯基醛等，延后與正常‘夏黑’均檢出14種揮發(fā)性香氣物質(zhì)超過閾值，其中延后‘夏黑’S-(-)-2-甲基-1-丁醇、異戊醇、β-大馬士酮OAV高于正常‘夏黑’，而正常‘夏黑’的乙酸乙酯、己醛、反式-2-己烯基醛OAV遠高于延后‘夏黑’。‘巨玫瑰’葡萄中檢測到乙酸乙酯、甲酸丁酯、己醇、S-(-)-2-甲基-1-丁醇、異戊醇、己醛等醇酯類物質(zhì)含量超過閾值，萜烯類物質(zhì)中芳樟醇、β-香茅醇、橙花醇、香葉醇等是‘巨玫瑰’的主要呈香物質(zhì)。對比‘巨玫瑰’延后果與正常果后發(fā)現(xiàn)，延后果檢出的各揮發(fā)性香氣物質(zhì)OAV均小于正常果，其中β-大馬士酮、己醛、丁酸乙酯閾值差異較大。

2.4 葡萄成熟果實香氣特征輪廓分析

香氣特征輪廓分析可判斷不同品種的風味氣味強度強弱[26]。試驗對‘夏黑’與‘巨玫瑰’延后與正常栽培葡萄進行香氣特征輪廓分析后發(fā)現(xiàn)，延后果與正常果呈香物質(zhì)氣味強度在較大差異。

表5 果實揮發(fā)性香氣物質(zhì)氣味活性值（OAV）Table 5 OAV of delayed and normal fruit of two cultivars

圖1 葡萄成熟果實香氣特征輪廓雷達圖Figure 1 Radar map of the aroma contours of mature grapes

‘夏黑’葡萄所呈現(xiàn)的風味中花香氣味強度最高，其次是果香、清香、玫瑰香。構(gòu)成‘夏黑’花香氣味主要物質(zhì)有反式-2-己烯基醛、β-大馬士酮等。對比‘夏黑’延后與正常果香氣輪廓發(fā)現(xiàn)，延后果的果香、花香、甜香、清香香味強度略低于正常果，但玫瑰香氣味強度更高。‘巨玫瑰’葡萄玫瑰香氣味強度最高，其次為花香，其中β-大馬士酮、香葉醇、反式-2-己烯基醛是兩種氣味的主要呈香物質(zhì)。在表現(xiàn)出濃郁玫瑰香氣風味的同時，‘巨玫瑰’葡萄也表達出與‘夏黑’相同的果香、清香氣味，乙酸乙酯、丁酸乙酯、己醛是‘巨玫瑰’葡萄果香氣味的主要呈香物質(zhì)。‘巨玫瑰’延后果與正常果在主要成香物質(zhì)上并無差異，但延后果氣味強度遠低于正常果，其中表現(xiàn)香型特性的玫瑰香與花香氣味強度差異明顯。

3 討論與結(jié)論

影響水果基本品質(zhì)與香氣風味的因素包括品種、產(chǎn)地、水熱條件、管理技術(shù)等[27]。有研究發(fā)現(xiàn)，一年兩收、延后等栽培模式下延后果（二次果）比正常果（一次果）總糖、可溶性固形物含量更高[28]。Sangeeta[29]認為，延后果的穗質(zhì)量、粒質(zhì)量和單株產(chǎn)量顯著小于一次果，這與試驗結(jié)果一致。據(jù)報道，草莓香型葡萄主要呈香物質(zhì)有大量的醛酯類化合物[23]，玫瑰香型葡萄與萜烯類物質(zhì)含量緊密關(guān)聯(lián)。試驗發(fā)現(xiàn)，乙酸乙酯、異戊醇，β-大馬士酮，己醛對‘夏黑’果實香氣風味有顯著貢獻；芳樟醇、香葉醇、橙花醇等為‘巨玫瑰’葡萄特有的呈香物質(zhì)。此外‘巨玫瑰’葡萄中也含有大量醛酯類化合物，且乙酸乙酯對‘巨玫瑰’葡萄香氣風味有重要貢獻，這可能由于‘巨玫瑰’遺傳了親本玫瑰香型葡萄‘沈陽大粒玫瑰’與草莓香型葡萄‘巨峰’[30]的香氣特征。試驗發(fā)現(xiàn)，‘夏黑’與‘巨玫瑰’延后果定量檢出的揮發(fā)性香氣物質(zhì)總量要低于正常果，但香氣物質(zhì)種類上無明顯差異，這與前人結(jié)果[31]存在明顯差異。經(jīng)過對比認為，一是延后栽培果實熟期為正常果熟期后一個多月，并未將熟期延后至10月之后，且延后果成熟期明顯短于正常果；二是試驗采用的揮發(fā)性香氣物質(zhì)檢測儀器方法與其有不同。

對延后果與正常果成熟果實揮發(fā)性香氣物質(zhì)與香氣特征輪廓對比后發(fā)現(xiàn)，供試兩品種的延后果與正常果主要呈香物質(zhì)無差別，但氣味強度存在較大差異，‘巨玫瑰’延后果各風味強度均低于正常果，‘夏黑’延后果與正常果在不同的氣味類型上各有優(yōu)勢，說明生長季節(jié)對葡萄香氣物質(zhì)含量的影響可能存在品種特異性。

通過對‘夏黑’‘巨玫瑰’延后與正常果實進行果實品質(zhì)與揮發(fā)性香氣物質(zhì)定量檢測發(fā)現(xiàn)，兩品種延后果可溶性固形物、還原糖含量均高于正常果，且可滴定酸含量低于正常果，但延后果粒質(zhì)量要低于正常果，果實偏小。草莓香型葡萄‘夏黑’主要呈香物質(zhì)有乙酸乙酯、異戊醇、己醛、β-大馬士酮等；‘巨玫瑰’葡萄主要呈香物質(zhì)有乙酸乙酯、β-大馬士酮、異戊醇，以及玫瑰香型葡萄特有的芳樟醇、橙花醇、香葉醇等。‘夏黑’葡萄主要呈現(xiàn)花香、清香與果香風味，‘巨玫瑰’葡萄主要呈現(xiàn)花香、玫瑰香風味。‘夏黑’延后果較正常果有更強的玫瑰香風味，而花香果、香清香氣味強度弱于正常果；‘巨玫瑰’延后果整體香氣風味強度要弱于正常果，因此‘巨玫瑰’葡萄需慎重進行延后栽培措施處理。