不同貨架期西番蓮果實香氣成分變化研究

羅義燦，王運儒，陳永森，李今朝，杜國冬，鄧有展,*

（1.廣西壯族自治區亞熱帶作物研究所，廣西 南寧 530001；2.農業農村部亞熱帶果品蔬菜質量安全控制重點實驗室，廣西 南寧 530001；3.農業農村部農產品質量安全風險評估實驗室（南寧），廣西 南寧 530001）

西番蓮（Passiflora caerulea L.）又名百香果、熱情果，是西番蓮科（Passifloraceae）西番蓮屬（Passiflora L.）多年生常綠藤本植物，原產于巴西，后在東南亞、南美洲、非洲等熱帶、亞熱帶廣泛種植，我國西番蓮主要栽種在福建、云南、廣西等省區，以紫果和黃果為主[1-3]。西番蓮素有“果汁之王”“香料水果”的美譽[4]，其花色美麗、果形優美，具有較高觀賞價值。西番蓮果實營養價值高，富含糖類、蛋白質、維生素等[5]，對預防高血壓、膽固醇、胃病有較好效果[6]，還可用來治療焦慮和失眠癥[7]。我國廣西地區西番蓮種植面積達2 萬hm2以上，主要分布在南寧、玉林、北流、欽州、貴港等地區[8-9]，對推動廣西經濟發展起著重要作用。

香氣是西番蓮果實吸引消費者和贏得市場的重要因素之一，香氣物質變化對果實采后貯藏和貨架壽命的判斷具有重要意義，也是評價果實品質的重要依據[10-11]。雖然香氣成分都是非營養成分，但香氣成分可激起人們的食欲，間接提高營養物質的攝入。而成熟度是影響西番蓮果汁香氣的主要因素之一，未成熟的西番蓮香氣平淡，成熟后西番蓮香氣濃郁，西番蓮果皮中的糖苷鍵是主要呈香物質，其果實在成熟過程中，隨著糖苷鍵被酶水解而不斷被釋放，使得成熟后的西番蓮果實香氣怡人[12]。前人對不同成熟度西番蓮的貯藏品質進行了比較研究[13-16]。郭艷峰等[17]對不同發育階段百香果果汁揮發性成分進行了研究，結果表明，在青果（花后65 d）中酮類化合物含量最高，而在較熟果（花后79 d）中醇類化合物含量最高，揮發性成分具有一定差異性。羅楊等[18]利用GC-IMS 分析了不同成熟度百香果揮發性有機物的差異，結果表明，熟果（花后60 d）和較熟果（花后50 d）中揮發性有機物存在明顯差異，多數揮發性成分含量表現為熟果更高。

目前對不同貨架期果實香氣成分變化的研究報道較少，李春美等[19]分析了貨架期4、5、6、7、8 周后荔枝汁香氣成分變化，范霞等[20]研究了貨架期0、1、2、3、4、5、6 d 水蜜桃風味物質及質構特性變化。而利用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜（Head space-Gas chromatograph-mass spectrometer-Gas chromatograph-Mass spectrometer，HS-SPME-GC-MS）法測定不同貨架期西番蓮果實香氣成分變化的研究鮮有報道。因此，本研究以臺農一號、紫香一號西番蓮為研究對象，利用固相微萃?。⊿PME）與氣相色譜-質譜（GC-MS）聯用技術分析不同貨架期西番蓮果實香氣物質差異，以期為西番蓮的加工利用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

西番蓮，品種為臺農一號和紫香一號，產自廣西南寧市種植基地，采集大小均一、無機械損傷、無病蟲害、色澤及成熟度基本一致的果實，每個品種采集3 份，每份樣品3.0 kg，無包裝處理貯藏在4 ℃恒溫冰箱中，分別于貨架期1、14 d 對其香氣成分進行檢測。

1.1.2 儀器與設備

GC-MS 聯用儀、Trace GC Uttra 氣相色譜儀、Trace DSQ 質譜儀，配有DB-5MS 彈性石英毛細管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），美國賽默飛公司；SPME手動進樣手柄、50/30DVB/CAR/PDMS 萃取頭、TALBOYSA數顯型磁力加熱攪拌器，上海安譜科學儀器有限公司；HR2032 型攪拌器，荷蘭飛利浦公司。

1.2 方法

1.2.1 香氣化合物的提取

取貯藏一定時間的西番蓮果實10 個，將果肉置于攪拌器內制成勻漿，取勻漿5 mL，置于15 mL 樣品瓶內，加入氯化鈉1.0 g，采用聚四氟乙烯材質隔墊密封，于50 ℃磁力攪拌器上加熱平衡15 min，使其達到氣-液平衡，磁力攪拌器以250 r/min 輕輕渦旋，將已活化好的50/30 μm DVB/CAR/PDMS 萃取頭（活化時間直至色譜檢測無干擾峰出現）置于樣品瓶的上端頂空部分，50 ℃條件下吸附60 min，將吸附好的萃取頭插入GC/MS 進樣口，于250 ℃解吸10 min。

1.2.2 GC-MS 檢測條件

色譜柱：DB-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）。程序升溫參數：初始溫度50 ℃，保持2 min，以3 ℃/min 升溫至80 ℃，保持2 min，以5 ℃/min 升溫至180 ℃，保持1 min，以10 ℃/min 升溫至230 ℃，保持5 min，最后以20 ℃/min 升溫至250 ℃，保持4 min。進樣口溫度220 ℃。脈沖不分流，載氣為高純氦氣（99.999%），柱流速1.5 mL/min，接口溫度250 ℃；離子源溫度230 ℃；離子化方式為EI；電子能量70 eV；掃描質量范圍30～500 m/z。

1.2.3 定性與定量分析

將樣品進行GC-MS 分析后得到總離子圖，對采集到的香氣物質總離子流色譜圖結合NIST 譜庫捜索，選取匹配度大于80%作為物質鑒定依據[21]，并結合相關文獻核對，再結合保留時間、質譜、實際成分和保留指數等參數進一步分析確定其香氣化學組成。香氣物質定量采用峰面積歸一法，對西番蓮中各香氣物質組分的相對含量（組分峰面積占總峰面積）進行定量[22]。

1.2.4 數據處理

采用Excel 2003 軟件對試驗數據進行統計分析及制圖。

2 結果與分析

2.1 不同貨架期西番蓮果實香氣物質成分總離子流圖及含量

從圖1、圖2 西番蓮香氣物質總離子流圖出峰情況可以看出，紫香一號、臺農一號西番蓮果實香氣物質種類和含量間存在差異，其中：臺農一號香氣物質種類和豐富度高于紫香一號；貨架期1 d 香氣物質種類和豐富度低于14 d。

圖1 紫香一號西番蓮貯藏1 d（A）及14 d（B）香氣物質GC-MS 總離子流圖Fig.1 GC-MS total ion flow diagram of aroma substances in Zixiang No.1 fruits stored for the 1st(A)and 14th(B)days

圖2 臺農一號西番蓮貯藏1 d（A）及14 d（B）香氣物質GC-MS 總離子流圖Fig.2 GC-MS total ion flow diagram of aromatic substances in Tainong No.1 fruits storedfor the 1st(A)and 14th(B)days

2.2 不同貨架期紫香一號西番蓮香氣成分分析

由表1 可知，不同貨架期紫香一號西番蓮果實中共檢出59 種香氣成分，其中，酯類香氣物質有27 種，烯類10 種，烷類1 種，酮類5 種，醇類9 種，其他類7 種，酯類香氣物質種類最多，是主要的呈香類別。在酯類香氣物質中，貨架期1、14 d 分別檢出9、24 種，相對含量分別為43.81%、87.23%，其中貨架期1 d 主要以乙酸乙酯為主，相對含量為35.91%，主要呈現淡淡的草香味，貨架期14 d 主要以丁酸己酯、己酸己酯為主，相對含量分別為27.07%、22.51%，主要呈現蘋果、蔬菜、草和肥皂的復雜香味。貨架期1、14 d 共有的酯類香氣物質有6 種，分別為丁酸己酯、丁酸乙酯、己酸己酯、己酸葉醇酯、乙酸己酯、乙酸乙酯，在不同貨架期相對含量分別為42.53%、68.34%，有果味、草味、蔬菜等味道；貨架期1、14 d 特有香氣物質分別有3 種和8 種，相對含量分別為1.28%、18.89%，貨架期14 d 特有的香氣物質呈現核桃、蔬菜味。在烯類香氣物質中，貨架期1、14 d 分別檢出3 種和8種，相對含量分別為0.94%、1.29%，其中共有烯類香氣物質為麥角菌-4，6E，8E-三烯，貨架期1、14 d 相對含量分別為0.26%、0.05%；貨架期1、14 d 特有香氣物質分別有2種和7 種，相對含量分別為0.68%、1.24%。貨架期1、14 d 均檢出烷類香氣物質3-亞甲基-1,1-二甲基-2-乙烯基環己烷，相對含量分別為0.11%、0.28%。在酮類香氣物質中，貨架期1、14 d均檢出3 種，相對含量分別為4.16%、0.98%，其中，共有酮類香氣物質為β-紫羅蘭酮，相對含量分別為2.48%、0.22%；貨架期1、14 d 特有香氣物質分別有2 種，相對含量分別為1.68%、0.76%。在醇類香氣物質中，貨架期1、14 d 分別檢出2 種和7 種，均為特有香氣物質，相對含量分別為1.29%、2.36%。在其他類香氣物質中，貨架期14 d 并未檢出香氣物質，貨架期1 d 檢出7 種香氣物質，相對含量為17.19%，其中，乙酰基肼香氣物質相對含量最高，為14.42%。

表1 不同貨架期紫香一號西番蓮香氣物質及其相對含量比較Table 1 Comparisons of aroma substances and relative contents of Zixiang No.1 fruits at different date during shelf life

續表1 不同貨架期紫香一號西番蓮香氣物質及其相對含量比較Continue table 1 Comparisons of aroma substances and relative contents of Zixiang No.1 fruits at different date during shelf life

2.3 不同貨架期臺農一號西番蓮香氣成分分析

由表2 可知，不同貨架期臺農一號西番蓮果實中共檢出64 種香氣成分，其中，酯類香氣物質有39 種，烯類10 種，烷類1 種，酮類4 種，醇類8 種，其他類2種，酯類香氣物質種類最多，是主要的呈香類別。在酯類香氣物質中，貨架期1、14 d 分別檢出21種和30種，相對含量分別為85.78%、91.47%，其中貨架期1 d主要以丁酸乙酯、丁酸己酯為主，相對含量分別為28.27%、23.62%，主要呈現菠蘿、蘋果、肥皂香味，貨架期14 d 主要以己酸乙酯、丁酸乙酯為主，相對含量分別為23.58%、23.15%，主要呈現菠蘿、香蕉香味；共有酯類香氣物質12 種，相對含量分別為82.48%、84.99%，有菠蘿、蘋果、肥皂、香蕉、蔬菜、核桃、葡萄、草香等味道；貨架期1、14 d 特有香氣物質分別有9種和18 種，相對含量分別為3.30%、6.48%，貨架期14 d 特有的香氣物質呈現酒香、葫蘆絲果味、草藥味。在烯類香氣物質中，貨架期1、14 d 分別檢出5 種，均為特有香氣物質，相對含量分別為1.42%、1.15%，未檢出共有香氣物質。貨架期1 d 檢出1 種烷類香氣物質，為3-亞甲基-1,1-二甲基-2-乙烯基環己烷，相對含量為0.10%。在酮類香氣物質中，貨架期1、14 d 均檢出3 種，相對含量分別為0.31%、1.46%，其中共有酮類香氣物質有2 種，分別為2-庚酮和β-紫羅蘭酮，相對含量分別為0.19%、1.39%；貨架期1、14 d 均香氣物質有1 種，相對含量分別為0.12%、0.07%。在醇類香氣物質中，貨架期1、14 d 均檢出5 種，相對含量分別為0.97%、1.08%，其中共有醇類香氣物質有2 種，分別為β-紫羅蘭醇和正辛醇，相對含量分別為0.73%、0.53%；貨架期1、14 d 特有香氣物質各有3 種，相對含量分別為0.34%、0.55%。在其他類香氣物質中，貨架期14 d 并未檢出香氣物質，貨架期1 d 檢出2 種香氣物質，相對含量為0.77%。

表2 不同貨架期臺農一號西番蓮香氣物質及其相對含量比較Table 2 Comparisons of aroma substances and relative contents of Tainong No.1 fruits at different date during shelf life

續表2 不同貨架期臺農一號西番蓮香氣物質及其相對含量比較Continue table 2 Comparisons of aroma substances and relative contents of Tainong No.1 fruits at different date during shelf life

續表2 不同貨架期臺農一號西番蓮香氣物質及其相對含量比較Continue table 2 Comparisons of aroma substances and relative contents of Tainong No.1 fruits at different date during shelf life

3 討論與結論

3.1 討論

通過HS-SPME-GC-MS library 數據庫的定性，紫香一號西番蓮貨架期1、14 d 分別鑒定出25、45 種香氣物質，臺農一號西番蓮貨架期1、14 d 分別鑒定出37、43 種香氣物質，說明不同貨架期西番蓮果實香氣物質存在差異。不同貨架期的選擇一般是通過成熟度來進行定義，主要分成4 個時期，即未成熟、近成熟、成熟、過熟，評判標準是通過西番蓮果實表皮顏色來確定。羅楊等[18]選擇無綠果（成熟）和1/4 綠果（過熟），利用氣相-離子遷移譜（GC-IMS）測定了百香果揮發性化合物的差異，結果表明，熟果中多數揮發性成分的含量更高。蔣盈盈等[23]利用GC-MS 技術測定了香蕉成熟前后香味物質的變化，分別取果園中果實表皮青色、黃色進行研究，結果表明，香蕉果實成熟前后揮發性物質差異較大，果實由生變熟過程中酯類揮發性成分種類大量增多。本試驗分別對紫香一號、臺農一號西番蓮貨架期1、14 d 進行研究，主要是根據前期研究廣西西番蓮營養品質分析時，通過體現果實風味和成熟度重要指標糖酸比來進行選擇，貨架期14 d 時，紫香一號、臺農一號糖酸比達到最大值[24]。本研究結果表明，紫香一號、臺農一號西番蓮貨架期1、14 d 香氣物質種類和相對含量存在差異，在貨架期14 d 時西番蓮的香氣物質種類和含量更為豐富。Porto-Figueira 等[25]研究了不同百香果品種間揮發性香氣物質差異，結果表明，研究的9 種百香果揮發性香氣物質中以酯類為主要成分，在9 種不同百香果品種間揮發性香氣物質圖譜存在差異。

本研究結果表明：紫香一號、臺農一號西番蓮都表現為貨架期14 d 的香氣物質種類與相對含量比貨架期1 d 時更為豐富，且呈現的香味在貨架期14 d 更為復雜；隨著貨架期的延長，呈現的香味由淡淡的草香味演變成復雜的水果、蔬菜、草和肥皂等香味。有研究表明，與香氣合成途徑有關的主要酶是醇?；D移酶（AAT）、脂氧合酶（LOX）和萜類合成酶（TPS），AAT是脂肪酸和氨基酸合成的一個關鍵酶，直接調節酯類物質合成，隨著果實的成熟，AAT 的表達量迅速增加，酯類物質含量也明顯增加，產生酯質多樣性，從百香果中發現3 個醇酰基轉移酶，其表達水平隨著果實的成熟而逐漸提高[26]。后期可對不同貨架期這3 個AAT酶含量變化進行研究，進一步了解不同貨架期后期香氣物質種類與含量比前期豐富的原理機制。很多水果在成熟過程中乙烯含量會增加，有研究指出，果實在成熟過程中風味香氣物質會在一定程度上受到乙烯含量的影響，其體內的脂肪酸、糖類、乙烯釋放量，以及醇脫氫酶等相關酶活性均會有變化，從而對果實揮發性物質造成影響[27-28]。邵遠志等[29]研究表明，乙烯含量能夠明顯促進紅貴妃芒果果實的后熟，進而影響其風味變化。后續可研究不同貨架期乙烯含量變化與香氣物質之間的互作關系。

3.2 結論

本研究在紫香一號、臺農一號西番蓮不同貨架期果實中分別檢測出59 種、64 種香氣成分，其中酯類香氣物質種類分別有27 種和39 種，且均表現為酯類香氣物質種類最多。紫香一號西番蓮貨架期1、14 d分別檢出8、26 種酯類物質，相對含量分別為43.81%、87.23%，檢出的物質種類和相對含量均為貨架期14 d 較豐富；貨架期1 d 主要以乙酸乙酯為主，相對含量為35.91%，主要呈現淡淡的草香味，呈現的香味相對簡單，貨架期14 d 以丁酸己酯、己酸己酯香氣物質為主，相對含量分別為27.07%、22.51%，主要呈現蘋果、蔬菜、草和肥皂的復雜香味，說明隨著西番蓮貨架期的延長，其氣味也發生了明顯的變化；烯類、烷類、酮類、醇類、其他類物質種類和相對含量相對較低，除了其他類中的乙酰基肼在貨架1 d 時相對含量為14.42%，其他的香氣物質相對含量值均低于3%。臺農一號西番蓮貨架期1、14 d 分別檢出21、30 種酯類物質，相對含量分別為85.78%、91.47%，檢出的物質種類和相對含量均為貨架期14 d 較豐富；貨架期1 d 主要以丁酸乙酯、丁酸己酯為主，相對含量分別為28.27%、23.62%，主要呈現菠蘿、蘋果、肥皂香味，貨架期14 d 以己酸乙酯、丁酸乙酯香氣物質為主，相對含量分別為23.58%、23.15%，主要呈現菠蘿、香蕉味，從整體來看，貨架期14 d 呈現出的香味更為復雜多樣；烯類、烷類、酮類、醇類、其他類物質種類和相對含量相對較低，香氣物質相對含量均低于3%。研究結果表明，選擇的兩個品種中檢出的香氣物質均以酯類香氣物質種類最多，且相對含量最高，貨架期1、14 d果實中檢出的香氣物質具有差異性，貨架期14 d 比貨架期1 d 檢出的香氣物質種類和含量更為豐富。