‘申华’葡萄果实特征香气成分分析.pdf

收稿日期:2022-04-13基金项目:上海市科技兴农项目(2022-02-08-00-12-F01091)作者简介:奚晓军(1984),男,博士,副研究员,主要从事葡萄新品种选育和栽培技术研究。E-mail: 通信作者,E-mail:上海农业学报 2023,39(4):62-69http:Acta Agriculturae ShanghaiDOI:10.15955j.issn1000-3924.2023.04.09奚晓军,查倩,殷向静,等.申华葡萄果实特征香气成分分析J.上海农业学报,2023,39(4):62-69.申华葡萄果实特征香气成分分析奚晓军,查 倩,殷向静,蒋爱丽(上海市农业科学院林木果树研究所,上海市设施园艺技术重点实验室,上海 201403)摘 要:为探究葡萄新品种申华果实的特征香气成分,以巨峰葡萄为对照,采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术检测成熟期果实中的挥发性香气成分和含量,并通过气味活性值及果实香气轮廓来综合分析两个品种在活性香气成分上的差异。结果表明:除 C6 化合物外,申华葡萄果实中不同种类香气物质的含量均显著高于巨峰。OAV 结果表明申华和巨峰葡萄均有 19 个活性香气成分,2-甲基丁酸乙酯是申华葡萄最重要的果香类气味贡献成分,巨峰的重要果香类气味贡献成分则是 2-甲基丁酸乙酯和己酸乙酯。香气描述发现庚酸乙酯可能是申华葡萄果实酒香气味的重要贡献成分。植物类和果香类气味是两个品种果实共同的主要特征,而申华葡萄果实整体气味强度高于巨峰。相关研究结果可为后续申华葡萄更好地开发利用以及香味葡萄品种选育提供参考依据和科学基础。关键词:申华葡萄;香气成分;气味活性值;香气轮廓中图分类号:S663.1 文献标志码:A 文章编号:1000-3924(2023)04-062-08Characteristics of active aroma components in Shenhua grapeXI Xiaojun,ZHA Qian,YIN Xiangjing,JIANG Aili(Forest and Fruit Tree Research Institute,Shanghai Academy of Agricultural Sciences;Shanghai Key Lab ofProtected Horticultural Technology,Shanghai 201403,China)Abstract:In order to characterize the aroma components in Shenhua grape,the types and compositions ofvolatile compoundsweresurveyedwithheadspacesolidphasemicroextraction(HS-SPME)andgaschromatography-mass spectrometry(GC-MS).The differences of active aroma compounds between Shenhuaand Kyoho were obtained through odor activity value and fruit aroma profile analysis.The results showed thatthe concentrations of different types of aroma compounds in Shenhua were significantly higher than those inKyoho except C6 compounds.Odor activity value results indicated that the aroma of Shenhua and Kyohograpes were contributed by 19 active aroma compounds.Ethyl 2-methylbutanoate was the most important activecompound contributed for fruity flavor in Shenhua grape.It was ethyl 2-methylbutanoate and ethyl hexanoatecontributed for fruity flavor in Kyoho.Ethyl heptanoate might be the putative compound contributed for wine-like flavor in Shenhua grape according to odor descriptor.Aroma profiles of Shenhua and Kyoho grapeswere dominated by the fruity and herbaceous flavor.The overall aroma strength of Shenhua grape was higherthan that of Kyoho with the visualizable aroma profiles.The results could provide theoretical basis for furtherbetter utilization of Shenhua grape and fragrant grape breeding.Key words:Shenhua grape;Aroma compounds;Odor activity value;Aroma profile葡萄是世界性的重要经济果树之一,其果实酸甜可口、风味俱佳且富含多种维生素及营养成分,深受消费者的喜爱。香气作为重要的品质性状,既丰富了葡萄果实的风味,又强化了葡萄的果实属性,是吸引消费者购买的重要指标1。目前已知葡萄和葡萄酒中具有香气的挥发性化合物有 1 300 多种,主要为醇上 海 农 业 学 报类、酯类、醛类、萜烯类、酮类和 C13 降异戊二烯类等物质。然而,并不是所有检测到的挥发性物质都对葡萄果实的香味起作用,真正起决定性作用的是其中的少数特征香气物质2。如玫瑰香型葡萄的特征香气主要来源于萜类化合物,尤其是单萜物质,如里那醇、香叶醇、橙花醇等3。酯类物质被认为是草莓香型葡萄的特征化合物,包括乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、邻氨基苯甲酸甲酯等4。葡萄果实中特征香气成分的鉴定主要是利用气味活性值(Odor activity value,OAV)进行,即通过计算挥发性物质的实际含量与其气味感官阈值(Sensory thresholds)的比值判断对香味的贡献程度,具有量化、简便、精确等优点,已被广泛应用于葡萄和葡萄酒特征香气成分的鉴定分析5-8。申华葡萄是由上海市农业科学院选育的优质新品种,具有成熟期早、色泽好、无核果粒大、风味浓郁等特征,已在上海市郊及周边地区有了一定的栽培面积和知名度9。然而,与同类型巨峰系品种不同的是,申华葡萄成熟时在草莓香味中还含有一股浓郁的酒香,因而被戏称为“酒香葡萄”。目前此类香型葡萄果实的关键呈香成分尚不明确。本研究以申华和巨峰为试材,采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)检测两个葡萄在成熟期时果实中的挥发性香气物质的种类和含量,并通过气味活性值及果实香气轮廓来综合分析这两个品种在活性香气成分上的差异,筛选申华葡萄酒香气味形成的特征香气成分,以期为后续申华葡萄更好地开发利用以及香味葡萄品种选育提供参考依据和科学基础。1 材料与方法1.1 试验地点试验于 2021 年在上海市农业科学院庄行葡萄试验基地进行,试验园土壤以黏土为主,2040 cm 土层有机质含量 1.79%,全氮含量0.1%,全磷含量0.17%,全钾含量7 718 mgkg。葡萄果实香气检测在上海交通大学分析测试中心进行。1.2 试验材料以 8 年生申华和巨峰葡萄树为试材,8 m 钢管大棚设施栽培,株行距4 m 2.8 m,采用高干篱架配合“V”形叶幕的栽培架式。各品种成熟期随机采集 5 穗生长良好、大小一致、无病虫害的果实,每穗在上、中、下部位各取葡萄果实 2 粒,重复 3 次。采集的果粒迅速用液氮冷冻,-80 储存备用。1.3 试验方法1.3.1 果实香气物质的提取参照 Xi 等10的方法进行果实挥发性香气物质的提取。称取 50 g 样品,剪掉果梗并去籽后用液氮研磨成粉,4、10 000 rmin 离心10 min,取上清液待用。取6 mL 葡萄汁,加入预装1.5 g NaCl 的20 mL 螺盖样品瓶中,再添加4 L 内标物质2-辛醇(53.84 mgL),加盖密封后用于进样及 GC-MS 分析。重复3 次。1.3.2 气相色谱条件和香气物质的定性定量分析气相色谱-质谱联用的检测条件和香气物质定性定量分析方法参见 Wu 等5,利用全离子扫描图谱,将质谱图在 NIST11 标准谱库匹配检索,并根据已有标准品的色谱保留时间和质谱信息进行定性分析。对于有标准品的化合物,利用其相应的标准曲线进行定量,没有标准品的化合物,使用内标进行半定量。1.3.3 气味活性值(OAV)和果实香气轮廓通过查阅文献确定各香气化合物的相关描述和感官阈值,利用各成分的定量结果与感官阈值的比值计算 OAV,OAV1 即定性为具有贡献的活性香气成分。根据化合物的香气描述共分为植物类、花香类、果香类、脂肪类等8 个香系,通过对应香系的活性香气成分的 OAV 累计值进行果实香气轮廓分析,当活性香气成分对应多个香味系列时,每个系列均获得该 OAV 值。1.4 数据分析采用 Excel 2017 软件对数据进行统计整理和作图,采用 SPSS 18.0 进行差异显著性分析。2 结果与分析2.1 申华和巨峰葡萄果实香气的定量分析由表 1 可知,申华葡萄果实中共检测到 42 个香气化合物,包括 C6 化合物 6 个、醇类 5 个、酯类36奚晓军等:申华葡萄果实特征香气成分分析14 个、醛类12 个、萜烯类5 个。巨峰葡萄果实中共检测到香气化合物37 个,包括 C6 化合物6 个、醇类4 个、酯类 15 个、醛类 11 个、萜烯类 1 个。其中有 6 个化合物仅在申华中能检测到,主要为萜烯类化合物。而异丁酸乙酯只出现在巨峰葡萄果实中。此外,酯类化合物在两个品种中检测到的数量都是最多的,醛类次之。表 1 申华和巨峰葡萄果实的香气成分含量Table 1 Content of aroma components in Shenhua and Kyoho grapes化合物果实中含量(g L-1)申华巨峰 C6 化合物1 826.47 140.552 504.87 32.81正己醛145.79 11.9185.90 6.263-己烯醛15.09 2.6117.75 0.83反式-2-己烯醛1 158.51 99.521 190.62 47.091-己醇367.94 16.51838.15 31.18顺式-3-己烯-1-醇19.89 1.8915.76 0.85反式-2-己烯-1-醇119.26 9.35356.69 31.14醇类13.17 0.658.45 0.571-辛烯-3-醇4.46 0.423.03 0.161-庚醇2.45 0.261.78 0.232-乙基己醇1.61 0.102.78 0.311-辛醇1.57 0.090.86 0.122-苯乙醇3.08 0.23-酯类30 652.60 305.5711 156.93 181.16乙酸乙酯30 333.54 292.9810 589.12 191.76丙酸乙酯8.71 2.225.30 0.29异丁酸乙酯-1.07 0.27乙酸丙酯3.92 0.994.62 0.29丁酸乙酯161.42 15.72312.98 19.152-甲基丁酸乙酯9.75 0.687.51 0.36乙酸丁酯