榴蓮蜜與菠蘿蜜果肉香氣成分比較

郭清云 陳哲 吳鳳芝 王祥和 范鴻雁 馮學杰 胡福初

(海南省農業科學院熱帶果樹研究所/海南省熱帶果樹生物學重點實驗室/農業農村部?？跓釒Ч麡淇茖W觀測實驗站 海南?？?71100)

榴蓮蜜［Artocarpus integer（Thunb.）Merr.］屬?？颇静ぬ}屬植物，是重要的熱帶特色果樹，原產于馬來半島，在海南、福建、廣西、廣東和云南有少量栽培［1］。榴蓮蜜果形、外皮及植株等特性均與菠蘿蜜相似，但可以根據嫩枝、葉密被黃褐色剛毛，果形相對較小而將兩者區分［2］。成熟的榴蓮蜜果肉柔軟芬芳，口味獨特，香味濃郁，含有豐富的糖類、蛋白質、B 族維生素（B1、B2、B6）、維生素C、礦物質、脂肪油等對維持人的正常生理機能有一定作用［1，3］。

香氣是水果品質的主要組成部分，對其風味起重要作用。近年來，隨著固相微萃?。╯olid phase microextraction，SPME）技術與氣相色譜-質譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC/MS）聯用分析檢測技術的發展，果實香氣日益受到關注，并成為果實品質的重要研究領域之一［4］。李洪波等［5］運用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用法從菠蘿蜜果實中共鑒定出66 種香氣物質，其中醇類3 種、醛類6 種、烯類2 種、萜類1 種、烷類1種、酯類53種。王俊寧等［6］運用同樣方法從9個菠蘿蜜品系中共檢測出揮發性成分130種，其中含有71 種酯、16 種醇、19 種 醛、8 種酮、3 種酸、6 種烴類和7 種其他物質。賀書珍等［7］在榴蓮蜜中共鑒定出32種香氣成分，包括酯類、醇類、酮類、醛類萜烯類和酸類，且以醇類含量最高。Buttara等［8］研究表明，3-甲基丁醛、辛醛、3-甲基丁酸乙酯和3-甲基丁酸甲酯是泰國榴蓮蜜香氣成分的主要香氣成分。目前大部分研究側重于榴蓮蜜和菠蘿蜜各自的香氣成分及特征香氣成分的鑒定，關于兩者的香氣成分差異比較的研究鮮見報道。本文以多異1 號榴蓮蜜和瓊引1 號菠蘿蜜為材料，采用固相微萃取法和GC/MS技術鑒定分析果實香氣中的揮發性成分，旨在了解這2種水果果實香氣特點，為農業生產中進一步開發利用其綜合價值提供新的參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試材

供試材料來源于海南省農業科學院永發果樹科研創新基地（109°5′～110°15′E、19°23'～20°01′N），榴蓮蜜品種為多異1 號，菠蘿蜜品種為瓊引1號。

1.1.2 儀器與設備

Agilent 7890A/5975C氣相-質譜聯用儀（美國Agilent 公司）；DB-5MS 彈性石英毛細管柱（30 m×0.25 mm， 0.25 μm）（美國Agilent 公司）；固相微萃取裝置及萃取頭（DVB/CAR/PDMS 50/30 μm）（美國Supelco 公司）和15 mL頂空瓶。

1.2 方法

1.2.1 取樣

每個品種分別對3株樹進行取樣，每株樹隨機選擇3個長勢一致、健康的成熟果實，采摘后室溫下放置3～4 d，待每個果實香氣充分釋放時，切開果皮剝出果肉后，并立即將不同部位的果肉切碎混勻，取3 份放液氮中速凍后置于-40℃冰箱保存待用。

1.2.2 SPME法萃取

萃取頭老化條件：PDMS/DVB 萃取頭（65 μm）用丙酮浸泡30 min 后，再將萃取頭250℃進行老化，老化時間為30 min。

萃取條件：用榨汁機將所取的果肉樣品打成勻漿，稱取5 g 放入15 mL 頂空瓶中，于35℃預熱15 min，萃取30 min后用于GC-MS檢測。

1.2.3 氣相色譜?質譜分析條件

氣相色譜條件：色譜柱采用程序升溫，起始溫度為50℃，以20℃/min 將溫度升至180℃后保持4 min，再以10℃/min 將溫度升至280℃后保持15 min，于250℃時進樣，不分流；載氣He，壓力為130 kg/cm2，分壓分表壓力為0.31 kg/cm2，流速為0.1 mL/min，進樣體積為1 μL。

質譜條件：采用電子轟擊離子源（EI），離子轟擊70 eV，離子源溫度200℃，檢測電壓350 V，接口溫度250℃，掃描范圍為29～395 m/z，間隔時間為0.5 s。每個樣品3次重復。

1.2.4 數據處理

經過GC-MS分析獲得各樣品的質譜相對豐度圖及總離子流圖（TIC）。各組分經NIST 08 標準譜庫檢索及分析，并結合保留時間、參考文獻［9］進行定性分析。根據色譜圖按峰面積歸一化法計算榴蓮蜜和菠蘿蜜果肉各揮發物組分的相對含量。采用Origin 2019 軟件對揮發性成分進行主成分分析。

2 結果與分析

2.1 榴蓮蜜和菠蘿蜜果肉揮發性香氣的主要成分

圖1 榴蓮蜜和菠蘿蜜果肉揮發性成分總離子流圖

對提取的多異1 號榴蓮蜜和瓊引1 號菠蘿蜜果肉的揮發性香氣成分，通過質譜數據庫檢索和人工解析各峰值相應的總離子流圖（圖1）。分析結果表明，多異1號和瓊引1號果肉共檢測到32種揮發性香氣物質（表1），包括酯類22 種、醛類5 種、醇類3 種、烯烴類2 種。2 個品種果肉揮發性香氣成分的相對含量和化合物種類存在顯著差異。多異1 號的香氣成分種類最多，主要是烯烴類（47.43%）和酯類（23.23%）化合物，以及較高含量的醛類（15.48%）和醇類（12.52%）化合物；瓊引1號只檢測到酯類（100%）。2個品種香氣主要化合物種類各異，說明其香味特點各異。酯類化合物具有濃郁成熟的水果香味，醛類和醇類具有青香型?？傮w上與瓊引1 號相比，多異1 號更多了一分濃郁的清香。

2.2 榴蓮蜜和菠蘿蜜果肉揮發性香氣成分組成分析

從多異1號榴蓮蜜品種成熟果肉樣品中共鑒定出22 種香氣成分（表2），包括12 種酯類化合物，5種醛類化合物，3種醇類化合物，2種烯烴類化合物。檢出的化合物中，以1，6-二甲基-1，3，5-庚三烯含量最高，達到47.00%，其它相對含量大于1%的揮發性物質按含量高低排列，依次是甲基苯甲醇（9.87%）、異戊酸異戊酯（6.98%）、正辛醛（6.81%）、β-環檸檬醛（4.95%）、2-甲基戊酸乙酯（3.64%）、3，7-二甲基-6-辛烯酸乙酯（3.16%），異戊酸乙酯（2.98%）、十三醛（2.35%）、3-甲基-1-己醇（2.01%）、辛酸乙酯（1.75%）、辛酸3-甲基丁酯（1.06%）異戊酸丁酯（1.05%）。由表2 可知，多異1 號的果實香氣主要為果香和少量的花香。

表1 榴蓮蜜和菠蘿蜜果肉揮發性香氣成分類別及相對含量

從瓊引1號菠蘿蜜品種成熟果肉樣品中共鑒定出12 種香氣成分，且都是酯類化合物，未檢測出醇類、醛類及烯烴類。檢出的化合物中，以戊酸丁酯和戊酸-2-甲基丁酯的相對百分含量最高，分別為36.11%和30.08%。其它相對含量大于1%的揮發性物質按含量高低排列，依次是丁酸丁酯（7.54%）、乙酸異戊酯（6.98%）、異戊酸丙酯（5.40%）、異戊酸異丁酯（3.52%）、異戊酸乙酯（2.56%）、己酸己酯（2.42%）、2-甲基丁酸丁酯（2.32%）、丁酸異戊酯（1.70%）。由表2 可知，瓊引1號的果實香氣主要為果香。

多異1號和瓊引1號果肉中共有2種香氣成分，分別是異戊酸乙酯和3-甲基丁酸己酯。前者在多異1 號和瓊引1 號中相對百分含量分別占2.98%和2.56%，后者在多異1 號和瓊引1 號中相對百分含量分別占0.53%和0.92%。多異1 號特有香氣成分20種，瓊引1號特有香氣成分10種，2個品種果肉香氣成分差異明顯。

2.3 榴蓮蜜和菠蘿蜜果肉揮發性香氣成分主成分分析

對多異1 號和瓊引1 號果肉樣品進行主成分分析（Principal Component Analysis，PCA），共32種香氣成分的主成分分析結果見表3，以特征值大于1 為提取標準，得到第1 主成分的特征值和方差貢獻率分別為27.749 和86.714%，第2 主成分的特征值和方差貢獻率分別為3.68和11.500%，前2個

成分的累計方差貢獻率已達到98.21%＞85%，因此選取前2 個主成分作為多異1 號和瓊引1 號果實各指標數據分析的有效成分，它代表了原有32 種揮發性香氣成分變量的98.21%信息量，具有很好的代表性。

表2 榴蓮蜜和菠蘿蜜果肉的揮發性香氣物質組分及相對含量

由圖2 可知，多異1 號和瓊引1 號果肉的揮發性香氣成分存在顯著差異。多異1 號果肉分布在PCA1 的正半軸，其中香氣成分貢獻最大的包括3-甲基-1-己醇、十三醛、辛酸乙酯、3，7-二甲基-6-辛烯酸乙酯、辛酸乙酯、2-甲基戊酸乙酯、β-環檸檬醛、正辛醛等。瓊引1 號果肉分布在PCA1的負半軸，其中香氣成分貢獻最大的包括戊酸-2-甲基丁酯、戊酸丁酯、丁酸丁酯、乙酸異戊酯等。

表3 主成分的特征值及貢獻率

圖2 榴蓮蜜和菠蘿蜜果實揮發性成分主成分分析

3 討論

香氣成分是果實風味既復雜又重要的品質指標之一，香氣成分的研究對果實品質、選育、栽培及產業化發展具有重要意義。我國引入菠蘿蜜已有1 000多年歷史［10］，近年來對其香氣成分的鑒定研究屢見報道，而對小眾水果榴蓮蜜香氣成分的研究更少，關于榴蓮蜜和菠蘿蜜果肉之間的香氣成分差異鮮見報道。研究者們分別采取了不同提取方法對菠蘿蜜揮發性成分進行鑒定分析，如溶劑法［11-12］、蒸餾法［13-14］、吸附法［15-16］和固相微萃取法［5，17］等。其中固相微萃取法無需溶劑與前處理，從樣品中直接采集揮發性成分，能更好地體現被檢測揮發物的真實組成。本研究以多異1號榴蓮蜜與瓊引1 號菠蘿蜜為材料，利用固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用法技術鑒定發現2個品種果肉香氣成分共有32 種化合物，多異1 號香氣成分主要由酯類、醛類、醇類和烯烴類化合物組成，瓊引1 號香氣成分只包含酯類化合物。瓊引1 號果肉以酯類物質為主，是多異1號酯類含量的4倍。

果實的香氣不僅僅取決于香氣組分的多少及其濃度，更多的取決于各特征香氣組分對香氣貢獻值的大?。?8］。多異1 號香氣成分中以1，6-二甲基-1，3，5-庚三烯（47.00%）的含量最高，但結合主成分分析結果表明，1，6-二甲基-1，3，5-庚三烯對多異1 號的香氣貢獻不大。1，6-二甲基-1，3，5-庚三烯是否為榴蓮蜜的特殊香氣成分還有待進一步分析。多異1 號香氣成分除1，6-二甲基-1，3，5-庚三烯外，其次以酯類含量較高，其中相對含量在1%以上的有7 種，主要是乙酯類（11.83%），異戊酯類（7.92%）和丁酯類（2.11%）。瓊引1 號共有12種酯類，其中以丁酯類（79.57%）含量最高?？梢娏裆徝壑幸阴ヮ悡]發性物質含量較高，丁酯類含量低，但丁酯類揮發性物質卻是菠蘿蜜主要的酯類物質。Ceccarelli 等［19］和BRAT 等［20］研究指出，水果中較高的酯類化合物賦予其更濃郁的果香。納智等［11］發現，菠蘿蜜中的香氣成分主要為脂肪酸類以及酯類、醇類、烷烯烴和酮類物質。王俊寧等［6］鑒定分析9 個菠蘿蜜品系的主要香氣成分包括酯類、醇類、醛類和酸類，其中異戊醇是9個品系都含有的特征香氣物質。本研究在瓊引1 號菠蘿蜜中未鑒定出酯類以外的其他香氣成分，這可能與試驗品種不同有關，賀書珍等［7］揭示了不同基因型菠蘿蜜種質資源香氣成分物質組成和含量存在一定差異。另外ONG 等［17］對馬來西亞5個不同菠蘿蜜品種香氣成分鑒定進一步發現，香氣風味品質與品種資源顯著相關。

ONG等［17］利用主成分分析5個菠蘿蜜品種的主要香氣成分為異戊酸乙酯、3-甲基乙酸丁酯、1-丁醇、異戊酸丙酯、異戊酸異丁酯、2-甲基丁醇和異戊酸丁酯。賀書珍等［21］認為，異戊酸乙酯、乙酸異戊酯、異戊酸異戊酯和3-甲基丁酸-2-甲基丁酯是構成成熟菠蘿蜜香氣的主要成分。另外，榴蓮蜜主要香氣成分包括異戊醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基丁酸-2-甲基丁酯、異戊酸乙酯、異戊酸異戊酯及硫化物［7，9］。與前人研究結果不同，這些香氣成分大多數未在本研究中被檢測出。本研究結果發現，瓊引1 號的主要香氣成分為戊酸-2-甲基丁酯、戊酸丁酯、丁酸丁酯、乙酸異戊酯等。而多異1 號的主要香氣成分為3-甲基-1-己醇、十三醛、辛酸乙酯、3，7-二甲基-6-辛烯酸乙酯、辛酸乙酯、2-甲基戊酸乙酯、β-環檸檬醛、正辛醛等。這可能與試驗品種及產地、果實成熟度、提取方法或提取部位等因素差異有關?？傮w而言，結合前人研究，菠蘿蜜的香氣主要來源于酯類，榴蓮蜜的香氣主要來源于酯類、醇類及硫類物質。酯類呈濃郁的果香，醇類具青香。果實香氣成分的種類和比例構成了不同香型，形成不同濃郁程度的香氣，因此在對榴蓮蜜和菠蘿蜜種質資源品質評價中可分別將乙酯類和丁酯類揮發性物質作為各自優異的風味品質指標。本研究鑒定多異1號榴蓮蜜果肉的香氣成分及特征香氣，同時比較其與瓊引1號菠蘿蜜果肉間的香氣成分差異，而造成2 個品種果肉香氣成分的合成代謝差異機制還有待進一步研究。