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不同類型桃果實內酯芳香物質構成與重要性評價

2022-06-28 03:46張圓圓劉文敬張斌斌蔡志翔宋宏峰俞明亮馬瑞娟
中國農業科學 2022年10期
關鍵詞:烯酸內酯溶質

張圓圓,劉文敬,2,張斌斌,蔡志翔,宋宏峰,俞明亮,馬瑞娟

不同類型桃果實內酯芳香物質構成與重要性評價

1江蘇省農業科學院果樹研究所/江蘇省高效園藝作物遺傳改良重點實驗室,南京 210014;2江蘇大學食品與生物工程學院,江蘇鎮江 212013

【目的】分析不同類型成熟桃果實的內酯芳香物質構成,并評價其對于桃果實芳香的重要性?!痉椒ā恳院w不同果肉質地、果肉顏色、果實成熟期等的多品種桃果實為試材,采用頂空固相微萃取-氣相色譜質譜聯用體系檢測樣品的芳香物質,通過精確的定性和定量分析,明確內酯芳香物質的構成,并結合芳香物質的氣味活性值分析評價其重要性?!窘Y果】內酯芳香物質存在于本研究全部桃品種的成熟果實中,樣品中共檢測到10種內酯芳香物質,包括-己內酯、-辛內酯、-庚內酯、-癸內酯、5-羥基-2, 4-癸二烯酸--內酯、-癸內酯、-十一內酯、-辛內酯、茉莉內酯、順式-4-羥基-6-十二烯酸內酯。各內酯物質具有特定的氣味屬性,主要散發果香(桃/椰子)、甜香、奶油香、焦糖香、花香和草本味等氣味。不同品種的桃果實共有的內酯物質是-己內酯,較為普遍存在的內酯物質包括-癸內酯和-癸內酯,部分品種存在特有的內酯物質,如‘深州蜜桃’果實中的順式-4-羥基-6-十二烯酸內酯。果實成熟期時,溶質‘白花水蜜’‘深州蜜桃’‘橙香’‘奉化玉露(晚)’‘肥城紅里大桃’等品種中檢測到較多種類的內酯芳香物質,硬質‘霞脆’‘秦王’‘華玉’等品種果實具有較少種類的內酯芳香物質。氣味活性值分析表明,由于極低的氣味閾值和較高的物質含量,-癸內酯存在于大部分品種中,且對于這些品種桃香氣的形成具有重要貢獻,使溶質‘深州蜜桃’‘橙香’‘奉化玉露(晚)’‘白花水蜜’等品種果實均具有較為強烈的典型的桃香氣味,溶質‘阿初桃’和硬質‘華玉’品種的典型桃果芳香較淡,而未檢測到該內酯的硬質‘秦王’‘霞脆’品種果實則沒有典型的桃果芳香。此外,-辛內酯使部分品種(本研究中為‘橙香’和‘深州蜜桃’)桃果實呈現更為強烈的椰果味和非常甜的氣味?!窘Y論】內酯是桃果實揮發性芳香物質的一個重要類別,桃果實內酯物質構成豐富,成熟果實至少包含10種內酯芳香物質。內酯物質類別和含量的差異是不同品種尤其是不同果肉質地的桃果實芳香特征的一個重要體現,而不同果肉顏色或成熟期品種的內酯芳香無顯著差異。-己內酯是品種之間共有的內酯物質,-癸內酯和-癸內酯是品種之間較為普遍存在的內酯,順式-4-羥基-6-十二烯酸內酯等是部分品種特有的內酯物質。-癸內酯和-辛內酯等內酯對于品種的典型桃香氣以及獨特芳香氣味的形成具有重要貢獻。

桃;芳香物質;內酯;氣味活性值;芳香特征;果肉質地

0 引言

【研究意義】桃(L.)起源于中國,在中國已有數千年的栽培馴化歷史,是具有重大經濟價值和食用價值的世界性水果。桃果實的品質性狀表現出豐富的多樣性,其中芳香品質是一項重要構成。芳香物質通過與人們的嗅覺相互作用影響果實的氣味,進而影響消費者偏好[1-3]。芳香物質的鑒別與評價對于果實芳香性狀的挖掘、利用和改良具有重要意義?!厩叭搜芯窟M展】前人研究表明,桃果實的揮發性芳香物質多達百種,包括醇、酯、萜烯、內酯等類別[4-5]。一些種類的芳香物質對于桃果實芳香的形成具有重要貢獻,其中內酯類物質-癸內酯賦予了果實“桃子樣的芳香”,是桃果實重要的特征性芳香物質之一[6-9]。桃果實中同時存在其他內酯,如-辛內酯、-己內酯、-庚內酯、-十二內酯、-癸內酯、5-羥基-2, 4-癸二烯酸--內酯等,為桃果實帶來愉悅的果香等氣息[4,9-11]。Xi等[12]在采后溫度貯藏的桃果實中檢測到5種內酯物質,包括-己內酯、-辛內酯、-癸內酯、-癸內酯和-十二內酯。近年來研究逐步深入,已開展內酯物質對于桃果實芳香重要性的相關分析。賈惠娟等[13]對‘白鳳’桃的研究表明-己內酯、-辛內酯、-癸內酯3種內酯物質與具有桃芳香風味的特性呈正相關,且-辛內酯和-癸內酯是影響桃風味的主要內酯成分。Eduardo等[8]指出-癸內酯在桃果實果香特征的形成中發揮較為重要的作用。對貯藏處理的桃果實進行感官評價,回歸分析顯示桃果實風味與-辛內酯、-癸內酯、-十二內酯的含量相關[14]?!颈狙芯壳腥朦c】前人研究主要明確了部分內酯尤其是-癸內酯對于桃果實芳香的重要性,但較少關注成熟桃果實的其他內酯物質或評價其對于桃果實芳香形成的貢獻。本研究選取不同果肉質地、果肉色澤、果實成熟期的普通桃品種,對成熟階段果實的芳香物質開展精準的定性和定量分析,并使用氣味活性值分析各內酯在品種中的芳香重要性?!緮M解決的關鍵問題】明確不同類型成熟階段桃果實的內酯芳香物質的構成,基于氣味活性值分析評價其對于桃果實芳香的重要性,為桃果實芳香品質的形成和調控提供科學依據。

1 材料與方法

試驗于2020年在江蘇省農業科學院進行。

1.1 植物材料

本研究以16個品種的桃果實為試驗材料:‘橙香’‘銀花露’‘琿春桃3號’‘湖景蜜露’‘錦園’‘阿初桃’‘奉化玉露(晚)’‘白花水蜜’‘霞暉8號’‘晚碩蜜’‘深州蜜桃’‘肥城白里大桃’‘肥城紅里大桃’‘霞脆’‘秦王’‘華玉’。其中‘肥城白里大桃’‘肥城紅里大桃’果實取自山東肥城,‘深州蜜桃’果實取自河北深州,其余品種取自國家果樹種質南京桃資源圃。成熟期的各品種果實于2020年采收,并于當天運抵實驗室。選擇大小和色澤一致,無機械傷的果實用于研究。每個生物學重復選取6個果實,設置3組生物學重復。中果皮部位切碎后速凍于液氮,樣品存放于-80℃冰箱備用。

1.2 芳香物質檢測

使用頂空固相微萃取氣相色譜質譜聯用儀(SPME-GC-MS)對本研究成熟階段的桃果實樣品進行芳香物質的檢測[4]。樣品于液氮中研磨均勻,稱取5 g樣品于樣品瓶內,30℃水浴2 min。隨后向樣品瓶內依次加入4 mL飽和氯化鈉溶液和10 μL 2-辛醇(0.0819 μg?μL-1,作為內標),渦旋混勻。樣品芳香物質由65 μm聚二甲基硅氧烷-二乙烯苯(PDMS- DVB)萃取頭(Supelco,美國)進行頂空固相微萃取。首先樣品瓶在500 r/min和40℃條件下預熱平衡30 min,隨后保持同樣條件進行芳香物質的萃取,時間30 min。樣品萃取完成后,萃取頭在進樣口以不分流模式解吸附5 min。使用氣相色譜質譜聯用儀(安捷倫,7890A)分析樣品。分離色譜柱為DB-wax毛細管色譜柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm;J&W Scientific,美國),載氣為氦氣,流速1.6 mL?min-1。色譜柱溫箱的升溫程序設定如下:34℃保持2 min,以2℃?min-1的速率升溫至60℃,以5℃?min-1的速率升溫至220℃,保持2 min。進樣口與MS離子源的溫度設置分別為250℃和230℃。電離電勢為70 eV,由5975C質譜儀(安捷倫,J&W,美國)記錄,每秒7次掃描。通過與NIST-8質譜庫(NIST/EPA/NIH,美國)以及芳香物質標準品(Sigma,美國)比對物質的離子圖譜和保留時間進行芳香物質的鑒別,通過內標的峰面積進行物質相對含量的計算。

1.3 統計分析與圖表制作

標準誤差與LSD值由Microsoft excel 2019(Microsoft Corporation,Redmond,177 WA,USA)計算。氣味活性值(odor activity value)是芳香物質的含量與該物質的氣味閾值的比值,數值大于1的物質對于氣味的產生有貢獻,且數值越高貢獻越大;氣味閾值參考Burdock等[15]的方法,其中-己內酯為1 600 μg?kg-1,-辛內酯為7 μg?kg-1,-庚內酯為400 μg?kg-1,-癸內酯為1 μg?kg-1,5-羥基-2, 4-癸二烯酸--內酯為150 μg?kg-1,-癸內酯為100 μg?kg-1,-十一內酯為60 μg?kg-1。使用Origin 8.0(Microcal Software Inc.,Northampton,MA,USA)作圖。

2 結果

2.1 桃果實試材

選取成熟階段的共16個品種的桃果實作為本研究的試驗材料(圖1)。

16個品種均為普通桃,果肉質地包含溶質和硬質兩種類型,果實成熟期涵蓋早、中、晚和極晚熟,果肉顏色包含白色和黃色兩種(表1)。采集相應的成熟果實進行后續試驗分析。

2.2 桃果實內酯分布

本研究成熟桃果實中共檢測到10種內酯芳香物質:-己內酯、-辛內酯、-庚內酯、-癸內酯、5-羥基-2, 4-癸二烯酸--內酯、-癸內酯、-十一內酯、-辛內酯、茉莉內酯、順式-4-羥基-6-十二烯酸內酯(表2)。

不同的內酯賦予桃果實不同的芳香特征,主要包括果香(桃/椰子)、甜香、奶油香、焦糖香、花香和草本味等氣味[15]。-癸內酯、-癸內酯、-十一內酯、茉莉內酯具有桃或者類似桃的芳香;-己內酯、5-羥基-2, 4-癸二烯酸--內酯、-辛內酯、順式-4-羥基-6-十二烯酸內酯等4種內酯均具有奶油香;椰香是內酯芳香物質之間具有較大共性的氣味,包括-己內酯、-辛內酯、-庚內酯、-辛內酯、茉莉內酯等5種內酯。各內酯亦具有較為獨特的氣味特征,如-己內酯的煙草味,-庚內酯的草本味,5-羥基-2, 4-癸二烯酸--內酯的蘑菇味,-十一內酯較為辛辣的特征,-辛內酯的熱帶氣味以及茉莉內酯的花香。

圖1 桃果實試材圖片

表1 桃果實試材

DAFB:盛花后天數 Days after full bloom

表2 本研究中桃果實的內酯芳香物質

本研究全部桃品種的成熟果實中均檢測到了內酯芳香物質(表3)。內酯物質在不同品種中的分布與果肉質地存在緊密聯系,而在不同果肉顏色或成熟期的品種間無顯著差異。

檢測到較多內酯的品種,如‘深州蜜桃’‘白花水蜜’‘奉化玉露(晚)’‘橙香’‘肥城紅里大桃’等,均為溶質桃。溶質‘白花水蜜’和‘深州蜜桃’中檢測到最多種類(9種)的內酯芳香物質,‘白花水蜜’中未檢測到的內酯物質是順式-4-羥基-6-十二烯酸內酯,而‘深州蜜桃’中未檢測到的內酯物質是5-羥基-2, 4-癸二烯酸--內酯。硬質和部分果肉硬度較高的溶質桃果實含有較少種類的內酯芳香物質:硬質‘霞脆’和‘秦王’果實僅含有1種內酯芳香物質(-己內酯),硬質‘華玉’果實僅含有2種內酯芳香物質(-己內酯和-癸內酯),溶質‘霞暉8號’果實中僅檢測到3種內酯芳香物質(-己內酯、-癸內酯和-癸內酯),‘阿初桃’果實內酯的分布與‘霞暉8號’相同。-己內酯是本研究品種之間唯一共有的內酯物質,-癸內酯存在于所有溶質和硬質‘華玉’果實中,δ-癸內酯存在于本研究全部的溶質品種中,茉莉內酯存在于除‘阿初桃’‘霞暉8號’‘晚碩蜜’之外的溶質品種中,順式-4-羥基-6-十二烯酸內酯僅在溶質‘深州蜜桃’果實中檢測到,是該品種特有的內酯物質。

黃肉‘橙香’果實的內酯種類豐富,僅次于白肉‘白花水蜜’和‘深州蜜桃’,含有除5-羥基-2, 4-癸二烯酸--內酯和順式-4-羥基-6-十二烯酸內酯之外的8種內酯物質?!认恪c白肉‘奉化玉露(晚)’的內酯數目相同但類別有所區分,‘奉化玉露(晚)’含有5-羥基-2, 4-癸二烯酸--內酯,但未檢測到-辛內酯。黃肉‘錦園’果實含有6種內酯物質,數目與白肉‘銀花露’和‘晚碩蜜’相同,但3個品種的類別存在差異?!\園’果實中未檢測到-十一內酯、-庚內酯、-辛內酯、順式-4-羥基-6-十二烯酸內酯,‘銀花露’果實中未檢測到-辛內酯、-十一內酯、-辛內酯、順式-4-羥基-6-十二烯酸內酯,而‘晚碩蜜’果實中未檢測到茉莉內酯、-辛內酯、-庚內酯、順式-4-羥基-6-十二烯酸內酯。

內酯物質的種類在不同成熟期,以及相同成熟期的不同品種果實中的分布均存在較大差異。早熟品種果實中檢測到6—8種,中熟品種果實中檢測到1—5種,晚熟品種果實中檢測到1—9種,而極晚熟品種果實中檢測到5—7種內酯物質。早熟‘橙香’和晚熟‘奉化玉露(晚)’分別檢測到8種內酯芳香物質。極晚熟‘肥城紅里大桃’檢測到7種內酯芳香物質,比極晚熟‘肥城白里大桃’多檢測到2種內酯物質—-十一內酯和-辛內酯。早熟‘銀花露’、晚熟‘錦園’和晚熟‘晚碩蜜’果實中均檢測到6種內酯芳香物質。

表3 桃果實的內酯分布

+:檢測到;nd:未檢測到

+: Present in the corresponding peach cultivar; nd: Not detected in the corresponding peach cultivar

2.3 桃果實內酯物質含量

如圖2所示,‘深州蜜桃’是本研究中唯一含有順式-4-羥基-6-十二烯酸內酯的品種,而其他內酯物質在品種之間均具有共性。在10種內酯芳香物質中,有8種的最高含量檢測于‘深州蜜桃’果實,包括順式-4-羥基-6-十二烯酸內酯(0.00333 μg?g-1)、-辛內酯(0.00447 μg?g-1)、-庚內酯(0.00421 μg?g-1)、-辛內酯(0.0194 μg?g-1)、茉莉內酯(0.00441 μg?g-1)、-己內酯(0.0240 μg?g-1)、-癸內酯(0.352 μg?g-1)、-癸內酯(0.0744 μg?g-1)。5-羥基-2, 4-癸二烯酸--內酯的最高含量檢測于‘琿春桃3號’果實,為0.0193 μg?g-1。所有內酯中含量最高的物質是-癸內酯。

本研究的硬質以及部分溶質品種果實的內酯芳香物質含量都顯著較低。硬質‘華玉’‘秦王’‘霞脆’以及溶質‘阿初桃’和‘霞暉8號’果實中-己內酯的含量分別為0.00161、0.00236、0.000981、0.00322和0.00438 μg?g-1,而其他溶質品種果實中該內酯的含量是上述含量的1.5—19.7倍?!A玉’果實中-癸內酯的含量為0.00217 μg?g-1,而溶質果實中該內酯的含量是其1.6—162.2倍。多數溶質果實,如‘深州蜜桃’‘白花水蜜’‘奉化玉露(晚)’‘橙香’‘肥城紅里大桃’等的內酯含量均顯著較高。

圖2 桃果實內酯物質含量熱圖

內酯物質的含量在不同肉色的果實之間沒有顯著差異。相比白肉果實,黃肉‘橙香’果實含有最高含量的-十一內酯(0.0293 μg?g-1),而黃肉‘錦園’果實中未檢測到該內酯;‘橙香’果實中-辛內酯、-庚內酯、-辛內酯、茉莉內酯的含量都較高(分別為0.00130、0.00194、0.00784和0.00302 μg?g-1),而‘錦園’果實中未檢測到上述內酯或含量較低;‘錦園’果實中5-羥基-2, 4-癸二烯酸--內酯的含量居中,而‘橙香’果實中未檢測到該內酯;兩種黃肉果實中-己內酯、-庚內酯和-癸內酯的含量居中。

相較于其他成熟期的品種,中熟品種‘琿春桃3號’‘湖景蜜露’‘霞脆’果實中未檢測到-十一內酯、-辛內酯、-庚內酯、-辛內酯。其他內酯物質含量在不同成熟期品種間沒有顯著差異。

2.4 桃果實內酯氣味活性值分析與重要性評價

根據各內酯芳香物質的氣味閾值及其在各品種果實中的含量,計算獲得氣味活性值并展開分析。本研究中氣味活性值大于1的內酯物質有-辛內酯和-癸內酯兩種(表4),相較于其他內酯,這兩種內酯物質對于桃果實更具有芳香重要性。-辛內酯是黃肉‘橙香’果實和白肉‘深州蜜桃’果實的重要內酯物質(氣味活性值>1),而在其他黃肉和白肉品種果實中的氣味活性值均未達到1。-癸內酯是其他黃肉和除‘霞脆’‘秦王’之外的白肉品種果實中重要的內酯物質。在不同成熟期品種間,-辛內酯和-癸內酯的氣味活性值分布無顯著差異。

-辛內酯在‘橙香’和‘深州蜜桃’兩種溶質桃果實中的氣味活性值均大于1,且在‘深州蜜桃’果實中的氣味活性值更高,賦予‘深州蜜桃’果實更為強烈的椰果味和非常甜的氣味。-癸內酯在‘秦王’‘霞脆’兩種硬質桃之外的所有品種果實中的氣味活性值均大于1,對不同品種桃果實怡人的、果香的、桃子般的氣味的形成發揮關鍵作用。比較各品種果實-癸內酯的氣味活性值,可知溶質桃‘深州蜜桃’‘橙香’‘奉化玉露(晚)’‘白花水蜜’等品種果實均具有較為強烈的典型的桃香氣息,溶質桃‘阿初桃’和硬質桃‘華玉’的桃香氣息較淡,而未檢測到該內酯的硬質桃‘秦王’‘霞脆’果實則沒有典型的桃果芳香。

表4 桃果實內酯氣味活性值

<:表示氣味活性值小于1

<: The value of odor activity value was below 1

進一步比較上述兩種重要內酯在不同品種桃果實中的含量?!钪菝厶摇麑嵵袃煞N內酯的含量均顯著高于其他品種果實,-辛內酯含量為0.0194 μg?g-1,-癸內酯含量為0.352 μg?g-1,賦予該品種果實較為濃郁的甜香、桃香和椰子香味?!钪菝厶摇夤灿?個品種的果實中檢測到-辛內酯,其中‘橙香’果實中該內酯的氣味活性值大于1,物質含量的平均值為0.00784 μg?g-1。硬質桃3個品種的果實中均未檢測到-辛內酯(圖3)?!赝酢即唷獾钠渌贩N果實中均檢測到-癸內酯,且氣味活性值均大于1。部分品種果實中-癸內酯的含量較低,如‘阿初桃’果實的-癸內酯含量均值為0.0034 μg?g-1,硬質桃‘華玉’果實的-癸內酯含量均值為0.0022 μg?g-1,但氣味活性值大于1表明該內酯對于果實的桃香氣味仍發揮作用。

誤差為3個生物學重復的計算值,LSD值為P=0.05的計算值

3 討論

3.1 氣味活性值在果實重要芳香物質鑒別中的應用

氣味活性值在芳香活性物質的鑒別中受到廣泛關注。在墨西哥本地果實choch(Standley)中,Pino等[16]通過氣味活性值分析確認了6種氣味活性值大于1的芳香物質,其中氣味活性值最高的物質為反-3-戊烯-2-酮,其他重要的氣味活性化合物包括反-β-石竹烯、3-甲硫基丙醛、3-甲基丁醛等。Kim等[17]報道了五味子(Baillon)果實中2種高氣味活性值的芳香物質,4-松油醇和-萜品醇。Liu等[18]分析了不同品種芒果果實的芳香特征,通過氣味活性值分析,在‘Jinmang’‘Qingmang’‘Guifei’‘Hongyu’‘Tainong’果實中分別鑒定獲得11、9、9、8、17種芳香物質對于相應品種的整體芳香具有重要貢獻。Niu等[19]基于感官分析等綜合策略鑒別出‘Yulu’桃的主要芳香物質,并在此基礎上使用氣味活性值分析其中最為重要的芳香物質。

本研究分析了內酯在各品種桃果實中的氣味活性值,明確了-癸內酯和-辛內酯兩種內酯物質在特定品種桃果實中的重要性。-癸內酯具有極低的氣味閾值,使得該物質即使在較低含量水平下也可貢獻桃的芳香,如‘華玉’果實的γ-癸內酯含量僅為0.0022 μg?g-1,可知-癸內酯對于不同桃品種形成一樣的芳香具有普遍重要性。相較而言,其他內酯可能含量較高但并未呈現較高的氣味活性,如‘肥城紅里大桃’中-辛內酯含量達到0.0045 μg?g-1,但氣味活性值小于1;-己內酯是本研究所有品種之間共有的內酯物質,如‘白花水蜜’中-己內酯含量達到0.0160 μg?g-1,但由于其氣味閾值較高,在所有品種中的氣味活性值均未達到1。除了對于大部分品種具有普遍重要性的內酯物質,桃果實芳香中也存在對于特定品種具有芳香重要性的內酯物質,如本研究中‘橙香’和‘深州蜜桃’果實的-辛內酯。-辛內酯在桃之外的諸多果實中具有芳香重要性。Yilmaztekin[20]通過氣味活性值對燈籠果(L.)果實的有效香氣化合物展開分析,發現在果肉的芳香物質中,-辛內酯的氣味活性值達46.9,對于果實的芳香具有最大的貢獻。葡萄品種‘小芒森’(L.)在半甜葡萄酒和甜葡萄酒的生產中廣受歡迎,其中-辛內酯對于‘小芒森’甜葡萄酒的香氣具有重要影響[21]。

3.2 不同肉色果實的芳香物質

較多研究關注不同肉色果實的芳香物質差異,如番茄[22-23]、西瓜[23]、枇杷[24]、柑橘[25]等。Vogel等[22]和Lewinsohn等[23]的研究表明不同肉色的番茄和西瓜中芳香物質的差異積累具有相似性:含-胡蘿卜素的番茄和西瓜的芳香物質主要是-紫羅蘭酮、二氫獼猴桃內酯、-環檸檬醛,黃肉番茄突變體和黃肉西瓜品種‘Early Moonbeam’中沒有降異戊二烯衍生物和香葉醛;與‘Ailsa Craig’番茄相比較,肉色突變體、、中的類胡蘿卜素衍生芳香物質的含量發生了改變,包括-紫羅蘭酮、香葉基丙酮、香葉醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮等。Sun等[24]比較了白肉和紅肉枇杷的芳香物質,發現僅可在紅肉品種中檢測到-紫羅蘭酮和-環檸檬醛,白肉品種‘Huayu Seedless 1’的萜烯物質含量低于其他品種,白肉枇杷相較于紅肉具有更高含量的醛類物質。Li等[25]分析了‘Niurouhong’橘子以及肉色改變的野生突變體‘Zhuhongju’的芳香物質,發現‘Niurouhong’果實萜烯類芳香物質的總含量是‘Zhuhongju’的1.27倍,且二者迥異的香氣與-檸檬醛、-檸檬醛、2-環己烯-1-酮等物質的含量差異相關。

色澤與芳香也是桃果實研究的熱點[26-29],但其中涉及內酯物質比較的研究相對較少。本研究中黃肉和白肉桃果實的內酯芳香物質并未呈現顯著差異,這與嚴娟等[30]利用電子鼻技術分析不同肉色桃果實香氣的結論相一致。嚴娟等[30]對獲得的電子鼻傳感器響應值開展數據分析,發現線性判別法無法區分不同肉色的桃,各傳感器響應值差異不顯著。朱運欽等[29]分析了黃肉和白肉油桃果實的芳香物質,表明白肉油桃品種‘中油桃9號’和黃肉突變體果實在成熟期具有較大的香氣成分差異,黃肉突變體含有特有的內酯物質5-乙基呋喃酮內酯。此外,有研究指出紅肉和白肉桃果實的芳香物質包括內酯物質的含量存在差異,-己內酯在紅肉品種中的含量更高[27]。

3.3 不同質地果實芳香物質的差異

相較于果肉色澤和品種的成熟期,本研究顯示內酯芳香物質的構成和含量在溶質桃與硬質桃果實之間差異顯著,溶質桃品種傾向于含有更為豐富的內酯芳香物質?!紩?號’是本研究的溶質桃中少有的內酯物質種類較少且含量低的品種,該品種的果肉硬度高[31-32]。本研究中‘阿初桃’的內酯物質含量較低的結果與Peng等[33]的試驗結果一致,該品種在前期研究中用于分析桃果實低-癸內酯積累的分子機制。硬質是由Yoshida[34]報道的一種肉質類型,桃果實在成熟期及采后均不變軟[34]。根據Pan等[35]、曾文芳等[36]和Tatsuki等[37]的報道,桃硬質性狀的形成是由于其催化合成生長素的一個關鍵酶基因(類黃素單加氧酶基因)的啟動子區域相比溶質桃具有轉座子插入,從而導致生長素的合成受阻以至無法誘導乙烯的合成。生長素和乙烯決定了桃果實的成熟進程,而內酯的合成與果實成熟密切相關,基于本研究中溶質桃和硬質桃果實的內酯物質具有極大差異的結果,認為內酯的合成可能與生長素和乙烯的作用密切相關,可以作為后續研究的重點。

芳香物質在不同肉質桃之間的差異不僅存在于成熟果實階段。根據范霞等[38]的研究,在采后貯藏期間不同肉質桃揮發性風味物質的發展變化也存在差異:20℃的采后貯藏期間,硬質‘霞脆’檢測到最多種類的芳香物質,溶質‘霞暉6號’檢測到中等數目的芳香物質,而‘湖景蜜露’檢測到最少種類的芳香物質。在其他果實中也有研究討論果肉質地與芳香物質之間的關系。以蘋果果實為例,‘喬納金’及其脆肉芽變果實的各類揮發性化合物的種類數目與含量都存在明顯差異[39]?;诒狙芯康慕Y果,后續可深入解析果實肉質與芳香特性之間的緊密聯系,為不同肉質桃品種的芳香性狀的形成和調控提供理論依據。

4 結論

成熟桃果實內酯芳香物質豐富,含有-己內酯、-辛內酯、-庚內酯、-癸內酯、5-羥基-2, 4-癸二烯酸--內酯、-癸內酯、-十一內酯、-辛內酯、茉莉內酯、順式-4-羥基-6-十二烯酸內酯等。品種之間共有的內酯物質是-己內酯,較為普遍存在的內酯物質包括-癸內酯和-癸內酯等,部分品種存在特有的內酯物質,如‘深州蜜桃’果實含有順式-4-羥基-6-十二烯酸內酯。溶質桃與硬質桃果實內酯物質的類別和含量呈現顯著差異,溶質桃傾向于含有更多種類和更高含量的內酯物質,體現了不同質地果實差異化的芳香特征。內酯在不同肉色和不同成熟期品種的果實之間沒有呈現顯著的差異。通過氣味活性值分析特定桃品種的內酯構成可以明確重要的內酯物質,如-癸內酯和-辛內酯對于果實典型桃香氣息和獨特芳香特征的形成發揮著重要作用。

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Characterization of the Lactone Volatile Compounds in Different Types of Peach (L.) Fruit and Evaluations of Their Contributions to Fruit Overall Aroma

1Institute of Pomology, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences/Jiangsu Key Laboratory for Horticultural Crop Genetic Improvement, Nanjing 210014;2School of Food and Biological Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, Jiangsu

【Objective】 The objective of this study was to conduct a systematical analysis of the lactone volatile compounds in different types of ripe peach fruit (L.) and to evaluate the contributions of each lactone compound to peach fruit aroma. 【Method】 Multiple peach cultivars with different flesh textures, flesh colors and fruit growth periods were used in this study. The gas chromatography-mass spectrometry system was employed to identify and quantify the lactone volatile compounds in peach fruit, and the odor activity value was used to evaluate the contributions of each lactone compound to the fruit aroma of respective cultivars. 【Result】 Lactone volatile compounds were detected in ripe fruit of all peach cultivars, and a total of ten lactone volatile compounds were identified in peach fruit, including-hexalactone,-octalactone,-heptalactone,-decalactone,-deca-2, 4-dienolactone,-decalactone,-undecalactone,-octalactone, jasmine lactone, and cis-4-hydroxydodec-6-enoic acid lactone. Each lactone compound was of specific odor notes, and the lactone compounds predominantly emit fruity (reminiscent of coconut and peach), sweet, dairy, caramel, floral, and herbaceous smells. The common lactone compound shared by all cultivars was-hexalactone, the frequently detected lactone compounds were-decalactone and-decalactone, and some lactone compounds were specific to individual cultivars, such as cis-4-hydroxydodec-6-enoic acid lactone in Shenzhoumitao. Relatively higher numbers of lactone volatile compounds were detected in ripe fruit of melting peach cultivars, including Baihuashuimi, Shenzhoumitao, Chengxiang, Fenghuayulu (wan), and Feichenghonglidatao, while the lower numbers of lactone volatile compounds were present in stony hard peach cultivars including Xiacui, Qinwang and Huayu. The analysis of the odor activity values of the lactone volatile compounds revealed the universal contribution of-decalactone to the aroma of the majority of cultivars due to its low odor threshold value and high concentrations in fruit.-Decalactone conferred the strong characteristic peach-like odor to melting peach cultivars, including Shenzhoumitao, Chengxiang, Fenghuayulu (wan), and Baihuashuimi, while plain peach-like odor was observed in melting peach Achutao and stony hard peach Huayu due to the lower odor activity values of-decalactone, and the characteristic peach-like odor note was absent in stony hard peach Qinwang and Xiacui fruit as no-decalactone was detected. Besides,-octalactone contributed to the coconut and very sweet odors of specific cultivars, such as Chengxiang and Shenzhoumitao. 【Conclusion】 Lactones constituted an essential chemical group of the volatile compounds of peach fruit, and the mature peach fruit presented at least ten lactone volatile compounds. Various lactone volatile compounds and their different concentrations showed the aroma characteristics of different types of peach cultivars, especially the cultivars of different flesh textures, while not the ones of different flesh colors or fruit growth periods.-Hexalactone was the common lactone shared by all cultivars,-decalactone and-decalactone were frequently detected lactone compounds, and cis-4-hydroxydodec-6-enoic acid lactone and other lactones were specific to individual cultivars.-Decalactone,-octalactone and other lactones made important contributions to the characteristic peach-like odor and other unique odor notes in different peach cultivars.

peach; volatile compounds; lactones; odor activity values; aroma characteristics; flesh textures

2021-09-07;

2022-01-21

國家自然科學基金(32002020)、現代農業產業技術體系建設專項資金(CARS-30)、江蘇省重大品種創制(PZCZ201727)

張圓圓,E-mail:20190021@jaas.ac.cn。通信作者馬瑞娟,Fax:86-25-84391695;E-mail:marj311@163.com

10.3864/j.issn.0578-1752.2022.10.012

(責任編輯 趙伶俐)

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