不同黃金百香果品種果肉揮發性成分分析*

吳 斌，黃東梅，邢文婷，宋 順，蘇金生，楊其軍

（1 中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所，海南省省級西番蓮種質資源圃，?？?571101）（2 中國熱帶農業科學院三亞研究院）（3 云南農業大學熱帶作物學院）（4 中國熱帶農業科學院?？趯嶒炚荆?/p>

黃金百香果（Yellow Passion Fruit）學名西番蓮（Passifloraedulisf.flavicarpa），其果實含有多種水果芳香氣味，可散發出菠蘿、芭樂、荔枝等香味[1]。百香果作為一種“短平快”的熱帶特色水果，廣泛種植于熱帶和亞熱帶地區[2]。黃金百香果作為市場上主要用于鮮食的百香果品種[3]，具有口感較甜、風味獨特、營養價值高等特點[4]，深受市場青睞。

果實香氣是反映果實風味品質的重要指標，怡人的果實香氣可以吸引消費者和增強市場競爭力，而揮發性成分是果實香氣的直觀表現。黃金百香果作為多種香氣為一體的熱帶水果，果實中酯類、萜烯類等揮發性成分按照一定的比例構成了果實特有的香氣，但黃金百香果品種眾多，不同品種之間的風味存在差異，因此開展黃金百香果品種間的風味差異研究，對進一步利用黃金百香果具有重要意義。通常采用相對氣味活度值（ROAV），量化評價不同揮發性成分對總體風味的貢獻程度，進而確定關鍵風味物質[5]，目前用ROAV 法分析黃金百香果關鍵風味物質的研究報道還很少。國內外研究主要集中在揮發性成分種類方面，孔永強等[6]采用頂空固相微萃?。℉S-SPME）聯合氣相色譜-質譜聯用儀（GC-MS）發現，百香果果皮中以烷烴、烯烴為主，果肉中以烯烴、酯類為主，籽中含有烷烴、烯烴、酯類，以酯類含量最高。陳慶等[7]從紫果百香果果汁中鑒定出81 種揮發性香氣化合物，主要包括酯類、醇類、醛類、酮類、萜烯類（含萜烯醇類）和其他成分，其中酯類物質含量最高，為百香果果汁香氣的主要貢獻化合物。潘葳等[8]對百香果果汁香氣成分進行分析，鑒定出百香果含有大量的酯類物質和豐富的醇類物質（香茅醇、芳樟醇、松油醇），且含有種類繁多的少量萜烯類物質，萜烯類物質雖然含量不高，但對百香果特有香味貢獻較大，這些萜烯類物質可能是百香果香氣特別馥郁的原因。

揮發性成分作為百香果風味品質的主要特征，且在不同品種間存在顯著差異，目前百香果香氣的報道僅有針對紫果和黃果間的果實揮發性成分分析，難以揭示黃金百香果不同品種間的差異。本研究擬利用HS-SPME-GC-MS 技術分析5 個黃金百香果品種的揮發性成分，旨在闡明不同黃金百香果品種間揮發性成分的差異，結合ROAV 分析、韋恩圖分析、主成分分析（PCA）等分析方法，進一步揭示關鍵香氣成分的差異，以期為百香果新品種選育和深度開發利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

5 個具有代表性的黃金百香果地方品種分別為黃香1 號（自主選育品種暫定名）、大黃金百香果（公知公用品種）、芭樂小黃金百香果（公知公用品種）、海蜜1 號（自主選育品種暫定名）、欽蜜9 號（公知公用品種）。試驗材料種植于中國熱帶農業科學院?？趯嶒炚景傧愎N植基地。每個品種選取10 個大小均勻且成熟度（果皮全黃）一致的果實進行采收，運回實驗室將果實洗凈擦干后備用。

1.2 主要儀器

7894A-5975C 氣相色譜-質譜聯用儀，Agilent公司；DVB/CAR/PDMS 萃取頭，Supelco 公司；HP-5MS（30 m×250 μm×0.25 μm）色譜柱，Agilent公司；PAL-BX/ACID1 糖酸儀，ATAGO 公司；ME303E 分析天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；Micro 17 高速離心機，賽默飛世爾科技（中國）有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 果形指數測定

采用游標卡尺對果實縱徑、橫徑進行測量，并計算果形指數。

1.3.2 可食率測定

將成熟果實去除果柄后，用電子天平稱量單果重；將果實的果漿取出，裝入50 mL 離心管于4 ℃冰箱保存備用，洗凈果皮用電子天平稱量果皮重，計算果實可食率。

可食率（%）＝［（單果重－果皮重）/單果重］×100

1.3.3 固酸比測定

從備用果漿中吸取1 mL，用糖酸儀測定可溶性固形物含量；對果漿原液稀釋50 倍后吸取1 mL 樣液，用糖酸儀測定總酸含量，計算固酸比。

1.3.4 揮發性成分測定

樣本預處理：取樣，每品種取10 個新鮮百香果，果肉去除種子后混勻成果漿后分成3 份，果漿用紗布過濾放入瓶中，測量時，每份稱取1.0 g 果漿放入頂空瓶（預放0.8 g 氯化鈉）中萃??；萃取頭老化，萃取前，先將固相微萃取頭在氣相色譜進樣口老化16 min，老化溫度250 ℃；萃取，將固相微萃取頭推出，距離樣品0.5 cm 高度萃取，萃取溫度60 ℃，萃取40 min；進樣，取出萃取針后直接進樣，解析溫度250 ℃，解析時間30 s。

HS-SPME-GC-MS 分析條件：色譜柱，HP-5MS（30 m×250 μm×0.25 μm）；載氣，Helium；柱流速1.0 mL/min，不分流；前進樣口溫度200 ℃；柱箱升溫程序，40 ℃保持1 min，3 ℃/min 線性升溫至160 ℃，15 ℃/min 線性升溫至230 ℃，保持1 min；離子源溫度230 ℃；質量掃描范圍為50～550 m/z。

對照NIST 2014 譜庫進行檢索與人工解析，僅保留匹配度大于80%的揮發性成分。采用峰面積歸一法計算百香果中各揮發性成分的相對含量，結果用百分數（%）表示。

1.4 數據統計分析

1.4.1 ROAV 分析

通過計算揮發性成分的ROAV 值[9]，確定各揮發性成分對百香果香氣的貢獻。

式中：Ci為各揮發性成分的相對含量（%）；Ti為各揮發性成分在水中的香氣閾值（μg/kg）；Cmax和Tmax分別為對樣品總體香氣貢獻最大的揮發性成分相對含量（%）和香氣閾值（μg/kg）。

1.4.2 統計學分析

利用Excel 2016、SPSS Statistics 26 軟件進行相關性分析及圖表的制作，利用Origin Pro 2021 軟件進行主成分分析，利用TBtools 軟件進行聚類分析和韋恩圖分析。

2 結果與分析

2.1 不同黃金百香果品種果實基本品質性狀分析

對5 個黃金百香果品種果實的基本品質性狀進行測定，結果如表1 所示。果實大小、重量結果表明，黃香1 號和大黃金百香果均顯著大于其他品種；果形指數結果表明，黃香1 號果形近圓形，大黃金百香果、海蜜1 號和欽蜜9 號果形近橢圓形；可食率結果表明，黃香1 號和欽蜜9 號無顯著差異，但芭樂小黃金百香果和海蜜1 號的可食率均顯著高于黃香1 號和欽蜜9 號；固酸比結果表明，欽蜜9 號果實可溶性固形物含量最高，總酸含量最低，口感表現為純甜無酸型，黃香1 號果實雖然可溶性固形物含量較高，但總酸含量也較高，口感表現為甜中帶酸型。由此可見，自主選育品種在個別指標上表現較為突出，其中黃香1 號果實大、單果重大，且口感酸甜適中，鮮香開胃，適合老人、小孩；海蜜1 號主要表現為可食率高，且口感和欽蜜9 號相似。

表1 5 個黃金百香果品種果實基本品質性狀

2.2 不同黃金百香果品種果肉揮發性成分種類

由表2 可以看出，5 個黃金百香果品種果肉揮發性成分種類具有一定的相似性（表2），但不同揮發性成分種類在不同品種中的相對含量有所差異。5 個黃金百香果品種果肉揮發性成分種類主要包括酯類、萜烯類、酮類、醇類、醛類、酸類、烷烴類、雜環類、酚類和其他，其中酯類物質在各黃金百香果品種中的相對含量均最高，為50.933%～77.001%，是各種果味的主要來源；其次是萜烯類物質，為20.647%～36.531%，萜烯類物質多數具有花香和甜味。酯類物質作為黃金百香果果肉中主要的揮發性成分種類，相對含量最高的是芭樂小黃金百香果，占其揮發性成分總含量的77.001%；其次為黃香1 號，占其揮發性成分總含量的74.632%。萜烯類物質作為相對含量排名第2 的次要揮發性成分種類，其在欽蜜9 號中的相對含量最高，占其揮發性成分總含量的36.531%；其次為大黃金百香果，占其揮發性成分總含量的32.761%。

表2 5 個黃金百香果品種果肉揮發性成分種類及其相對含量

2.3 不同黃金百香果品種果肉揮發性成分與含量

如圖1 所示，5 個黃金百香果品種果肉共鑒定出132 種揮發性成分，分別為酯類（41 種）、萜烯類（66 種）、酮類（4 種）、醇類（6 種）、醛類（5 種）、酸類（1 種）、烷烴類（3 種）、雜環類（3 種）、酚類（1 種）和其他（2 種）。黃香1 號檢測到的揮發性成分最多，共123 種，其中含量最高的前5 種揮發性成分分別為己酸己酯（28.60%）、丁酸己酯（23.64%）、順式-β-羅勒烯（9.64%）、己酸乙酯（5.23%）、己酸葉醇酯（4.20%）；其次為芭樂小黃金百香果共檢測到揮發性成分114 種，其中含量最高的前5 種揮發性成分分別為丁酸己酯（20.15%）、己酸己酯（17.56%）、乙酸己酯（13.00%）、丁酸香葉酯（5.24%）、己酸乙酯（4.73%）；海蜜1 號共檢測到揮發性成分107 種，其中含量最高的前5 種揮發性成分分別為乙酸己酯（10.45%）、己酸乙酯（9.92%）、丁酸己酯（8.09%）、茶螺烷（7.81%）、乙酸乙酯（6.05%）；大黃金百香果共檢測到揮發性成分105 種，其中含量最高的前5 種揮發性成分分別為己酸乙酯（11.16%）、丁酸乙酯（10.13%）、乙酸己酯（10.07%）、丁酸己酯（8.67%）、己酸己酯（7.26%）；欽蜜9 號檢測到的揮發性成分最少，為92 種，其中含量最高的前5 種揮發性成分分別為乙酸乙酯（16.63%）、茶螺烷（11.29%）、丁酸香葉酯（8.64%）、乙醇（6.52%）、丁酸乙酯（5.71%）。經韋恩圖分析發現，5 個黃金百香果品種果肉共有揮發性成分76 種（圖1），而各品種間除了大黃金百香果和欽蜜9 號無特有香氣成分外，其余品種均存在特有香氣成分。黃香1 號特有香氣成分有5 種，包括水楊酸己酯、環辛烷、柳酸葉醇酯、1,3,8-對薄荷烯、1,2,4a,5,6,8a-六氫-1-異丙基-4,7-二甲基萘；芭樂小黃金百香果特有香氣成分有2 種，包括（+）-α-長葉蒎烯和2-壬烷基丁酸酯；海蜜1 號特有香氣成分有2 種，包括（+）-δ-杜松烯和順式-9-二十三烯。

圖1 5 個黃金百香果品種果肉揮發性成分韋恩圖

2.4 不同黃金百香果品種果肉主要揮發性成分的ROAV 分析

近年來，越來越多的揮發性成分被相繼檢測和報道，通常被檢測的樣品中包含幾十甚至上百種揮發性成分，揮發性成分含量的高低并不能說明其對香氣的貢獻程度，只有含量超過其香氣閾值的少數物質對果實的香氣起關鍵作用，這些揮發性成分即為關鍵香氣成分。通常采用ROAV 分析各揮發性成分對果實香氣的貢獻程度，ROAV 值越大對香氣特征的貢獻度越大，一般認為ROAV≥1 的揮發性成分對香氣有直接影響，是關鍵香氣成分；0.1≤ROAV＜1 的揮發性成分對香氣起修飾作用。如表3 所示，在5 個黃金百香果品種果肉中檢測到ROAV≥0.1的揮發性成分有26 種，主要為萜烯類物質（11 種），其次是酯類物質（9 種）。其中黃香1 號有19 種，大黃金百香果有20 種，芭樂小黃金百香果有10 種，海蜜1 號有24 種，欽蜜9 號有13 種。

表3 5 個黃金百香果品種果肉揮發性成分的CAS、香氣閾值、ROAV 值及香氣描述

2.5 不同黃金百香果品種果肉關鍵香氣成分差異性分析

在關鍵香氣成分種類上（即ROAV≥1），共檢測到13 種揮發性成分（圖版3-A）。除芭樂小黃金百香果關鍵香氣成分只有3 種（ROAV 值排序為β-紫羅蘭酮＞乙酸己酯＞己酸乙酯）外，其余品種的關鍵香氣成分均較為豐富。黃香1 號關鍵香氣成分有8 種，ROAV 值排序為β-紫羅蘭酮＞2,5-二甲基-4-羥基-3（2H）呋喃酮＞（Z）-丁酸葉醇酯＞己酸乙酯＞丁酸乙酯＞乙酸己酯＞玫瑰醚＞辛酸乙酯。大黃金百香果關鍵香氣成分有7 種，ROAV 值排序為β-紫羅蘭酮＞己酸乙酯＞丁酸乙酯＞玫瑰醚＞乙酸己酯＞2,5-二甲基-4-羥基-3（2H）呋喃酮＞（Z）-丁酸葉醇酯。海蜜1 號關鍵香氣成分有13 種，ROAV 值排序為己酸乙酯＞β-紫羅蘭酮＞丁酸乙酯＞乙酸己酯＞乙酸芐酯＞（Z）-丁酸葉醇酯＞玫瑰醚＞2,5-二甲基-4-羥基-3（2H）呋喃酮＞辛酸乙酯＞（Z）-乙酸葉醇酯＞（E）-β-羅勒烯＞壬醛＞芳樟醇。欽蜜9 號關鍵香氣成分有9 種，ROAV 值排序為β-紫羅蘭酮＞丁酸乙酯＞己酸乙酯＞乙酸芐酯＞（Z）-丁酸葉醇酯＞玫瑰醚＞乙酸己酯＞辛酸乙酯＞壬醛。

β-紫羅蘭酮、己酸乙酯、乙酸己酯是5 個黃金百香果品種果肉中所共有的關鍵香氣成分，其ROAV 值均≥1。β-紫羅蘭酮在黃香1 號、大黃金百香果、芭樂小黃金百香果和欽蜜9 號等4 個品種中的ROAV 值均遠高于其他揮發性成分，其ROAV 值分別約為第2 揮發性成分的4、5、50、9 倍，由此可見，β-紫羅蘭酮對這4 個黃金百香果品種果實香氣特征起主要貢獻作用，香氣以紫羅蘭香、玫瑰香和木香為主，同時具有一定的甜香、果香的氣味。己酸乙酯在海蜜1 號中的ROAV 值最高，對海蜜1號果實香氣特征起主要貢獻作用，呈現出香蕉、蘋果、菠蘿、草莓等強烈的果香，并有花香、白蘭地香氣、甜味。

2.6 不同黃金百香果品種果肉關鍵香氣成分PCA分析

由關鍵香氣成分特征值主成分分析（圖版3-B）可知，5 個黃金百香果品種可分為2 類，第1 類為黃香1 號、大黃金百香果、芭樂小黃金百香果和欽蜜9 號（第2、第3 象限），具有類似的香氣主成分，起主要貢獻作用的揮發性成分是β-紫羅蘭酮；第2 類為海蜜1 號，起主要貢獻作用的揮發性成分是己酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸己酯、乙酸芐酯、（Z）-丁酸葉醇酯、玫瑰醚、2,5-二甲基-4-羥基-3（2H）呋喃酮、辛酸乙酯、（Z）-乙酸葉醇酯、（E）-β-羅勒烯、壬醛、芳樟醇。

3 討論

黃金百香果口感偏甜，是作為我國熱區用于鮮食的百香果品種，果形指數、可食率、固酸比等性狀是百香果果實基本品質特征指標，從單果重可知，黃香1 號和大黃金百香果為大果系列，其余3 個品種為小果系列；結合果形指數和可食率發現，橢圓形果實的可食率較高，如海蜜1 號，這與前期研究結果相一致[38]；通過固酸比分析可以較為簡單快速地對果實口感作出判斷，欽蜜9 號口感表現為純甜無酸型，固酸比可達26.23，其總酸含量為0.79%，遠低于其他品種，是目前黃金百香果市場中最受歡迎的品種之一。

百香果因具有多種復合香氣而得名，因此揮發性成分和含量是評價百香果果實品質的一個重要指標。本研究中5 個黃金百香果品種共檢測出132 種揮發性成分，與前人研究的黃金果鑒定出70 種揮發性成分[39]、芭樂味黃金果鑒定出47 種揮發性成分[8]、黃百香果鑒定出23 種揮發性成分[40]等結果相比較，本研究鑒定的黃金百香果揮發性成分數量更多、種類更豐富，其主要揮發性成分種類均為酯類，與潘葳等[8]、韓素芳等[41]、郭艷峰等[1]、Janzantti 等[42]和黃東梅等[43]的研究結果相一致，但本研究進一步表明萜烯類物質是黃金百香果中的第2 主要香氣物質。在5個品種中黃香1號含有的揮發性成分數量最多，可達123 種，其余品種含有的揮發性成分數量從高到低排序為芭樂小黃金百香果＞海蜜1 號＞大黃金百香果＞欽蜜9 號。由此可見，黃香1 號含有的揮發性成分最多，是以香氣作為育種目標的良好親本和育種材料。

經韋恩圖分析發現，5 個黃金百香果品種間的揮發性成分存在一定的相似性和差異性，5 個品種所共有的揮發性成分為76 種。而黃香1 號特有香氣成分有5 種，包括水楊酸己酯、環辛烷、柳酸葉醇酯、1,3,8-對薄荷烯、1,2,4a,5,6,8a-六氫-1-異丙基-4,7-二甲基萘；芭樂小黃金百香果特有香氣成分有2 種，包括（+）-α-長葉蒎烯和2-壬烷基丁酸酯；海蜜1 號特有香氣成分有2 種，包括（+）-δ-杜松烯和順式-9-二十三烯。由此可見，揮發性成分可作為不同品種差異性的比較，用于品種鑒別和遺傳多樣性分析[44]。

通過對5 個黃金百香果品種揮發性成分ROAV分析發現，對香氣起作用的揮發性成分有26 種，其中有13 種揮發性成分［β-紫羅蘭酮、己酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸己酯、乙酸芐酯、（Z）-丁酸葉醇酯、玫瑰醚、2,5-二甲基-4-羥基-3（2H）呋喃酮、辛酸乙酯、（Z）-乙酸葉醇酯、（E）-β-羅勒烯、壬醛、芳樟醇］對香氣有直接影響，是黃金百香果果肉關鍵香氣成分。本研究對比分析不同黃金百香果品種，較為全面地揭示了黃金百香果的關鍵香氣成分，與方靈等[45]通過正交偏最小二乘判別分析（OPLS-DA）完全成熟黃金百香果果肉的特征揮發性成分［正己酸乙酯、乙酸己酯、（E）-β-羅勒烯、乙酸葉醇酯］大致相同。

本研究表明，β-紫羅蘭酮、己酸乙酯、乙酸己酯是5 個黃金百香果品種所共有的關鍵香氣成分，與前人研究得出的β-紫羅蘭酮對不同果皮顏色品種的百香果香味起重要作用的結果相一致[40,46]，但本研究進一步針對不同黃金百香果品種間的關鍵香氣成分分析得出，己酸乙酯、乙酸己酯也對黃金百香果的香味起關鍵作用。除海蜜1 號以外，β-紫羅蘭酮在黃香1 號、大黃金百香果、芭樂小黃金百香果和欽蜜9 號等4 個品種中的ROAV 值遠高于其他揮發性成分，這一結論與PCA 分析結果相一致，即黃香1 號、大黃金百香果、芭樂小黃金百香果和欽蜜9 號起主要貢獻作用的揮發性成分是β-紫羅蘭酮，以紫羅蘭香、玫瑰香和木香為主，同時具有一定的甜香、果香的氣味。

4 結論

黃金百香果果肉香氣以酯類為主，其次為萜烯類，不同黃金百香果品種果肉揮發性成分和關鍵香氣成分存在差異性，且黃香1 號、芭樂小黃金百香果和海蜜1 號均存在特有香氣成分，可作為不同品種間的鑒定依據。黃香1 號含有的揮發性成分最多，是黃金百香果以香氣作為育種目標的良好親本和育種材料。從5 個黃金百香果品種果肉揮發性成分中分析出13 種關鍵香氣成分，其中β-紫羅蘭酮對黃香1 號、大黃金百香果、芭樂小黃金百香果和欽蜜9 號的香氣起主要貢獻作用。