全 文 :林 业科 学研 究 2010, 23( 4) : 597 鶫 601
Forest Research
文章编号: 1001-1498( 2010) 04-0597-05
山东主栽光皮木瓜品种香气成分的研究
刘建民1 , 2 , 贾 波1, 曹帮华1* , 张秀秀1, 王 超3
( 1 . 山东农业大学林学院 , 山东 泰安 271018; 2. 潍坊科技学院 , 山东 寿光 262700;
3 . 山东农业大学园艺科学与工程学院 , 山东 泰安 271018)
关键词: 光皮木瓜; 品种; 挥发性物质; 香气
中图分类号: S759.3 文献标识码: A
收稿日期 : 2010-02-10
基金项目 : 山东省农业良种工程重点项目 ( 30362)
作者简介 : 刘建民 ( 1968— ) , 男 , 山东寿光 , 副教授 , 主要从事林果研究 .
* 通讯作者 E-mail: caobh@ sdau. edu. cn。
Studies on Volatile Constituents in Main Chaenomeles sinensis
Cultivars in Shandong
LIU Jian-min1, 2 , JIA Bo1 , CAO Bang-hua1, ZHANG Xiu-xiu1, WANG Chao3
( 1. Forestry College, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, Shandong, China;
2. Weifang Science and Technology College, Shouguang 262700, Shandong, China;
3. College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, Shandong, China)
Abstract: Volatiles of different Chaenomeles sinensis cultivars in Shandong Province were investigated by means of
HS-SPME coupled to GC/ MS, and the fruit aroma of different cultivars was studied. Result showed that the 161
volatiles, belonging to 7 categories, were identified. Esters, alcohols and aldehydes are the major constituents.
Ethyl alcohol, 3-methyl-4-oxo-pentanoic acid, acetic acid butyl ester, 2-methyl-butanoic acid ethyl ester, diethyl
phthalate, ( E, E) -2, 4-Decadienal are the main volatiles from the 10 cultivars. Ethyl alcohol and ( E, E) -2, 4-
Decadienal were the primary volatiles. Some unique and high relative content volatiles, playing an important role in
the formation of specific aroma of different Chaenomeles sinensis cultivars, were detected from most cultivars. There
were significant difference between volatile, relative contents and aromatic categories.
Key words: Chaenomeles sinensis; cultivars; volatiles; aroma
光皮木瓜 ( Chaenomeles sinensis ( Thouin) Koe-
he) 系 蔷 薇 科 ( Rosaceae ) 木 瓜 属 ( Chaenomeles
Lindl. ) 植物, 主要分布于陕西、甘肃、山东、江苏、安
徽、浙江、云南等地 [ 1] 。木瓜集观赏、食用、药用于一
体, 是不可多得的经济和药用树种; 其果实成熟后呈
暗黄或金黄色, 气味芳香, 且内含有多种活性物质,
具有抗肿瘤、保肝、抑菌、强心、利尿、抗衰老等功效,
是医药工业的重要原料 [ 2] 。
香气成分是构成和影响果品鲜食、加工质量及
典型性的主要因素, 对果实加工产品的品质起着决
定性作用 [ 3 ] 。随着科学技术的发展以及人们生活水
平的提高, 香味品质的研究日益受到人们的重视。
随着现代高精密测试仪器的发展, 香气研究更加深
入, 成为果实品质研究的重要领域 [ 4 - 1 0] 。目前, 人
们研究光皮木瓜果实的香气多以单品种或简单描述
品种香气组成为主 [ 3, 11 ] , 而对不同品种光皮木瓜香
气成分之间的差异未作深入的分析研究。为此, 本
研究以山东省主栽的光皮木瓜为研究对象, 采用 GC
- MS法分析各品种的香气组分, 深入探讨光皮木瓜
不同品种香气组成的差异, 旨在为山东光皮木瓜资
林 业 科 学 研 究 第 23 卷
源的育种和生产利用提供参考, 并为构建品种选育
标准评价体系提供基本资料。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
试验材料为山东主栽光皮木瓜品种‘细皮’、
‘豆青’、‘玉兰’、‘剩花’、‘大狮子头’、‘小狮子
头’、‘金苹果’、‘佛手’、‘手瓜’、‘陈香’。样品于
2008 年 10 月中旬即成熟期采摘于山东菏泽木瓜
园, 各品种树龄均为 10 年, 栽培条件一致。每品种
选生长正常的 3 株树, 在每株树冠外围中部选择大
小、成熟和受光条件相同的 3 个果实, 采后 48 h 内
进行挥发性物质的采集和测定。
1. 2 试验方法
样品处理: 将木瓜果实去皮, 打碎混合均匀, 取
20 g 样品于 25 mL顶空进样瓶中, 用硅胶隔垫密封,
铝盖封口, 放入自动顶空进样仪中, 45 ℃下预热并
平衡 30 min后取样进行 GC/ MS分析 [ 3 ] 。
色谱: 日本岛津公司 GC-MS QP2010 Plus 气相
色谱 - 质谱联用仪; 美国 PE 公司的 TurboMatrix 40
HS 带捕集 肼的顶 空进样 器; 色谱 柱为 Rtx-1MS
( 30 m×0. 25 mm×0. 25 mm) 。
色谱条件: 进样口温度 200 ℃; 柱温起始温度
33 ℃, 保持 3 min, 以 12 ℃·min - 1升至 60 ℃, 再以
6 ℃·min - 1上升至 140 ℃, 最后以 20 ℃·min - 1升
至 250 ℃, 保持 5 min; 载气 He( 99. 999% ) , 柱流量
1. 15 mL·min - 1 [ 3 , 11 ] 。
质谱条件: 电离方式 EI, 电子能量 70 eV, 离子
源温度 200 ℃, 接口温度 230 ℃。
定性定量 方法: 各 组分 质 谱经 计算 机 谱库
( NIST/WILEY) 检索及资料 分析, 再结合有关文
献 [ 12 - 1 4] 进行人工谱图解析, 确认挥发性物质的化学
成分; 运用峰面积归一化法, 求得各成分的相对质量
百分含量。
2 结果与分析
2. 1 光皮木瓜品种间香气成分的分析
对所得 10 个光皮木瓜品种果实挥发性物质
GC-MS 总离子图 ( 略 ) 的各组分质谱经计算机谱库
( NIST/WILEY) 检索, 共鉴定出 161 种成分, 其中,
共有组分及各类物质中相对含量较高的挥发性物质
见表 1。由表 1 可以看出: 检索出的挥发性物质中,
共有组分仅 6 种, 分别是乙醇、3-甲基-4-羰基戊酸、
乙酸丁酯、2-甲基丁酸乙酯、邻苯二甲酸二乙酯和
( E, E) -2, 4-癸二烯醛。这 6 个共有组分中, 乙醇和
( E, E) -2, 4-癸二烯醛是光皮木瓜品种果实中最主要
的挥发性物质, 其中( E, E) -2, 4-癸二烯醛广泛存在
于众多的植物精油中, 是一种重要的香料成分, 具有
强烈的不饱和醛香味, 青香气, 其分别占 10 种光皮
木瓜果 实挥发 性物 质总 量的 23. 84% , 8. 71% ,
2. 13% , 4. 52% , 7. 52% , 12. 86% , 1. 25% , 2. 86% ,
5. 21% , 5. 84% , 使光皮木瓜香气怡人, 也使不同品
种的光皮木瓜果香具有一定的相似性。非共有组分
中, 一部分挥发性物质在绝大多数木瓜品种中存在,
且相对含量较高, 如乙酸己酯、4-己烯醇乙酸酯等,
它们与乙醇和( E, E) -2, 4-癸二烯醛一起对光皮木瓜
果实的风味形成起决定性作用。此外, 一部分物质,
如 2-己烯醇乙酸酯、邻伞花烃、2, 6, 10, 10-四甲基-1-
氧杂螺[ 4. 5] -6-癸烯等仅存在于极少数木瓜品种之
中, 但相对含量也较高, 对构成光皮木瓜不同品种果
实差异的香气组成起着重要作用。
对 10 个光皮木瓜品种进行比较, 大多数品种的
果实含有独特的且相对含量较高的挥发性物质: 细
皮中辛醇的相对含量为 1. 95% ; 豆青中 ( E, E) -2, 4-
庚二烯 醛和 海茴 香烯 的相 对 含量 为 1. 63% 和
1. 07% ; 玉兰中 乙酸-甲 氧基 甲酯 的相 对含 量为
1. 78% ; 剩花中烯丙基硫醇的相对含量为 0. 9% ; 金
苹果中 1, 6-己二醇和 ( E) -1-乙氧基-4 甲基-2-戊烯
的相对含量为1. 08% 和 1. 49% ; 佛手中 6-氧杂二环
[ 3. 1. 0] 已-3-醇、3-丁烯-2-醇和丁酸-5 己烯酯的相
对含量为1. 95% 、1. 3% 和 1. 51% ; 手瓜中 2-异丁氧
基乙醇、2-甲基丁酸异丁酯、11-十三烷烯酸丙酸酯、
苯甲醛和 1, 2-二( 1-甲基乙烯基) 环丁烷的相对含量
为1. 02% 、1. 47% 、2. 09% 、1. 27% 和 1. 43% 。这些
特有的挥发性物质进一步说明了光皮木瓜香气组成
的复杂性及差异性。此外, 这些物质风味特征各异,
对构成光皮木瓜不同品种果实的特异香气有重要
贡献。
2.2 光皮木瓜品种间香气成分类别比较
将所有参试光皮木瓜品种检测到的挥发性物质
进行分类统计, 主要包括各种酯类、醇类、醛类、酸
类、酮类、烃类等物质( 表 2) , 其中‘细皮’、‘豆青’、
‘玉兰’、‘剩花’、‘大狮子头’、‘小狮子头’、‘金苹
果’、‘佛手’、‘手瓜’及‘陈香’果实分别检测出 58、
65、53、41、41、36、48、64、53、34 种香气成分, 占各自
总峰面积的 95. 98% 、96. 15% 、92. 51% 、99. 27% 、
895
第 4 期 刘建民等: 山东主栽光皮木瓜品种香气成分的研究
表 1 10种光皮木瓜果实中相对含量较高的部分挥发性物质
类别 化合物
相对含量 /%
细皮 豆青 玉兰 剩花 大狮子头 小狮子头 金苹果 佛手 手瓜 陈香
醇类 乙醇 12 . 80 13 . 27 33. 02 29. 73 19 . 12 47. 08 18. 84 14. 35 39 . 69 43. 92
丁醇 - 0 . 17 0. 32 0. 19 - 0. 47 0. 23 0. 18 2 . 92 0. 27
2-丁醇 0 . 75 0 . 96 0. 82 0. 16 - 0. 60 0. 91 2. 98 0 . 42 2. 66
2-甲基丁醇 0 . 21 0 . 29 0. 37 0. 11 - - 0. 17 0. 34 4 . 28 0. 24
己醇 0 . 25 - 0. 29 0. 24 - 0. 37 0. 38 1. 31 - 0. 54
1-脱氧 -2 , 4-O, O-邻甲基 -D-木糖醇 0 . 13 - - 0. 06 - - 0. 06 0. 88 2 . 01 -
( Z) -3 -己烯 -1-醇 0 . 79 0 . 47 0. 54 0. 41 0 . 90 - - 2. 92 0 . 52 1. 59
酸类 3-甲基 -4 -羰基戊酸 0 . 23 2 . 84 12. 09 22. 28 5 . 09 4. 34 6. 49 2. 40 2 . 90 6. 51
酯类 乙酸丁酯 0 . 33 1 . 64 2. 37 2. 77 1 . 47 2. 43 2. 85 1. 35 0 . 45 0. 47
乙酸戊酯 0 . 19 0 . 38 0. 28 0. 40 0 . 44 - 1. 03 0. 46 - 0. 21
乙酸己酯 - 6 . 09 3. 49 7. 29 7 . 36 1. 44 20. 03 - 1 . 57 6. 99
乙酸异丁酯 0 . 19 3 . 06 2. 50 1. 80 - - 0. 26 3. 53 0 . 32 0. 26
丙酸乙酯 - 1 . 41 3. 00 1. 98 0 . 57 1. 33 0. 51 - 0 . 63 1. 13
丙酸丙酯 - 0 . 18 0. 26 - - - 0. 09 0. 29 1 . 19 -
丙酸己酯 1 . 71 0 . 07 - - 1 . 23 - 1. 60 0. 90 0 . 24 -
丙酸异丁酯 0 . 34 0 . 17 0. 08 - 0 . 41 - - - 1 . 33 -
丁酸乙酯 0 . 07 - 1. 22 1. 50 0 . 15 2. 43 0. 50 1. 17 1 . 77 0. 48
丁酸己酯 - 0 . 90 0. 21 0. 51 0 . 36 - 1. 80 0. 60 - 0. 28
异丁酸乙酯 - 1 . 87 2. 15 3. 16 0 . 38 2. 25 0. 17 0. 56 0 . 30 1. 02
2-甲基丁酸乙酯 0 . 24 3 . 48 3. 19 2. 85 0 . 23 3. 72 0. 75 0. 18 0 . 71 1. 00
异丁酸己酯 0 . 75 0 . 18 - - 0 . 62 1. 57 0. 28 - 0 . 44 -
2-己烯醇乙酸酯 4 . 8 - - - - - - 21. 37 - -
4-己烯醇乙酸酯 6 . 07 18 . 20 3. 67 10. 81 32 . 68 0. 25 24. 25 17. 96 - 15. 75
邻苯二甲酸二乙酯 0 . 94 0 . 36 0. 36 0. 36 0 . 52 0. 85 0. 36 0. 32 0 . 42 0. 73
丁酸 3-己烯酯 1 . 37 0 . 92 - - - - 0. 25 - 0. 55
戊酸 4-己烯酯 1 . 11 - - 1 . 23 - - 0. 18 - 1. 02
丙酸 4-己烯酯 0 . 52 1 . 10 - 1 . 98 - 1. 27 0. 45 - 0. 43
丁酸 4-己烯酯 2 . 58 1 . 56 - 0. 26 4 . 05 - 0. 24 1. 19 - 0. 99
酮类 3-戊酮 0 . 13 0 . 07 0. 07 - 0 . 15 - 0. 33 1. 11 0 . 74 -
醛类 己醛 0 . 34 0 . 15 - 0. 07 0 . 11 0. 20 - - 2 . 57
壬醛 2 . 77 1 . 14 0. 15 0. 38 0 . 62 1. 30 - - 0 . 51 0. 59
( Z) -2 -庚烯醛 5 . 02 2 . 45 0. 57 1. 01 - 3. 01 - - - 1. 14
( Z) -2 -癸烯醛 1 . 57 0 . 51 0. 12 0. 27 0 . 48 - - - - 0. 37
( E) 2-辛烯醛 1 . 86 1 . 31 0. 28 0. 43 0 . 72 1. 18 - 0. 30 0 . 52 0. 46
( E, E) -2, 4-癸二烯醛 23 . 84 8 . 71 2. 13 4. 52 7 . 52 12. 86 1. 25 2. 86 5 . 21 5. 84
( E, E) -2, 4-庚二烯醛 - 1 . 63 - - - - - - - -
( E) -2-十三碳烯醛 2 . 47 0 . 80 - - - 1. 31 - - - -
烃类 反 -4, 5 环氧葵烷 3 . 12 0 . 90 - 0. 38 - - - - 0 . 40 -
异丁烯环氧乙烷 - 0 . 53 0. 58 - - 0. 37 1. 16 1. 81 2 . 36 -
邻伞花烃 - 4 . 93 9. 77 - - - 1. 68 - - -
3-溴环己烯 - 0 . 20 - - 1 . 30 3. 07 - 0. 27 0 . 89 0. 40
3-乙基环己烯 - - 0. 54 0. 95 0 . 65 1. 12 - 0. 15 - 0. 37
4-乙基环己烯 0 . 26 - - - 0 . 28 4. 94 - - 0 . 21 -
( E) -1-乙氧基 -4, 4 -二甲基 -2-戊烯 5 . 38 1 . 29 - 0. 38 - - - - 0 . 40 -
( E, Z) -2, 4 -十二碳二烯 1 . 57 0 . 98 0. 58 - 0. 37 1. 16 1. 81 2 . 36 -
2, 6, 10, 10 -四甲基 -1-氧杂螺 [ 4. 5] -6-癸烯 - 6 . 53 9. 77 - - 1. 68 - - -
注 : “- ”表示未检测到。
94. 98% 、99. 68% 、96. 99% 、99. 87% 、98. 79% 及
99. 03% 。由表 2 可看出: 10 个光皮木瓜品种果实
中所检测到的挥发性物质类别在相对含量和数量上
存在着显著的差异。在检测到的 7 大类化合物中,
绝大多数光皮木瓜品种果实中相对含量较高的类别
是酯类、醇类和醛类物质, 但不同品种在这 3 类化合
物的组成上又存在着差异, 其中以酯类为主的品种
是豆青、大狮子头、金苹果、佛手; 以醇类为主的品种
995
林 业 科 学 研 究 第 23 卷
是小狮子头、手瓜、陈香; 以醛类为主的品种是细皮。
少数品种的酯类、醇类及其它类物质的相对含量较
高, 如, 玉兰中醇类、酯类、烃类和酸类物质的相对含
量较高, 剩花中酯类、醇类和酸类物质的含量较高。
在同类化合物中, 不同品种的相对含量也存在明显
差异, 其中醇类以手瓜最高, 陈香、小狮子头次之, 豆
青最低; 酯类以金苹果最高, 佛手、大狮子头次之, 手
瓜最低; 醛类以细皮最高, 小狮子头次之, 金苹果最
低; 烃类以豆青最高, 玉兰次之, 陈香最低; 酸类以剩
花最高, 玉兰次之, 细皮最低; 酮类含量普遍较低, 陈
香中没有检测 出; 醚 类除手 瓜中相 对含量 较高
( 4. 78% ) 外, 细皮、金苹果、佛手中的相对含量较
低, 其它品种中均没有检测出。
表 2 10种光皮木瓜果实中香气成分类别及相对含量
品种
醇类
数量
/种
含量
/%
酯类
数量
/种
含量
/%
醛类
数量
/ 种
含量
/%
烃类
数量
/ 种
含量
/%
酸类
数量
/ 种
含量
/ %
酮类
数量
/种
含量
/ %
醚类
数量
/种
含量
/%
细皮 12 18. 76i 20 24. 94h 12 41 . 02a 9 9. 63c 2 0 . 66h 2 0. 13f 1 0. 84b
豆青 9 17. 47j 27 44. 89d 11 17 . 27c 15 13. 40a 1 2 . 84f 2 0. 28e
玉兰 9 36. 92d 24 26. 33g 7 3 . 59g 9 13. 03b 2 12 . 38b 2 0. 26e
剩花 10 32. 19e 16 34. 52e 8 7 . 34f 5 2. 79h 1 22 . 28a 1 0. 15f
大狮子头 4 20. 52h 20 55. 67c 6 10 . 13e 7 2. 80h 1 5 . 09d 3 0. 77c
小狮子头 6 49. 37c 14 18. 44i 8 21 . 35b 4 4. 94g 2 5 . 08d 2 0. 50d
金苹果 9 21. 97g 25 59. 53a 1 1 . 25h 9 6. 83e 1 6 . 49c 2 0. 50d 1 0. 42c
佛手 12 28. 36f 34 57. 89b 5 3 . 64g 9 6. 21f 1 2 . 40g 2 1. 27a 1 0. 10d
手瓜 8 51. 52a 21 15. 25j 8 14 . 33d 12 9. 03d 1 2 . 90e 2 0. 98b 1 4. 78a
陈香 7 49. 64b 16 31. 92f 7 10 . 01e 3 0. 95i 1 6 . 51c
注 : 不同字母表示 Duncan’s 新复极差检验 5% 显著水平。
3 讨论与结论
从光皮木瓜各品种果实中检测出的挥发物质组
分有 34 鶫 65 种, 共 161 种化合物, 挥发性物质的种
类及相对含量与前人的研究结果差异较大。这可能
是因为同一品种果实在不同发育期或不同成熟度,
其挥发性物质含量与组成是明显不同的; 其次, 同一
品种的不同栽培生境及不同栽培模式的果实, 其挥
发性物质不相同; 同株果实的不同部位的挥发性物
质也有差异; 不同的贮存条件及试验方法也会对所
检测出的物质有所影响。
本研究中, 所有参试光皮木瓜品种共检测出 6
中共同具有的挥发性物质, 其中乙醇和 ( E, E) -2, 4-
癸二烯醛相对含量最高, 对光皮木瓜果实风味贡献
最大。各品种内含有独特的且相对含量较高的挥发
性物质是构成不同品种光皮木瓜特异香气的重要
组成。
感官评价是在生产中对果实品质评价最常采用
的方法 [ 15 - 16 ] , 但是由于光皮木瓜品种繁多, 香气成
分组成复杂, 简单的感官评价很难区分判断, 通过
GC-MS 法分析得到各品种的香气组成后就可以确
定各光皮木瓜品种的香气类型。依据苹果中主要香
气成分组成将苹果不同品种果实香型分成 2 种: 以
酯类为主的“酯香型”苹果和以醇类为主的“醇香
型”苹果 [ 17 ] 。将光皮木瓜也分为“酯香型”和“醇香
型”。山东省主栽光皮木瓜品种中, 豆青、大狮子头、
剩花、金苹果、佛手的酯类物质相对含量较高, 可将
这些品种划为“酯香型”光皮木瓜; 玉兰、小狮子头、
手瓜、陈香的醇类物质相对含量较高, 可将这些品种
划为“醇香型”光皮木瓜。细皮独立于其它品种之
外以醛类物质为主, 其中, ( E, E) -2, 4-癸二烯醛相对
含量最高, 达 23. 84% , 具有青香气, 果实清香宜人,
可将其划为“清香型”光皮木瓜。
经 GC-MS分析, 山东主栽光皮木瓜品种果实中
共检测到酯类、醇类、醛类、酸类、酮类、烃类和醚类
7 大类 161 种化合物, 其中, 豆青、大狮子头、金苹
果、佛手、小狮子头、手瓜、陈香、细皮以酯类、醇类和
醛类为主, 玉兰以醇类、酯类、烃类和酸类为主, 剩花
以酯类、醇类和醛类为主。光皮木瓜品种间挥发性
物质在种类和含量以及挥发性物质类别上均存在显
著差异, 其共有组分有 6 种, 相对含量较高的是乙醇
和( E, E) -2, 4-癸二烯醛。主要香气成分或特征香气
的差别是导致不同品种香气差异的主要原因, 但挥
发性物质含量高的成分表现出的香气强度并不一定
高, 不一定就是主要香气成分或特征香气。因此, 究
竟哪些挥发性物质是木瓜果实香气的主要香气或特
006
第 4 期 刘建民等: 山东主栽光皮木瓜品种香气成分的研究
征香气, 各物质之间有什么相互作用以及与香气的
相关性, 还有待进一步的研究。
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