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Study on Volatile Constituents in Mainly Cultivated Apricot Native to Xinjiang

新疆主要栽培杏品种香气成分的研究



全 文 :园  艺  学  报  2009, 36 (7) : 1043 - 1048
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2008 - 12 - 26; 修回日期 : 2009 - 05 - 25
基金项目 : 国家自然科学基金项目 (30760143) ; 国家科技支撑计划项目 (2007BAD36B06) ; 新疆生产建设兵团博士资金指导性
计划项目 ( ZD2007JC01)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: fengjr102@1261com)
新疆主要栽培杏品种香气成分的研究
王华磊 1 , 冯建荣 13 , 樊新民 1 , 何峰江 2
(1新疆石河子大学农学院 , 新疆石河子 832003; 2新疆农业科学院轮台国家果树资源圃 , 新疆轮台 841600)
摘  要 : 采用自动顶空萃取和气相色谱 —质谱联用技术 ( GC - MS) 分析了新疆主要栽培杏品种库车
小白杏等 14个杏品种的香味成分。结果显示 : 一共检测到 208种香味物质 , 其中包括酯类物质 80种、醛
类物质 25种、酮类物质 21种、醇类物质 39种、烯烃类物质 27种、酸类物质 1种以及 15种含量较低的其
他物质 ; 乙酸丙酯、乙酸 - 3 -甲基 - 1 - 丁酯、 ( Z) - 乙酸 - 3 - 己烯 - 1 - 醇酯、D - 柠檬烯、β - 芳樟
醇、己醛、乙酸己酯、乙酸丁酯、β -月桂烯、丁酸乙酯、β - 顺式 - 罗勒烯等 11种香味物质为参试品种
的主要香味物质 ; 不同品种的挥发性香味物质组分及其相对含量不尽相同 , 分属于华北和中亚种群的不同
品种间无明显差异。
关键词 : 杏 ; 香味物质 ; 气相色谱 —质谱
中图分类号 : S 66212; Q 946  文献标识码 : A  文章编号 : 05132353X (2009) 0721043206
Stud ies on Vola tile Con stituen ts in M a in ly Cultiva ted Apr icot Na tive to
X in jiang
WANG Hua2lei1 , FENG J ian2rong13 , FAN Xin2m in1 , and HE Feng2jiang2
(1 College of A gricu lture, Shihezi U niversity, Shihezi, X injiang 832003, Ch ina; 2L unta i N ationa l Fruit Germ plasm R esource Gar2
den, X injiang A cadem y of A gricultural Sciences, Lun tai, X in jiang 841600, China)
Abstract: Volatile constituents of main ap ricot cultivars in Xinjiang were studied to p rovide basic infor2
mation for p roduction and breeding. The aromatic substances in the fruits of 14 ap ricot cultivars, including
Kuche Xiaobaixing, Guoxiyulüke, Kuerle Tuoyong, Dayoubai, Heiyexing, Danxing, Kuche Tuoyong, Kuikep i2
man, Dayoujia, Saimaiti, Kumaiti, Luotuohuang, Mulongxing and Ake Tuoyong, were identified by using
headspace solid phase m icroextraction and GC - MS. Results showed that 208 aromatic components were iden2
tified, including 80 kinds of esters, 25 kinds of aldehydes, 21 kinds of ketones, 39 kinds of alcohols, 27
kinds of alkyl substances, one kind of acid substances and 15 kinds of other substances. The main volatile
constituents were p ropyl acetate, 32methyl212butanol, acetate, 32hexen212ol, acetate, ( Z) 2, D2limonene, β2
linalool, hexanal, hexyl acetate, butyl acetate, β2myrcene, ethyl butanoate, β2cis2ocimene. Main volatile
components and their relative contents were main differences among these cultivars, and there were no signifi2
cant difference between the Northern China group and The Central A sian group varieties.
Key words: ap ricot; aromatic substances; GC - MS
杏 ( P runus a rm eniaca) 属于蔷薇科李亚科杏属植物 (张玉星 , 2003) , 原产我国 , 起源中心 (多
样化中心或基因中心 ) 在我国新疆等中亚地区。据不完全统计 , 全世界杏品种有 3 000余个 , 我国现
有杏属植物 10个种 , 13个变种 , 2 000个品种类型 (张加延 , 1990) , 种质资源极为丰富。杏是新疆
维吾尔自治区的主要栽培果树之一 , 在新疆的栽培面积和产量均居全国各省 (区 ) 之首 (于希志
园   艺   学   报 36卷
等 , 1998)。
香味物质是具挥发性、能够产生一定气味的含香物质的总称 , 它的构成和含量是影响果品鲜食、
加工质量的主要因素 (李华 , 2001)。随着消费者对水果品质要求的提高 , 香味品质研究也日益受到
人们的重视。特别是随着香气成分提取方法的改进以及气谱 —质谱联用 ( GC - MS) 等分析测试技术
的发展 , 香气研究更加深入 , 成为果实品质研究的重要领域。水果香气成分的研究最早出现在 20世
纪 60年代 , 早期的报道多见于草莓、葡萄等常见水果中各种香气物质的鉴定与含量的测定 , 80年代
的研究重点为具体化合物对水果香气的感官贡献 , 进入 90年代 , 随着高精密测试仪器的发展 , 香气
成分的研究也更加广泛深入 (贾惠娟 , 2007)。在杏果实方面 , Tang和 Jennings (1967) 首次对欧洲
生态品种群的香味物质进行了研究。陈美霞等 (2006) 利用气 —质联用 ( GC - MS) 及毛细管电泳技
术 , 对 ‘凯特 ’杏与 ‘新世纪 ’杏及其 F1代的香味成分的遗传特性进行了研究 , 结果表明 , 其遗传
不仅存在加性效应 , 还存在一定程度的非加性效应。韩舜愈等 ( 2007a) 采用固相微萃取与 GC - MS
分析法结合的方法 , 从 ‘大接杏 ’杏汁中检出了 57种挥发性化合物。至今国内对杏果实香味物质的
研究仅限于几个品种 , 并且主要集中于华北品种群。新疆的栽培杏约有 120余个品种和类型 , 种质资
源极其丰富 (赵锋 , 2003) , 然而属于中亚生态品种群的新疆杏品种香味物质的研究至今未见报道。
本试验中选取了 13个中亚生态品种群的新疆杏品种和 1个华北生态品种群的杏品种为试材 , 对
各品种的香味组分及其相对含量进行了研究 , 旨在检测各品种的主要香味物质 , 以及香味物质在不同
品种和种群间的关系 , 为生产加工和品种选育提供依据。
1 材料与方法
111 材料
2007年 7月 , 新疆主要栽培杏品种的果实样品采自新疆农业科学院轮台国家果树资源圃 , 每个
样品采自于 3棵树 , 从每棵树不同方位的内外膛随机选取 8个果实。将采后样品暂存于 4 ℃冰箱 , 然
后与冰袋同置于泡沫箱空运至山东 , 在山东农业大学园艺学院果树生物学实验室进行分析。试验材料
为商品成熟期果实 , 样品植株处于成年盛果期 , 管理水平一致。14个品种为 : 库车小白杏 ( 1)、郭
西玉吕克 (2)、库尔勒拖咏 (3)、大白油 (4)、黑叶杏 ( 5)、旦杏 ( 6)、库车拖咏 (7)、奎克皮
曼 (8)、大优佳 ( 9 )、赛买提 ( 10 )、库买提 ( 11 )、骆驼黄 ( 12 )、木隆杏 ( 13 ) 和阿克托咏
(14)。其中骆驼黄 (12) 原产辽宁属于华北品种群。
112 方法
11211 自动顶空萃取香气成分  每个样品的各个果实取一部分 , 用刀片将其快速切成 3 mm小块混
匀 , 从中取 8 g样品置于 15 mL顶空瓶中 , 每个品种 3次重复 , 封口后置于美国 Perkin Elmer (珀金
埃尔默 ) 公司的自动顶空进样器 Turbo Matrix 40 Trap Headspace Samp ler中。设置炉温 45 ℃保温萃取
30 m in; 捕集阱温度设为 280 ℃解吸 1 m in; 载气 (He) 1510 p si; 出口不分流 , 干吹 5 m in。
11212 气相色谱质谱条件  用日本 SH IMADZU (岛津 ) 公司的 GCMS2QP2010 Plus气相色谱质谱联
用仪对样品进行测定分析。色谱条件 : R tx21 MS毛细管色谱柱 ( 30 m ×0125 mm ×0125μm ) ; 载气
He不分流 , 恒流 112 mL·m in - 1 ; 进样口温度 200 ℃; 柱温 : 初始温度 40 ℃, 保持 2 m in, 以 5 ℃·
m in - 1升至 140 ℃, 保持 2 m in, 再以 10 ℃·m in - 1升至 250 ℃, 保持 2 m in。质谱条件 : 离子源温度
为 200 ℃; 电离方式 E I, 电子能量 70 eV; 扫描范围 : 45~450 m /z。
11213 香气成分的定性定量测定  未知化合物质谱图经计算机检索同时与 N IST L ibrary和 W iley L i2
brary两个质谱库相匹配 , 并结合人工图谱解析与资料分析 , 确定其香气成分。定量方法 : 运用峰面
积归一法求得各组成成分相对质量百分含量。测定重复 3次 , 取平均值。
4401
 7期 王华磊等 : 新疆主要栽培杏品种香气成分的研究  
2 结果与分析
211 主要香味物质
14个样品检索出的香味物质中 , 共有组分仅有 6种 , 它们分别是乙酸丙酯、乙酸 - 3 - 甲基 -
1 -丁酯、 ( Z) -乙酸 - 3 - 己烯 - 1 - 醇酯、D - 柠檬烯、β - 芳樟醇、己醛。这些物质在绝大多数样
品中的相对含量超过了 1% , 多属于高含量组分。另外 , 相对含量超过 1%并且存在于绝大多数参试
品种的组分还有乙酸己酯、乙酸丁酯、β - 月桂烯、丁酸乙酯、β - 顺式 - 罗勒烯等 , 我们将这 5种
物质和参试样品的 6种共有组分统称之为参试品种的主要香味物质。主要香味物质以及各类物质中相
对含量较高的组分详见表 1。
表 1 14个品种果实香气物质 GC - M S分析部分结果
Table 1 A part of GC - M S ana lysis result of the aroma com ponen ts in the 14 apr icot var ities
类别
Category
化合物
Component
相对含量 /% Relative content
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
酮类 3 -羟基 - 2 - 丁酮 — — — — — — — — 6100 1119 0125 — — —
Ketone 22butanone, 32hydroxy2
醇类 β - 芳樟醇 19136 15159 18158 23157 22166 62160 20165 22134 11198 33188 31117 0168 24125 7157
A lcohol β2linalool2
四氢 - 3 - 呋喃醇 — 5173 — — 7153 — — — — — — — — —
32furanol, tetrahydro2
顺式 -β - 萜品醇 — — — 0162 — — — — — — — 37159 — —
Cis2β2terp ineol
醛类 戊醛 Pentanal 0153 4103 — 0148 6166 1169 1103 — — — — — — —
A ldehyde 己醛 Hexanal 1152 3107 0173 1147 3122 1129 0170 0153 3140 5154 1152 0142 5178 2195
癸醛 Decanal butyl acetate 1102 0115 0113 1172 0119 1139 1173 1158 0117 0196 4115 — 0151 0161
酯类 乙酸己酯 Hexyl acetate 30108 13174 5161 26143 — — 11147 17177 9120 4176 3161 8184 5111 13176
Ester 乙酸丁酯 Butyl acetate 12195 15181 17198 11122 1140 1142 6151 10190 22100 — 5140 7104 28190 28153
乙酸丙酯 Propyl acetate 3118 1192 1182 2175 2176 2115 2166 2140 5110 1145 6135 0173 2158 6134
丁酸 - 4 - 己烯 - 1 - 基酯 — 0104 4173 — — — — 0110 — — — — — —
Butanoic acid, 42hexen212
yl ester
E - 乙酸 - 2 - 己烯酯 — 0115 — 8117 0146 — — — — — — — — —
22hexen212ol, acetate, ( E) 2
丁酸己酯 Hexyl butanoate — 2122 — — — 0100 5177 — 0115 — — — — 1132
2 -羟基 - 丁酸乙酯 1193 — 3176 — — — — 3182 — — 2120 6102 — —
Ethyl 22hydroxybutanoate
Z -乙酸 - 3 -己烯 - 1 -醇酯 14144 14144 11107 5132 12198 0120 16160 12184 14162 11128 3175 19103 7116 12170
32hexen212ol, acetate, ( Z) 2
乙酸 - 3 - 甲基 - 1 - 丁酯 0168 0130 0163 0177 0130 0130 0172 0180 2106 0193 0173 0117 1168 0192
12butanol, 32methyl2, acetate
丁酸乙酯 Hexyl acetate — — 1180 1158 — 0117 1130 0176 1189 — — 0102 — 2102
丁酸里哪酯 (丁酸芳樟酯 ) — 2197 — — — — — — — — — — — 3115
L inalyl butyrate
酸类 Acid 乙酸 Acetic acid — — 2157 — — 5149 5175 4181 — — 10148 1174 — —
烃类 4, 6 ( E) , 8 ( E) - 巨豆三烯 3141 — — — — — — — — — 0154 — — —
Hydro2 Megastigma24, 6 ( E) ,
carbon 8 ( E) 2triene
β
- 月桂烯 β2myrcene 2112 4158 — 2102 4177 1103 0162 2178 2199 9138 2193 3128 5199 —
α
- 萜品烯 α2terp inene 0185 — — — 1178 3124 0133 — 0180 1158 — — — —
D - 柠檬烯 D2limonene 0195 2103 0189 0170 2165 1136 0170 0191 1166 3170 1119 1193 2108 1119
β
- 顺式 - 罗勒烯 0176 2140 1107 0129 2165 1188 1105 1114 — 4119 2134 3120 2163 —
β2cis2ocimene
其他 2 -戊基呋喃 0142 — — — — — — — 0182 — — — — —
O thers Furan, 22pentyl2
  注 : “―”未检测到或不存在。品种代号详见表 2。
Note: “―”Not found or not exist. Cultivar code see Table 2.
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212 特有香味物质
在一些品种中还检测到其特有的相对含量较高的组分 : 郭西玉吕克中 2 - 乙基 - 4 - 戊烯醛的相
对含量为 0185% ; 库尔勒拖咏中己酸 - 4 - 己烯 - 1 - 基酯和 2 - 甲基 - 丁酸丁酯的相对含量分别为
0197%和 1158% ; 大白油中α -羟基 -丁酸乙酯的相对含量为 1169% ; 库车拖咏中β -环 -柠檬醛和
γ -正 -庚基丁内酯的相对含量分别为 1124%和 0199% ; 阿克托咏中α - 甲基 - 丁酸乙酯、2 - 己基
- 呋喃、丁酸里哪酯 (丁酸芳樟酯 ) 和丁酸己酯的相对含量分别为 1106%、1122%、3115%和
1132% ; 黑叶杏中 6, 6 -二甲基 - 2 - 亚甲基二环 [ 31111 ] 庾烷和 ( 5E) - 2, 6 - 二甲基 - 5, 7 -
辛二烯 - 2 -醇的相对含量分别为 2119%、1132% ; 旦杏中 2, 3 -二甲基 - 戊醛和γ - 奎内脂的相对
含量分别为 1169%和 2148% ; 赛买提中 2, 2, 4 - 三甲基 - 1, 3 - 戊二醇 1129%和罗勒烯醇的相对
含量分别为 1129%和 3100% ; 库买提中甲酸 - 3 -甲基 - 1 -丁酯和 2 -甲基 -丙酸 -乙酯的相对含量
分别为 3123%和 1114%。
213 品种间香气成分类别比较
将所有样品中检测到的挥发物进行分类统计 , 其中包括酯类物质 80种、醛类物质 25种、酮类物
质 21种、醇类物质 39种、烯烃类物质 27种、酸类物质 1种以及 15种含量较低的其他物质。依据苹
果中主要香气成分可将其区分为 “酯香型 ”和 “醇香型 ” (王海波 等 , 2007) , 我们也可以将杏子分
为 “酯香型 ”和 “醇香型 ”。由表 2可以看出 , 14个样品中库车小白杏、郭西玉吕克、库尔勒拖咏、
大白油、库车拖咏、奎克皮曼、大优佳、骆驼黄、木隆杏、阿克托咏 10个品种相对含量最高类别都
是酯类 , 以所含最高类别为分类依据 , 我们可以将这些品种称为酯香型杏。另外黑叶杏、旦杏、赛买
提、库买提 4个品种中醇类的相对含量最高 , 我们可以将这些品种称为醇香型杏。对于一类化合物 ,
在不同品种中的相对含量存在较大差异 , 其中酯类以阿克托咏相对含量最高 ( 75145% ) , 旦杏的相
对含量最低 ( 9142% ) ; 醛类以黑叶杏的相对含量最高 ( 11127% ) , 骆驼黄的相对含量最低
(1152% ) ; 酮类以大优佳的相对含量最高 (7127% ) , 奎克皮曼的相对含量最低 ( 0153% ) ; 酸类以
木隆杏的相对含量最高 (24138% ) , 在库车小白杏、郭西玉吕克、大白油、黑叶杏、大优佳、赛买
提、阿克托咏 7个品种中未检测到酸类物质 ; 醇类以旦杏的相对含量最高 (64168% ) , 阿克托咏的
相对含量最低 ( 7166% ) ; 烯烃类以赛买提的相对含量最高 ( 26132% ) , 木隆杏的相对含量最低
(0191% )。
表 2 14个杏品种的果实香气成分类别及相对含量
Table 2 Aroma tic ca tegor ies and rela tive con ten ts of 14 apr icot var ieties /%
代号
Code
品种
Variety
酯类
Ester
醛类
A lcohol
酮类
Ketone
酸类
Acrd
醇类
A lcohol
烯烃类
A lkyl
其他类
O ther
1 库车小白杏 Kuche Xiaobaixing 59155 5183 3167 0100 20127 9155 1113
2 郭西玉吕克 Guoxiyulüke 52131 10175 0178 0100 23120 12167 0129
3 库尔勒拖咏 Kuerlei Tuoyong 67195 2100 0157 2157 22128 3182 0181
4 大白油 Dabaiyou 53178 6112 5146 0100 25115 9138 0111
5 黑叶杏 Heiyexing 30172 11128 0164 0100 32165 21119 3152
6 旦杏 Danxing 9142 7171 3180 5149 64168 8190 0100
7 库车拖咏 Kuche Tuoyong 59104 6186 1154 5181 23100 3175 0100
8 奎克皮曼 Kuikep iman 57149 3125 0153 4181 26198 6193 0100
9 大优佳 Dayoujia 59179 5146 7127 0100 15122 11144 0182
10 赛买提 Saimaiti 20175 10189 1110 0100 39133 26132 1161
11 库买提 Kumaiti 29124 8125 6127 10148 34146 10181 0149
12 骆驼黄 Luotuohuang 43127 1152 1151 1174 41128 10159 0109
13 木隆杏 Mulongxing 47170 9147 1177 24138 15176 0191 0101
14 阿克托咏 Ake Tuoyong 75146 7170 1181 0100 7166 6114 1123
6401
 7期 王华磊等 : 新疆主要栽培杏品种香气成分的研究  
3 讨论
311 丰富的杏香味组分
华北品种群的骆驼黄内检测到的香味物质种类是 47种 , 中亚品种群的新疆杏品种中库车小白杏、
郭西玉吕克、库尔勒拖咏、大白油、黑叶杏、库车拖咏、奎克皮曼、大优佳、赛买提、库买提、木隆
杏、阿克托咏、旦杏等检测到的香味物质种类分别为 42、58、54、54、52、59、61、40、42、48、
40、46、47种 , 这样的试验结果与前人的研究结果 (陈美霞 等 , 2006; 韩舜愈 等 , 2007a) 极其相
似。从品种间相同香味物质上分析 , 库尔勒拖咏与其它新疆杏品种间相同的香味组分介于 14~29种 ,
其与华北种群的骆驼黄有 22种组分相同。各品种的香味物质数量和组分虽不尽相同 , 但分属于华北
品种群和中亚品种群的杏品种间并无明显差异。本试验共检测出 208种香味物质 , 加上前人的研究结
果 (陈美霞 等 , 2006; 韩舜愈 等 , 2007b) , 杏中累计检测到了近 300种香味组分。从香味组分的总
量上看 , 杏与苹果 ( Plotto & Mcdaniel, 1999 )、草莓 (Larsen & W atkins, 1995; M iszczak et al. ,
1995) 的香味组分总量相当 , 比桃的香气成分丰富 (V isai & Vanoli, 1997) , 这就说明杏果实香味组
分比较丰富 , 在生产加工和选择育种上具有很大的选择利用空间 , 应加大研究利用力度。
312 杏的特征香气
果实特征香气是指能引起该果实种类特有香味嗅感的香气成分 , 各种果实特殊的香味决定于它们
所含有的香气成分的种类和含量 , 香味对每种水果是特定的 , 但其浓度和优雅度决定于树种的种植方
式、年份、生态条件和果实的成熟度等因素 (梁华和潘林娜 , 1993)。我们从 14个杏品种中检测到 6
种共有的香味成分 , 然而在与 ‘新世纪 ’、‘红丰 ’ (陈美霞 等 , 2004) 和 ‘大接杏 ’ (韩舜愈 等 ,
2007b) 3个杏品种的香味组分相比较时 , 却发现没有一种香味物质是所有杏品种共有的 , 即杏品种
间没有统一共有的香味物质组分。当不同杏品种间两两比较时 , 许多香味成分又相同。笔者认为具体
到某一个杏品种 , 可能缺少某些香味物质 , 但不会影响到典型杏香气。存在于各个品种的典型杏香气
并不是由一种或几种固定的物质所决定的 , 应该是有多种非固定的物质混合而成。有人报道萜烯醇类
是杏香味的特征化合物之一 , 使果实呈现特有的香味 ( Takeoka & Flath, 1990) ; 也有报道内酯类与
典型的杏香气有关 ( Guichard et al. , 1990)。不同类型的香味组分有可能相互影响 , 葡萄的香味就是
各种香味成分通过融合、叠加、掩盖等相互作用而表现出来的 (李记明 等 , 1998)。同理 , 笔者猜
测在杏果实的特有香味中 , 具体到某种香味组分的作用应该很有限 , 是可以缺失、可以替代的 , 而典
型的杏香味是通过组分间融合、叠加、掩盖等相互作用而表现出来的。另外 , 毛葡萄 ‘泰山 212’、
‘商南 224’、‘8324239’三者在主要香味成分组成上一致 , 但三者香气特征的差异说明微量香气成分
的含量与比例在决定葡萄酒香气质量上有重要作用 (李记明和贺普超 , 2003) , 这就启示我们微量香
味成分及其共同作用值得我们探讨。这里我们不否认主要香味物质、特征香味物质对杏特征香味起到
的重要作用 , 但是考虑到某些组分的高阈值以及同类型物质的累加效应 , 生产加工和品种选育中也应
该同时重视那些低含量香味物质 , 尤其是同类型中低含量物质的共同作用更应该值得重视。
作者以新疆 14个主要栽培杏品种为试验材料 , 首次对该地区杏果实的香味物质做了研究 , 经分
析显示 : 杏果实的香味组分与其它果品相比相当丰富 , 在生产加工和选择育种上应该具有很大的选择
利用空间 ; 库车小白杏、郭西玉吕克、库尔勒拖咏、大白油、库车拖咏、奎克皮曼、大优佳、骆驼
黄、木隆杏、阿克托咏 10个品种为酯香型杏 , 黑叶杏、旦杏、赛买提、库买提 4个品种为醇香型杏 ;
乙酸丙酯、乙酸 - 3 -甲基 - 1 -丁酯、 ( Z) -乙酸 - 3 -己烯 - 1 -醇酯、D -柠檬烯、β -芳樟醇、己
醛、乙酸己酯、乙酸丁酯、β -月桂烯、丁酸乙酯、β -顺式 -罗勒烯等 11种香味物质为参试品种的
主要香味物质 ; 从香味组分和相对含量的角度分析 , 分属于华北与中亚种群的不同杏品种间无明显差
异 ; 关于典型杏香味 , 具体到某种香味组分的作用应该很有限 , 是可以缺失、可以替代的 , 典型杏香
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园   艺   学   报 36卷
味是通过组分间融合、叠加、掩盖等相互作用而表现出来的。
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