全 文 ：园 艺 学 报 2007，34(6)：1411—1417
Aeta Horticuhurae Sinica
草莓果实发育过程中芳香物质含量和醇酰基转移酶
活性的变化
隋 静 ，姜远茂 ，彭福田，国 颖，刘丙花，赵凤霞，王海云
(山东农业大学园艺科学与工程学院，作物生物学国家重点实验室，山东泰安 271018)
摘 要：以 ‘丰香 ’和 ‘罗莎’两个风味品质差异显著的草莓品种为试材，采用气谱一质谱联用技术
测定果实中芳香物质的成分及相对含量，同时采用DTNB比色法测定果实中醇酰基转移酶活性。结果表明：
‘丰香’成熟果实中的芳香物质以酯类 (32．18％)、醛类 (19．55％)和酮类 (16．82％)化合物为主；
‘罗莎’成熟果实中的芳香物质以醛类 (41．51％)和酯类 (23．25％)化合物为主。随果实发育，‘丰香’
和 ‘罗莎’果实中酯类和酮类化合物的相对含量呈上升趋势，而醇类和醛类化合物则呈下降趋势。‘丰香’
果实红熟期酯类化合物的相对含量是粉熟期的4倍，醇类化合物则由粉熟期的54．35％降至5．17％。随着
果实发育，‘丰香’和 ‘罗莎’中AAT酶活性显著升高， ‘丰香’果实各发育期的AAT酶活性显著高于
‘罗莎’。
关键词 ：草莓 ；果实 ；发育阶段 ；风味；芳香物质；醇酰基转移酶
中图分类号 ：S 668．4 文献标识码：A 文章编号 ：0513．353X (2007)06．1411-07
Development of Aroma Components and Alcohol Acyl
Strawberry Fruit During Ripening
SUI Jing，JIANG Yuan-mao’，PENG Fu-tian，GUO Ying，LIU Bing-hua，ZHAO Feng-xia，and WANG
Hai-yun
(College ofHorticulture Science andEngineering，ShandongAgricultural University，StateKeyLaboratory ofCropbiology，Taian，
Shandong 271018，China)
Abstract：Fragaria×ananassa Duch． ‘Toyonoka’ and Fragaria×ananassa Duch．‘Rosa’were used
to study the changes of aroma components and their relative content by using GC—MS，at the same time，al-
cohol acyltransfe rase activity was determined with the method of DTNB colorimetry．The majority of aroma
components were determined to be esters(32．18％)，aldehydes(19．55％)and ketones(16．82％)in ripe
‘Toyonoka’．While the majority of aroma components were determined to be aldehydes(4 1．5 1％)and ester
(23．25％ )in ripe‘Rosa’fruit．In the process of strawberry fruit development the relative contents of ketones
and esters increased．while the relative content of alcohols and aldehydes decreased．In ‘Toyonoka’fruit，the
relative content of esters was 4 times more at the red ripe stage than those at the pink stage．While the relative
content of alcohols decreased from 54．35％ at the red ripe stage to 5．17％ at the pink stage．The AAT activity
increased obviously in ‘Toyonoka’ and ‘Rosa’ in the development of the fruit．In addition．the AAT activi-
ty was greater in ‘Toyonoka’ than that in ‘Rosa’ fruit at various development stages．
Key words：Strawberry；Fruit；Development stage；Flavour；Aroma component；Alcohol acyhrans-
ferase
收稿日期：2007-07—09；修回日期：2007—09—28
基金项目：农业部 ‘948’项目 (2003一Z53；2006一G28)
通讯作者 Author for correspondence(E—mail：ymjiang@sdau．edu．cn)
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园 艺 学 报
草莓果实中芳香物质的种类和相对含量是决定其风味品质的重要因素 (MeFadden et a1．，1965；
Latrasse，1991)。
成熟草莓果实中的芳香物质包括酯、醛、酮、醇、萜、呋喃和硫化物等，其中酯类化合物、2，5
一 二甲基 一4一甲氧基 一3(2H)一呋喃酮 (DMMF)和 2，5一二甲基 一4一羟基 一3(2H)一呋喃酮
(DMHF)等是其特征芳香成分 (Larsen&Pol，1992；Shamaila et a1．，1992；Perez et a1．，1997；Za．
betakis&Holden，1997；Forney et a1．，2000)。醇酰基转移酶 (AAT)是酯类化合物生物合成过程中
的关键酶，催化醇类化合物和酰基辅酶 A反应生成酯类化合物。有关苹果、甜瓜、香蕉的研究结果
表明，AAT酶活性与果实 中酯类化合物的含量呈正相关 (Wylie& Felman，2000；Shalit et a1．，
2001；Defilippi et a1．，2005)。因此，选择风味品质差异显著的两个草莓品种，研究其果实发育过程
中酯类等芳香物质组成和相对含量的变化以及其与 AAT酶活性的关系，对探讨草莓果实酯类化合物
的生物合成机理有一定意义。
1 材料与方法
1．1 材料及果实发育期的确定
试验于2005年 l0月 ～2006年5月在山东农业大学玻璃温室内进行。试材为 ‘丰香’(Fragaria
×帆帆 s0 Dueh．‘Toyonoka’)和 ‘罗莎’(Fragaria×帆伽 s0 Dueh． ‘Rosa’)草莓品种。选三叶
一 心健壮植株定植于 30 em×30 em塑料花盆中。盆中土壤有机质含量 1．10％、碱解氮 53．9 mg·
kg～、速效磷 24．68 mg·kg～、速效钾21 1．68 mg·kg～。
草莓果实分为绿熟期 (果实全绿，没有着色)、白熟期 (果实向光面 1／4转红)、粉熟期 (果实
一 半以上转红)和红熟期 (果实全红)(郭英燕 等，2003)。果实按不同发育期采收后，立即送到实
验室作进一步分期挑选，去除破损和病害果，水洗风干，待测。
1．2 芳香物质测定方法
SPME取样 ：选取成熟一致的草莓鲜果实 50 g，用刀片切碎果肉混合，取少量样品迅速装入 l5
mL样品瓶内，上部留有约2 em左右的空间，加盖封口。将老化好的萃取头插入样品瓶顶空部分，在
磁力搅拌器上萃取40 rain，萃取温度为40~C，然后将萃取头抽出插入气质联用仪，于250~C解吸2．5
rain，进行 CC—MS检测分析。
CC—MS分析：色谱条件为 DB-5毛细管色谱柱，长50 m，内径0．32 mm，液膜厚 1．0 Ixm，载气
He，不分流，恒流 1 mL·rain～，进样口温度250~C，柱温起始温度40~C保持 1 rain，以5~C·rain
升温至 120~C，再以8~C·rain 升温至200~C，最后以 12~C·rain 升温至250~C保持 7 rain。质谱条
件为离子源温度200~C，电离方式 EI，电子能量70 eV。
1．3 醇酰基转移酶活性测定
酶粗提液的制备：取 3 g鲜果样品液氮研磨，每 g样品加入0．75 mL蛋白提取液 (0．5 tool·L
Tris．HC1，pH 8．0；0．1％ Triton X．100；0．3 mg PVPP)，冰浴提取20 rain，12 000×g离心20 rain，上
清液即为酶粗提液。
酶活性检测：反应液组成为：2．5 mL 5 mmol·L～MgC12溶液 (0．5 tool·L～Tris-HC1，pH 8．0，
其中含5 mmol·L～MgC12)、150 IL aeetyl-CoA溶液 (0．5 tool·L～Tris-HC1，pH 8．0，其中含 5
mm0l·L～aeety1．CoA)、50 IL丁醇溶液(0．5 tool·L～Tris-HC1，pH 8．0，其中含 200 mmol·L 丁
醇)和150 ILL酶提取液。将以上组分混合后放置于35~C水浴 15 rain，然后添加 100 IL 10 mmol·L
DTNB，在室温下放置 10 rain，412 nm比色，用不含酶提取液的反应液为空白，每样品重复3次。以
1 rain内吸光度升高的数值为一个酶活单位 (U)，结果以比活性 (U·g )表示。
用 DPS进行数据分析。
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6期 隋 静等：草莓果实发育过程中芳香物质含量和醇酰基转移酶活性的变化 1413
2 结果与分析
2．1 不同品种成熟果实的芳香物质
在草莓果实发育过程中的绿熟、白熟、粉熟和红熟期，分别采摘 ‘丰香’和 ‘罗莎’草莓果实
经 GC—MS分析及计算机谱库 (NBS／WILEY)检索后，检测出的芳香物质见表 1。
‘丰香’和 ‘罗莎’成熟果实中芳香物质的成分和相对含量有明显差异。风味品质较好的 ‘丰
香’果实肉质细腻，口味香甜，香气浓郁；而 ‘罗莎’果个较大，香气较淡，酸味浓。
‘丰香’果实芳香物质中酯类化合物相对含量 32．18％，主要包括乙酸甲酯、乙酸乙酯和丁酸甲
酯；酮类化合物 16．82％，以DMMF和DMHF为主；醛类化合物 19．55％，主要为 (E)一2一己烯醛
(17．04％)。
‘罗莎’果实芳香物质 中酯类化合物相对含量为 23．25％，显著低于 ‘丰香’，以乙酸 甲酯
(5．42％)和丁酸甲酯 (12．32％)为主；酮类化合物 12．66％，其中DMMF 3．38％和 DMHF 0．31％，
两者相对含量之和仅为 ‘丰香’的 1／3；醛类化合物41．51％，主要为2一己烯醛 (32．36％)。
表 1 ‘丰香’和 ‘罗莎’草莓果实不同发育期芳香物质相对含量
Table 1 The relative contents of aroma components in diferent development periods of Toyonoka and Rosa fruits (％ )
化合物
Compound
罗莎 Rosa 丰香 Toyonka
香气成分 — — — — — —
A roma W h⋯i
t
、
e
。
W
⋯
h⋯ite P⋯i
n
⋯
k’ R
e
⋯
d’
酯类Esters 乙酸甲酯 Methyl acetate 10．55 5．42 3．46 5．68 7．23
乙酸乙酯 Ethyl acetate 7·37
丁酸甲酯 Methyl butyrate 1．46 12．32 0．21 7．50
丁酸乙酯Ethyl butyrate 2．71
乙酸 一[4一(1，1一二甲基乙基)苯氧基]甲酯 0．67
Methanol，[4-(1，1-dimethylethy1)phenoxy]-，acetate
乙酸丁酯 Butyl acetate 0·76
2一甲酸丁酯Butanoic acid，2-methyl- 0．78
二丙酸 一2一呋喃甲基二酯2-furanmethanediol，dipropionate 3．49
己酸甲酯 Methyl hexanoate 1．01 2．82
3一甲基戊酸乙酯 Pentanoic acid，3-methyl-，ethyl ester 1．24
乙酸己酯 Hexyl acetate 1．13 0．88
己酸一2一氧甲酯 Hexanoic acid，2-OXO-，methyl ester 1·06
乙酸苯甲酯Phenylmethyl acetate 0．23 1．19 1．Ol 0．38 1·84 1·67
酮类 Ketones 丙酮 Acetone
1一戊烯 一3一酮 1一penten-3一one
2一戊酮2-．pentanone
1一环 丁基 乙酮 Ethanone，1-cyclobutyl-
2一庚酮2-heptanone
5一乙基 一2(5H)一呋喃酮2(5H)-furanone，5-ethyl‘
7一氧杂双环14，1，0]庚烷 一2一酮
7-oxabicyclo[4．1．0]heptan-2-one
2，5一二甲基 一4一羟基 一3(2H)一呋喃酮(DMHF)
2．5-dimethyl-4一hydroxy-3(2H)-furanone
2．5一二甲基 一4一甲氧基 一二甲基 一3(2H)一呋喃酮
(DMMF)3(2H)．furanone，4一methoxy-2，5-dimethyl‘
2，3一二氢 一3，5一二羟基 一6一甲基 一4H一吡喃 一4一酮
2，3-dihydro-3，5一dihydroxy-6一methyl-
5一己基二氢 一2(3H)一呋喃酮
2(3H)-furanone，5-hexyldihydro‘
O．77 O．39 O．52
3．5O
O．63
4．07
0．46
3．80 3．40
0．66 0．32 0．2l
0．74
O．55
5．29 1．5O
O．25 3．52 1．92 2．61
O．3l
O．77 3．38
O．92
O．62 3．45
1．62
0．60 9．56
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1414 园 艺 学 报 34卷
醇类 Alcohols 2．4一己二烯 一1一醇 2，4-hexadien一1一ol 20．82 33．74
2一环丙烯 一1一醇2-cyclohexen一1一ol 30．18 31．95
2一亚甲基 一环五醇2-methylene—cyclopentanol 26．56
2一环己烯 一1一醇2-cyclohexen一1一ol
四氢 一2H一吡喃一2一甲醇 2h—pyran-2一methanol，tetrahydro一 2．09 1．96
反 一5一乙烯基四氢 一a，a，5一三甲基 一2一呋喃甲醇 0．21 1．60 0．45
2-furanmethanol，5-ethenyhetrahydro—a，a，5-trimethyl一，trans一
(R)一a一甲基苯甲醇 Benzenemethanol，a—methyl一，(R)一 0．21 0．96 0．41
3，7一二甲基 一1，6一辛二烯 一3一醇 0．28 1．49 1．41
1．6一octadien一3一o1．3．7一dimethyl—
a．a，4一三甲基 一3一环己烯 一1甲醇
3-cyclohexene一1一methanol，a，a，4-trimethyl一
醛类 Aldehydes(E)一2一戊烯醛2-pentenal，(E)一
2一甲基一4一戊烯醛4-pentenal，2-methyl一
(Z)一3一己烯醛 3-hexenal，(Z)一
2一己烯醛 2-hexenal
3一甲基戊醛 Pentanal，3-methyl一
(E)一2一己烯醛2-hexenal，(E)一
(E，E)一2，4一己二烯醛2，4-hexadienal，(E，E)一
庚醛 Heptanal
苯甲醛 Benzaldehyde
5一(羟甲基)一2一呋喃甲醛
2-furancarboxaldehyde，5一(hydroxymethy1)一
其它 Others 乙腈，氰化甲烷 Acetonitrile
二氯甲烷 Methylene chloride
丁烷 Butane
二硫化碳Carbon disulfide
乙醚 Ethyl ether
甲乙醚 Ethene，ethyloxy一
氯乙烷 Methylene chloride
硫脲 Thiourea
乙酸 Acetic acid
2一氯 一2一硝基丙烷 Propane，2-chloro-2一nitro一
2一乙基呋喃 Furan，2-ethyl一
2一甲基丁酸 Butanoic acid，2-methyl一
甲氧基苯基肟Oxime一，methoxy—phenyi一
己酸 Hexanoic acid
顺 一1，2一二氢儿荼酚 cis一1，2-dihydrocatechol
d一香叶烯 d—myrcene
柠檬油精 Limonene
蔗糖 Sucrose
(E)一3，7，11一三甲基 一1，6，10一十二三烯
1．6，10一dodecatrien一3一ol，3，7，11一trimethyl一，(E)
占点蝰而积的百分数 Percent of the total peak area(％)
38．2l 47．23
1．9l 0．90
3．8l 4．97 4．26
0．43 1．25 0．9l
1．27 0．88 0．28 0．97 0．55 0．30
8．39 6．13 4．24 4．91
6．41
9．53 10．34 54．77 32．36 32．14 25．57 3．38
8．87 6．26 2．95 2．04 8．60 5．14 0．32
0．53
1．06
2．87
0．86
4．14 1．86
1．10
0．66 2．93
0．80
0．26 0．8l 1．69
2．3l 1．66 0．54
0．80
0．72 0．50 0．2l
3．35
0．97
7．08
1．76
0．5l
1．53
17．04
0．47
0．50 2．43 1．19 0．78
2．54 2．8l
0．26 0．50
2．83 7．98
0．64
14．18
0．76 0．27 0．50
0．42
0．38 0．3l
1．72
91．8l 96．O8 95．13 92．15 83．17 93．98 9o．17 92．74
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两个品种的AAT活性均随着果实的成熟而逐渐升高，在白熟期、粉熟期和红熟期，‘丰香’果实
AAT酶活性分别为2．5、10．4和 12．5 U·g～，‘罗莎’果实 AAT酶活性分别为0．8、6．3和 7．9 U．
一 l
g O
3 讨论
3．1 不同草莓品种成熟果实中的芳香物质
芳香物质对果实香气的贡献是依据其香气值 (相对含量／香气阈值)(Larsen&Pol，1992)来划
分的。
成熟草莓果实中具有较高香气值的成分为其特征芳香物质，主要包括酯类、2，5一二甲基 一4一
甲氧基 一3(2H)一呋喃酮和 2，5一二甲基 一4一羟基 一3(2H)一呋喃酮等。
本试验检测到 ‘丰香’和 ‘罗莎’品种成熟果实芳香物质均为 24种。‘丰香’中占主导地位的
是乙酸甲酯、乙酸乙酯和丁酸甲酯，总相对含量为22．1％。‘罗莎’中占主导地位的是乙酸甲酯和丁
酸甲酯，总相对含量为 17．74％。其他研究表明，‘宝交早生’、‘肯特’和 ‘阿纳波利司’草莓果实
香气成分以甲基酯类为主，‘康菲哥拉’和 ‘常得乐’以乙基酯类为主 (Dirinck et a1．，1981；Miszc—
zak et a1．，1995；Forney et a1．，2000)。
2，5一二甲基 一4一甲氧基 一3(2H)一呋喃酮和2，5一二甲基 一4一羟基 一3(2H)一呋喃酮在 ‘丰
香’中的相对含量为 11．18％，明显高于 ‘罗莎’中的3．69％。另外，‘罗莎’草莓成熟果实芳香物
质中醛类化合物的相对含量达到了41．51％，但2一己烯醛作为非特征芳香物质 (刘松忠 等，2004)
相对含量高达32．36％。‘丰香’和 ‘罗莎’成熟果实中特征芳香物质的类型和相对含量存在明显差
异。酯类化合物等特征芳香物质的类型和含量在不同品种问的差异是其风味品质各异的原因。
3．2 草莓果实不同发育期酯类化合物和醇类化合物相对含量的变化
酯类化合物生物合成的前体为脂肪酸和氨基酸。脂肪酸通过 B一氧化过程产生乙酸、丁酸和己
酸，然后还原为相应的醇类化合物 (Pailard，1990)，而这些醇类化合物在酰基 CoA存在的情况下，
通过醇酰基转移酶 (AAT)酯化为酯类化合物 (Pailard et a1．，1979；Knee&Hatifeld，198 1)。氨基
酸经过转氨基作用形成酮酸，一条途径是在脱羧酶作用下生成醛，然后在醇脱氢酶作用下生成醇；另
一 条途径是与CoAs生成酰基 CoAs(Wylie et a1．，1996)，然后在 AAT酶作用下生成酯。上述两种途
径中酯类化合物生物合成的底物都是醇类化合物。
本试验中，‘丰香’果实酯类化合物的相对含量由粉熟期的8．86％急剧上升到红熟期的32．18％，
与之对应醇类化合物由粉熟期的54．35％急剧降到红熟期的5．17％；‘罗莎’果实酯类化合物的相对
含量由白熟期的0．23％急剧上升到粉熟期的 14．65％，其醇类化合物则由白熟期的68．2％急剧降到粉
熟期的4．05％。两个品种除酯类化合物相对含量急剧变化的果实发育期存在差异外，其酯类化合物
相对含量的急剧增加均与醇类化合物相对含量的急剧下降同步，验证了醇类化合物是草莓酯类化合生
物合成的底物。
3．3 草莓果实不同发育期酯类化合物相对含量与醇酰基转移酶活性的关系
醇酰基转移酶 (AAT)是催化酯类化合物生物合成的关键酶之一。本试验两个品种草莓果实从
白熟期到红熟期过程中，AAT酶活性均呈逐渐增加的趋势，与之相对应酯类化合物的相对含量也逐
渐增高，这与Shalit等 (2001)在甜瓜中的研究结果一致。
在红熟期 ‘丰香’果实AAT酶活性高于 ‘罗莎’，其酯类化合物相对含量也高于 ‘罗莎’，而粉
熟期 AAT酶活性高于 ‘罗莎’，但酯类化合物相对含量却低于 ‘罗莎’，这可能与两个品种酯类化合
物生物合成过程中SAAT(Jules et a1．，2004)基因的表达条件存在差异有关，需要进一步进行酯类化
合物生物合成分子机理研究。
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6期 隋 静等：草莓果实发育过程中芳香物质含量和醇酰基转移酶活性的变化 14l7
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