2种不同砧木对“美早”大樱桃挥发性物质的影响

吴澎，单长松，崔婷婷，赵子彤，王超，周涛，孙玉刚

1(山东农业大学 食品科学与工程学院，山东 泰安, 271018) 2(山东农业大学 园艺科学与工程学院，山东 泰安, 271018) 3(山东省果树研究所，山东 泰安, 271018)

2种不同砧木对“美早”大樱桃挥发性物质的影响

吴澎1，单长松1，崔婷婷1，赵子彤1，王超2，周涛2，孙玉刚3*

1(山东农业大学 食品科学与工程学院，山东 泰安, 271018) 2(山东农业大学 园艺科学与工程学院，山东 泰安, 271018) 3(山东省果树研究所，山东 泰安, 271018)

比较以“吉塞拉5”和“大青叶”作为砧木的“美早”大樱桃成熟果实香气成分的差异，为大樱桃嫁接生产中砧木的选择提供理论依据。该研究采用固相微萃取结合气相色谱质谱联用仪(GC-MS)的方法对香气成分进行测定分析。结果表明：从2组样品中共检测到31种香气成分，主要为烃类、醇类、醛类和酯类。从砧木为“吉塞拉5”和“大青叶”的“美早”大樱桃成熟果实中分别检测出27种和25种香气成分，各自所特有的香气组分分别为6种和5种，含量较高的是己醛、2-己烯醛、苯甲醛、顺-2-己烯-1-醇、正己醇、苯甲醇等，是“美早”大樱桃成熟果实的特征香气成分。砧木为“吉塞拉5”的“美早”大樱桃成熟果实特征香气成分中己醛、苯甲醛、苯甲醇、反-2-己烯-1-醇乙酸酯的含量均高于“大青叶”砧果实中的含量，可能是造成2种不同砧木樱桃果实风味差异的主要因素之一。

樱桃; 砧木; 挥发性物质; 固相微萃取; 气质联用

樱桃为蔷薇科李属樱桃亚属(Cerasus)果树。“美早”大樱桃是大连农业科学研究所从美国引入的一种早熟的樱桃优良新品种，产量大，抗裂果，果实成熟期一致。

成熟果实的香气成分是由多种香气成分共同作用形成的，是影响果实鲜食以及品质的重要因素[1]，也是吸引消费者的主要因素之一。在样品的预处理阶段，采用高效的方法从试样中提取香气成分是进行香气物质分析的一个重要环节。

固相微萃取技术(solid phase microextraction, SPME)是一种无溶剂参与的样品预处理新技术，具有预处理阶段不需有机溶剂、样品量少、灵敏度高等多种特点，固相微萃取技术与气相色谱质谱联用(SPME-GC-MS)可以集采样、萃取、进样等多个处理于一体，大大提高了分析的速度和灵敏度[2]。目前，国内外利用固相微萃取与气相色谱质谱联用技术对果实香气成分的研究主要集中在苹果、葡萄等方面[3-5]，对樱桃各品种果实香气成分的分析研究处于起步阶段。

国内外砧木大樱桃苗木主要以嫁接繁育为主，砧木影响着接穗品种的整个生长发育进程，选择与大樱桃嫁接亲和力强的砧木至关重要。近几年，国内外关于樱桃不同品种及其发育过程中香气成分的研究[6-7]也有报道，并对部分樱桃品种的特征香气做出分析鉴定[8-9]，而对“美早”新品种大樱桃果实特性香气的研究以及不同砧木对“美早”大樱桃果实香气成分的影响尚未见报道。本研究分析了以“吉塞拉5”和“大青叶”为砧木的“美早”大樱桃果实的香气成分，以期为生产“美早”大樱桃嫁接砧木的选择提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

实验样品于2016年5月采自山东省泰安市果树研究所大樱桃示范园，园内樱桃树长势良好，树型为纺锤形，灌溉、施肥条件良好，土壤为砂壤，管理水平良好，树龄6年。樱桃品种为“美早”甜樱桃，砧木分别为“吉塞拉5”和“大青叶”。

2-辛醇(色谱纯99%)，Sigma-Aldrich公司；NaCl(分析纯)，上海国药集团化学试剂有限公司。

1.2 主要仪器

气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)QP 2010Plus,日本岛津公司；SPME 手动进样手柄,美国Supelco公司、50/30 μm DVB/CAR/PDMS纤维萃取头,美国Supelco公司；色谱柱 Rtx-5MS(60 m×0.25 mm×0.25 μm)毛细管柱；恒温磁力搅拌器,日本岛津公司；pH计,美国ORION公司 ；WYT手持式折射仪,日本ATAGO公司。

1.3 样品前处理

试验样品均采摘于果实完全成熟时，随机从树冠外围采摘样品果30个，常温下用保鲜盒盛放并快速送至山东农业大学园艺科学与工程中心实验室，4 ℃保存备用。采摘时砧木为“吉塞拉5”和“大青叶”的“美早”甜樱桃果实内含物指标见表1。

表1 供试样品果实内含物指标

1.4 仪器分析

1.4.1 顶空固相微萃取

顶空固相微萃取参考郭东花等[10]的方法，并略作修改。每个处理分别取大小均匀的10个大樱桃果实，洗净后去皮、去核，用水果刀将果肉切碎并研磨，取20 g研磨后的果肉，加入0.5 g无水NaCl，同时加入4 μL 400 mg/L的2-辛醇标样于100 mL的螺丝口样品瓶中，立即用锡箔纸密封瓶口并旋紧瓶盖，置于40 ℃恒温磁力搅拌器上，磁力搅拌速率为200 r/min，平衡10 min，然后固相微萃取吸附30 min，立即插入色谱气化室，解吸3 min，进行气相色谱-质谱联用分析。每个品种3次重复，取平均值。

1.4.2 GC-MS测定条件

色谱柱Rtx-5MS(60 m×0.25 mm×0.25μm)毛细管柱，程序升温：初始温度 40 ℃，保持2 min，以8 ℃/min 升至100 ℃，然后再以10 ℃/min升至250℃，保持5min；载气为高纯氦气(99.999%)，流速1.0 mL/min；进样口温度250 ℃，解析3 min，进行样品热脱附。EI离子源70 eV，离子源温度为200 ℃；接触面温度为230 ℃，采用SCAN模式进行全扫描，扫描范围为m/z=45～500。

1.4.3 定性定量分析方法

定性方法：GC-MS分析检测到的挥发性化合物质谱图经计算机检索并与NIST14质谱库进行匹配检索分析，结合保留时间和匹配度以及相关文献进行谱图解析，对检出物质各组分进行定性分析。

定量方法：樱桃果实中挥发性物质的定量采用内标法分析，以2-辛醇作为内标物进行质量浓度计算。计算公式如下：

(1)

式中：Xi为待测物质含量；Cs为樱桃样品中内标物(2-辛醇)浓度；As为内标物的峰面积；Ai为待测物的峰面积，fi为待测组分i对内标物s的质量相对校正因子，本试验中假定各待测组分i的相对校正因子均为1。

1.5 统计学分析

用Excel 2016软件对实验数据进行统计；用Origin 9.1软件对实验数据进行作图；用统计分析软件SPSS 19.0对实验数据进行相关性分析并进行显著性检验。

2 结果与讨论

GC-MS检测到的成熟后2种不同砧木“美早”大樱桃果实的挥发性物质成分总离子图如图1所示。经计算机质谱库(NIST14)检索并结合相关文献资料对质谱图解析，确认各挥发性组分，结合峰面积归一化法，得各组分的含量(表2) 。

1-砧木为“吉塞拉5”的“美早”甜樱桃总粒子流图；2-砧木为“大青叶”的“美早”甜樱桃总粒子流图图1 两种不同砧木“美早”大樱桃果实香气成分的总离子流图Fig.1 Total ionic chromatogram of aroma components in "Meizao" sweet cherry of two rootstock

从图1中砧木分别为“吉塞拉5”和“大青叶”的“美早”大樱桃的总离子流图对比可知，2个不同砧木的大樱桃果实中，挥发性物质种类和含量均存在显著的差异。2种砧木的“美早”樱桃样品中共检测到31种挥发性组分，从砧木为“吉塞拉5”和“大青叶”的成熟的“美早”樱桃果实样品中分别检测到27种和25种挥发性物质，其中共有的挥发性成分为22种，主要为己醛、2-己烯醛、顺-2-己烯-1-醇、正己醇、苯甲醇、反-2-己烯-1-醇乙酸酯、苯甲醛等。2种不同砧木“美早”大樱桃成熟果实的各类挥发性组分在挥发性物质种类方面差别不大。

表2 两种不同砧木“美早”大樱桃果实香气成分及含量

注：“ND”表示未检出该物质。

由表2可以看出，从以“吉塞拉5”为砧木的成熟的“美早”大樱桃果实中共检测出27 种香气成分，其中含量较高的是己醛350.14 μg/kg、2-已烯醛196.90 μg/kg、苯甲醛48.29 μg/kg、癸醛33.87 μg/kg、(E)-2-己烯-1-醇917.11 μg/kg、正己醇510.69 μg/kg、苯甲醇177.03 μg/kg、(Z)-2-己烯-1-醇乙酸酯159.16 μg/kg、邻苯二甲酸二乙酯31.19 μg/kg、棕榈酸异丙酯34.91 μg/kg；从以“大青叶”为砧木的成熟的“美早”大樱桃果实中共检测出25种香气成分，其中含量较高的是己醛158.43 (5.95 %)、2-已烯醛387.59 μg/kg、苯甲醛9.71 μg/kg、癸醛20.90 μg/kg、(E)-2-己烯-1-醇992.16 μg/kg、正己醇555.55 μg/kg、苯甲醇9.71 μg/kg、(Z)-2-己烯-1-醇乙酸酯157.54 μg/kg、邻苯二甲酸二乙酯30.11 μg/kg。2种砧木成熟的“美早”大樱桃果实香气组分含量的差异主要表现在醛类、醇类和酯类物质，成熟的“吉塞拉5”砧果实中己醛、苯甲醛、癸醛、苯甲醇、邻苯二甲酸二乙酯的含量均高于成熟的“大青叶”砧果实中的含量，此外，后者成熟的樱桃果实中未检测到棕榈酸异丙酯成分。

2.1 “美早”大樱桃挥发性物质成分分析

由表2和图2结果可知，2种不同砧木的“美早”大樱桃成熟果实中检测出的挥发性物质种类分别为烃类、醛类、醇类、酯类以及杂环类化合物，其中砧木为“吉塞拉5”的“美早”大樱桃中各类挥发性物质的含量分别为95.51、648.95、1670.10、265.27、18.18 μg/kg，含量较高的是己醛、2-己烯醛、顺-2-己烯-1-醇、正己醇、苯甲醇等。而砧木为“大青叶”的“美早”大樱桃中各类挥发性物质的含量则分别为136.99、579.96、1 711.03、210.64、38.77 μg/kg。孙宝国[11]等认为(E)-3-己烯醇、己醛、(Z)-2-烯醛、苯乙醛、(Z)-2-顺-壬二烯醛、芳樟醇、香叶醇、大马酮、丁香酚、3-甲基丁酸是构成樱桃特征香味的主要成分，而本研究中发现，成熟的“美早”大樱桃果实中香气物质含量较高的为己醛、2-己烯醛、(E)-2-己烯-1-醇、正己醇、苯甲醇、(Z)-2-己烯-1-醇乙酸酯、苯甲醛等，为“美早”大樱桃的特征性香气成分(表3)，这也与MATTHEIS，GIRARD，BERNALTE等[12-14]对“Sweetheart”、“Salmo”、“PicoColo rado”等欧美大樱桃主栽品种的香气成分的研究结果相符。

表3 两种不同砧木“美早”大樱桃果实特征香气成分及含量

图2 两种砧木“美早”大樱桃各类挥发性物质含量对比图Fig.2 Concentration of various kinds of components identified in "Meizao" cherry of two rootstocks

可见，醛类和醇类化合物对“美早”大樱桃成熟果实挥发性物质的影响起决定性作用，同时，其含量的差别也是造成2种不同砧木樱桃果实风味差异的主要因素之一。

2.2 两种不同砧木“美早”大樱桃挥发性物质成分差异

2种不同砧木“美早”大樱桃成熟果实的挥发性物质成分主要为烃类、醛类、醇类、酯类和杂环类化合物，不同砧木对“美早”大樱桃成熟果实中各类挥发性物质组分的含量的差异主要体现在烃类、醛类、醇类和酯类化合物方面。

2.2.1 醛类化合物的差异

C6醛类、芳香醛类是樱桃果实挥发性物质中最主要的一类物质[5]，本研究中检测到的2种不同砧木的“美早”大樱桃挥发性物质中醛类化合物均包含C6醛类、芳香醛以及其他醛类化合物，如图3所示。其中检测到的C6醛类化合物主要为己醛和2-已烯醛，在“吉塞拉5”和“大青叶”砧果实中分别为547.21 μg/kg和538.82 μg/kg，分别占挥发性物质总量的20.12%和19.67%；芳香醛类物质在2个不同砧木樱桃果实中的含量有显著差异(P<0.05)，在“吉塞拉5”和“大青叶”2种不同砧木成熟的樱桃果实分别为48.54 μg/kg和9.38 μg/kg，分别占挥发性物质总量的 1.79 %和0.36 %；另外，在2种不同砧木的樱桃果实中检测到的挥发性物质中其他醛类化合物包括壬醛和癸醛等，分别为51.45 μg/kg和32.41 μg/kg，占挥发性物质总量的1.98%和1.24%。不同砧木对“美早”大樱桃成熟的樱桃果实中醛类化合物的影响主要体现在芳香醛类化合物含量的差异。

图3 两种砧木“美早”大樱桃醛类挥发性物质含量对比图Fig.3 Concentration of aldehydes components identified in "Meizao" cherry of two rootstocks

2.2.2 醇类化合物的差异

成熟樱桃果实的挥发性物质组分中醇类化合物是最主要的一类化合物，醇类化合物的生成与果实成熟过程中脂肪氧合酶的活性有关，在桃果实上也有报道[16]，并与柑橘果实中由于非呼吸跃变产生的不良气味密切相关[17]。本研究中检测到的2种砧木的“美早”大樱桃果实挥发性物质中醇类化合物主要为芳香醇、C6醇、C5醇、乙醇以及少量的其他醇类，其中，2种芳香醇和C6醇有显著差异 (P<0.05)，如图4所示。

成熟的“吉塞拉5”砧果实和“大青叶”砧果实中芳香醇的含量分别为177.19 μg/kg和86.43 μg/kg，占挥发性物质总量的6.64%和3.24%，主要是苯甲醇；2种砧木“美早”大樱桃成熟果实挥发性物质的C6醇类含量均很高，分别为1 446.75 μg/kg和1 567.01 μg/kg，占总量的53.41%和57.96%，C6醇类主要为正己醇、顺-2-己烯-1-醇；另外，在2种成熟的“美早”大樱桃砧果实中均检测到乙醇，分别为40.70 μg/kg和49.43 μg/kg，占挥发性物质总量的1.50%和1.83%，而C5醇和其他醇类的含量在2种砧果实中的含量均较低，这可能与樱桃品种的类别有关。

图4 两种砧木“美早”大樱桃醇类挥发性物质含量对比图Fig.4 Concentration of alcohol components identified in "Meizao" cherry of two rootstocks

2.2.3 其他主要化合物的差异

樱桃香气源于果实内某些挥发性物质的气味，有新鲜、水果香、青香、花香及微弱的辛香等特征香气，众多的香气物质成分中只有当含量超过其味感阈值的物质才会影响果实风味。本研究中发现， 2种不同砧木的“美早”大樱桃成熟的果实中，主要烃类、酯类和杂环类化合物在种类和含量上也有差异。2种砧木成熟的樱桃果实共检测到7种烃类化合物，二者共有组分4种，各类物质在含量方面无显著差异；酯类化合物共检出5种，“吉塞拉5”砧果实中有反-2-己烯-1-醇乙酸酯、顺-2-丁酸己酯、邻苯二甲酸二乙酯和棕榈酸异丙酯，而在“大青叶”砧果实中有反-2-己烯-1-醇乙酸酯、顺-2-丁酸己酯、顺-2-己酸己酯、邻苯二甲酸二乙酯，其中反-2-己烯-1-醇乙酸酯、顺-2-丁酸己酯、邻苯二甲酸二乙酯是二者共有的挥发性物质组分，但各类物资的含量差异不大；在成熟的“吉塞拉5”砧果实检出1种酮类化合物6-甲基-3-庚烯-2-酮，含量为5.67 μg/kg，占挥发性物质总量的0.21 %，而在成熟的“大青叶”砧果实中没有检出；另外，在两种不同砧木的“美早”大樱桃果实中还检测到杂环类化合物，但总含量均很低，分别只占挥发性物质总量的1.52 %和1.29 %。

成熟的“美早”大樱桃果实中香气物质含量较高的为己醛、2-己烯醛、(E)-2-己烯-1-醇、正己醇、苯甲醇、(Z)-2-己烯-1-醇乙酸酯、苯甲醛等，为“美早”大樱桃的特征性香气成分，除己醛成分相同外，其余特征香气成分均有差异，这可能是由于樱桃品种不同、地理条件差异或者果实的品种、成熟度及施肥条件差异造成的[18]。此外，本研究中也未检测到单宁酸，可能是本研究采集的试样成熟度较好的缘故。

3 结论

本研究结果表明，不同的砧木对“美早”大樱桃果实香气成分有显著的影响。本研究共检出“美早”大樱桃的香气物质31种，主要为醛类、醇类、酮类、酯类、苯类以及其衍生物，从成熟的“吉塞拉5”和“大青叶”樱桃砧果实中检出的特有成分分别为6种和5种。不同砧木对“美早”大樱桃果实香气物质含量的影响主要表现为，“吉塞拉5”砧果实中的醛类和酯类的含量高于“大青叶”砧果实，芳香醇、C6醛、芳香醛以及其他醛类的含量，前者也均高于后者，而C6醇的含量，后者则高于前者。此外，“吉塞拉5”砧木较“大青叶”砧木以其适应性广、嫁接亲和性好、丰产和早果等特有的优势在国内外得到广泛的推广[19]，本研究结果可以为“吉塞拉5”砧木的推广提供理论依据。

[1] D’AQUINO S, MISTRIOTIS A, BRIASSOULIS D, et al. Influence of modified atmosphere packaging on postharvest quality of cherry tomatoes held at 20 ℃ [J]. Postharvest Biology and Technology, 2016,115:103-112.

[2] GORYNSKI K, BOJKO B, KLUGER M, et al. Development of SPME method for concomitant sample preparation of rocuronium bromide and tranexamic acid in plasma[J]. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2014,92:183-192.

[3] WANG Dong, CAI Jian, ZHU Baoqing, et al. Study of free and glycosidically bound volatile compounds in air-dried raisins from three seedless grape varieties using HS-SPME with GC-MS [J]. Food Chemistry, 2015,177:346-353.

[4] D’AGOSTINO M F, SANZ J, MARTINEZ-CASTRO I, et al. Statistical analysis for improving data precision in the SPME GC-MS analysis of blackberry (Rubus ulmifolius Schott) volatiles [J]. Talanta, 2014, 125(3):248-256.

[5] 张序,姜远茂,彭福田等.“红灯”甜樱桃果实发育进程中香气成分的组成及其变化[J]. 中国农业科学, 2007,6(11): 1 376-1 382

[6] HUANG Xiaochen, GUO Chunfeng, YUAN Yahong, et al. Detection of medicinal off-flavor in apple juice with artificial sensing system and comparison with test panel evaluation and GC-MS [J]. Food Control. 2015,51: 270-277.

[7] SERRADILLA M J, MARTIN A, RUIZ-MOYANO S, et al. Physicochemical and sensorial characterisation of four sweet cherry cultivars grown in Jerte Valley (Spain) [J]. Food Chemistry. 2012,133(4):1 551-1 559.

[8] WEN Yaqin, HE Fei, ZHU Baoqing, et al. Free and glycosidically bound aroma compounds in cherry (Prunus avium L.) [J]. Food Chemistry. 2014,152(6):29-36.

[9] SELLI S, KELEBEK H, AYSELI M T, et al, Characterization of the most aroma-active compounds in cherry tomato by application of the aroma extract dilution analysis [J]. Food Chemistry. 2014,165(20):540-546.

[10] 郭东花,范崇辉,李高潮，等.不同果袋对“阿布白”桃果实香气成分的影响[J].食品科学,37(2):232-237.

[11] 孙宝国. 食用调香术 [M]. 北京：化学工业出版社，2010.

[12] MATTHEIS J P, BUCHANAM D A, FELLMAN J K. Identification of headspace volatile compounds from “Bing” sweet cherry fruit [J]. Phyto Chemistry, 1992,31(3):775-777.

[13] GIRARD B, KOPP T G. Physicochemical characteristics of selected sweet cherry cultivars[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1998,46(2):471-476.

[14] BERNALTE M J, HERNANDEZ M T, VIDAL-ARAGON M C, et al. Physical, chemical, flavor and sensory characteristics of two sweet cherry varieties grown in Valle del “Jerte” (Spain) [J]. Journal of Food Quality, 1999,22(4):403-416.

[15] KAARINA V, MARTINA L, RAIJA-LIISA H, et al. Effect of high-pressure processing on volatile composition and odourof cherry tomato purée [J]. Food Chemistry, 2011, 129(4):1 759-1 765.

[16] CHAPMAN G W, HORVAT R J, FORBUS W R. Physical and chemical changes during the maturation of peaches (cv. Majestic) [J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1991, 39(5): 867-870.

[17] OBENLAND D, COLLIN S, SIEVERT J, et al. Commercial packing and storage of navel oranges alters aroma volatiles and reduces flavor quality[J]. Postharvest Biology and Technology, 2008, 47(2): 159-167.

[18] 乜兰春,孙建设,黄瑞红.果实香气形成及其影响因素[J].植物学通报,2004,21(5):631-637.

[19] DRKENDA P, SPAHIC A, SPAHIC A, et al. Testing of “Gisela 5” and “Santa Lucia 64” cherry rootstocks in Bosnia and Herzegovina [J]. Acta Agriculturae Slovenica, 2012, 99(2):129.

Analysis of aroma components of “Meizao” cherry in two rootstock

WU Peng1, SHAN Chang-song1, CUI Ting-ting1, ZHAO Zi-tong1,WANG Chao2, ZHOU Tao2, SUN Yu-gang3*

1 (College of Food Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China)2 (College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural University,Tai’an 271018, China)3 (Shandong Institute of Pomology, Tai’an 271018, China)

To provide theoretical basis for the production in the rootstock selection, the aroma components of “Meizao” cherry of two different root-stocks (Gisela 5 and Daqingye) were compared. The solid-phase micro-extraction coupled with gas chromatography-mass spectrometer (GC-MS) was used to analyze the volatiles in harvested ripe cherry of Meizao of two rootstocks. A total of 31 compounds were identified, hydrocarbon, alcohols, aldehydes, and esters were the major constituents. There were 27 compounds identified in Meizao (Gisela 5 rootstock), and 6 kinds were specific; there were 25 compounds identified in Meizao (Daqingye rootstock), and 5 were specific for this kind. The main contents were hexanal, 2-hexenal, 2-hexen-1-ol, (E)-, 1-hexanol, benzyl alcohol, which were considered the characteristic aroma components of Meizao cherry fruit. The content of hexanal, benzaldehyde, benzyl alcohol, 2-hexen-1-ol and acetate, (Z)- in Meizao cherry were all higher than that of Daqingye which is one of the factors to the different aroma in cherries.

cherry; rootstock; flavor component; solid-phase micro extraction (SPME); gas chromatography-mass spectrometer (GC-MS)

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201701038

博士，副教授(孙玉刚研究员为通讯作者,E-mail：sds129@126.com)。

山东省科技发展计划课题“甜樱桃增产提质关键技术研究”(2014GNC110004)；“十二五”农村领域国家科技计划课题“甜樱桃新品种选育”(2013BAD02B03-3-4)

2016-05-09，改回日期：2016-06-28