3个苹果品种果实香气物质研究

卢明艳，刘 珩，孙守文，张东亚，赵 蕾，陶秀冬，古丽米热

(新疆林业科学院，乌鲁木齐 830063)

3个苹果品种果实香气物质研究

卢明艳，刘 珩，孙守文，张东亚，赵 蕾，陶秀冬，古丽米热

(新疆林业科学院，乌鲁木齐 830063)

目的研究新富1号、早富1号和长富2号果实香气成分差异。方法利用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术分别测定3个苹果品种香气成分。结果3个品种富士苹果果实香气成分主要由酯类和醇类物质组成，新富1号、早富1号和长富2号相对含量大于1%的香气成分种类分别为15、14和20种，是新富1号、早富1号和长富2号的主要香气成分，三者有乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸己酯、丁酸乙酯、正戊酸己酯等10种共有主要香气成分，但在不同品种间含量差异较大，且三者均含有独有的香气成分。结论3个苹果品种果实主要香气成分基本一致。根据香气成分种类及含量，将3个苹果品种划分为“酯香型”，其中新富1号、早富1号属于“酯香型”苹果中的“乙酸酯型”，长富2号属于“酯香型”苹果中的“丁酸酯型”。

苹果；香气成分；气相色谱—质谱法

0 引 言

【研究意义】苹果作为我国第一大水果种类，已被国家农业部列入优势农产品[1]。随着生活水平的提高，消费者已不满足果实美观、糖分等内外在品质[2]，提升苹果品质是快速适应国内外市场竞争的必由之路[3]。新疆地属温带大陆性气候，日照充足、昼夜温差大，已成为发展特色林果业提供绝佳区域。截至2016年底，全疆苹果栽植面积已突破6.33×104hm2(95万亩)，其中绝大多数以鲜食苹果为主，已经成为农村农业增效、农民增收的支柱产业。香气是构成苹果果实品质的重要因素，已成为消费者选择商品果的一项重要指标。随着社会经济的快速发展，芳香果品逐步受到人们的青睐，成为当前和今后果品的发展方向之一。研究苹果果实香气成分，对调控果实香气及提高果实品质、品种育种研究具有重要的意义。【前人研究进展】新疆林科院经多年培育的红富士苹果优良芽变品种，具备对现有品种较好的补充和更新换代潜力。新富1号，属中晚熟品种，突出特点是果肉质细松脆、有香气；早富1号，属中早熟品种，贮运性极佳，受到种植者和消费者的青睐。2个富士系良种适生新疆阿克苏、伊犁州逆温带、和田、喀什等苹果主产区，已于2014年通过新疆林木良种委员会审定。前人关于苹果香气成分的研究已有较多报道[4-6]，主要集中在富士、元帅、皇家嘎拉、美国8号等研究上，国外对苹果果实挥发性物质成分已鉴定岀350多种物质[8]。【本研究切入点】香气是苹果果实品质的重要指标之一。研究以长富2号为对照，对新富1号和早富1号香气成分进行研究，并明确3个品种果实之间的香气成分差异。【拟解决的关键问题】通过气相色谱质谱联用技术对新富1号、早富1号和长富2号果实的香气成分进行分析，为红富士良种生产、调控果实香气、改善果实品质和品种育种提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验在山东农业大学园艺学院中心实验室进行，供试苹果品种为新富1号、早富1号和长富2号，树龄7a，均采自新疆阿克苏市依干其乡二大队果园，每个品种选生长正常的5株树，在树冠外围中部选择大小、成熟和受光条件相同的果实样品10个，在实验室进行香味物质萃取和测定。

1.2 方 法

样品制备：将每个苹果快速切开去皮去籽、纵切至果心取一薄片并混匀，每份样品称取果肉30 g于榨汁机中打碎，吸取7 mL放入15 mL样品瓶中，加入2 g氯化钠密封。将老化好的萃取头插入样品瓶顶空部分萃取30 min，取出萃取头插入气相色谱仪，在270℃条件下解吸5 min。

GC-MS分析：采用Trace GC-MS联用仪(Finnigan公司)分析，参照陈美霞[9]和汪立平等[10]的方法，略加改动。色谱条件：采用 Supelco CV1701柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，柱前压：7 psi，进样口温度：200℃；升温程序：35℃温度保持1 min，以8℃/min升高到180℃，以15℃/min升高到230℃温度，保持5 min。载气：99.99% He气，流速2.71mL/min。质谱条件：离子源为EI，离子源温度200℃，电子能量70 eV。扫描质量范围45～450 amu。

1.3 数据处理

分析结果利用NIST/WILLEY谱库进行检索，确定其香气成分，采用峰面积归一法测定各成分的相对百分含量。

2 结果与分析

2.1 3种苹果品种果实挥发性成分

研究表明，3种苹果品种挥发性成分保留时间和相对含量均存在一定差异，共检测到酯类、醇类、醛类、酸类、烃类、其他类共6大类60种化合物。新富1号检测出33种挥发物，包括26种酯类、5种醇类、2种烃类，分别占总量的92.31%、5.54%、2.15%；早富1号检测出40种挥发物，包括28种酯类、7种醇类、1种酸类、2种烃类、其他种类2种，分别占总量的74.66%、23.97%、0.25%、0.76%和0.36%；长富2号有46种挥发物，主要包括36种酯类、5种醇类、1种醛类、1种酸类、2种烃类、其他种类1种，分别占总量的87.45%、10.7%、0.08%、0.26%、1.18%、0.33%。3个苹果品种果实挥发物中酯类占总量的74.66%～92.31%，醇类占总量的5.54%～23.97%，酯类在3个苹果品种果实中挥发性成分起主要部分，其次是醇类。图1，表1

2.2 3个苹果品种香气物质成分比较

研究表明，新富1号、早富1号和长富2号相对含量大于1%的香气成分分别为15、14和20种，为3个苹果品种的主要香气成分，其中三者共有的香气成分包括乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸己酯、丁酸乙酯、正戊酸己酯、2-甲基乙酸丁酯、2-甲基丁酸乙酯、2-甲基丁酸丁酯、1-丁醇、1-己醇10种，其总含量分别占新富1号、早富1号和长富2号测定总量的84.38%、69.77%、61.71%。长富2号特有的主要香气成分为丙酸丙酯、丁酸丙酯、2-甲基丁酸甲酯、2-甲基-丁酸-2-甲基丁酯。说明3个苹果品种主要香气成分基本一致，但在不同品种间含量差异较大。

3个苹果品种均含有独有的香气成分，如新富1号果实中检测到乙酸-2-甲基丙酯、己酸-2-甲基丙酯、辛酸乙酯、2-甲基-1-戊醇乙酸酯、(Z)-2-己烯-1-醇乙酸酯、正丁基异氰酸乙酸酯、(Z)-2-已烯-1-醇；早富1号果实中检测到乙酸丙酯、乙醇、1，3-丁二醇，丙酸己酯、1-苯醇-2-甲基丁酯、2，4，5-三甲基-1，3-二氧戊环；长富2号果实中检测到2-甲基丁酸-1-甲基乙酯、丙酸甲酯、丁酸-2-甲基丙酯、己酸甲酯、2-甲基丙酸丁酯、2-甲基-1-丁醇丙酸酯、2-甲基-苯酸乙酯、(E)-2-甲基-2-丁烷丙酯、环丁基甲酸己酯、己酸-3-巯基己醇、丁醛。表1

图1 三个苹果品种果实挥发物质总离子流
Fig.1 Gas chromatography spectrometric (GC-MS) total ion chromatogram of volatiles from three apple cultivars fruits

表1 3个苹果品种果实的挥发性物质

Table 1 Volatiles of the constituents in the three apples cultivar fruits

化合物名称Compound相对含量Relativecontent(%)新富1号Malusxinfu1早富1号Maluszaofu1长富2号Nagafy2乙酸乙酯EthylAcetate28622283116乙酸丙酯Aceticacid，propylester696乙酸丁酯Aceticacid，butylester1688956322乙酸戊酯Aceticacid，pentylester∗057052064乙酸己酯Aceticacid，hexylester671563602乙酸-2-甲基丙酯Aceticacid，2-methylpropylester∗059丙酸甲酯Methylpropionate∗06丙酸乙酯Propanoicacid，ethylester297578丙酸丙酯Propanoicacid，propylester011035112丙酸丁酯Propanoicacid，butylester∗01102026丙酸己酯Propanoicacid，hexylester∗015丁酸甲酯Butanoicacid，methylester133001153丁酸乙酯Butanoicacid，ethylester11691381052丁酸丙酯Butanoicacid，propylester∗051054257丁酸丁酯Butanoicacid，butylester∗051037052丁酸己酯Butanoicacid，hexylester∗089003丁酸-2-甲基丙酯Butanoicacid，2-methylpropylester∗008丁酸-2-甲基丁酯Butanoicacid，2-methylbutylester∗009027丁酸-2-甲基-1-甲乙酯Butanoicacid，2-methyl-，1-methylethylester132284045正戊酸己酯Hexyln-valerate244597647异戊酸己酯Isopentylhexanoate∗006007己酸甲酯Hexanoicacid，methylester∗012己酸乙酯Hexanoicacid，ethylester11403135己酸丙酯Hexanoicacid，propylester∗02045己酸-2-甲基丙酯Hexanoicacid，2-methylpropylester∗05己酸己酯Hexanoicacid，hexylester∗018016辛酸乙酯Octanoicacid，ethylester∗0172-甲基乙酸丁酯1-Butanol，2-methyl-，acetate892799882-甲基丙酸丁酯Propanoicacid，2-methyl-，ethylester∗0082-甲基-1-丁醇丙酸酯1-Butanol，2-methyl-，propanoate∗0152-甲基丁酸甲酯Butanoicacid，2-methyl-，methylester0560683082-甲基丁酸乙酯Butanoicacid，2-methyl-，ethylester36130218652-甲基丁酸丁酯Butyl2-methylbutanoate1182711752-甲基-丁酸-2-甲基丁酯Butanoicacid，2-methyl-，2-methylbutylester0130561672-甲基丁酸戊酯Butanoicacid，2-methyl-，pentylester∗0180162-甲基丁酸己酯Butanoicacid，2-methyl-，hexylester∗0310320522-甲基丁酸-1-甲基乙酯Butanoicacid，2-methyl-，1-methylethylester6822-甲基-1-戊醇乙酸酯1-Pentanol，2-methyl-，acetate∗0650462-甲基-苯酸乙酯Propanoicacid，2-methyl-，hexylester∗08(E)-2-甲基-2-丁烷丙酯2-Butenoicacid，2-methyl-，propylester，(E)-∗002环丁基甲酸己酯Cyclobutanecarboxylicacid，hexylester∗0021-苯醇-2-甲基丁酯1-Pentanol，2-methyl-，acetate∗026(Z)-2-己烯-1-醇乙酸酯2-Hexen-1-ol，acetate，(Z)-∗065正丁基异氰酸乙酸酯Butylisocyanatoacetate∗013乙醇Ethanol6811-丁醇1-Butanol261773186正戊醇1-Pentanol∗0090091-己醇1-Hexano1723042182，3-丁二醇2，3-Butanediol∗0122-甲基-1-丁醇2-Methyl-1-butanol091613647己酸-3-巯基己醇3-Mercaptohexylhexanoate∗01

续表

表1 3个苹果品种果实的挥发性物质
Table 1 Volatiles of the constituents in the three apples cultivar fruits

化合物名称Compound相对含量Relativecontent(%)新富1号Malusxinfu1早富1号Maluszaofu1长富2号Nagafy22-甲基-6-庚烯甲醇6-Hepten-1-ol，2-methyl-∗009005(Z)-2-已烯-1-醇2-Hexen-1-ol，(Z)-∗021丁醛Butanal∗008乙氧基乙酸Aceticacid，ethoxy-∗025026法呢烯Farnesene154061107甲苯Toluene∗0610150111-甲氧基-2-甲基丁烷Butane，1-methoxy-2-methyl-∗0290332，4，5-三甲基-1，3-二氧戊环1，3-Dioxolane，2，4，5-trimethyl-∗007

注：*相对含量小于1%

Note：The compounds with symbol*in contents lower than 1%

2.3 3个苹果品种香气物质成分类别比较

研究表明，3个苹果品种果实中香气种类排序如下：酯类，长富2号(36种)>早富1号(28种)>新富1号(26种)；醇类：早富1号(7种)>新富1号=长富2号(5种)，醛类，长富2号(1种)>新富1号=早富1号；酸类，早富1号=长富2号(1种)>新富1号；烃类，早富1号=长富2号=新富1号(2种)，其他类，早富1号(2种)>长富2号(1种)>新富1号。从香气成分所占含量排序上看，酯类，新富1号(92.31%)>长富2号(87.45%)>早富1号(74.66%)；醇类：早富1号(23.97%)>长富2号(10.7%)>新富1号(5.44%)；醛类，长富2号(0.08%)>新富1号=早富1号；酸类，长富2号(0.26%)>早富1号(0.25%)>新富1号；烃类，新富1号(2.15%)>长富2号(1.18%)>早富1号(0.76%)，其他类，早富1号(0.36%)>长富2号(0.33%)>新富1号。由此可知，3个苹果品种果实内相对含量最高的化合物类别均是酯类。其次为醇类、烃类，不同品种的果实香气种类和相对含量存在明显差异。表2

表2 3个苹果品种香气成分种类及含量
Table 2 Aromatic categories and relative contents in three apple cultivars

香气类别categories新富1号 Malusxinfu1早富1号 Maluszaofu1长富2号 Nagafy2相对含量Relativecontent(%)种类Types相对含量Relativecontent(%)种类Types相对含量Relativecontent(%)种类Types酯类Esters923126746628874536醇类Alcohols5545239771075醛类Aldehude0081酸类Acids02510261烃类Hydrocarbons215207621182其他Others03620331

3 讨 论

果实香气研究备受关注，已成为果实品质研究的重要领域之一[11]。苹果已检测出350多种挥发性成分物质，主要香气成分包括乙酸乙酯，乙酸丁酯，乙酸异戊酯，2-甲基丁酸乙酯，丁酸乙酯，己醛，2-甲基丁醇等14种，其中对苹果香气起主要作用的是醇类、酯类、醛类[12-14]。乜兰春等[4]在苹果果实中检测的挥发性物质中以酯类和某些醇类物质为主，其中丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯较高。研究表明，新富1号、早富1号和长富2号相对含量大于1%的香气成分种类分别为15、14和20种，三者有10种共有主要香气成分，其总含量分别占新富1号、早富1号和长富2号测定总量的84.38%、69.77%、61.71%，可能是香气成分之间的互作使主要香气含量较多的新富1号香味更为浓郁。但主要香气成分在不同品种间含量差异较大，而且各自均含有独有的香气成分，如新富1号果实中检测到乙酸-2-甲基丙酯、己酸-2-甲基丙酯、辛酸乙酯等7种；早富1号果实中检测到中乙酸丙酯、乙醇、丙酸己酯等6种；长富2号果实中检测到2-甲基丁酸-1-甲基乙酯、丙酸甲酯、丁酸-2-甲基丙酯、己酸甲酯等11种，这可能是三者香味差别的主要原因之一。

前人根据苹果芳香物质的构成分为“酯香型”和“醇香型”[15-17]。“酯香型”如：早丰甜、元帅、红富士；“醇香型”如：贝拉、红玉。试验结果表明，新富1号、早富1号和长富2号酯类相对含量分别为92.31%、74.66%、87.45%，可以将其划分为“酯香型”。Paillard[18]将“酯香型”苹果品种区分为乙酸酯型、丙酸酯型、丁酸酯型及乙醇酯型。Echeverria等[19]试验结论表明：“富士”苹果为乙酸酯型。这与试验研究结果基本一致。新富1号、早富1号果实中检测到乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸己酯等乙酸酯类含量明显高于其他酯类成分，占酯类总含量的69%～71.5%，对2个品种香气贡献最大，表明，新富1号、早富1号可能属于“酯香型”苹果中的“乙酸酯型”，而长富2号果实中检测到2-甲基丁酸乙酯、丁酸乙酯、2-甲基丁酸-1-甲基乙酯等丁酸酯类含量明显高于其他酯类，占酯类总含量的55.6%，表明，长富2号可能属于“酯香型”苹果中的“丁酸酯型”，果实香气形成受多种因素的影响，同一品种在不同环境条件和栽培措施对果实形成有影响[20]，进而影响了长富2号香气组分的变化和香气物质代谢途径以及酶活性的差异，其差异原因有待于进一步的研究。

4 结 论

新富1号、早富1号和长富2号共检测到酯类、醇类、醛类、酸类、烃类、其他类共6大类60种化合物，3个品种苹果果实香气成分种类和含量均存在差异，主要由酯类和醇类物质组成。新富1号、早富1号和长富2号相对含量大于1%的香气成分种类分别为15、14和20种，三者有乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸己酯、丁酸乙酯、正戊酸己酯、2-甲基乙酸丁酯、2-甲基丁酸乙酯、2-甲基丁酸丁酯、1-丁醇、1-己醇10种共有主要香气成分，但在不同品种间含量差异较大；长富2号特有的主要香气成分为丙酸丙酯、丁酸丙酯、2-甲基丁酸甲酯、2-甲基-丁酸-2-甲基丁酯，且三者均含有独有的香气成分，如新富1号果实中检测到乙酸-2-甲基丙酯、己酸-2-甲基丙酯等；早富1号果实中检测到乙酸丙酯、乙醇等；长富2号果实中检测到2-甲基丁酸-1-甲基乙酯、丙酸甲酯等。根据香气成分种类及含量，将3个苹果品种划分为“酯香型”，其中新富1号、早富1号划为“酯香型”苹果中的“乙酸酯型”，长富2号划为“酯香型”苹果中的“丁酸酯型”。

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ComparisonofAromaComponentsinThreeAppleCultivars

LU Ming-yan，LIU Heng，SUN Shou-wen，ZHONG Dong-yan，ZHAO Lei，TAO Xiu-dong，GU Li-mire

(InstituteofLandscape，XingjiangAcademyofForestrySciences，Urumqi830063,China)

ObjectiveThis paper aims to study the difference of aroma components inMalusXinfu 1,MalusZaofu 1 and Nagafy 2 apple fruits.MethodThe aromatic components of three apple cultivars were reexamined by HSSPME and analyzed by GC-MS．ResultEsters aldehydes and alcohols were the constituents in three Fuji apples. The aroma components with relative content of more than one percent were respectively 15,14 and 20 fromMalusxinfu 1,Maluszaofu 1 and Nagafy 2 apple. The main 10 aromatic components were ethyl acetate, acetic acid, butyl ester, acetic acid, hexyl ester, butanoic acid, ethyl ester and Hexyl n-valerate, etc. but there were differences in relative contents among the three apple cultivars，each of which had the unique aroma components.ConclusionThe main aroma components of three apple varieties were basically the same. According to the different categories and relative contents of aromatic components, three apple cultivars could be classified as ester-type.MalusXinfu 1 andMalusZaofu 1 could be classified as the acetate-type of ester-type apple and Nagafy 2 apple as the butanoic-type of ester-type apple.

apple；aromatic components；GC-MS

ZHANG Dong-yan(1965-), male, native place:Wulumuqi,Xinjiang. professor, master, research field: Forest tree breeding economic forest introduction and cultivation. (E-mail)zdywah998@126.com

S661.2

A

1001-4330(2017)10-1796-08

10.6048/j.issn.1001-4330.2017.10.004

2017-07-13

自治区公益性科研院所基本科研业务费专项资金“鲜食苹果优良品种选育及繁育技术研发”(KY2017029)；2015年自治区科技兴农项目“苹果新优品种矮化密植高效栽培技术示范与推广”

卢明艳(1983-)，女，新疆人，园艺师，硕士，研究方向为果树育种和抗逆经济树种的引种示范与推广，(E-mail)305736040@qq.com

张东亚(1964-)，男，河南人，研究员，研究方向为林木育种、抗逆生态及经济树种的引种示范与推广，(E-mail)zdywah998@126.com

Supported by: Autonomous region Project Supported by the Special Funding for Basic Scientific Research of Public Welfare Research Institutes" Breeding and breeding technology research and development for fresh apple varieties"(KY2017029), Autonomous Region Scientific Technology Project in 2015"Dwarf dense planting of efficient cultivation technology demonstration and promotion for apple's new superior varieties "