氯吡脲对贵长猕猴桃果实氨基酸和香气成分的影响

张 承 王秋萍 吴小毛 龙友华,* 吴沿友 黄亚欣 唐靖文

(1 贵州大学猕猴桃工程技术研究中心，贵州 贵阳 550025；2 江苏大学农业装备工程学院，江苏 镇江 212013；3 贵州农业职业学院，贵州 清镇 551400；4 修文县猕猴桃产业发展局，贵州 修文 550200)

贵长猕猴桃(Actinidiadeliciosacv. Guichang)系美味猕猴桃中的优良绿肉品种，果实品质好、香味浓郁、酸甜适中、耐贮藏、丰产性能高，且富含多种维生素、17种游离氨基酸及多种矿质元素[1-2]。修文县是贵长猕猴桃的主产区，于1989年开始种植，现种植面积近1.33万hm2，已发展成为贵州省特色精品水果之一，也是当地的支柱产业，并规划于“十三五”期末种植2.0万hm2[3-4]。“修文猕猴桃”也先后获得了“国家地理标志保护产品”、“贵州省名牌产品”等多个称号，深受消费者青睐而享誉国内外。作为助力脱贫攻坚的重要致富产业，近年来贵长猕猴桃在省内外栽培面积逐年扩张，也受到贵州省委省政府高度重视并将其列为重点“裂变式”发展的扶贫产业。

氨基酸及香气成分是猕猴桃果实品质的重要组成部分，也是影响果品鲜食、贮藏和加工等的重要因子[5-7]。国内外学者对红阳[5]、海沃德[8]、黄金果[9]、金艳[10]、武当1号[11]、亚特[12]和软枣猕猴桃[13]等多种猕猴桃品种进行了香气成分研究，也探讨了1-甲基环丙烯、冷藏等处理对果实香气成分的影响[5,10,12]。氯吡脲(forchlorfenuron)可促进细胞分裂、分化和扩大，已广泛应用于猕猴桃、葡萄和番茄等多种作物以提高产量[14-16]。然而在提高作物产量的同时，如何保持果实风味和营养品质及其安全性受到消费者和研究者的广泛关注[17-20]。庞荣等[20]指出氯吡脲处理对秦美、徐香、亚特和红阳的货架期、理化指标、香气物质有明显不利影响，对海沃德的不利影响较小；朱杰丽等[14]和董金磊等[19]均发现10 mg·L-1氯吡脲处理可较好地提高猕猴桃果实单果重和产量以及总糖、可溶性固形物等营养物质含量；柴振林等[21]指出氯吡脲在猕猴桃果实中降解快、安全性较好，5～100 mg·L-1氯吡脲处理66 d后各浓度样品均未检出氯吡脲。鉴于此，本研究探讨了未浸果和浸果处理(氯吡脲10 mg·L-1)对贵长猕猴桃果实产量品质、氨基酸和香气成分的影响，以期为贵长猕猴桃的优质栽培和深加工提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2017年在贵州修文县龙场镇干坝村长兴种植农民专业合作社(26°79′80.0″N，106°56′58.2″E)猕猴桃园进行，平均海拔1 267 m，亚热带季风性湿润气候，年平均气温16.7℃，年降雨量1 293 mm，雨热同期。主栽品种为贵长猕猴桃，“T”型架栽培，树龄4年，株行距3 m×3 m，每667 m2种植74株，其中雌株67株。供试果园土壤类型为黄壤，试验前在果园内随机、多点混合采集深0～60 cm的土样作为土壤背景值，其有机质含量25.94 g·kg-1、全氮含量1.38 g·kg-1、全磷含量1.65 g·kg-1、全钾含量34.41 g·kg-1、速效氮含量96.15 mg·kg-1、速效磷含量42.41 mg·kg-1、速效钾含量316.44 mg·kg-1、有效锌含量1.93 mg·kg-1、有效铁含量50.06 mg·kg-1、有效铜含量0.55 mg·kg-1、有效锰含量20.11 mg·kg-1、pH值5.60。

1.2 试验设计

试验设未浸果和浸果2个处理，浸果采用氯吡脲10 mg·L-1处理(四川国光农化股份有限公司，农业农村部农药检定所规定氯吡脲在猕猴桃生产中的推荐用量为5～20 mg·L-1)。浸果过程：用一次性塑料杯(220 mL)盛充分溶解后的10 mg·L-1氯吡脲溶液约200 mL，将幼果果身全部浸于氯吡脲溶液中，确保果身全部浸没1～2 s；浸完3～4个果时，及时补充氯吡脲溶液至200 mL，再继续浸其他果实。未浸果和浸果处理分别设4个重复，每个重复2棵树，授粉时间为2017年5月11日-13日，浸果时间为5月24日(谢花时间)，共8个小区，各小区及其周围设保护行。

1.3 试验方法

1.3.1 贵长猕猴桃果实产量品质测定 于2017年10月3日采收果实，采集每个重复2棵果树的东、南、西、北、中5个部位各3个果实，共30个果实。当天测量果实产量品质参数，果实单果重采用分析天平测定；纵径、横径、侧径、单果体积测定：游标卡尺测定后取平均值，利用旋转椭球体积公式计算猕猴桃近似体积；硬度采用GY-4数显式果实硬度计(艾德堡仪器有限公司，乐清)测定。果品品质测定方法[22]：待猕猴桃果实达到食用状态时测定果实品质，干物质含量采用烘干法测定，可溶性固形物含量用PAL-1型折光仪(北京阳光亿事达贸易有限公司)测定，维生素C含量采用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)测定，可滴定酸含量采用酸碱滴定法测定，可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝法测定。

1.3.2 贵长猕猴桃果实氨基酸测定 待猕猴桃果实达到食用状态时测定果实水解氨基酸，采用HPLC法[23]测定。样品处理和分析方法如下：

样品处理:称取0.10 g果肉样品于20 mL水解管中，加入16 mL盐酸(6 mol·L-1)溶液，真空脱气30 min并充氮封管；在110℃条件下水解22～24 h后冷却，然后用去离子水无损转移至50 mL容量瓶中定容。取1 mL 水解液于小瓶中在真空状态下脱酸抽干，重复抽干3次备用。加入1 mL 0.02 mol·L-1盐酸溶液充分溶解。取500 μL上述溶液置于塑料离心管中，加入250 μL 1 mol·L-1三乙胺乙腈溶液混匀，再加入25 μL 0.1 mol·L-1异硫氰酸苯酯乙腈溶液混匀，室温静置 1 h 后加2 mL正己烷，剧烈振摇后静置10 min，取下层溶液用0.22 μm的水相膜过滤后上机分析。

色谱条件:流动相A：0.1 mol·L-1醋酸钠溶液-乙腈(93∶7, v/v)，流动相B：乙腈-水(8∶2, v/v)；色谱柱：填充剂为十八烷基硅烷键合硅胶(4.6 mm×250 mm，5 μm)。流速1.0 mL·min-1，进样量10 μL，波长254 nm，柱温40℃。

1.3.3 贵长猕猴桃果实香气成分测定 待猕猴桃果实达到食用状态时，采用气相色谱质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)法[5]测定果实香气成分，略有修改。仪器：气相色谱质谱联用仪(Trace 1300 GC；MS: ISQ；赛默飞世尔，美国)；PAL System 三合一进样器(瑞士CTC公司)；100 μm PDMS萃取纤维头(美国SUPELCO公司)。

样品处理：取5 mL果肉样品置于20 mL顶空瓶中(固体样品不超过顶空瓶的1/4)，压紧瓶盖，于55℃下顶空40 min后，用固相微萃取针萃取20 min(萃取针使用前在250℃老化10 min，冷却到室温后依次用甲醇、乙醇、乙醚、正己烷、去离子水、甲醇清洗)。手动进样，萃取针在进样口停留5 min。

气相条件：色谱柱：TG-5MS毛细管柱子(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；载气：He，流速：1 mL·min-1，不分流进样；进样温度：240℃，柱箱温度：50℃；升温程序：起始温度为50℃，保持2 min，以4℃·min-1升至240℃，保持5 min。

质谱条件：离子源：EI电离源，能量70 eV，倍增电压1 400 Ⅴ；离子源温度：250℃，接口温度：250℃；扫描范围：40～450 m/z，间隔0.3 s。

1.4 数据分析

试验数据利用Excel 2003和 DPS v7.05 统计软件进行Duncan′s新复极差分析，2个处理组数据的显著性分析采用T检验。

2 结果与分析

2.1 贵长猕猴桃果实的产量品质

由表1可知，未浸果果实纵径、横径、侧径和单果体积均显著(P<0.05)低于浸果果实；浸果处理极显著提高了单果重(17.91%，P<0.01)。浸果处理显著降低了采收时果实的果形指数和硬度(P<0.05)，对果实的外观和耐贮性有一定影响。与未浸果处理相比，浸果处理极显著提高了可溶性固形物含量(7.71%，P<0.01)，显著增加了干物质含量(4.15%，P<0.05)，降低了5.30%维生素C(P<0.05)、6.18%可滴定酸(P<0.05)和19.67%可溶性蛋白含量(P<0.05)。综上，氯吡脲浸果可促进贵长猕猴桃果实产量形成和糖分增加。

表1 贵长猕猴桃果实产量品质Table 1 The yield and quality of Guichang kiwifruit

注：同一指标后的小写字母表示未浸果和浸果间差异显著(P<0.05)，大写字母表示差异极显著(P<0.01)。下同。
Note：Different lowercae and capital letters in each line indicate significant difference at 0.05 and 0.01 levels between the non dipped fruit and dipped fruit, respectively. The same as following.

2.2 贵长猕猴桃果实的氨基酸含量

由表2可知，贵长猕猴桃富含人体必需氨基酸，未浸果果实的氨基酸总含量显著高于浸果果实(P<0.05)。其中，未浸果果实的谷氨酸、胱氨酸、丝氨酸、精氨酸和组氨酸含量极显著(P<0.01)高于浸果果实，苏氨酸、丙氨酸和苯丙氨酸含量显著高于浸果果实(P<0.05)，甘氨酸、酪氨酸和异亮氨酸含量也高于浸果果实但未达到显著水平，脯氨酸和亮氨酸含量极显著低于浸果果实(P<0.01)，天冬氨酸、蛋氨酸和缬氨酸含量显著低于浸果果实(P<0.05)。未浸果和浸果果实的必需氨基酸(苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸)总量分别占总氨基酸含量33.89%和38.04%，非必需氨基酸(天门冬氨酸、谷氨酸、胱氨酸、丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、精氨酸、丙氨酸、酪氨酸)总量分别占总氨基酸含量66.11%和61.96%。此外，未浸果和浸果果实甜味氨基酸(丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、苏氨酸、丙氨酸、脯氨酸)总含量分别为4.28和4.78 g·kg-1，鲜味氨基酸(天门冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸)总含量分别为3.48和3.26 g·kg-1，苦味氨基酸(精氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸)总含量分别为3.69和3.57 g·kg-1，芳香族氨基酸(胱氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸)总含量分别为2.24和2.00 g·kg-1。综上，氯吡脲浸果可提高果实脯氨酸和甜味氨基酸含量，降低果实总氨基酸、鲜味氨基酸、苦味氨基酸和芳香族氨基酸含量。

2.3 贵长猕猴桃果实的香气成分相对含量

经GC-MS联机检索及资料分析，未浸果和浸果条件下贵长猕猴桃果实香气成分的分析结果见表3。未浸果和浸果果实香气成分分别检出49和49种，共有成分28种，未浸果和浸果果实特有成分均有21种，两者香气成分及其相对含量差异较大。未浸果果实香气成分主要有丁酸乙酯、丁酸甲酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、己酸乙酯、十甲基环五硅氧烷和十二甲基环六硅氧烷等，浸果果实香气成分主要有丁酸乙酯、苯甲酸甲酯、丁酸甲酯、(E)-2-己烯醛、十甲基环五硅氧烷、苯甲酸乙酯、八甲基环四硅氧烷、壬醛、十二甲基环六硅氧烷、己酸甲酯和顺式-去氢白菖烯等。己酸乙酯是未浸果果实相对含量较高的特有成分，(E)-2-己烯醛、壬醛和桉叶油醇是浸果果实相对含量较高的特有成分。丁酸乙酯、丁酸甲酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、十甲基环五硅氧烷和十二甲基环六硅氧烷是未浸果和浸果果实相对含量较高的共有成分。

表2 贵长猕猴桃果实氨基酸含量Table 2 The content amino acids of Guichang kiwifruit /(g·kg-1)

表3 贵长猕猴桃果实香气成分相对含量Table 3 The relative contents of aromatic compounds of Guichang kiwifruit

表3(续)

表3(续)

注：“-”表示未检出。
Note：‘-’ indicates undetected.

2.4 贵长猕猴桃果实香气成分种类含量

由图1可知，未浸果和浸果果实香气成分中的酯类、醛类、醇类、酸类、酮类、烯烃、烷烃、苯类、萘类、酚类和其他类分别占89.35%和59.94%、0.44%和12.14%、0.37%和2.81%、0.16%和0.15%、0.77%和1.49%、0.42%和4.58%、7.81%和15.52%、0.30%和0.34%、0.33%和1.32%、0.05%和1.13%、0.00%和0.58%。未浸果和浸果果实香气成分间差别较大的种类是酯类、醇类、醛类、烯烃和烷烃，其中未浸果果实香气成分酯类明显高于浸果果实，醇类、醛类、烯烃和烷烃明显低于浸果果实。未浸果香气主要为酯类和烷烃类，浸果果实香气主要种类为酯类、醛类、烯烃、烷烃和醇类。

图1 贵长猕猴桃果实香气成分种类含量Fig.1 The type content of romatic compound of Guichang kiwifruit

3 讨论

朱杰丽等[14]和董金磊等[19]报道适量氯吡脲处理可显著促进徐香、海沃德和华优猕猴桃果实生长，提高单果体积和单果重；本研究结果也表明，氯吡脲浸果显著提高了贵长猕猴桃果实产量。朱杰丽等[14]研究发现10 mg·L-1氯吡脲处理可显著提高徐香猕猴桃总糖含量、降低维生素C含量；董金磊等[19]和庞荣等[20]研究均表明，氯吡脲处理提高了果实可溶性固形物含量，其中海沃德最佳处理浓度为10 mg·L-1、徐香和华优为5 mg·L-1；方金豹等[24]认为氯吡脲能增强果实对光合产物的竞争能力，改善果实品质。本研究表明，10 mg·L-1氯吡脲处理显著提高了食用期贵长猕猴桃果实可溶性固形物和干物质含量，降低了维生素C、可滴定酸和可溶性蛋白含量，这与朱杰丽等[14]和董金磊等[19]报道相吻合。

食物氨基酸组成越接近人体蛋白质组成，其营养价值越高。根据世界卫生组织和联合国粮农组织提出的蛋白质营养价值的氨基酸模式，认为高品质食物蛋白其必需氨基酸占总氨基酸含量在40%以上，必需氨基酸与非必需氨基酸的比值在0.6以上[25]。本研究结果表明，未浸果和浸果果实必需氨基酸分别占各自总氨基酸含量的33.89%和38.04%，必需氨基酸与非必需氨基酸比值分别为0.51和0.61。未浸果和浸果果实均较接近理想氨基酸模式，表明贵长猕猴桃必需氨基酸营养较为均衡。10 mg·L-1氯吡脲浸果处理提高了贵长猕猴桃的营养价值，这可能与氯吡脲浸果处理增加了甜味氨基酸含量，降低了鲜味氨基酸、苦味氨基酸和芳香族氨基酸含量相关。且高含量的鲜味氨基酸和芳香族氨基酸可解释贵长猕猴桃具有较好的口感和风味，这也与本研究香气成分结果相一致。本研究还发现，氯吡脲浸果显著降低贵长猕猴桃果实氨基酸含量的同时，也降低了果实可溶性蛋白含量，而可溶性蛋白与植物抗病性密切相关[26-27]。前人调查贮藏期果实腐烂情况发现，浸果处理极显著增加了果实的腐烂率(P<0.01)[28]，这可能与其降低果实氨基酸和可溶性蛋白含量而导致果实抗病性降低相关。有趣的是，氯吡脲浸果果实脯氨酸含量远高于未浸果果实，植物细胞在遭受逆境胁迫时均会大量积累脯氨酸，起保护植物免受渗透胁迫伤害的作用[29-30]，这也间接说明浸果处理增加了贮藏期猕猴桃果实细胞渗透性，进而导致果实易于腐败，抗病能力降低，降低了果实贮藏性。

大量研究表明，猕猴桃果实中的香气种类主要为酯类、醇类、醛类、酮类以及杂环类化合物，已报道的香气成分达80多种，其中主要成分有丁酸甲酯、丁酸乙酯、(E)/(Z)-己烯醛、己醛、(E)/(Z)-3-己烯醇以及苯甲酸甲酯；丁酸乙酯、(E)-2-己烯醛和己醛可能是决定猕猴桃香味的3种最主要的挥发性成分，其中以(E)-2-己烯醛含量最高[31-32]。郭丽芳等[10]检出金艳猕猴桃果实香气成分共38种，其中以(E)-2-己烯醛和己醛含量较高；而美味猕猴桃海沃德主要香气是苯甲醛、(E)-2-己烯醛、己醛和3-辛醇[8]；杨丹等[5]检出红阳猕猴桃果实香气成分共92种，(E)-2-己烯醛、丁酸乙酯和苯甲酸甲酯含量较高。本研究表明，贵长猕猴桃香气主要成分为丁酸乙酯、苯甲酸甲酯和丁酸甲酯，其高含量的丁酸乙酯、苯甲酸甲酯和丁酸甲酯成分使其区别于金艳、 海沃德和红阳等猕猴桃，具有其独特的浓郁香蕉菠萝清香味。氯吡脲浸果处理对贵长猕猴桃果实香气影响较大，增加了醛类、醇类、烯烃和烷烃在果实香气成分中的占比；而醛类和醇类的高占比，可能也是导致浸果果实不耐贮藏的原因之一。

4 结论

氯吡脲浸果可显著促进贵长猕猴桃果实产量形成，干物质、可溶性固形物含量增加(P<0.05)，降低果实果形指数和果实硬度及维生素C、可滴定酸和可溶性蛋白含量，影响果实的外观和耐贮性。此外，10 mg·L-1氯吡脲浸果可极显著增加果实脯氨酸和甜味氨基酸含量(P<0.01)，显著降低果实的总氨基酸、鲜味氨基酸、苦味氨基酸和芳香族氨基酸含量(P<0.05)。贵长猕猴桃果实香气成分主要为酯类、醇类、醛类、烯烃和烷烃，其中，未浸果果实香气成分主要为丁酸乙酯、丁酸甲酯、苯甲酸甲酯和苯甲酸乙酯等，氯吡脲浸果果实主要为丁酸乙酯、苯甲酸甲酯、丁酸甲酯和(E)-2-己烯醛等。氯吡脲浸果增加了醛类、醇类、烯烃和烷烃在果实香气成分中的占比，增加了香气的多样性。本研究分析了国家推荐氯吡脲浓度对贵长猕猴桃果实产量品质、氨基酸和香气成分的影响，而对不同浓度的氯吡脲处理以及使用氯吡脲后猕猴桃果实的安全性仍需进一步研究。