猕猴桃货架期品质及关键风味物质分析

邸太菊， 李学杰， 李 健，*， 田维娜， 陈杭君， 郜海燕

(1.农业农村部 果品产后处理重点实验室, 浙江 杭州 310021； 2.北京工商大学 北京市食品添加剂工程技术研究中心， 北京 100048； 3.北京电子科技职业学院 生物工程学院， 北京 100176)

猕猴桃(Actinidiachinensis)含有丰富的维生素和微量元素，具有较高的营养价值并且风味独特，因此已成为最受欢迎的水果之一[1-2]。品质和风味是猕猴桃重要的感官属性，不仅能反映出果实的成熟度、整体香气特征以及质量特性，也是影响消费者接受程度的重要因素。而猕猴桃是一种呼吸跃变型水果，果实采后在室温下不易贮藏，容易变软、腐烂，造成风味变差，质量降低[3-4]。采后猕猴桃果实质量的变化主要表现为果实硬度、色泽、可溶性固形物含量(SSC)、可滴定酸(TA)含量和糖类含量的变化。此外，在常温放置期间，随着货架期的延长，猕猴桃的酒精味逐渐增强，使得猕猴桃果实的风味变差，从而影响猕猴桃果实整体的感官质量。对于贮藏期间猕猴桃果实品质的变化已经有较多的研究。张佳佳等[5]研究了毛花猕猴桃果实品质随贮藏时间的变化，结果表明贮藏前期果实硬度和TA含量急剧下降后趋于平缓；果实呼吸强度、维生素C含量、SSC随着贮藏时间的延长不断增加。陈丽[6]对美味猕猴桃“布鲁诺”在常温下品质的变化进行了研究，共检测出79种挥发性成分，在贮藏前期检测到大量的酮、醛类物质，随着时间的延长越来越多的酯类物质被检测出来，酯类物质在第16天达到28种，相对含量为92.18%。但是在常温货架放置期间关于猕猴桃中关键风味化合物的报道较少，且不同样品之间的差异性较大。因此本研究选用海沃德猕猴桃作为实验材料，研究在常温放置过程中果实的常规理化品质及挥发性成分的变化规律，并对其中关键风味化合物进行鉴定，探讨猕猴桃果实采后品质及风味的变化，结合感官评价以期为海沃德猕猴桃最佳食用期的确定提供理论依据。

1 材料方法

1.1 材料处理

海沃德猕猴桃9月份购自北京批发市场。果实成熟度约八成熟，购买后立即运回实验室常温存放。选择形状、大小均一，无病斑和机械损伤的果实，放入塑料框 (长38 cm×宽24.5 cm×高12 cm) 中，外面包裹一层洁能保鲜膜 (食品级，厚0.01 mm，40 cm×30 cm)，在常温 (20±2)℃下贮藏。每隔5 d取样一次，每次取40个样品检测。各项指标均重复检测3次。

1.2 仪器与设备

SB12- 028型质构仪，英国Stable Micro Systems公司；手持阿贝折光仪，日本Atago公司；HH- 2型数显恒温水浴锅，常州国华电器有限公司；7890B- 5977A型气相色谱- 质谱联用仪，美国Agilent公司；57330- U萃取头，美国Supelco公司。

1.3 实验方法

1.3.1果实硬度的测定

取40个果实，在围绕果实赤道部位的两分点处削皮约1 cm2，沿果实赤道两侧取4个对称点，用质构仪测定其硬度，取平均值[7]。测试模式：TPA，探头型号：p/5，测试速率：0.5 mm/s，压缩变形量：5 mm。从测量的果实中挑选出20个硬度值处于中间范围的果实，进行样品处理，并用于后续的实验分析[8]。

1.3.2可溶性固形物含量的测定

取20个硬度中等的果实去除皮和中柱，只保留中部的果肉，将果肉充分混合，匀浆后双层纱布过滤，用手持阿贝折光仪测定滤液的SSC。各处理均重复实验3次。

1.3.3可滴定酸含量的测定

TA含量的测定参考陈丽[6]的方法，用0.1 mmol/L的NaOH标准溶液进行滴定。各处理均重复实验3次。

1.3.4葡萄糖、果糖及蔗糖含量的测定

称取30.0 g混匀后的猕猴桃样品于烧杯中，加入200 mL的蒸馏水，将烧杯置于100 ℃的水浴锅中加热30 min，取出后室温冷却，然后将猕猴桃样品提取液转移到200 mL的容量瓶中，混匀并对其定容，定容后的糖提取液经过0.22 μm的水系滤膜过滤，取1 mL装在液相小瓶内待测。

高效液相色谱为岛津LC- 10Atvp型，检测器采用RID- 10A示差检测器，猕猴桃糖提取液通过Dikma Polyamino HILIC 5 μm柱进行分离，柱温为30 ℃，流速为0.8 mL/min，以乙腈和高纯水 (体积比为75∶25) 作为流动相，流动相在使用前需要超声去除气泡，采用外标法对猕猴桃中的葡萄糖、果糖及蔗糖进行定量[9]。

1.3.5挥发性化合物的测定

采用固相微萃取(solid-phase microextraction, SPME)法对猕猴桃中的挥发性化合物进行提取。称取5 g混匀后的猕猴桃样品于40 mL的顶空瓶中，拧紧瓶盖后置于50 ℃水浴平衡15 min，随后将经过老化的萃取头插入顶空瓶中萃取40 min后使用气相色谱- 嗅闻- 质谱 (GC-O-MS) 联用仪进行分析。

色谱条件：DB-Wax MS色谱柱(30 m×320 μm，0.25 μm)；进样口温度250 ℃；柱温箱升温程序为40 ℃保持3 min，3 ℃/min升温至180 ℃，10 ℃/min升温至230 ℃，保持3 min；不分流进样；载气为99.999%高纯度氦气，载气流速3.075 1 mL/min。

质谱条件：离子源EI源，电子能量70 eV，接口温度250 ℃，离子源温度230 ℃，四极杆温度150 ℃，进样口温度250 ℃，质量扫描范围50～500 amu，采集方式Scan，各货架期样品重复测定5次。

1.3.6关键风味物质的鉴定

采用动态顶空稀释分析法(dynamic headspace dilution analysis, DHDA)对猕猴桃中的关键风味物质进行鉴定。将萃取挥发性化合物后的纤维涂层插入前进样口解析5 min，同时经感官培训且合格的实验员利用嗅闻仪进行嗅闻，记录嗅闻到气味的时间、气味特征及气味强度。以 3n(n=1,2,3……)的比例依次增加分流比，即3∶1, 9∶1, 27∶1……直至闻到的气味刚好消失，此时所用的分流比与初始分流比的比值即为相应的FD因子，可近似看为3、9、27等。每组至少重复3次，依次稀释分析。FD因子越大，化合物对于样品整体风味的贡献度就越大，一般把FD因子超过16的香气化合物定义为关键化合物[10]。

1.3.7感官评价

组织15人的感官评定小组，对小组成员进行为期一周的培训，确保他们能对猕猴桃的感官特性做出准确判断，每个货架期选取20个果实，按照表1评分标准进行打分。

表1 感官评分标准

图1 不同货架期的猕猴桃硬度频数Fig.1 Hardness frequency of kiwifruit at different storage time

1.4 数据处理

采用SPSS 19.0软件进行数据显著性分析，P<0.05为有显著性差异。

2 结果与分析

2.1 品质指标变化分析

猕猴桃在常温贮藏期间的相关品质指标变化见见表2。

表2 猕猴桃常温货架放置过程中的品质变化

不同字母表示同行数据间差异显著(P<0.05)。

猕猴桃的硬度是用于评估果实在贮藏过程中品质变化的重要指标[11-14]。图1统计了不同货架期，不同硬度下的果实数量，结果表明随着放置时间的延长，处于低硬度状态的果实数量不断增加。表2反映出果实在货架期为第5、10、15天硬度分别下降了33.81%、55.98%和45.62%，在贮藏5 d后果实硬度下降程度较大。当货架期达到15 d时，果实硬度基本损失殆尽，达到过软状态，失去食用价值。

SSC和可溶性糖、还原糖的含量对猕猴桃的品质十分重要，它们不但会影响猕猴桃的食用口感而且还与某些维生素的合成有关[15]。可溶性固形物是果实呼吸代谢的底物，它的变化反映了贮藏过程中果实的衰老情况，另外常温货架放置期间果实的风味特征也与SSC的高低有关[16]。如表2所示，常温货架放置期间，SSC先随着硬度的下降而增加，第5天时含量最高15.40%；而后随着硬度的下降又呈现减小的趋势，第15天时最低。在猕猴桃的常温货架放置过程中，葡萄糖的含量最高，其次是果糖、蔗糖。猕猴桃在常温贮藏过程中果糖、葡萄糖含量变化趋势一致，均呈现略微上升的趋势，而蔗糖的含量变化较平稳，在0～10 d略有上升，10 d后略有下降，这与陈丽[6]的研究结果一致。猕猴桃果实常温货架放置期间，随着呼吸作用的加强积累的有机物加速分解，从而使SSC、可溶性糖含量和还原糖含量上升。贮藏后期，可溶性糖和还原糖成为主要供能底物来源，使得果实SSC和蔗糖含量下降，而葡萄糖和果糖含量的上升可能是由果实内贮存的淀粉转化而来。

TA含量的高低，对贮藏过程中果实的耐贮藏性、品质特征以及口感风味等有一定的影响[17]。如表2所示，在整个贮藏过程中，猕猴桃果实的TA含量呈不断下降的趋势。有机酸作为呼吸基质，不但是合成ATP的主要来源，而且可以促进细胞内众多生化反应的进行[18]。猕猴桃果实常温货架放置期间随着呼吸强度的增大，TA 的消耗增加[19]。贮藏初期猕猴桃的呼吸强度较弱，TA含量较高，果实风味偏酸；而常温货架放置5～15 d，由于果实的软化和腐烂，果实呼吸强度增大，TA被消耗的同时可溶性糖不断积累，果实变甜，口感更好。

2.2 挥发性化合物变化分析

香气成分是构成和影响果实品质、加工产品质量与风味典型性的主要因素[20]。海沃德猕猴桃中共鉴定出70种风味物质，包括醛类、烃类、醇类、酮类和酯类，见表3。在第0天时共鉴定出40种挥发性化合物，其中包括醛类14种、烷烃类10种、醇类10种、酮类2种和酯类4种，醛类含量最多。在第5天时共鉴定出46种挥发性化合物，其中包括醛类19种、烷烃类9种、醇类10种、酮类3种和酯类5种。第10、15天分别鉴定出化合物45和33种，其中分别有醛类13、7种，烷烃类7、4种，醇类11、5种，酮类2、1种和酯类12、16种。随着常温放置时间的延长，在0～5 d挥发性化合物逐渐增加，而在10～15 d又逐渐减少。其中第5天鉴定出的挥发性化合物种类最多，在第15天时化合物最少。前5 d果实中醛的种类较多而酯类物质较少，在第10天和第15天果实中醛类物质减少，酯类物质增多，在第15天时酯类物质最多。相对于酯类化合物而言，果实中的烃类、醇类和酮类的种类在放置过程中变化幅度不大。陈丽[6]研究了美味猕猴桃采后果实风味物质的变化，结果表明在常温贮藏下，酯类物质的种数和相对含量逐渐升高，醛、酮类物质种数和相对含量逐渐下降，这与本研究的结果一致。常温货架放置期间随着货架期的延长，猕猴桃中酯类化合物逐渐增多，酯类是引起猕猴桃甜味和水果味的主要化合物，特别是丁酸乙酯等，被认为是猕猴桃特征成熟果香的重要来源，这些酯类化合物在货架期第5天时含量最高，此时猕猴桃的口感较好[21]。

由表3可见，在贮藏初期检测到的醛类化合物较多，醛类化合物是猕猴桃挥发香气的主要成分，特别是己醛具有明显的青草味和脂肪味，但5 d以后含量逐渐下降，这也解释了猕猴桃贮藏期间气味变化的原因。在放置10～15 d时，猕猴桃果实中的酒精味逐渐增强，然而猕猴桃果实挥发性物质的检测中发现，醇类物质的种数和相对含量并未出现递增趋势，且在贮藏15 d时含量较少，这一实验结果与事实现象存在矛盾，在陈丽[6]的研究中同样发现了这一现象。出现这一现象的原因可能是呼吸跃变后，猕猴桃果实醇类物质在一系列代谢相关酶的作用下大量转化为下游代谢产物[6]。

2.3 关键风味化合物分析

在检测出的所有挥发性成分中，对样品整体起关键性作用的风味成分往往也就几种或几十种。猕猴桃中关键风味组分的鉴定结果见表4。其中，芳香化合物的FD因子越大，表明该化合物越能够被人的嗅觉感知，该化合物的对于整体风味越重要[22]。其中，正己醇 (树脂味、花香、绿植味) 和丁酸乙酯 (苹果味) 的FD因子最高，均为243，被认为是最关键的风味化合物，能够赋予果实树脂味、花香、绿植味等风味特征。其次是(E)-2-己烯醛、(E)-2-庚烯醛、香叶基丙酮和苯甲酸乙酯的FD因子为81，对猕猴桃的风味也有较大贡献。(Z)-4-癸烯醛和大马士酮的FD因子为27，也对样品风味起重要作用。根据先前的研究报道，猕猴桃果实特征香气物质主要有乙酸乙酯、苯甲酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸甲酯等酯类物质[23-25]。研究鉴定到丁酸丁酯具有较高的FD因子，为关键香气化合物；而其他的关键风味物质主要为醛、酮类，酯类较少。

表3 不同货架期猕猴桃中的挥发性化合物

续表3

不同字母表示同行数据间差异显著(P<0.05)。

表4 香气提取物稀释分析结果

2.4 感官评价结果

根据感官评价结果(表5)，在货架期第0天时，由于硬度和TA含量较高，以及SSC较低，猕猴桃样品酸度较大，甜度较低；随着酸度的降低和含糖量的升高，同时香气化合物的积累，货架期为第5天的猕猴桃的果实酸甜适中，食用最佳。货架期第10天出现酒精味，影响感官得分；而货架期第15天，果实出现腐烂，产生异味，失去食用价值。

表5 感官评价结果

不同字母表示同行数据间差异显著(P<0.05)。

3 结 论

猕猴桃在常温条件下，随着贮藏时间的延长，果实的硬度和TA含量呈现不断下降的趋势，SSC呈现先增加后下降趋势，而果糖、葡萄糖含量均呈现略微上升的趋势。通过GC-O-MS分析，在猕猴桃果实中共鉴定出70种风味物质，包括醛类、烃类、醇类、酮类和酯类。其中货架期为第5天时鉴定出的挥发性化合物种类最多，在第15天时化合物最少。随着贮藏时间的延长醛类物质减少，而酯类物质增多。通过稀释分析从猕猴桃中鉴定出8种关键风味化合物，包括正己醇 (FD=243)、丁酸乙酯 (FD=243)、(E)-2-己烯醛 (FD=81)、(E)-2-庚烯醛 (FD=81)、苯甲酸乙酯 (FD=81)、香叶基丙酮 (FD=81)、(Z)-4-癸烯醛 (FD=27) 和大马士酮 (FD=27)。同时结合感官评价，总结出货架期为5 d时，硬度为98.50 N的果实酸甜适中，是该猕猴桃的最佳食用时间。