不同种间杂交梨果的SPMEGC/MS香气成分分析

张文君,王 颖,李慧冬,王东升,李俊才,李红旭,李 勇,陈子雷,2,*

(1.山东省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所,山东济南 250100;2.山东师范大学生命科学学院,山东济南 250014;3.河南省农业科学院,河南郑州 450002;4.辽宁省果树科学研究所,辽宁营口 115009;5.甘肃省农业科学院,甘肃兰州 730070;6.河北省农林科学院,河北石家庄 050061)

作为梨起源中心之一,我国具有丰富的梨种质资源,在世界梨产业中占有重要地位。近几年,无论栽培面积还是产量都迅速发展,梨属新品种也在逐年增加[1-2]。梨产业的快速发展不仅源于梨果数量及品种更迭方面,梨果品质更是决定其快速发展及竞争力提高的至关重要的因素。果实香气由不同类型挥发性芳香物质组成,其种类与含量不同影响果实特征香气,且在梨的生长过程中受各类因素影响,可以客观反映果实的风味特性及成熟程度[3-4],直接决定着果实及其加工品的品质,显著影响其市场竞争力,近年来受到了大量学者的广泛关注。

固相微萃取(SPME)与气相色谱质谱联用(GC-MS)[5-7]是研究香气组分最常用的方法,其操作简单,可匹配数据库丰富、能够较真实地反应果实的香气成分。现在已有学者应用此研究了套袋[8]、成熟度[9]、采收期[10]、贮藏期[11-12]等对梨果挥发性香气组分的影响,不同处理方式下梨果中香气物质均有一定的变化规律;分析了我国白梨、砂梨、秋子梨及新疆梨等四大系统梨果中挥发性香气物质,通过不同类别香气物质比较与主成分分析确定不同系统梨果之间的差异[3,13-15];上述研究建立了良好的香气组分萃取方法,并对影响梨果香气的因素、梨果中香气组分差异及形成相关性进行详细阐述,为梨果生产、贮藏过程中如何保证果品质量及香气育种提供了较好的数据支持。不同种间杂交品种梨果,品种新颖,市场前景较好,但对其挥发性香气成分的研究不多。李国鹏[14]曾应用电子鼻对黄冠梨香气成分进行了研究;李杰等[15]以黄冠梨为基质研究了7种不同萃取头对梨果实香气萃取的影响;其他参试梨果均无文献报道。

保留指数法是一种稳定的色谱定性参数,具有较好的准确度和重现性[16],与谱库检索相结合能充分发挥两种方法各自的优势,提高分析效率,大大增加定性分析的准确性和可靠性[17]。由此本研究在已有基础上,优化固相微萃取条件,结合谱库检索与保留指数综,对不同种间杂交品种梨果进行SPME-GC/MS评价分析,以期为不同种间杂交梨果香气性状的评价提供参考依据,同时进一步为梨果实中香气成分测定提供一定数据支持。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

不同种间杂交品种梨果 来自国家梨产业体系试验站,所有参试梨果成熟度一致、无机械损伤和病虫害;早金酥(苹果梨×身不知) 来自于辽宁营口试验站;红早酥(苹果梨×身不知) 来自于河南郑州试验站;玉露香(库尔勒香梨×雪花梨)、早酥(苹果梨×身不知) 来自于甘肃兰州试验站;黄冠(雪花梨×新世纪) 来自于河北昌黎试验站;2-壬酮(99.0%) 德国Dr. Ehrensorfer公司;甲醇(HPLC级) 美国Fisher公司。

Agilent 7890A气相色谱仪(配备Agilent 5977 MSD质谱仪) 美国安捷伦公司;SUPELCO固相微萃取装置(包括50/30 μm DVB/CAR/PDMS、85 μm Carboxen/PDMS、75 μm Carboxen/PDMS、100 μm PDMS、85 μm Polyacrylate五种萃取头) 美国色谱科公司;CORNING PC-420 D磁力搅拌器 美国康宁公司;Sartorius BSA224S-CW分析天平 德国赛多利斯公司。

1.2 实验方法

1.2.1 标准溶液配制 称取0.1 g(精确至0.0001 g)2-壬酮标准品,用甲醇定容至10 mL,配制成10000 mg/L的标准储备液;将2-壬酮用甲醇稀释至200 mg/L备用;所有标准溶液于-18 ℃冰箱中贮存。

1.2.2 气相色谱质谱条件 参照已有测试方法[18]调整程序升温设置条件,确定色谱质谱方法如下:色谱Agilent 7890A气相色谱仪串联5977 MSD质谱仪测定;色谱条件为:色谱柱为DB-5 ms(30 m×250 μm×0.25 μm),升温程序:起始温度30 ℃,保持2 min;以3 ℃/min的速度升至102 ℃,以2 ℃/min的速度,升至126 ℃,以1 ℃/min的速度,升至148 ℃,以4 ℃/min的速度,升至190 ℃,再以10 ℃/min的速度,升至270 ℃并保持3 min;载气为高纯氦气,流速为1 mL/min;进样口、检测器和连接杆温度分别为270、270和280 ℃;质谱条件为:质谱为EI离子源,电子能量70 eV,电子倍增器电压1382.3 V,扫描范围为45～450 amu,离子源温度230 ℃,四级杆温度150 ℃;电子能量模式:全程扫描。

1.2.3 挥发性香气成分萃取与检测 按照四分法将每个梨果划分为4部分,随机选择梨果的一个部分竖切0.5 cm厚的梨片,去掉核果,每次取5个梨果上果肉,带皮切成0.5 cm×0.5 cm梨块,混合均匀,取6 g装入萃取瓶中,加入50 μL 200 mg/L 2-壬酮于梨块上,盖紧塞子静置10 min,在40 ℃条件下萃取40 min,然后将固相微萃取头插入气相色谱端进样口,于270 ℃下解析10 min,在1.2.2条件下进行检测。每个品种梨果重复试验3次。

定性分析:各色谱峰的质谱碎片首先经NIST/WILEY.11检索,选择匹配度大于80%挥发性香气物质。然后按照1.2.3步骤对50 μL 200 mg/L(C5～C20)正构烷烃混标进行测试,得到正构烷烃保留时间,参照公式[14]计算各香气组分的保留指数,同时根据文献中的保留指数数据进行确认。

单一线性程序升温的条件下保留指数计算公式为:

式中:RI-待测组分保留指数;RTunknown-待测组分保留时间;RTn、RTn+1-待测组分前后正构烷烃的保留时间;n-正构烷烃的碳数。

定量分析:采用内标定量。以2-壬酮作为内标进行浓度计算,其浓度为200 mg/L,体积50 μL。计算公式参照秦改花[13]等的方法,各香气组分含量(ng/g)=[各组分的峰面积/内标的峰面积×内标浓度(mg/L)×50 μL]×1000/样品量(g)。所有计算数据均为1.3.3中测试数据的平均值。

统计分析:采用SPSS 22.0进行主成分分析(PCA)分析及聚类分析(CA)。

2 结果与分析

2.1 萃取条件优化

2.1.1 固相微萃取头的选择 固相微萃取是影响挥发性芳香物质萃取效果的核心因素[14],其选择取决于化学物特性。由此本实验首先考察50/30 μm DVB/CAR/PDMS、65 μm PDMS/DVB、75 μm Carboxen/PDMS、100 μm PDMS、85 μm Polyacrylate五种萃取头对梨果挥发性芳香物质萃取的效果,通过挥发性芳香物质的总数及总量、不同类型挥发性芳香物质的所占比例及数量确定最佳的固相微萃取头,试验以早金酥梨为基质。

分析发现,五种萃取头萃取中50/30 μm DVB/CAR/PDMS、75 μmCarboxen/PDMS两种萃取头能够萃取的香气物质的总量相差不大,且含量较高,分别为1839.5、1847.9 ng/g,其次为65 μm PDMS/DVB萃取头(1647.2 ng/g),均远大于100 μm PDMS(936.4 ng/g)、85 μm Polyacrylate(891.5 ng/g)萃取头;由表1中看出,50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头萃取的香气物质种类多达60种,其次是65 μm PDMS/DVB萃取头、75 μm Carboxen/PDMS萃取头,均明显多于100 μm PDMS、85 μm Polyacrylate萃取头。从不同类型挥发性芳香物质的相对百分含量及种数来看,75 μm Carboxen/PDMS萃取的酯类物质的相对含量、种类均高于其他四种萃取头,相对含量高达86.92%,但其烯烃类物质的相对含量非常低、种数较少;50/30 μm DVB/CAR/PDMS、65 μm PDMS/DVB萃取的酯类物质的相对含量高于50%,均高于100 μm PDMS萃取头和85 μm Polyacrylate萃取头,这四种萃取头的烯烃类物质的相对含量在20.23%～45.30%,其中50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取的烯烃类物质的种类最多,含量低于100 μm PDMS萃取头,但高于其余两种萃取头;此外,50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取的醇类、醛类物质的相对含量高于其他四种微萃取头,同时其萃取的醛类物质与酮类物质的种数多于其他四种微萃取头。不同类型的香气成分以一定比例组合构成不同梨果的特殊风味[13],每种类型都是梨果风味必不可少的一部分。由此综合考虑确定50/30 μm DVB/CAR/PDMS纤维头为最佳萃取头。

表1 萃取头种类对不同类型挥发性芳香物质的萃取效果的影响Table 1 The effect of different extraction head on extractive effect of different types of volatile aromatic compounds

2.1.2 萃取温度对萃取效果的影响 温度作为催化剂,对各类挥发性芳香物质在微萃取头的吸附均有明显影响。由此本实验在30～50 ℃之间,每5 ℃设置温度梯度进行研究,考察不同温度条件下50/30 μm DVB/CAR/PDMS纤维头萃取香气物质的种数及总含量的变化。由图1看出,挥发性香气物质的种数随着温度的升高显著增加,当温度为40 ℃或者更高时,其种数基本在57～61种之间;挥发性香气物质的总含量随着温度的升高明显增加,且一直处于增加状态,当温度高于40 ℃后,其增加缓慢。过高的温度会使萃取效率下降[18],影响梨块的风味,同时加快褐变程度。由此最终确定40 ℃为最佳萃取温度。

图1 萃取温度对挥发性芳香物质的萃取效果的影响Fig.1 The effect of temperature on extractiveeffect of aromatic substances

2.1.3 萃取时间对萃取效果的影响 分析物在样品与涂层之间达到平衡需要一定时间,通常萃取过程均在刚开始时萃取头的吸附量迅速增加,当其达到一定状态的时候萃取量的增加就趋于平缓[18]。由此,本实验在20～60 min之间每10 min设置时间梯度进行研究。根据文献[3,13-14]及试验中香气物质的含量情况,选择梨果中主要香气成分考察萃取时间对萃取效果的影响,由图2看出,己酸乙酯、乙酸乙酯含量具有一定的波动,受萃取时间影响不大;乙酸丁酯含量略有下降,在40 min之后稳定;丁酸己酯含量不断增加;其他香气成分含量在萃取时间为40 min时萃取效果最好,或者40 min之后相对较为稳定。由此确定40 min为最优萃取时间。

图2 萃取时间对挥发性芳香物质的萃取效果的影响Fig.2 The effect of extraction timeon extractive effect of aromatic substances注:a:乙酸己酯;b:α-法呢烯;c:己酸乙酯;d:乙酸乙酯;e:E-2-己烯醛;f:乙酸丁酯;g:癸酸乙酯;h:庚酸乙酯;i:辛酸甲酯;j:丁酸己酯。

2.2 梨果实挥发性香气物质的GC-MS分析

早金酥、红早酥、玉露香、早酥、黄冠等品种的香气成分GC/MS总离子流图见图3～图7。通过NIST/WILEY.11谱库检索,同时结合保留时间指数计算与比对确定了受检梨果的主要香气成分及含量(表2)、不同种间杂交梨果中不同类型香气成分的相对含量及种数(表3)。经统计,5种梨果中共检出122种香气成分,主要包括52种酯类、23种烯烃类、12种烷烃类、11种芳烃类、9种醛类、6种醇类、3种酮类及6种其他类等物质。从香气含量上看,黄冠梨中香气总量最高,为7048.60 ng/g,是其他四种梨果的4～5倍;其次是早金酥(1839.52 ng/g)、红早酥(1548.68 ng/g),均高于早酥(1493.99 ng/g)和玉露香(1450.74 ng/g);从香气数量上看,早金酥梨果香气种数最多(60种),其次是黄冠梨(54种),早酥梨香气种数最少(44种),略少于红早酥(45种)和玉露香(48种);黄冠梨与早金酥梨是参试梨果中检出香气含量较高、香气数量较多的梨果。

表2 不同种间杂交品种梨果的香气组成及含量Table 2 Aroma composition and content of pear of interspecific hybridization

续表

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表3 不同种间杂交梨果中不同类型香气成分的相对含量及种数Table 3 The relative content and number of different types of aroma components in interspecific hybridization pears

图3 黄冠梨果香气成分总离子图Fig.3 Total ion chromatograms of aromaticcomponents of Huangguan pear

图4 早金酥梨果香气成分总离子图Fig.4 Total ion chromatograms of aromaticcomponents of Zaojinsu pear

图5 早酥梨果香气成分总离子图Fig.5 Total ion chromatograms of aromaticcomponents of Zaosu pear

图6 红早酥梨果香气成分总离子图Fig.6 Total ion chromatograms of aromaticcomponents of Hongzaosu pear

图7 玉露香梨果香气成分总离子图Fig.7 Total ion chromatograms of aromaticcomponents of Yuluxiang pear

2.2.1 酯类物质 本文共鉴定出52种酯类,每种梨果中酯类物质含量在290.62～5115.82 ng/g,占总挥发物的19.45%～72.58%。黄冠梨和早金酥梨中酯类物质所占比例均大于50%,其中黄冠梨中比例高达72.58%;其次是红早酥和玉露香,早酥梨中相对含量最小。黄冠梨和玉露香中酯类总数在30种左右,其次是早金酥梨,均多于红早酥和早酥梨。不论从相对含量还是种数上看,酯类物质都是参试梨果中主要香气物质之一。各个梨果中共有香气成分为乙酸己酯、丁酸己酯、己酸己酯,其中乙酸己酯的含量在213.68～1766.91 ng/g之间,在每种梨果的酯类香气中均占最高比例,具有草莓、青草、苹果的气味[19]。有文献报道,C10以下的酯类具有水果的风味,相比长链脂肪酸酯风味阈值较低,在酯类香气构成中发挥主要作用[20]。在本研究中,除(E,Z)-2,4-癸二烯酸乙酯、邻苯二甲酸二异丁酯、辛酸乙酯、己酸己酯、癸酸乙酯外,上述各个梨果中含量较高的酯类物质的碳数均在10以下。碳数较高酯类中(E,Z)-2,4-癸二烯酸乙酯仅在黄冠梨中检出,含量较高,为123.99 ng/g,具有果香,似梨子香[19],是西洋梨“巴梨”中主要特征香气组分[21],是秋子梨中重要特征香气组分[13];邻苯二甲酸二异丁酯在黄冠梨及早金酥中鉴定出,含量分别为78.34、11.23 ng/g。此外,本研究还在早金酥梨果中鉴定出棕榈酸甲酯,但含量较低,仅为0.36 ng/g。本文鉴定的酯类物质中有21种含有不饱和碳碳双键的烯酯,其中(E,Z)-2,4-癸二烯酸乙酯、(E)-3-己烯-1-醇乙酸酯、(Z)-2-己烯-1-醇乙酸酯、(E)-2-己烯-1-醇乙酸酯、2-甲基-2-丁烯酸乙酯含量较高。

2.2.2 烃类物质 本文鉴定出12种烷烃,但其含量相对很低,为2.48～25.62 ng/g,占总挥发物的0.16%～1.16%。其中包括C11～C20系列正构烷烃,同时还有三种环烷烃,丁基环己烷、戊基环戊烷及辛基环丙烷。烯烃类物质共鉴定出23种,与酯类含量所占比例之和均大于74%,在梨果中含量在412.89～1630.99 ng/g,占挥发性物总量的22.45%～65.88%,同样是本文参试梨果的主要挥发性香气化合物,其包括脂肪族烯烃(4种)、芳香族烯烃(1种)、萜烯(18种)。早酥梨中烯烃类物质相对含量最高,高达65.88%,其次是红早酥(49.92%)和玉露香(38.14%),黄冠梨和早金酥梨果中相对含量接近,且较低,分别为23.14%、22.45%。萜烯类物质在所有烯烃类物质中含量最高,包括单萜(1种)和倍半萜(17种),其由异戊二烯衍生成的一类天然化合物,呈现出木质气味、一定的花香味[22]。红早酥和玉露香中鉴定出单萜化合物柠檬烯,含量分别为1.27、2.24 ng/g,其主要存在于柑橘类水果中,贡献柠檬样香气[23]。五种梨中共有的倍半萜物质为α-法呢烯和Α-姜黄烯,其中α-法呢烯是所有烯烃类物质中含量最高的物质,其含量在316.08～1363.41 ng/g之间,具有花香气味[24],广泛存在于水果中[22-25];A-姜黄烯的含量在3.41～34.67 ng/g之间,首次在梨中发现。本研究还鉴定出了α-法呢烯的3种同分异构体,分别为(E,Z)-α-法呢烯、(Z,E)-α-法呢烯和(Z,Z)-α-法呢烯,西洋梨中也发现部分α-法呢烯的同分异构体[25]。同时还发现2种β-法呢烯异构体,黄冠梨与玉露香梨中鉴定出(Z)-β-法呢烯,其余三种梨果中鉴定出(E)-β-法呢烯。本文在参试梨果中首次鉴定出发现2,6-二甲基-6-(4-甲基-3-戊烯基)双环[3.1.1]庚-2-烯、(-)-大根香叶烯、白菖烯、姜烯、(+)-喇叭烯等物质,这些在多种受检梨果都有检出,这些物质的含量均高于1.45 ng/g;其中2,6-二甲基-6-(4-甲基-3-戊烯基)双环[3.1.1]庚-2-烯含量较高,为14.27～38.15 ng/g,除黄冠梨外,其余四种梨果中均有检出。本研究还鉴定出α-雪松烯、脱氢香橙烯、γ-杜松烯;除玉露香外,其余四种梨果中均检出α-雪松烯,含量在22.96～71.85 ng/g;脱氢香橙烯、γ-杜松烯分别在红早酥(0.82 ng/g)、早金酥(3.19 ng/g)中检出;有专家在梨果中也曾检出过这三种物质[25-26]。此外,本研究共鉴定11种芳烃化合物,其在梨果中总含量在1.60～29.36 ng/g,占总挥发物的0.03%～1.97%,主要为苯同源化合物及多环芳烃类。

与饱和烃类相比,烯烃类物质阈值较低[27],且在受检梨果中的含量普遍较高,由此说明其对本文受检梨果香气具有较为重要的贡献作用。

2.2.3 醇类物质 5种梨果中共发现6种醇类物质,总含量在15.80～206.48 ng/g,占梨果总挥发物的1.02%～14.23%。玉露香中检出种数为3种,所占比例最高,为14.23%,红早酥中种数最多(4种),但是仅占梨果总挥发物的1.02%;其余梨果均检出2种醇类物质,所占比例为1.87%～8.24%。正己醇是主要的醇类化合物,除红早酥外,其余梨果中均有检出,玉露香中最高183.50 ng/g,其次是早金酥和黄冠,含量分别为132.76和121.97 ng/g,早酥梨中最低,为64.10 ng/g。早酥、红早酥及玉露香中还鉴定出(E)-2-己烯-1-醇,含量为7.94～22.14 ng/g。有文献报道C6醇类是主要醇类化合物,具有青草味[13]。此外,本文黄冠、早金酥梨中还鉴定出2-乙基己醇,含量分别为10.15、18.87 ng/g;红早酥中鉴定出碳数大于6的直链醇有正庚醇、正辛醇、正壬醇,含量分别为0.27、0.61、0.26 ng/g,其中正庚醇具有青草香、甜木香及芍药香[19];正辛醇具有脂肪、蘑菇香气[19];正壬醇有柑橘香、脂肪气味[19];同时本文还在玉露香中鉴定出正壬醇,含量较低,为0.84 ng/g。

2.2.4 醛酮类物质 醛类化合物是受检梨果中第三大挥发性香气物质,含量范围22.25～191.95 ng/g,占梨果总挥发物的0.32%～11.0%。由表3看出,早金酥中醛类数量最多(6种),占总挥发物的10.44%,其次是红早酥(5种),占总挥发物的11%,其余三种梨果仅检测出3种醛类化合物。C6醛类被认为是青香型化合物的代表[13],本研究中共检出三种C6醛,其中己醛含量最高,浓度范围为42.21～115.74 ng/g,(E)-2-己醛含量(17.67～61.15 ng/g)次之,除黄冠梨外,其余四种梨果中均含有上述两种醛类;红早酥梨中还鉴定出(E,E)-2,4-己二烯醛,含量较低,为2.18 ng/g,贡献油脂香和草香[19]。C10以上的醛鉴定出4种,癸醛在5种梨果中均能检测到,含量为0.91～10.31 ng/g,是花香味及柑橘味气味[19]的贡献者。早金酥和红早酥中检出十二醛,含量分别为8.56、1.30 ng/g,具有强烈脂肪香气[19]。十三醛仅在黄冠梨中检出,含量为10.22 ng/g,具有辛香味[19]。肉豆蔻醛赋予梨果奶油香蜡香和果香[28],本研究中仅在早金酥梨中检测到。同时本文还鉴定出2种苯甲醛类香气物质,分别为黄冠中3-乙基苯甲醛(1.72 ng/g)、早金酥中2-乙基苯甲醛(0.73 ng/g)。

本研究共发现3种酮类化合物,其中6-甲基-5-庚烯-2-酮类化合物是5种梨果中共有的酮类物质,具有脂肪、绿色、柑橘气味[19]。此外早金酥梨果中发现苯乙酮与香叶基丙酮,含量分别为5.99、5.04 ng/g,苯乙酮具有甜香香气[19],在红早酥梨果中也有检出,但含量较低。香叶基丙酮广泛存在烟草中[29],是具有清香型香气特征[19],也是茶叶中主要酮类物质[30]。

2.2.5 其他类物质 5种不同种间杂交梨果中共鉴定出苯甲腈、甲基苯基肟等其他类化合物6种,总含量为4.45～115.36 ng/g,占梨果总挥发物的0.26%～4.44%。虽然其含量低,但对梨的整体风味也具有重要贡献。苯甲腈首次是在木瓜叶片中发现的一种挥发性香气物质[13],梨果中首次发现是在秋子梨中[13],本研究中仅在早金酥梨中检测到。本文5种梨果中还检出甲基苯基肟,含量为4.45～115.36 ng/g,黄冠与早金酥梨果中较高,其余三种均低于10 ng/g,有研究在枣花[24]、食用菌[26]及蓝莓[27]中也曾发现甲氧基苯基肟;在其他类挥发物中,草蒿脑、茴香脑这两种醚类化合物也得到了鉴定,草蒿脑呈树根香略带甜味[19],是“锦香”、“福安尖把”、“龙香”和“延边谢花甜”等梨品种中特有的一种挥发性芳香物质[13];茴香脑是天然辛香料的重要组成成分,具有甘草和草药味[31],在日照红茶[32]、酿酒葡萄[33]中均有鉴定。这两物质仅在早酥梨中检测到,含量分别为29.60、0.99 ng/g。本文在早酥梨中还鉴定了2种酚类物质,分别为甲基丁子香酚、2,6-二叔丁基对甲酚,其中甲基丁子香酚属于苯丙烷类化合物,贡献辛香气味与丁香气味[34]。2,6-二叔丁基对甲酚为抗氧化剂,曾在葡萄汁香气[35]中检测到。

2.3 不同梨果香气物质的PCA分析

通过SPSS 22.0软件对5种不同种间杂交的梨样品中挥发性物质进行PCA,分析得到各主成分的特征值、方差贡献率、累积方差贡献率见表4。从表4可知,特征值大于1的共4个主成分,总方差100.00%的贡献率来自前4个主成分,其方差贡献率依次为54.29%、27.27%、13.36%和5.08%;说明4个主成分反映了原始变量的全部信息。

表4 主成分方差贡献率Table 4 Principal component variance contribution rate

由载荷得分可知,PC1中载荷较高的正影响挥发性物质主要有(E)-3-己烯-1-醇乙酸酯、己酸乙酯、戊酸乙酯、庚酸乙酯、十二烷、苯甲酸乙酯、乙酸庚酯、辛酸乙酯、十三烷、乙酸己酯、十四烷、(-)-大根香叶烯、白菖烯、α-雪松烯、癸醛、Α-姜黄烯、α-法呢烯、甲氧基苯基肟,其中(E)-3-己烯-1-醇乙酸酯的载荷量最高为0.997;载荷较高的负影响挥发性物质有己醛,其载荷量为0.847。PC2中载荷较高的正影响挥发性物质主要有异戊酸己酯、苯乙酮、己酸己酯、乙酸丁酯、(E)-2-己烯-1-丙酸甲酯、甲基庚烯酮、(E)-2-己烯己酸酯、丁酸己酯,其中异戊酸己酯的载荷量最高为0.985;PC3载荷较高的正影响挥发性物质主要有十一烷、正己醇,其中十一烷载荷量为0.859。

PC1中得分较高的主要是酯类、醛类、烷烃类、烯烃类物质,PC2中得分较高的主要是酯类和酮类物质,PC3中得分较高的物质为烷烃类和醇类物质。由此看出,酯类物质、醛类、烷烃类、酮类、烯烃类及醇类物质是受检梨果香气差异性的主要贡献物质。虽然烷烃类物质在梨果中的含量普遍较低,但是对于梨果香气差异性贡献也有不可替代的作用。

2.4 不同梨果香气物质CA分析

通过SPSS 22.0软件对5种不同种间杂交的梨样品中挥发性物质进行CA分析,得到了受检梨果分类树状图(图8),如图显示受检梨果主要分为两个组,黄冠梨与其他四种梨果明显不同,没有任何交集;早金酥、早酥与红早酥的杂交亲本一致,但是当欧氏平方距离越来越小的时候,它们也分成不同组,而玉露香梨与早酥梨及红早酥梨的香气组成有较为类似的地方,这可能是由于香气的产生及变化受多种因素的影响而导致的[8-11,36-37]。

图8 不同种间杂交梨果的聚类分析树状图Fig.8 Dendrogram plot obtained from clusteranalysis of pear of interspecific hybridization

3 结论

本文通过萃取条件的优化,确定固相微萃取最优条件,实现不同种间杂交梨果的GC-MS分析。从香气组分含量上看,酯类与烯烃类物质是上述不同种间杂交梨果的主要香气组分;醇、醛、酮类、饱和烃类及其他类物质以其自身的香气特性同样对梨果香气的贡献具有不可替代的作用;通过主成分分析,发现酯类物质、醛类、烷烃类、酮类、烯烃类及醇类物质是受检梨果的香气差异性的主要贡献物质,虽然烷烃类物质在梨果中的含量普遍较低,但也是梨果香气差异性的重要贡献者;通过聚类分析发现,受检梨果主要分为两个组,基本与其杂交亲本的亲缘关系相一致,但随着欧氏平方距离的变小,也出现不一致的地方,推测可能是由于香气的产生及变化受多种因素的影响而导致的。