不同成熟时期无花果果实品质及香气组分的比较分析

高 扬，李树海，刘景超，廖方舟，张晓玉

（天津市林业果树研究所，天津市果树栽培技术工程中心，天津300381）

无花果营养丰富、风味独特，具有药食同源特点，是第三代水果中的重要一员。其果实富含硒、钾、钙、维生素、不饱和脂肪酸等营养成分，还含有抗氧化活性物质和药理活性物质，具有助消化、治疗咽喉炎、止腹泻、抗衰老等功效，被誉为“21 世纪人类健康的守护神”[1]。近年来，无花果在全国范围内栽培面积不断扩大，主要集中在新疆、山东、陕西、江苏以及四川等地区[2]，并且已经逐步开展了引种试验[3-5]、栽培技术[6-8]、病虫害防治[9-10]、贮藏保鲜[11-13]、抗逆生理[14]、活性物质提取及功效[15-16]等方面的研究。

提升果实品质、生产优质果品是水果生产的终极目标，也是当下供给侧结构改革的重要内容。随生长季节变化，不同气象因子会影响不同成熟时期无花果果实品质以及芳香化合物的组分，从而影响采收后的贮藏保鲜中的耐储性和抗病性。无花果具有生长季节营养生长与果实形成同时进行的特性，一年内多次结果，在天津地区从7 月下旬开始成熟，直至10 月底结束。

为探讨不同成熟时期无花果果实品质与芳香化合物组分的差异，本研究以目前无花果主栽品种波姬红为试材，在无花果成熟季节7—10 月，定期采收成熟果实，测定其外观及内在品质，以及芳香化合物组分，比较不同成熟时期波姬红无花果品质差异，以期为无花果优果优价、品质调控及贮藏保鲜提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试材料为3 年生波姬红无花果，株行距为2 m×3 m，树形为三主枝开心形，温室栽培。

1.2 试验地概况

试验地位于天津市农业科学院武清科技创新基地示范园内，地理位置为北纬39.42°，东经116.95°，海拔高度2.1 m。2019 年武清试验园气象条件如表1 所示。

表1 2019 年武清试验园气象条件

1.3 试验方法

2019 年在无花果成熟季节，分别于8 月2 日、9 月10 日及10 月18 日采摘新鲜成熟无花果，选择当年新梢中部、大小均匀一致、无病虫害、无挤压损伤的果实，进行试验分析。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 果实外观及理化指标测定 用游标卡尺测量无花果果实横纵径，用电子天平测定无花果果实质量，每个成熟期测定30 个果实；采用日本ATAGO PAL-1 便携式折光仪测定可溶性固形物含量，每个成熟期测定10 个果实。总酸含量采用酸碱滴定法测定，每个成熟期果实测定3 次。

1.4.2 挥发性成分的提取 香气物质的提取和测定采用顶空固相微萃取（HS-SPME）和气相色谱/质谱分析（GC-MS）联用法测定。波姬红无花果果实破碎匀浆后于 4 ℃、10 000 r/min 下离心 15 min，4 层纱布过滤，取上清液8 mL 倒入15 mL 顶空瓶中，加入2.0 g NaCl。

采用Thermo Triplus RSH 自动进样装置进行固相微萃取以及进样操作。萃取头材质为聚二甲基硅氧烷/碳筛/二乙烯苯（PDMS/CAR/DVB），需要活化后使用。孵化炉温度为40 ℃，孵化时间10 min，在40 ℃温度下吸附30 min，萃取头在250 ℃下热解析2 min。

试验所用气相色谱为Thermo Trace1300，质谱为 Thermo ISQ7000，色谱柱为 HP-INNOWAX（长30 m，内径0.25 mm，液膜厚度0.25 μm）。载气为高纯氦气，流速为1 mL/min。固相微萃取采用自动进样，不分流模式。柱温箱的升温程序为：40 ℃保持5 min，然后以2 ℃/min 的速度升温至100 ℃保持1 min，再以8 ℃/min 的速度升温至220 ℃保持5 min。质谱传输线温度为250 ℃，离子源温度为200 ℃，电离方式EI，离子能量70 eV，质量扫描范围为m/z 35～500。

各组分质谱经质谱数据库NIST 11s.LIB 和Wiley7.LIB 检索及资料分析，确认其香气成分，同时用峰面积归一化法定量，计算各组分的相对含量。

1.5 数据处理

用Excel 2016 进行数据整理，SPSS 19.0 软件对试验数据进行正态分布性验证、单因素方差分析和差异显著性比较。

2 结果与分析

2.1 无花果物候期观测分析

从表2 可以看出，波姬红无花果在温室栽培条件下，当3 月温室内平均温度达到18.5 ℃时开始萌芽，在温室内开始萌芽的时间为3 月28 日，从萌芽到展叶需要10 d 左右，之后进入营养生长阶段，在5 月24 日开始坐果，从坐果到果实成熟经历63 d，结果期从7 月下旬至10 月底结束，落叶期在11 月15 日。

表2 波姬红无花果在天津温室栽培下主要物候期 月- 日

2.2 不同成熟时期无花果外观品质分析

表3 不同成熟时期无花果外观品质比较

从表3 可以看出，不同成熟时期波姬红在单果质量、横径、纵径上存在显著差异（P＜0.05），9 月成熟的波姬红单果质量最大，为68.82 g，8 月和10 月采摘的无花果单果质量间差异不显著，分别为62.31、61.44 g；8 月采摘的波姬红横径最大，为53.24 mm，9 月和10 月采摘的波姬红横径间不存在显著差异，分别为 51.31、49.78 mm；8、9、10 月采摘的波姬红在纵径上存在显著差异（P＜0.05），9 月采摘的波姬红纵径最大，为75.38 mm，其次为8 月采摘的波姬红，纵径为70.30 mm，最小的是10 月采摘的波姬红，纵径为63.88 mm。

2.3 不同成熟时期无花果理化指标检测分析

从表4 可以看出，不同成熟时期波姬红无花果可溶性固形物含量间存在显著差异（P＜0.05），其中，10 月采摘的波姬红可溶性固形物含量最高，达到18.50%，其次为9 月采摘的波姬红，可溶性固形物含量为17.14%，8 月采摘的波姬红可溶性固形物含量最低，为12.65%，说明伴随着成熟期的延后，波姬红果实内糖、酸、维生素等营养物质积累增大，风味更加浓郁。8—10 月成熟的波姬红总酸含量之间不存在显著差异，分别为0.10%、0.09%和0.09%，说明成熟时期不同，总酸含量没有显著变化，引起波姬红风味变化的是糖及其他营养物质。

表4 不同成熟时期无花果可溶性固形物、总酸含量比较 %

2.4 不同成熟时期波姬红无花果香气种类及含量变化分析

表5 不同成熟时期波姬红果实挥发性成分及相对含量比较

续表5

不同成熟时期波姬红果实按方法1.4 处理后，经GC-MS 分析后，在不同成熟期波姬红无花果中，共鉴定出挥发性组分53 种，主要包括酯类、醛类、醇类、苯衍生物等（表 5）。8、9、10 月波姬红成熟果实中检测出的挥发性成分种类分别为34、28、25 种；其中，3 个成熟期共有的组分有15 种，8 月份成熟果实特有的挥发性组分有11 种，9 月份特有的挥发性组分有11 种，10 月份特有的挥发性组分有4 种（图1）。从开始成熟至成熟末期果实中挥发性组分各具特点。试验结果表明，8、9、10 月波姬红成熟果实中挥发性成分中苯衍生物相对含量最高，这成为波姬红无花果果实挥发性组分的明显特征（表6）。

表6 不同成熟时期波姬红果实中挥发性组分的分类比较

2.4.1 不同成熟时期波姬红无花果酯类物质的变化 酯类是水果香气的重要组分，试验检测出的酯类组分较少，只有2 种，分别为乙酸乙酯和2，2，4-三甲基-1，3- 戊二醇二异丁酸酯，均存在于不同成熟期波姬红果实中，在9 月份成熟的果实中相对含量最高，达到20.29%；其酯类中相对含量最高的是乙酸乙酯，在8、9、10 月波姬红成熟果实中的相对含量分别为0.25%、20.21%和5.16%。试验结果表明，乙酸乙酯是波姬红无花果果实中重要香气组分（表 5）。

2.4.2 不同成熟时期波姬红无花果醇类物质的变化 不同成熟时期波姬红无花果果实中醇类挥发性物质种类存在差异，共检测出6 种，呈现先增加后减少趋势；8 月采摘的波姬红果实中醇类物质有3 种，分别是2，2，6- 三甲基-6- 乙烯基四氢-2H-呋喃-3- 醇、2- 甲基-2- 烯-1- 醇及3- 乙基 -4-甲基戊烷-1- 醇，相对含量分别为0.24%、0.32%和10.41%；9 月采摘的波姬红果实中挥发性醇类物质有5 种，分别为2- 甲基-2- 烯-1- 醇、3- 乙基-4-甲基戊烷-1- 醇、正己醇、香叶醇、仲辛醇；10 月采摘的波姬红果实中挥发性醇类物质只有1 种，为3- 乙基-4- 甲基戊烷-1- 醇，相对含量为3.35%。试验结果表明，9 月采摘的波姬红果实中挥发性醇类物质种类最多，8 月份醇类物质相对含量最高；其中，含量最高的挥发性醇类物质为3- 乙基-4-甲基戊烷-1- 醇（表5）。

2.4.3 不同成熟时期波姬红无花果醛类物质的变化 不同成熟时期波姬红无花果果实中醛类挥发性物质种类存在差异，共检测出9 种，呈现初熟种类多而后减少的趋势；8 月采摘的波姬红果实中醛类物质种类最多，共8 种，分别是2- 甲基-4- 戊醛、庚醛、正辛醛、2，6- 壬二烯醛、顺 -2- 甲基 -2- 丁醛、正己醛、2- 己烯醛和壬醛；9 月采摘的波姬红果实中挥发性醛类物质有4 种，分别为正己醛、2- 己烯醛、壬醛及2- 甲基-2- 丁醛，相对含量分别为1.86%、2.76%、0.30%和 3.02%；10 月采摘的波姬红果实中挥发性醛类物质有4 种，分别为顺-2- 甲基-2- 丁醛、正己醛、2- 己烯醛及壬醛，相对含量分别为0.96%、1.19%、0.98%和0.20%。试验结果显示，8 月采摘的波姬红无花果果实中醛类物质最丰富，含量较高的2 种醛类物质为正己醛和2- 己烯醛，相对含量分别为5.57%和23.08%（表5）。

2.4.4 不同成熟时期波姬红无花果苯衍生物的变化 在不同成熟时期波姬红果实中检测出苯衍生物共12 种，是果实挥发性组分中相对含量最高的种类，每个时期组成各具特点；8 月采摘的波姬红果实中检测出苯衍生物共4 种，分别是邻苯二甲酸六-3- 基异丁酯、苯甲醛、苯甲醇和（Z）-3- 苯基-2- 烯醛；9 月采摘的波姬红果实中检测出苯衍生物共7 种，分别是苯甲醛、苯甲醇、苯乙醇、邻苯二甲酸庚-4- 异丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、奥苷菊环和 1，1，4a- 三甲基 -5，6- 二甲基十氢萘，相对含量总和为25.91%；10 月采摘的波姬红果实中检测出苯衍生物共6 种，分别是邻苯二甲酸六-3- 基异丁酯、苯甲醛、苯甲醇、草蒿脑、苯甲酸乙酯和甲苯，相对含量总和为55.26%。试验结果显示，8、9 月成熟波姬红无花果果实中苯甲醛相对含量较高，分别为24.66%和21.26%，10 月份成熟果实的苯甲醛含量继续增加，达到45.46%，说明波姬红无花果中相对含量最高的苯衍生物为苯甲醛（表5）。

2.4.5 不同成熟时期波姬红无花果萜类、酚类及其他挥发性物质的变化 不同成熟时期无花果果实中检测的萜类物质只有1 种，为里那醇，里那醇在3 个成熟时期都含有，相对含量分别为2.87%、4.21%和0.55%，里那醇是玫瑰香型葡萄的特征香气成分，具有典型的玫瑰香气，能够吸引昆虫[17]；在8 月份成熟的波姬红无花果果实检测出了2，4- 二叔丁基苯酚，相对含量为0.21%，它是葡萄香气的特征组分，具有特殊香味；3 个不同成熟时期波姬红无花果果实中还检测出草酸、2- 戊基呋喃、烯烃和烷烃等挥发性物质（表5）。

3 结论与讨论

本研究结果表明，不同时期成熟的波姬红果实品质存在显著差异（P＜0.05），9 月成熟的波姬红无花果单果质量显著高于8 月和10 月，10 月成熟的波姬红无花果可溶性固形物含量最高，果实品质与气象因子密切相关。波姬红从坐果至成熟需63 d，此期间环境温度、降水量均会对果实品质产生重要影响。设施内栽培可明显提高温度，整个生长季7 月份平均温度最高，为28.2 ℃，适宜的温度能够保证波姬红正常生长发育；2019 年降水集中在7 月和8 月，分别为101.1、132.2 mm，丰富的雨水会直接影波姬红果实品质，增大果实含水量，导致10 月成熟果实可溶性固性物含量显著高于8 月和9 月。

水果香气物质属于次生代谢产物，其代谢途径主要为脂肪酸代谢途径、氨基酸代谢途径和萜类代谢途径[18]。水果经脂肪酸代谢产生醇类、醛类、烷烃类及酮类化合物，经氨基酸代谢产生苯衍生物、酚类化合物和支链脂肪族化合物，经萜类代谢产生醇类、醛类、烯烃和酮类共4 类化合物。试验结果显示，波姬红果实中经氨基酸代谢产生的挥发性物质最多，说明氨基酸代谢途径是波姬红无花果果实合成挥发性物质的重要代谢途径；不同时期成熟的波姬红无花果果实中挥发性成分各具特色，8 月成熟的波姬红果实中相对含量较高的3 种香气物质分别为苯甲醛、2- 己烯醛、3- 乙基-4- 甲基戊烷-1-醇，相对含量分别为24.66%、23.08%和10.41%；9 月成熟的波姬红果实中相对含量较高的香气物质为乙酸乙酯和苯甲醛，相对含量分别为20.21%和21.26%；10 月成熟的波姬红果实中相对含量最高的物质是苯甲醛，相对含量为45.46%；其中，苯甲醛具有杏仁香味[19]，苯甲醛及其衍生物的抗癌功效已被广泛认可[20]，2- 己烯醛具有绿叶清香和果香[21]，乙酸乙酯具有草莓香气，这些挥发性组分共同形成了波姬红无花果不同成熟时期的典型香气特征。