基于GC-MS探究6个沙梨品种果实的香气成分

郅学超，邙光伟，胡展森，康亮，宫宇，刘超，王磊，巴金磊

（承德市农林科学院，河北承德067000）

水果的香气主要源于果实中各种微量的挥发性物质，是水果质量的一个重要组成部分，对果品的风味起着重要的作用[1]。对于果品的鲜食和加工，香气是构成产品品质的主要因素之一[2-7]，对果实品质起着非常重要的作用。目前，水果的香气成分已鉴别出2 000多种，如苹果350多种[8]、草莓300多种[9]、芒果270多种[10]、葡萄460多种[11]、香蕉200多种[12]。果实的香气主要由植物通过初生代谢和次生代谢合成，通过不同的生物合成途径的香气物质大体可分为4大类：萜类化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物和含氮含硫化合物[13]。梨主要通过脂肪酸途径合成其香气物质。

梨是世界范围内深受消费者喜爱的水果之一，亦是我国广泛栽培的重要水果，其种质资源极为丰富，富含高还原糖、VC和多种对人体有益的微量元素[14]。梨子香气成分已有一些报道，主要以香气浓郁的秋子梨为主[15-16]，对沙梨的香气成分研究较少。香气物质的研究方法主要分为香气物质的提取和香气物质的定性定量分析，香气物质提取方法包括以下几种：水蒸气蒸馏法[17]、直接进样法[18]、吹扫捕集法[18]、有机溶剂直接萃取法[19]、超临界萃取法[20]、固相微萃取法[21]，对香气成分的定量、定性分析，可以采用核磁共振（N MR）、红外光谱（I R）、气质联用技术（G C/M S）[1，22-26]。目前，主要采用固相微萃取法与气质联用技术对果实香气进行研究，此方法操作简便，省时省力。鉴于此，笔者采用顶空固相微萃取法与气质联用技术对‘爱甘水’、‘寿新水’、‘筑水’、‘喜水’、‘二十世纪’和‘金二十世纪’6个沙梨品种中香气物质测试、鉴定、分析比较研究，总结规律，为梨的生产加工、鲜食、开发利用和品种选育提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验在扬州大学测试中心进行，取样前先将固相微萃取头在气相色谱进样口老化20 m in，老化温度250℃。选取扬州大学梨园的沙梨品种‘爱甘水’、‘寿新水’、‘筑水’、‘喜水’、‘二十世纪’和‘金二十世纪’为试材。于果实成熟期分别随机采收生长一致的果实，每个品种选取3个果实进行香气成分的萃取和测定。

1.2 方法

试验方法参照冯立国的方法[27]。

1.2.1 香气成分萃取。取样前先将固相微萃取头在气相色谱进样口老化20 m in，老化温度250℃。选取表面完好、无病虫害的商熟期梨果实，采用四分法，去除果核后，称量样品25 g放入榨汁机压榨。取新榨梨匀浆8 m L于100 m L的样品瓶内，加入6.0 g N a C I（使香气成分充分挥发），并用铝箔纸及进口封口膜密封，将老化好的萃取头插入样品瓶顶空部分，于40℃（水浴）条件下吸附40 m in。

1.2.2 香气成分分析。吸附完成后将固相微萃取头抽回，插入气相色谱-质谱联用仪（T r a ce D S Q，美国T h er m o公司），于250℃解析2 m in，启动仪器采集数据。色谱条件：FF A P弹性石英毛细管色谱柱，长60 m，内径0.32 mm，液膜厚1.0μm；载气为He（99.99%），不分流；程序升温，进样口250℃，柱温起始温度50℃保持1 m in，以5℃/m in升温至120℃，再以8℃/m in升温至200℃，最后以12℃/m in升温至250℃保持7 m in。质谱条件：G C-M S接口温度250℃，离子源温度200℃，电离方式EI，电子能量70 e V，发射电流200μA；扫描质量范围29~600 a m u。

2 结果与分析

6个梨样品果实的香气成分经气质联用器分析得到总离子流图。对所得沙梨品种果实香气成分G C-M S总离子图的各组图谱进行计算机谱库检索（相似度80%以上），并结合人工解析，‘爱甘水’、‘寿新水’、‘筑水’、‘喜水’、‘二十世纪’和‘金二十世纪’果实中分别鉴定出18种、11种、12种、18种、17种和14种香气成分（表1）。

表1 6个砂梨品种果实的香气成分及其相对含量

2.1 6个沙梨品种果实的香气成分种类比较分析

从表2中可以看出，6个沙梨品种果实的主要香气成分种类分别是是醛类、酯类和醇类，但含量高低有明显差异。6个品种中除‘金二十世纪’外，其余5个品种‘爱甘水’、‘寿新水’、‘筑水’、‘喜水’、‘二十世纪’的醛类相对含量是最高，分别为70.46%、74.5%、87.43%、51.83%和89.56%，而‘金二十世纪’酯类相对含量最高，为78.46%，醛类相对含量只占14.93%。此外，‘爱甘水’中还检测到一定量的醇类物质，相对含量为15.23%，‘寿新水’、‘筑水’、‘喜水’和‘二十世纪’醇类所占百分比较小，相对含量分别为3.21%、3.27%、2.3%和7.32%，‘金二十世纪’中未检测出醇类物质。‘寿新水’和‘喜水’中酯类物质的相对含量仅次于醛类物质，相对含量分别为12.05%和24.12%，‘爱甘水’、‘筑水’和‘二十世纪’中的酯类物质相对含量较小，分别为2.07%、0.1%和4.35%。酮类和杂环类在6个沙梨品种果实中相对含量很小，甚至有的品种中并未检测出。

表2 6个砂梨品种的主要成分种类及所占百分比 %

2.2 6个沙梨品种果实的主要香气成分和共有香气成分比较分析

根据表1制作出6个沙梨品种果实的主要香气成分饼状图（图1~6），从中可以看出，6个沙梨品种果实的主要香气成分存在一定的差异，共有成分只有己醛一种香气成分。‘爱甘水’、‘寿新水’、‘筑水’、‘喜水’和‘二十世纪’的主要香气成分中都有己醛和2-己烯醛，并且己醛都是这5个沙梨品种中相对含量最高的香气成分。虽然，己醛也是‘金二十世纪’的主要香气成分，但并不是相对含量最高的，‘金二十世纪’中相对含量最高的香气成分己酸乙酯，与其他5个沙梨品种不同。

图1 爱甘水主要香气成分相对含量

图2 寿新水主要香气成分相对含量

图3 筑水主要香气成分相对含量

图4 喜水主要香气成分相对含量

图5 二十世纪主要香气成分相对含量

图6 金二十世纪主要香气成分相对含量

2.3 6个沙梨品种果实的特有香气成分

6个沙梨品种的果实各有不同的特有香气成分，6个沙梨品种果实的特有香气成分及相对含量百分比如下：‘爱甘水’含有3-辛酮（0.43%）、山梨醛（1.16%）、反式-2-癸烯-1-醇（0.21%）、2-己烯-4-内酯（0.4%）和反式-6-壬烯-1-醇（0.11%）5种特有香气；‘寿新水’含有乙酸异戊酯（0.47%）和2-丁基-1-辛醇（0.42%）2种特有香气；‘筑水’没有特有香气；‘喜水’含有2-丁烯酸乙酯（1.38%）、2-甲基-2-丁烯酸乙酯（7.57%）和苯乙酸乙酯（0.65%）3种特有香气；‘二十世纪’含有庚醛（0.62%）、甲酸己酯（1.32%）、反式-4-壬烯醛（0.57%）、2-反式-6-顺式-壬二烯醛（1.18%）、反式-2-癸烯醛（0.17%）、（E，E）-2，4-壬二烯（0.8%）和反式-牛龙牛儿基丙酮（1.02%）7种特有香气；‘金二十世纪’含有丙酸乙酯（1.34%）、2-甲基丙酸乙酯（0.26%）和2-甲基丁酸乙酯（0.56%）3种特有香气。6个沙梨品种中，‘二十世纪’的特有香气种类最多，含有7种特有香气，‘筑水’没有特有香气，其余4个沙梨品种果实分别含有2~5种特有香气成分。总体来看，6个沙梨品种果实中的特有香气成分相对含量都很少，不能成为影响感官的主要因素。

3 结论与讨论

嗅觉物质（香气）和味觉物质（糖、酸等）是构成果实风味的主要物质，其组成和含量对果实内在品质起重要影响[27-29]。嗅觉物质中从感官上有清香型和甜香型之分，清香型的果实主要是醛类物质起作用，而甜香型果实主要是酯类物质起作用。田长平等[30]对3个韩国沙梨品种的果实香气成分研究表明，果实商熟期醛类物质质量分数最高，其次为醇类和酯类物质，其中己醛为3个品种质量分数均为最高的香气成分。秦改花等[31]对不同成熟阶段的‘翠冠’、‘爱甘水’和‘中梨1号’3个早熟沙梨品种果实的香气成分测定，结果表明：主要成分为己醛和2-己烯醛。冯立国[27]等研究了‘二十世纪’和‘金二十世纪’果实不同发育时期的香气成分变化，结果表明：‘二十世纪’绿熟期、商熟期和完熟期果实的主要香气成分均为己醛，‘金二十世纪’绿熟期果实的主要香气成分同样是己醛，但商熟期和完熟期果实中己酸乙酯的含量迅速增加，成为主要香气成分。该次试验结果表明，6个品种沙梨果实中除‘金二十世纪’外，其余5个品种的醛类物质相对质量分数最高，其中己醛是相对质量分数最高的香气成分，与田长平[30]和秦改花[31]的研究结果相同，而不同的是‘金二十世纪’果实中相对含量最高的是酯类，这与冯立国的研究结果一致，因此，‘金二十世纪’果实中含量较高的酯类化合物是其感官上香气浓郁的主要原因。‘金二十世纪’梨是日本育种家西田光夫先生通过‘二十世纪’梨进行辐射诱变成功选育出的芽变品种，与‘二十世纪’相比，其果皮在商熟期之前呈淡黄绿色，但完熟期变为乳黄色。‘二十世纪’的果皮颜色自始至终都是绿色，各成熟时期的主要成分都是己醛，而‘金二十世纪’的果实随着果实不断成熟，果皮从黄绿色变为乳黄色，主要香气成分从感官上属于清香型的己醛变成甜香型的己酸乙酯[27]。该次试验中‘金二十世纪’的检测结果与同属于黄颜色果皮的南果梨果实一样，主要香气成分都是酯类物质[32]，因此，果实中香气成分的变化和果皮颜色的变化之间是否存在一定的联系需要进一步研究。

供试的6个沙梨品种果实的香气成分种类及其相对含量均存在明显差异，其香气成分主要为醛类、酯类和醇类，主要香气成分为己醛、2-己烯醛和己酸乙酯。6个沙梨品种果实的共有香气成分仅有己醛1种，且各成分的含量存在明显差异，6个沙梨品种果实的特有香气成分因品种而异，这些特有成分对品种的香气程度起很小作用，不能成为影响感官的主要因素。