广西不同产区西番莲果实香气成分研究

邓有展，罗义灿，吴静娜，蒋越华，吴 凤，王运儒*

（1广西壮族自治区亚热带作物研究所，广西南宁 530001；2农业农村部亚热带果品蔬菜质量安全控制重点实验室，广西南宁 530001；3农业农村部农产品质量安全风险评估实验室（南宁），广西南宁 530001）

西番莲（L）.是西番莲科（）西番莲属（L）.多年生常绿藤本植物，产于巴西，后在东南亚、南美洲、非洲等热带、亚热带广泛种植。我国有着悠久的种植西番莲历史，在唐朝时就引入西番莲作为观赏花卉，名为玉蕊花。目前食用的西番莲品种主要是紫西番莲和黄果西番莲，分别从日本和美国引进，而后我国自己选育出“农林一号”、“占果一号”、“古杨一号”等新品种。西番莲作为一种易种植、适应性强的热带植物，主要集中在广西、云南、贵州、广东、福建、台湾等地区种植。西番莲果汁含量高，营养丰富，风味独特，有多种水果的综合香味，在国际饮料市场中占很重要的地位。西番莲果实成熟后香气芬芳，可散发出石榴、菠萝、香蕉、草莓、柠檬、芒果等10 余种水果的浓郁香味，香气成分是评价其品质的重要依据之一。

香气成分是影响果实品质因素之一，虽然香气成分都是非营养成分，但香气成分可激起对食物的欲望，间接的提高了营养物质的摄入。目前常见的香气成分提取方法有：溶剂萃取法、顶空固相微萃取法、吹扫捕集法等。陈美霞等利用溶剂萃取法提取了杏香气，研究表明杏香气中主要是烷烃类化合物（18 种），占总鉴定化合物的56.25%。顶空固相微萃取是在固相微萃取技术的基础上发展起来的，该方法提取的化合物种类比溶剂萃取法提取到的要多，且能更好的呈现样品本身的挥发性成分。张晋芬等利用顶空固相微萃取（SPME）法提取了草莓香气，研究表明主要香气物质25 种，占总峰面积的95%。李鑫利用吹扫捕集法和SPME 法提取了金华火腿的香气物质，研究发现SPME 法提取到的香气物质多于吹扫捕集法，SPME 法提取到的香气物质有69 种，吹扫捕集法捕集到的香气物质有60种。

目前国内对西番莲的种植、储存、加工以及营养、香气成分都开展了广泛的研究，例如张朝坤等对黄果西番莲冬果果实生长发育情况进行了研究，洪佳敏等总结了西番莲加工技术研究进展，朱文娴等总结了西番莲的功能活性成分及加工与综合利用研究进展。王文新等研究了西双版纳西番莲果实挥发性香气成分，研究表明，西番莲果肉中主要含有二氢－β－紫罗兰醇、α－紫罗兰醇、邻苯二甲酸二丁酯、苯甲醇、苯甲醛、十六酸、松油醇等挥发性成分。广西具有悠久的种植西番莲历史，但对广西西番莲果实特征香气成分研究鲜有报道。所以，笔者选择了广西种植西番莲较多的南宁、玉林、贵港等地方为实验采集地，利用SPME 法提取西番莲香气，通过比较不同地区的西番莲检出的香气成分，得出不同地区共有的特征香气，确定广西地区西番莲果实特征香气成分，为广西西番莲品质鉴定，果实加工提供一定的借鉴与参考，助力广西西番莲产业发展。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验材料

供试材料主要采集于广西南宁、玉林、贵港等西番莲主产基地，部分样品采集于农民基地，采用对角线取样法选取无病虫害、成熟度和大小相近的西番莲果实，每份样品3.0 kg，采集西番莲样品共40 份（南宁12 份，玉林16 份，贵港12 份），采集品种均为紫果西番莲，将样品装入自封袋于24 小时内带回实验室，并在48 小时内完成香气成分的提取和检测。

1.1.2 实验设备

GC-MS 联用仪（美国赛默飞公司），Trace GC Uttra 气相色谱仪（美国赛默飞公司），质谱仪Trace DSQ 配有DB-5MS 弹性石英毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）（美国赛默飞公司）；SPME 手动进样手柄（上海安普）；50/30DVB/CAR/ PDMS萃取头（上海安普）；TALBOYSA 数显型磁力加热搅拌器（上海安普）；HR2032 型搅拌器（荷兰飞利浦公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 香气成分的提取

提取方法：取西番莲成熟鲜果10 个，取果肉置于搅拌器内制成匀浆，取匀浆液5 mL，置于15 mL样品瓶内，加入氯化钠1.0 g，盖上样品盖，将萃取头伸进样品瓶内，与果汁液面保持0.5 cm 左右距离（萃取头不与果汁接触），样品瓶置于在磁力加热搅拌器的加热板上，选择合适的提取温度和提取时间进行提取。

1.2.2 质谱检测条件

手动进样，进样器保持15 min；质谱采用EI离子源，电子能量为70 eV，离子源温度250℃，程序升温（50 ℃保持5 min，以4.0 ℃/min 升温至250 ℃，保持5 min）扫描范围30～300 amu。

1.2.3 谱图检索及成分鉴定

对采集到的香气成分总离子流色谱图结合NIST 2017 谱库捜索，并结合相关文献报道，再结合保留时间、质谱、实际成分和保留指数等参数进一步分析确定其香气的化学组成，香气成分定量采用峰面积归一法定量，得到各组分的相对含量（组分峰面积占总峰面积的百分比）。

2 结果与分析

2.1 南宁西番莲果实特征香气成分分析

通过GC-MS 分析采集到的香气，得到香气成分总离子流色谱图，并通过整合分析得到了南宁西番莲果实样品香气成分色谱图（图1）。通过仪器自带分析软件结合NIST 谱库捜索，并结合相关文献比对合得到了南宁西番莲果实主要香气成分表（表1）。由表1 可知，南宁西番莲果实主要香气成分主要有23 种，相对含量占总含量的69.52%，其中相对含量最高的香气成分是乙酸乙酯，相对含量值达到了24.50%，相对含量最低的香气成分是3-羟基丁酸乙酯，相对含量值为0.18%，其中乙酸乙酯、己酸乙酯、丁酸己酯、己酸己酯和己酸的相对含量值分别达到了24.50%、5.97%、4.94%、6.15%、4.94%，占了总含量的46.50%，是南宁西番莲果实主要香气成分物质。

表1 南宁西番莲果实主要香气成分表

图1 南宁西番莲果实样品香气成分色谱图

2.2 玉林西番莲果实特征香气成分分析

通过GC-MS 分析采集到的香气，得到香气成分总离子流色谱图，并通过整合分析得到了玉林市西番莲果实样品香气成分色谱图（图2）。通过仪器自带分析软件结合NIST 谱库捜索，并结合相关文献核对整合得到了玉林西番莲果实主要香气成分表（表2）。由表2 可知，玉林西番莲果实主要香气成分主要有16 种，相对含量占总含量的53.32%，其中相对含量最高的香气成分是己酸乙酯，相对含量值达到了10.91%，相对含量最低的香气成分是异戊酸香叶酯，相对含量值只有0.41%，其中己酸乙酯、己酸、邻苯二甲酸二辛酯、己酸己酯、辛酸乙酯、庚烷-2-基丁酸酯、丁酸己酯、丁酸乙酯相对含量值分别达到了10.91%、9.38%、7.41%、4.94%、4.31%、3.80%、3.77%、2.41%，占了总含量的46.93%，是玉林西番莲果实主要香气成分物质。

表2 玉林西番莲果实主要香气成分表

图2 玉林西番莲果实样品香气成分色谱图

2.3 贵港西番莲果实特征香气成分分析

通过GC-MS 分析采集到的香气，得到香气成分总离子流色谱图，并通过整合分析得到了贵港西番莲果实样品香气成分色谱图（图3）。通过仪器自带分析软件结合NIST 谱库捜索，并结合相关文献核对整合得到了贵港西番莲果实主要香气成分表（表3）。由表3 可知，贵港西番莲果实主要香气成分主要有21 种，相对含量占总含量的69.05%，其中相对含量最高的香气成分是丁酸乙酯，相对含量值达到了21.86%，相对含量最低的香气成分是苯二甲酸正丁异辛酯，相对含量值为0.07%，其中丁酸乙酯、邻苯二甲酸二辛酯、己酸乙酯、辛酸乙酯的相对含量值分别达到了21.86%、13.23%、11.24%、8.01%，占了总含量的54.34%，是贵港西番莲果实主要香气成分物质。

图3 贵港西番莲果实样品香气成分色谱图

表3 贵港西番莲果实主要香气成分表

3 结论与讨论

通过对南宁、玉林、贵港市西番莲香气成分分析，研究结果表明，不同产地西番莲香气成分有所差异，在南宁地区检测到西番莲香气成分有23 种，相对含量较高的香气成分是乙酸乙酯；在玉林地区检测到西番莲香气成分有16 种，相对含量较高的香气成分是丁酸乙酯；在贵港地区检测到西番莲香气成分有21 种，相对含量较高的香气成分是邻苯二甲酸二辛酯。3 个不同产地西番莲共有的香气成分有12 种：乙酸乙酯、丁酸乙酯、巴豆酸乙酯、2-庚酮、庚烷-2-基丁酸酯、己酸、己酸乙酯、4-辛烯酸乙酯、丁酸己酯、辛酸乙酯、二氢-β-紫罗兰酮、邻苯二甲酸二辛酯。

不同地区环境条件和种植方式的不同，可能会导致西番莲具有不同的香气组成，气味可能也会有所差别。陈玲等研究了海南西番莲果实香气成分，研究表明，海南地区检出乙酸乙酯、丁酸乙酯等126 种西番莲香气成分。孔永强等研究了云南景谷县西番莲果实挥发物成分，研究表明，成熟果实挥发物中可检出烷烃、烯烃、酯类及醛、酮类等化合物，主要以烯烃和酯类化合物为主，而丁酸酯和己酸酯可能是西番莲果实的主要特征挥发物物质，相对含量超过5%的酯类化合物有丁酸乙酯（5.52%）、己酸乙酯（8.66%）、丁酸己酯（10.88%）和己酸己酯（6.71%）。

本次试验的西番莲果实所在的三个城市，抽样时间存在一定的差异，可能导致西番莲果实香气成分有所差别，今后的试验应尽可能地减小在抽样时间上的差异。

香气物质是影响果实风味品质的重要因子，对于具有浓郁香气的品种会得到消费者的青睐。有研究指出，乙酸乙酯呈菠萝和葡萄酒似香气，丁酸乙酯呈香蕉和菠萝似的特殊香气，邻苯二甲酸二辛酯呈苹果和菠萝似香味。而从本研究中可知，南宁地区西番莲果实香气物质主要是乙酸乙酯，玉林地区西番莲果实香气物质主要是丁酸乙酯，贵港地区西番莲果实香气物质主要是邻苯二甲酸二辛酯，所以，在不同地区种植的西番莲香气物质是有所差别的，气味也是有所不同的。段亮亮研究了千秋苹果，比较了同一苹果品种在洛川和兴城两个苹果主产区香气指标差异，研究发现，同品种苹果在不同栽种地香气成分有一定的区别；赵悦等研究了云南迪庆德钦、山东烟台莱山和河北怀来沙城等3 个产地成熟期酿酒葡萄“赤霞珠”果实中挥发性香气物质差异，研究结果表明，不同产地“赤霞珠”葡萄因气候、土壤和地质等环境因素的不同，果实中挥发性香气物质在含量上是有一定差异的，可见，葡萄香气物质的积累存在地区差异。本研究发现，3个不同产地中西番莲香气成分种类是有差异的，南宁地区西番莲检测到的香气物质种类居多，玉林地区西番莲检测到的香气物质种类最少。周建梅等在研究巨峰葡萄香气成分中也发现，山东沂源、济宁地区巨峰葡萄检出的香气物质种类存在差异，在山东沂源地区巨峰葡萄检出的香气种类有44 种，在济宁地区有47 种。不同产地种植产品香气成分有所差别，相同产地不同品种种植可能香气成分也会有所不同。周海燕研究了相同产地的不同的5 种柑橘果汁的香气成分，研究发现，5 种柑橘果汁香气成分组成和含量差异显著。西番莲在成熟后香气怡人，未成熟时香气平淡，西番莲中主要是糖苷键呈现香气物质，随着西番莲的成熟，糖苷键被酶水解释放出游离的挥发性香气成分。后续将对不同品种及不同成熟度西番莲香气成分进行研究，以期能得到更多有关西番莲香气变化的研究结果。