不同脱蒲时间对香榧种仁特征性香气和营养成分的影响

收稿日期Received：2023-08-14""" 修回日期Accepted：2023-12-24

基金项目：浙江省林业科技项目（2022B04；2023B06）；浙江省重点研发项目（2020C02019）。

第一作者：魏溪杏（1210589737@qq.com）。

*通信作者：宋丽丽（lilisong@zafu.edu.cn），教授。

引文格式：

魏溪杏，胡渊渊，朱光夏，等. 不同脱蒲时间对香榧种仁特征性香气和营养成分的影响. 南京林业大学学报（自然科学版），2024，48（2）：51-60.

WEI X X，HU Y Y，YU W W， et al. Effects of different shedding time on aroma and nutrients of" Torreya grandis ‘Merrillii’ seed kernel. Journal of Nanjing Forestry University （Natural Sciences Edition），2024，48（2）：51-60.

DOI：10.12302/j.issn.1000-2006.202308024.

摘要：【目的】测定不同脱蒲时间香榧种仁的香气成分及营养品质的变化，以阐明假种皮对香榧种仁品质的影响。【方法】采用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用（SPME/GC-MS）技术测定采收当天脱蒲的种仁样品（记为0d处理）、当天脱蒲并放置10 d的种仁样品（记为10CK处理）、放置10 d脱蒲再采样的种仁样品（记为10BLACK处理）的挥发性香气物质，分析不同脱蒲时间种仁的特征性香气成分，并比较不同处理营养物质的差异。【结果】①不同脱蒲处理共鉴定出57种挥发性化合物，分别包括萜烯类（16种）、醇类（14种）、苯类（8种）、醛类（6种）、酯类（1种）、酮类（7种）、酸类（2种）和醚类（3种）物质，其中萜烯类物质含量最高；主成分分析（PCA）显示，0d和10CK处理下香榧种仁主要贡献的香气物质分别为萜烯类化合物和苯类化合物，而10BLACK处理下则为醚类、酮类、醛类、酯类、醇类、酸类化合物。②韦恩图分析发现，0d、10CK、10BLACK处理下香榧种仁的特征性物质分别有14、10、16种，其中10BLACK中的4-萜烯醇、4，6，6-三甲基双环庚-3-烯-2-醇和4，6，6-三甲基双环庚-3-烯-2-酮均具有异常气味。③10CK处理相比0d处理的粗脂肪、可溶性糖、可溶性蛋白含量显著增加（P＜0.05），而其淀粉含量则显著降低（P ＜0.05）；处理10BLACK与10CK相比各营养成分含量均无显著差异。【结论】与当天脱蒲的香榧相比，放置10 d脱蒲的香榧种籽会形成有异常气味的物质。因此，香榧采摘后应及时脱蒲，否则会产生有异味的香气物质，影响其种仁风味。

关键词：香榧；种仁;香气组分；果实后熟；萜烯类

中图分类号：S664.5""""""" 文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1000-2006（2024）02-0051-10

Effects of different shedding time on aroma and nutrients of

Torreya grandis ‘Merrillii’ seed kernel

WEI Xixing1， HU Yuanyuan1， ZHU Guangxia2，YU Weiwu1， ZHANG Zuying1， WU Jiasheng1， SONG Lili1

（1. State Key Laboratory of Subtropical Silviculture， Zhejiang Aamp;F University， Hangzhou 311300， China；2. Wucheng District Forestry Seed and Seedling Management Station of Jinhua City， Jinhua 321000， China）

Abstract： 【Objective】The objectives of this study were to elucidate the effect of aril on the quality of Torreya grandis kernel， and compare the aroma components and nutrients of kernels with different peeling times. 【Method】Aroma components of kernels were determined with different peeling times （0d， kernel sample with aril removed from seed on harvest day; 10CK， kernel sample with aril removed from seed on harvest day and stored at 90% relative humidity and 25 ℃ for 10 days; 10BLACK， kernel sample with aril removed from seed 10 days after harvesting） by headspace solid-phase microextraction and gas chromatography-mass spectrometry （SPME/GC-MS）. The characteristic aroma components of kernels at different peeling times were detected， and differences in their nutrient content were also compared. 【Result】 （1） A total of 57 aroma components were identified under different treatments， including terpenes （16 species）， alcohols （14 species）， benzenes （8 species）， aldehydes （6 species）， esters （1 species）， ketones （7 species）， acids （2 species）， and ethers （3 species）， among which the content of terpenes was the highest. Principal component analysis showed that the main aroma components of the 0d and 10CK samples were terpene and benzene， respectively， whereas those of 10BLACK were ether， ketone， aldehyde， ester， alcohol， and acid compounds. （2） Venn plot analysis showed that the number of characteristic substances of 0d， 10CK and 10BLACK was 14， 10 and 16， respectively， among which 4-methyl-1-（1-methylethyl）-， Bicyclohept-3-en-2-ol， 4，6，6-trimethyl-， and Bicyclohept-3-en-2-one， 4，6，6-trimethyl-， （1S）- had a peculiar odor. （3） Compared to 0d samples， the crude fat， soluble sugar， and soluble protein content of 10CK samples was significantly higher （Plt;0.05）， whereas the starch content was significantly lower （Plt;0.05）. There was no significant difference in crude fat， soluble sugar， starch， and soluble protein content between 10BLACK and 10CK samples. 【Conclusion】Compared to kernels from seed peeled off on harvest day， those peeled at 10 days after harvesting formed more abnormal odors. Therefore， T. grandis ‘Merrillii’ should be promptly peeled after picking， otherwise it will produce odorous aromatic substances that affect the flavor of its kernel.

Keywords：Torreya grandis ‘Merrillii’; kernel; aroma components; fruit" after-ripening; terpenes

香榧（Torreya grandis cv." Merrillii）是榧树属（Torreya）优良栽培品种的统称，为我国南方特色经济林果之一，栽培效益居山地经济林之首。香榧坚果营养丰富，口感酥脆，风味和香气独特，深受消费者的喜爱。研究表明，香榧青蒲（假种皮）富含精油，主要包括单萜、倍半萜和二萜类化合物，其中单萜化合物约占74.66%，以α-蒎烯、柠檬烯为主。生产上，每年“白露”节气时，香榧青蒲（假种皮）进入开裂期（持续15～20 d），如不及时采摘，种子会脱落造成产量损失。然而，因集中劳动力采摘，常存在香榧带青蒲集中堆放（7～14 d）至沤烂，再进行脱蒲的现象，使种仁内精油含量过高，榧臭味籽多，导致香榧果品质良莠不齐，成品价格下跌，严重影响榧农的经济收入，限制香榧产业的健康发展。

果实香气是能够被人嗅觉系统感知的挥发性芳香物质，是判断果实感官品质和组成食品风味的重要指标之一。与其他坚果不同，香榧采摘脱青蒲后，还需经过一个后熟时期，完成其物质转化和香气物质的合成。因此，开展不同脱蒲时间对香榧种仁香气物质和营养物质影响的研究对香榧产业的可持续发展有着重要的现实意义。目前，气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术越来越多地用于食品农残、原料及果蔬香气成分的检测。而果实的品质很大程度上取决于该果实所具有的香气特征。辛明等在对常温贮藏期间百香果香气物质主成分及其含量的分析中发现，常温下果汁中的香气物质以酯类为主，而贮藏后期（10～12 d）酯类相对含量逐渐减少，醇类相对含量逐渐增加。王少敏等对黄金梨贮藏过程中香气成分的分析中发现，在贮藏0 d（即采摘当天）时，果实中含74种芳香物质；当贮藏60 d时，果实中含31种芳香物质，醇类、醛类物质含量降低，而酯类化合物含量升高。张琴等对鲜切火龙果贮藏期间香气物质的分析中发现，随着贮藏时间延长，总香气物质含量持续下降，并且萜烯类、醇类、醛类化合物含量下降，而酮类、酯类化合物含量增加。刘源等对贮藏过程中半干型荔枝干香气成分变化研究发现，随着贮藏时间增加，安息香醛、糠醛的相对含量逐渐升高，可能是苯乙醇能缓慢地自然氧化生成苯甲醛，果肉中的淀粉、纤维素等多糖在不经过熔融状态下发生热分解反应，VC、多酚氧化，从而导致荔枝干所特有的香气有所淡化，酸臭、霉味等不良气味有所突显。范霞等在对不同肉质桃子采后贮藏期的香气成分分析发现，随着贮藏时间延长，3种肉质桃子的醇类、醛类和酮类物质含量逐渐降低，同时腐烂、难闻气味产生，可能与外界环境如温度、光照等因素变化相关。鉴于香气和营养品质是评价香榧后熟品质的重要指标，笔者以细榧（T. grandis ‘Xifei’）这一优良品种为研究对象，通过比较不同脱蒲时间（当天脱蒲、当天脱蒲并放置10 d、放置10 d再脱蒲）种仁样品的香气组分和营养品质的变化，探讨不同处理下香榧种仁中呈香组分、营养物质的差异，旨在揭示假种皮残留物对香榧种仁品质的影响机制。

1" 材料与方法

1.1" 试验材料及处理

2021年9月12日，在浙江农林大学香榧林地（119°43′E，30°15′N）采集成熟开裂的香榧籽，挑选大小、颜色相一致的‘细榧’（T. grandis ‘Xifei’）种实作为试验材料，充分混合均匀后，分成9份，分别将种籽放置于镂空的塑料筐中（44 cm×32 cm×12.5 cm），并进行以下3种处理：0d，采收当天脱蒲，并采集种仁样品；10CK，采收当天脱蒲，置于温度为25 ℃和相对湿度为90%的室内放置10 d，并采集种仁样品；10BLACK，带绿色假种皮放置10 d后再脱蒲，并采集种仁样品。每框（约5.0 kg）为1个重复，每个处理3个重复。脱蒲后每个重复约2 kg，每次取样每个重复随机挑选60颗种实，去除种壳后将种仁样品切碎装入50 mL离心管（约50 g），再经液氮速冻后于-80 ℃保存，每个处理3个生物学重复。

1.2" 固相微萃取方法

种仁挥发性物质的提取采用固相微萃取方法。为减少香气的流失，在顶空固相微萃取（SPME）前用冷冻研磨仪现磨现测。将磨好的样品（1.00 g）置于20 mL的萃取瓶中，加入5 mL饱和NaCl溶液和20 μL内标，用纸巾擦净瓶子外部与垫片内部，放入样品盘，涡旋后再将其置于电热恒温磁力搅拌器（50 ℃）加热，然后将固相微萃取的萃取头插入样品萃取瓶的顶空部分吸附30 min，最后将完成吸附的萃取头取出再插入气相色谱进样口，推出纤维头解析15 min，同时启动数据采集。

1.3" 气相色谱-质谱联用分析

气相色谱（仪器型号为安捷伦7890，美国）条件具体如下：样品瓶穿刺深度40 mm，穿刺速度20 mm/s，样品抽取时间30 min，在抽吸时振摇，振摇速度250 r/min，振摇打开时间5 s，振摇关闭时间2 s；进样口穿刺深度40 mm，穿刺速度100 mm/s，样品解析时间15 min。

进样口：加热器250 ℃，压力48.95 kPa，隔垫吹扫流量3 mL/min，进样模式不分流。色谱柱：流量1 mL/min，压力48.95 kPa，恒定流量，后运行1 mL/min。

柱箱：柱箱温度开启40 ℃，初始值40 ℃保持0 min；以4 ℃/min升至230 ℃，保持0 min；以100 ℃/min升至260 ℃，保持11.7 min。平衡时间3 min。无后运行。

辅助加热器：开启，250 ℃。时间3 min，扫描起点50，扫描终点550，阈值150，扫描速度1 562 u/s，溶剂延迟3 min。

将所获得的离子质谱图通过与NIST-8质谱库（NIST/EPA/NIH，USA）比对物质的保留时间，进行挥发性物质的鉴别。以2-Octanol为参照内标，通过内标的峰面积进行物质相对含量（FW，式中记为WF，单位为mg/g）的计算。计算公式如下：

WF=SxS内×201 000×0.8×106m。

式中：Sx为物质x峰面积；S内为内标峰面积；m为样品质量，g。

1.4" 营养成分测定及数据处理

粗脂肪提取和含量测定方法参照国标GB/T 14772—2008索氏抽提法，淀粉、可溶性糖含量的参照蒽酮比色法，可溶性蛋白含量参照考马斯亮蓝染色法测定。

采用SPSS 26.0进行数据的方差分析，运用Origin 9.0对香气物质进行主成分分析（PCA），利用Graphpad Prism 8.0进行图片制作。

2" 结果与分析

2.1" 不同脱蒲时间对香榧种仁外观形态及主要香气成分种类的影响

观察可知，当天脱蒲的香榧籽外壳呈光亮的棕色，其种衣则呈鲜红色；放置10 d后的香榧籽种壳呈粗糙的棕色，其种衣则逐渐变暗；而带假种皮放置10 d后再脱蒲的香榧种籽外壳、种衣中均有黑色的斑点，且收纳箱中有异味散发，有明显的腐败气味（图1）。对3种不同处理香榧种仁的挥发性物质进行GC-MS分析，其总离子流图如图2所示。

通过对0d、10CK、10BLACK等3种处理下香榧种仁的挥发性香气物质测定，共鉴定出57种挥发性化合物（表1），分别包括萜烯类（16种）、醇类（14种）、苯类（8种）、醛类（6种）、酯类（1种）、酮类（7种）、酸类（2种）和醚类（3种）物质。其中，在0d、10CK和10BLACK处理下检测出的香气成分物质分别为24、24和31种。

2.2" 不同脱蒲时间对香榧种仁各香气物质组分及含量的影响

3种处理之间香榧种仁的总化合物含量均无明显差异，但不同处理之间的成分组成上存在显著差异（Plt;0.05）。其中0d处理种仁中的香气物质主要包括萜烯类化合物、酮类化合物、醇类化合物与苯类化合物，分别占总香气物质的94.18%、3.87%、1.26%、0.62%，萜烯类化合物占比最大，酮类化合物次之；10CK处理中的主要香气物质则是萜烯类化合物、苯类化合物和酮类化合物，分别占其总香气物质的78.65%、10.94%、7.63%，苯类、酮类化合物占比上升；10BLACK处理中的主要香气物质是萜烯类化合物、酮类化合物、苯类化合物、醇类化合物与醛类化合物，分别占其总香气物质的74.82%、12.07%、5.05%、3.74%、3.11%，酮类、醛类、醇类化合物占比增加，萜烯类、苯类化合物占比减少（图3）。

比较不同处理香榧种仁各类化合物可知（图4），10CK与0d比较，随着时间增加，2种处理下萜烯类、酮类化合物含量均无显著差异；醇类化合物含量显著降低（P＜0.05）；而苯类衍生物、醚类化合物含量均显著升高，分别是0d处理的12.93倍和4.00倍（P＜0.05）。相比10CK而言，10BLACK的萜烯类、醚类化合物含量均无显著差异；苯类衍生物含量显著降低（P＜0.05）；醇类、醛类、酮类化合物含量也均显著增加，分别是10CK的1.16倍、1.43倍、0.27倍（P＜0.05）。10BLACK与0d相比，萜烯类化合物含量无显著差异；苯类、醇类、酸类、醚类、酮类化合物含量均显著增加，分别是0d处理的4.14倍、0.89倍、1.00倍、5.50倍和0.97倍（P＜0.05）。

2.3" 不同脱蒲时间香榧种仁主要香气物质及特征分析

不同处理香榧种仁主要香气成分的主成分分析（PCA）结果见图5。从图5可知，PC1和PC2总和达88.9%，解释率很好。0d、10CK、10BLACK处理之间均存在很明显的分离，表明脱蒲后堆沤10 d（10CK）和未脱蒲堆沤10 d（10BLACK）后香气物质发生了明显的变化。10BLACK处理下，香气成分主要分布在PC1的正轴，主成分1主要贡献的物质为醚类、酮类、醛类、酯类、醇类和酸类化合物；0d处理下的香气成分主要分布在PC2的负轴，主成分2主要贡献的物质为萜烯类化合物；而10CK处理下的香气成分主要分布在PC2的正轴，

主成分2主要贡献的物质为苯类化合物。以上结果表明，采摘当天香榧种仁中的特征物质主要是萜烯类，10BLACK处理下种仁的特征香气物质主要是醚类、酮类、醛类、酯类、醇类和酸类化合物，10CK处理下种仁的特征香气物质主要是苯类化合物。

为比较不同脱蒲时间下香榧种仁香气物质的具体差异，对3个处理的种仁香气物质进行了韦恩图分析（图6）。由图6可知，0d、10CK与10BLACK处理有4种共同的香气物质，分别是1R-α-蒎烯、D-柠檬烯、正庚醇、仲辛酮。不同处理香榧种仁也具有各自特有的呈香物质：只在0d处理种仁中检测到的香气物质有13种物质，总含量达到了3.8 mg/g，其中具有香味气息的物质有5种，分别为桧烯、正己醇、3-辛醇、间二甲苯、1-甲基-3-（1-甲基乙基）苯；只在10CK种仁中检测到的香气物质有10种，总含量为4.31 mg/g，其中具有香味气息的物质有2种，分别为2-甲基-1-丁醇、2-甲基-2-丁烯醛；只在10BLACK种仁中检测到的香气物质有16种（图6b），总含量是8.16 mg/g，其中具有陈腐木、臭氧气息的物质有3种，分别为4-萜烯醇（具有胡椒香、泥土香、陈腐木材气息）、4，6，6-三甲基双环庚-3-烯-2-醇（具有松木香、臭氧气息）和4，6，6-三甲基双环庚-3-烯-2-酮（具有松木香、臭氧气息）。

2.4" 不同脱蒲时间对香榧种仁营养品质的影响

不同脱蒲时间对香榧种仁营养品质的影响见图7。由图7可知，相比0d，10CK处理的粗脂肪、可溶性糖、可溶性蛋白含量分别显著增加15.29%、24.40%、47.00%（P＜0.05），而其淀粉含量则显著降低23.69%（P＜0.05）。10BLACK与0d处理相比，粗脂肪、可溶性糖、可溶性蛋白含量分别显著增加15.23%、23.47%、46.59%（P＜0.05），而其淀粉含量则显著降低33.50%（P＜0.05）。10CK与10BLACK处理之间的粗脂肪、可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白含量则无显著差异。

3" 讨" 论

通过气相色谱-质谱联用仪检测分析可知香榧种仁中的呈香物质主要是萜类、醇类、醛类、酯类和烷类，其中萜类物质含量最高。赵荻测定了‘细榧’（Torreya grandis ‘Xifei’）、‘朱岩榧’（T. grandis ‘Zhuyanfei’）、‘丁香榧’（T. grandis ‘Dingxiangfei’）和‘木榧’（T. grandis ‘Mufei’）4个不同品种香榧籽的芳香物质，结果表明萜烯类和醇类是香榧的主要特征香气物质，醛类和吡嗪类丰富了香榧的特征香气，并且细榧的香气更加浓郁。邢世瑶对甜瓜适宜贮藏条件的筛选及品质分析研究中发现，在同一温度下，贮藏末期（32 d）相比贮藏前期（4 d）而言，醇类、醛类、酚类物质升高，而酯类、醚类化合物降低。本研究结果显示，无论是哪种处理，香榧种仁的主要呈香物质均是萜烯类物质，且后熟10 d（10CK）其含量会降低（图3），这与Hu等研究结果相一致。近年来，人们提取出香榧假种皮的挥发性物质后，同时对其香气组分也进行了研究，发现香榧假种皮精油中主要香气组分有α-蒎烯、3-蒈烯、月桂烯、柠檬烯等；新鲜香榧假种皮主要香气成分为单萜类物质，其次是倍半萜类和二萜类物质，单萜类物质含量最高的两个成分分别为α-蒎烯（44.88%）和柠檬烯（19.05%）；香榧假种皮精油中共检测出约60种挥发性成分，约占精油含量的95.78%，其中萜类物质含量较高；另外，除烯烃类为精油主要组分外，香榧假种皮精油中还检测出醇类、醛酮类、羧酸酯类化合物。本研究结果发现，与0d相比，10CK处理醇类化合物含量显著降低，尤其是正己醇、3-辛醇，与前人研究一致，可能是由于堆沤后熟过程中各类香气物质合成途径中关键酶基因影响了香气物质的合成。10BLACK相比10CK处理，萜烯类中最重要的D-柠檬烯、α-蒎烯、3-蒈烯、苯类化合物含量显著下降，而醇类、酸类、酯类化合物含量显著增加（图4），表明可能是由于未及时脱蒲导致香榧籽种仁香气物质的变化。

此外，本研究结果表明，10BLACK处理中有16种特有物质，其中具有陈腐木、臭氧气息的臭味气息物有3种，分别为4-萜烯醇（具有胡椒香、泥土香、陈腐木材气息）、4，6，6-三甲基双环庚-3-烯-2-醇（具有松木香、臭氧气息）和4，6，6-三甲基双环庚-3-烯-2-酮（具有松木香，臭氧气息）。可能是由于香榧带青皮堆沤时间过长，腐烂的假种皮散发出的气味从种壳渗入，导致令人不愉快气味的产生。

香榧果实成熟过程中种仁内部物质不断积累并相互转化。淀粉是种子碳水化合物的主要贮藏形式，成熟过程中，在淀粉酶的作用下水解成糖，为蛋白质和脂肪的合成提供原料和能量；而种子风味、品质与油脂和蛋白质含量成正比，与淀粉含量成反比。周敏樱通过测定香榧后熟过程中营养物质的含量变化发现，可溶性糖含量随着堆沤后熟时间的延长不断增加，而淀粉含量逐渐降低，二者趋势恰好形成反比，说明在香榧后熟过程中，淀粉也存在向可溶性糖转化的过程。本研究结果表明，10CK相比0d处理而言，随着堆沤时间的延长，香榧籽种仁淀粉含量显著下降，粗脂肪含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量均显著增加，这与单燕飞等的研究结果一致。另外，10BLACK与10CK处理相比，各营养物质含量之间均无显著差异。

4" 结" 论

综上所述，随着香榧假种皮堆沤脱蒲时间的延长，不仅影响其种壳、种衣的外观颜色，还显著影响其香气物质的形成。与0d（当天脱蒲）相比，10CK处理（当天脱蒲并放置10 d）香榧籽种壳呈粗糙的棕色，其种衣则逐渐变暗，而10BLACK处理（放置10 d再脱蒲）的香榧籽种外壳、种衣中均有黑色的斑点。本研究结果发现，与0d相比，10CK处理醇类化合物含量显著降低，而苯类衍生物、醚类化合物含量均显著升高，而10BLACK较0d处理，苯类、醇类、酸类、醚类、酮类化合物含量均显著增加；与0d相比较，10CK和10BLACK处理榧籽种仁粗脂肪含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量显著上升，淀粉含量显著下降，表明随着后熟作用推进，种仁内部的淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白等含量会发生物质转化。然而，10BLACK与10CK处理相比，苯类衍生物含量显著降低，醇类、醛类、酮类化合物含量均显著增加，尤其具有陈腐木、臭氧气息的4-萜烯醇、4，6，6-三甲基双环庚-3-烯-2-醇和4，6，6-三甲基双环庚-3-烯-2-酮等3种物质显著增多，这可能是黑籽产生异常气味从而影响香榧种仁气味的重要原因，但其营养物质含量之间无明显差异，表明放置10 d再脱蒲不会影响其营养品质的转化。综上，放置10 d再脱蒲的香榧种仁易产生异味物质，但不同脱蒲时间未并影响其营养物质的转化，因此，建议生产上应及时脱蒲以减少坚果异味物质的产生。

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（责任编辑" 郑琰燚）