刘 畅

(1.黑龙江省农业科学院牡丹江分院,黑龙江寒地果树育种与栽培重点研究室，黑龙江牡丹江157000;2.农业部园艺作物种质资源利用重点实验室，辽宁兴城125100)

苹果果实香气是成熟过程中形成独特风味的重要因子，体现其品种的专一性，香气的研究对改善果实品质具有重要意义[1]。 近年来随着顶空固相微萃取-气质联用技术的不断发展，人们越来越重视香气的研究[2-3]。目前国内外学者已经鉴定出苹果挥发性物质超过350种，分别属于醇类、醛类、羧基酯类、酮类和醚类化合物，特征香气成分大约有20种，其中一部分浓度很低，却对特有的香味贡献较大，如2-甲基丁酸乙酯，另一些则能加强香气的强度，如(E)-2-己烯醛，或者改善香气的质量，如乙醇。目前苹果香气的研究主要集中内地大苹果和野生型苹果上，对于东北小苹果的研究很少[4-5]。为此，本研究以K9、龙冠、123、龙丰4个黑龙江牡丹江当地主栽品种，利用超高效液相色谱法及质谱联用技术，对其香气成分进行分析，为筛选出优良的小苹果品种及开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2017～2018年在中国农业科学院果树所国家重点实验室进行，供试材料选择K9、龙冠、123、龙丰4个当地主栽品种，果实成熟度基本一致，样品采自黑龙江省农业科学院牡丹江分院国家东北寒地综合试验站苹果品种圃。采样时以株为单位，每个品种随机采集果实5 kg，用保温盒带回实验室备用。

1.2 测定方法

样品测定采用超高效液相色谱法及质谱联用技术，香气测定参照王传增等[6]的方法并稍作修改，气象色谱-质谱条件，参照陈美霞等[7]的方法并略做修改。数据处理采用Xcalibur 软件处理数据进行定性定量分析。用 EXCEL2017软件进行数据整理，SPSS 22.0软件对样本进行主成分分析。

2 结果分析

2.1 4个小苹果香气成分比较

对4个苹果品种进行香气成分分析，共检测出84种香气成分。其中龙丰、龙冠、123、K9分别检测出38、66、53、56种香气物质，分别占总香气成分45%、78%、63%、67%。数值大于1的为特征香气，各种香气物质相对含量如表1所示。以总香气为100%计算，各品种香气物质占比见图1。

表1 4种小苹果特征香气成分

图1 4种小苹果香气物质比例分析

由表1和图1可以发现4个苹果香气类型分为醇类、酸类、醛类、酯类等7类。酯类为第一成分累计302.47，是主体香气，使得4个品种香气浓郁。其次是烯烃类累计130.92。杂环类只在龙丰和123里有，而酸类只在龙冠和K9里有，同时他们俩香气组成接近，但K9酸类要高于龙冠，所以口感上更酸一些。

通过表1可以看出主要特征香气成分40种。醇类有1-己醇、2-己烯-1-醇、4,4,11,11-四甲基-7环十一醇。酸类有丙酸、丁酸。醛类有己醛、2-己烯醛。酯类有丁酸丁酯、己酸乙酯、乙酸叶醇酯、(E)-乙酸-2-己烯-1-醇酯、2-甲基丁酸丁酯、丙酸己酯、丁酸己酯、辛酸乙酯、2-甲基丁酸己酯、己酸戊酯、己酸己酯、庚酸辛酯、辛酸己酯、2-甲基丁酸异丙酯、丁酸戊酯、2-甲基丁酸戊酯、异丁酸己酯、4-己烯醇基丁酸酯、丙酸乙酯、己酸丙酯。杂环类有乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、对烯丙基甲氧苯。烯烃类有1,3,5,7-环辛四烯、α-法尼烯、(Z，E)-α-法尼烯、(V1)-蛇麻烯、1,3-二丙基环戊二烯、3,7,11,15-四甲基1,3,6,10,14-十六碳五烯。烷烃类有反-3,6-二乙基-3,6-二甲基-三环[3.1.0.0(2,4)]正己烷、2-亚甲基-4,8,8-三甲基-4-乙烯基双环[5.2.0]壬烷。醇类含量最高的是1-己醇24.03%，酸类里丁酸最高36.01%，醛类含量最高的是2-己烯醛15.24%，酯类里面含量最高的是丁酸己酯69.86%，丁酸己酯体现出苹果香。此外杂环类里面对烯丙基甲氧苯含量最高29.74%，烯烃类α-法尼烯含量99.05%最高，烷烃类里面反-3,6-二乙基-3,6-二甲基-三环[3.1.0.0(2,4)]正己烷最高为14.09%。

2.2 4个小苹果香气系列分析

按香气不同物质在感官方面所表现出的青草味、果香、花香、苹果香等类型进行分类分析，具有同种香气物质的相对含量进行累加并作网状图，如图2所示，4个小苹果的苹果气味均比较明显。龙冠最为突出，各香味指标均程最高，果实香气浓厚；K9果香味稍低于龙冠，其次是苹果和花香； 123以苹果和花香为主，分别占33.22%和33.36%；龙丰各香气指标最低，果香味为0，香气特征不明显。

图2 4个小苹果香气系列分布

2.3 4个小苹果香气主成分分析

本研究对4个小苹果品种含有的40种特征香气物质通过SPSS22软件进行主成分分析，所得相关矩阵的特征值和方差贡献率见表2。通过表2可以看出前3个主成分分别为55.82%，32.36%，7.69%，累计贡献率为95.87%。因此可将原有4,4,11,11-四甲基-7环十一醇、指标用3个主成分替代进行香气评价。

由表3可知，对第一主成分贡献最大的是1-己醇、丙酸、己醛、丁酸丁酯、2-甲基丁酸丁酯、丙酸己酯、丁酸己酯、2-甲基丁酸己酯、庚酸辛酯、2-甲基丁酸异丙酯、丙酸乙酯、己酸丙酯、(V1)-蛇麻烯、反-3,6-二乙基-3,6-二甲基-三环[3.1.0.0(2,4)]正己烷。对第二主成分贡献最大的是乙酸叶醇酯、异丁酸己酯、4-己烯醇基丁酸酯、乙苯、对二甲苯、对烯丙基甲氧苯、1,3,5,7-环辛四烯、3,7,11,15-四甲基1,3,6,10,14-十六碳五烯、2-亚甲基-4,8,8-三甲基-4-乙烯基双环[5.2.0]壬烷，对第三主成分贡献最大的是己酸乙酯。从以上分析可以得出这24种物质对小苹果的影响较大，是主要挥发性物质。

表2 主成分方差贡献率

表3 主成分荷载矩阵

续表3

物质主成分123己酸己酯.786.615.062庚酸辛酯.956-.255-.146辛酸己酯.831.535-.1532-甲基丁酸异丙酯.956-.255-.146丁酸戊酯-.298.740.6032-甲基丁酸戊酯.956-.255-.146异丁酸己酯-.086.996-.0204-己烯醇基丁酸酯-.086.996-.020丙酸乙酯.956-.255-.146己酸丙酯.956-.255-.146乙苯-.086.996-.020邻二甲苯-.565-.398-.723间二甲苯-.565-.398-.723对二甲苯-.086.996-.020对烯丙基甲氧苯-.086.996-.0201,3,5,7-环辛四烯-.241.922-.301α-法尼烯.851.474.226(Z,E)-α-法尼烯.854.425.301(V1)-蛇麻烯.956-.255-.1461,3-二丙基环戊二烯-.305-.343.8893,7,11,15-四甲基1,3,6,10,14-十六碳五烯-.086.996-.020反-3,6-二乙基-3,6-二甲基-三环[3.1.0.0(2,4)]正己烷.960.270.0752-亚甲基-4,8,8-三甲基-4-乙烯基双环[5.2.0]壬烷-.086.996-.020

3 结论

对牡丹江地区4个主栽小苹果挥发性物质进行测定分析，发现香气主要包括醇类、酸类、醛类、酯类、杂环类、烯烃类和烷烃类7类物质。酯类相对含量为302.47，是果实主体香气。对小苹果40个特征香气组分进行主成分分析发现其中24个物质是主要挥发性物质，对果实香气影响较大。通过香气分析发现小苹果的苹果气味均比较明显。龙冠最为突出，各香气指标均显示最高，果实香气浓厚。不同品种在香气上存在明显差异，本实验对香气不同组分分析为以后小苹果选育提供理论依据和参考。