香气和营养是重要的果实品质,也是影响水果鲜食和加工质量的重要因素。香气由大量挥发性有机化合物决定,柑橘果实中富含单萜、倍半萜及其含氧衍生物,还含有少量的醛、酯、醇和酮。前人已对部分柠檬品种果实香气成分、果皮精油成分等进行了一些研究。但是关于抗病柠檬果实成熟过程中果皮香气成分的变化还鲜见报道。

黄脉病是一种危害柠檬的主要病毒性病害,目前已对我国柠檬产业健康发展造成严重威胁,筛选培育抗耐黄脉病柠檬种质是解决这一问题的根本途径。香水柠檬和泰吹柠檬是已筛选出对黄脉病具有明显抗耐性的优异柠檬种质。关于上述2个柠檬品种果实中植物化学成分的研究还鲜见报道。重庆市农业科学院果树研究所的李春秀、韩国辉*和西南大学园艺园林学院的向素琼*等人以香水柠檬和泰吹柠檬为材料,比较分析其不同成熟阶段果皮中挥发性成分和酚类物质含量,为后续柠檬果实资源利用和抗病种质创新提供支撑。

1、香水柠檬和泰吹柠檬成熟过程中果皮挥发性成分及含量

香水柠檬和泰吹柠檬果皮香气成分的GC-MS总离子流图如图1所示。2个品种柠檬在5个成熟阶段共检测出86种挥发性成分,分为6 大类,包括18种单萜、28种倍半萜、10种醛类、20种醇类、6种酯类和4种酮类(点击下方阅读原文即可查看表1)。

同一品种不同成熟阶段检测出的挥发性成分种类数差异较小;香水柠檬花后130~186 d,果皮中检出61~70种挥发性成分;泰吹柠檬花后130~186 d,果皮中检出45~48种挥发性成分。果实成熟过程中,挥发性成分总含量发生显著变化,随着果实逐步成熟,2个品种柠檬挥发性成分总含量均呈先下降后上升的趋势;香水柠檬果皮中挥发性成分总含量在花后144 d下降至最低(19 620.8 μg/g),花后158 d上升至最高(52 460.6 μg/g), 花后158 d以后香水柠檬果皮挥发性成分总含量无显著差异;泰吹柠檬果皮中挥发性成分总含量在花后158 d下降至最低(30 973.6 μg/g),花后186 d上升至最高(56 243.5 μg/g)。

柠檬果皮中挥发性成分主要为萜烯类、醇类和醛类等,各类化合物的含量因品种和成熟阶段不同而变化(图2、表1)。

萜烯类是柠檬果皮中含量最高的香气成分,萜烯类包括单萜和倍半萜,在2个品种柠檬中单萜和倍半萜分别占挥发性成分总量的51.6%~89.1%和1.9%~8.5%,除花后158 d和172 d外,香水柠檬果皮中单萜含量均低于泰吹柠檬,而倍半萜含量均高于泰吹柠檬。成熟期对2个品种柠檬果皮中单萜含量有显著影响,随果实成熟,香水柠檬单萜含量呈明显的先下降后上升再下降变化,泰吹柠檬单萜含量呈先下降后上升的趋势,D-柠檬烯是2种柠檬果皮中含量最丰富的单萜;成熟期对香水柠檬果皮中倍半萜含量有显著影响,随果实成熟,香水柠檬果皮中倍半萜含量呈先下降后上升再下降变化,其含量在花后158 d最高(4 451.2 μg/g),而泰吹柠檬果实成熟过程中倍半萜含量无显著变化,2个柠檬品种果皮中主要的倍半萜均为β-石竹烯、(E)-α-香柠檬烯和β-红没药烯。

2、香水柠檬和泰吹柠檬成熟过程中特征香气成分

根据现有报道列出柠檬果皮香气成分的香气阈值,并计算2个品种柠檬不同成熟阶段果皮的香气值,将香气值大于1的香气成分确定为柠檬的特征香气成分(表2)。香水柠檬和泰吹柠檬果皮中分别鉴定出26种和22种特征香气成分,2种柠檬果皮中共有的特征香气成分有19种,香水柠檬果皮特有的特征香气成分为辛醛、十二醛、薰衣草醇、香芹醇、橙花醇、香叶醇和乙酸香叶酯,泰吹柠檬果皮特有的特征香气成分为紫苏醇、香茅醇和乙酸香茅酯。

3、2个柠檬品种成熟过程中的酚类成分

本实验测定了柠檬果实中16种酚类成分,包括4种酚酸、7种黄烷酮、2种黄酮和3种多甲氧基黄酮(图3、表3)。4种酚酸在2种柠檬果皮中均检出,分别为没食子酸、原儿茶酸、绿原酸和咖啡酸,其中原儿茶酸、绿原酸和咖啡酸为主要的酚酸,没食子酸含量较低。除绿原酸外,香水柠檬其他3种酚酸的含量均高于泰吹柠檬,而2种柠檬果皮酚酸总量差异不大。随果实成熟,酚酸总量呈下降趋势,香水柠檬酚酸总量由511.56 μg/g下降到330.45 μg/g,泰吹柠檬酚酸总量由515.47 μg/g下降到399.81 μg/g。

结 论

本研究通过分析2个抗病柠檬品种不同成熟阶段果皮中的挥发物和酚类成分发现,品种和成熟期是影响柠檬果皮中挥发物和酚类成分的重要因素。2个品种柠檬果皮共检出86种挥发性成分,可分为6 类,2种柠檬相比,香水柠檬果皮中倍半萜和醛类含量较高,泰吹柠檬果皮中单萜和醇类含量较高,香水柠檬果皮中单萜、倍半萜、醛类、酯类的含量在成熟期间发生显著变化,单萜、倍半萜呈先下降后上升再下降的变化趋势,酯类呈先上升后下降的趋势,醛类呈上升趋势;泰吹柠檬果皮中单萜、醇类、醛类、酯类和酮类的含量在成熟期间发生显著变化,单萜、醇类、醛类、酯类和酮类均呈先下降后上升的趋势。2种柠檬果皮中共检测出15种酚类物质,包括4种酚酸、6种黄烷酮、2种黄酮和3种多甲氧基黄酮,2个品种柠檬果皮中酚酸总量差异不大,泰吹柠檬果皮中类黄酮总量明显高于香水柠檬,随成熟度提高,香水柠檬和泰吹柠檬果皮中酚酸总量和类黄酮总量均显著下降。香水柠檬和泰吹柠檬果皮中含有丰富的植物化学成分,是优良的品种资源,适合进一步用于杂交育种和开发利用。

本文《不同成熟阶段柠檬果皮挥发物和酚类成分分析》来源于《食品科学》2022年43卷4期215-224页,作者:李春秀,李勋兰,梁国鲁,向素琼,韩国辉。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210325-316。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑:袁艺;责任编辑:张睿梅

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