不同成熟期番石榴果實香氣成分變化

邱珊蓮 張少平 林寶妹 張帥 洪佳敏 吳妙鴻 鄭開斌

摘要：探究番石榴不同成熟期果實香氣組成，旨在為番石榴果實適時采收、品質評價及開發利用提供理論基礎。采用氣相色譜-質譜聯用技術，對水蜜、珍珠、本地、西瓜、紅寶石5個番石榴品種始熟期、成熟期及完熟期的果實進行香氣組分分析。結果表明，從水蜜始熟果、成熟果、完熟果中分別鑒定出19、12、8種化合物，珍珠鑒定出22、11、5種化合物，本地鑒定出14、11、11種化合物，西瓜鑒定出17、11、5種化合物，紅寶石鑒定出21、19、12種化合物。各品種果實香氣成分種類均隨成熟度增加而下降，始熟果均以萜烯類物質為主要香氣成分，含量范圍為77.13%～94.85%，紅寶石含量最高;完熟果均以醛類物質為主要香氣成分，含量范圍為82.56%～96.79%，珍珠含量最高。從始熟期至成熟期，白肉型品種（水蜜、珍珠、本地）的果實醛類物質含量大幅增加，萜烯類含量急劇下降;紅肉型品種（西瓜、紅寶石）的果實萜類、醛類含量變化趨勢較緩。各品種始熟果中萜烯類物質均由單萜類和倍半萜類組成，倍半萜類種類較豐富，白肉型品種始熟果中倍半萜類物質總含量遠高于單萜類，紅肉型兩者差異不大;始熟果的單萜類主成分為β-羅勒烯，倍半萜類主成分為石竹烯，白肉型品種石竹烯含量高于β-羅勒烯，紅肉型品種反之。完熟果中醛類物質主要成分為己醛或3-己烯醛。

關鍵詞：番石榴;成熟期;香氣組分;醛類;萜烯類

中圖分類號： S667.901 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2021）13-0162-08

番石榴（Psidium guajava Linn.），別稱芭樂、拔子、喇叭果、雞屎果等，為桃金娘科（Myrtaces）番石榴屬熱帶果樹，原產于熱帶美洲，在我國廣泛種植于海南、云南、廣西、廣東、福建、臺灣等地區。番石榴果實清甜脆爽、香氣獨特，含有較豐富的蛋白質、維生素 A、維生素C及磷、鈣、鎂等微量元素[1]。番石榴品種繁多，常見的有珍珠、新世紀、水晶、帝王、紅心等[2]，果實香氣是重要的果實品質性狀，能客觀反映不同果實的風味特征及成熟程度，不同品種間香氣組成會有明顯差異[3]。關于番石榴香氣成分的研究國內外已有一些報道，Chyau等分析了番石榴成熟果和完熟果的香氣組分[4];Soares等分析了青果、中熟果、成熟果3個成熟階段番石榴果實的香氣組分[5];馬錁等分析了番石榴青果、成熟果和完熟果的香氣組分[6];李莉梅等分析比較了紅肉品種四季桃和白肉品種珍珠桃番石榴果實中的香氣組分差異[7]。已有的大多報道僅限于對番石榴1個品種的香氣組分分析或者2個品種間的比較，本研究以市場上較常見的3種白肉型（水蜜、珍珠、本地）和2種紅肉型（西瓜、紅寶石）番石榴的始熟果、成熟果、完熟果為試驗材料，研究不同品種、不同成熟期番石榴果實的香氣組成差異，旨在更全面地了解不同番石榴品種的香氣品質特征以及成熟度對風味品質的影響，為番石榴果實適時采收、品質評價及進一步開發利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 番石榴來源 供試番石榴品種為水蜜、珍珠、本地、西瓜、紅寶石，其中水蜜、珍珠、本地品種的果肉呈白色，西瓜、紅寶石品種的果肉呈紅色。果實于2020年1月10日至2月25日期間采自福建省農業科學院亞熱帶農業研究所國家閩臺特色作物種質資源圃，樹齡為5年。各品種盛花日期和果實發育時間稍有差異，在2019年10月中下旬盛花當日，每個品種按東、南、中、西、北5個方位各選1株長勢較一致的植株統一掛牌標示作為供試植株，待果實長到1～2 cm時疏果，每個結果枝留2個果進行套袋。各供試株按東、南、西、北、中5個方位隨機選取3～4個果掛牌標記，供日后采摘之用。各品種在進入果實迅速膨大期（始熟期）時開始采摘樣果，各品種每隔15～20 d采果1次，分為Ⅰ（始熟期）、Ⅱ（成熟期）、Ⅲ（完全成熟期）3個時期。每次采果時間為09：00，采后立即進行品質測定和干燥處理。

1.1.2 試驗試劑 氮氣、氦氣、氬氣（純度≥99.999%，漳州市新興氣體有限公司提供）。

1.1.3 試驗儀器 TriPlus 300 頂空自動進樣器、Trace1300-TSQ 9000氣質聯用儀（美國賽默飛公司），JYS-M01粉碎機（濟南九陽股份有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品制備 于不同成熟期精選3粒無機械損傷和病蟲害的果實，洗凈，水分晾干后切塊用粉碎機打成果漿，稱取5 g果肉置于20 mL頂空瓶，放入頂空自動進樣器，瓶靜態平衡時間為5 min。

1.2.2 氣相色譜-質譜分析條件 氣相色譜分析條件：色譜柱，TG-5SILMS，30 m×0.25 mm×0.25 μm 石英毛細管柱;升溫程序：起始溫度40 ℃，保持2 min，然后以5 ℃/min升溫到1 400 ℃，再以10 ℃/min升溫到250 ℃，保持10 min;進樣量 1 000 μL，載氣為He，體積流量1.2 mL/min，分流比10 ∶ 1。

質譜條件：電離方式為EI，離子源溫度250 ℃，接口溫度280 ℃。掃描質量范圍為30～550 amu。

1.2.3 香氣成分分析 各組分質譜經NIST檢索，再結合文獻進行人工譜圖分析以確定各化學成分，采用峰面積歸一法計算各成分相對百分含量。

2 結果與分析

2.1 水蜜番石榴不同成熟期果實香氣成分變化

從水蜜番石榴始熟期、成熟期、完全成熟期3個不同成熟期的果實中共檢測出包含醛類、萜烯類、醇類在內的共20種化合物，檢出的主要芳香成分及相對含量詳見表1。隨著果實的成熟，香氣成分的種類不斷減少，醛類物質含量不斷增加，萜烯類物質含量不斷降低。始熟果中檢測出的成分最多，為19種，主要成分為萜烯類化合物，包括石竹烯（47.63%）、β-羅勒烯（18.56%）、香樹烯（2.92%）、胡椒烯（2.81%）等13種化合物，占香氣成分總量的78.29%，醛類化合物主要包括己醛和 2-己烯醛，相對含量分別為12.90%和5.00%，醇類物質包括桉葉素（1.03%）、順-3-己烯-1-醇（0.86%）、己醇（0.70%）、順-2-己烯-1-醇（0.39%）。成熟果中共檢出12種香氣成分，主要成分為醛類物質（67.43%），包括己醛（55.88%）和2-己烯醛（11.55%），萜烯類物質含量降至31.61%，含石竹烯（19.93%）、β-羅勒烯（6.90%）、胡椒烯（1.57%）等8種化合物，醇類物質僅占0.41%。至完全成熟期，醛類物質含量上升至85.07%，主體成分仍為己醛（58.75%），但2-己烯醛含量明顯增加，達26.32%，萜烯類物質含量降至13.38%，種類降至僅剩5種。

2.2 珍珠番石榴不同成熟期果實香氣成分變化

從珍珠番石榴始熟果、成熟果、完熟果中共檢測出包含醛類、萜烯類、醇類、烷烴4類在內的共25種化合物，檢出的主要芳香成分及相對含量詳見表2。與水蜜相似，珍珠番石榴各成熟期果實的香氣成分組成及其含量差異較大，隨著果實成熟，香氣成分種類不斷下降，醛類物質含量不斷增加，萜烯類物質含量不斷降低。從始熟果檢測出22種成分，成熟果11種，完熟果5種。始熟果22種成分中，萜烯類物質有17種，為香氣主體成分，相對含量占總成分的84.61%，其中石竹烯占46.26%、β-羅勒烯占11.71%、香樹烯占4.45%，醇類、醛類、烷烴類物質分別有3、1、1種，分別占10.28%、0.78%、1.97%，醇類物質包括桉葉素（5.54%）、順-3-己烯-1-醇（4.21%）、順-2-己烯-1-醇（0.53%）。成熟果香氣主體成分為醛類物質，相對含量占78.08%，其中己醛占49.63%，2-己烯醛占28.45%，萜烯類物質含量僅占9.32%，其中石竹烯占3.98%、（R）-1-甲基-5-（1-甲基乙烯基）環己烯占3.26%，其余5種萜烯類物質含量均小于1%。完熟果中的醛類物質相對含量占總成分的96.79%，主體成分為3-己烯醛，占79.93%，2-己烯醛占16.86%，其余萜烯類、醇類成分含量均小于1%。

2.3 本地番石榴不同成熟期果實香氣成分變化

從本地番石榴始熟果、成熟果、完熟果中共檢測出包含醛類、萜烯類、醇類、酯類、芳烴類等在內的共20種化合物，檢出的主要芳香成分及相對含量詳見表3。與水蜜、珍珠相似，本地番石榴各成熟期果實的香氣成分組成及其含量差異大，隨著果實成熟，香氣成分種類下降，醛類物質含量不斷增加，萜烯類物質含量不斷降低。

從始熟果檢測出14種成分，成熟果和完熟果均為11種。始熟果14種成分中，萜烯類物質為香氣主體成分，占總成分的77.13%，包括石竹烯（39.04%）、β-羅勒烯（26.71%）、胡椒烯（2.83%）等9種化合物，醇類物質占18.20%，包括順-3-己烯-1-醇（8.55%）、己醇（7.74%）、桉葉素（0.96%）、順-2-己烯-1-醇（0.95%），醛類物質僅己醛1種，占2.42%。成熟果主要芳香成分為醛類物質（84.04%），包括己醛（67.53%）和2-己烯醛（16.51%）;萜烯類物質含量為9.29%，包括β-羅勒烯（5.27%）、石竹烯（3.06%）、2-甲基-5-（1-甲基乙基）-雙環[3.1.0]-2-己烯（0.96%）等3種化合物;醇類物質占3.39%，包括己醇（1.84%）、桉葉素（0.95%）、順-2-己烯-1-醇（0.60%）。與始熟果相比，成熟果增加了酯類、芳烴類成分，分別為乙酸葉醇酯（0.38%）、苯乙烯（0.54%）、茶香螺烷（1.08%）。完熟果中醛類物質相對含量占總成分的89.76%，主體成分為己醛（86.87%），2-己烯醛占2.89%，萜烯類物質成分與成熟果相同，總含量僅占1.69%，酯類物質包括己酸乙酯（0.43%）、苯甲酸乙酯（0.39%）;芳烴類組成與成熟果相同，苯乙烯占1.53%、茶香螺烷0.42%。

2.4 西瓜番石榴不同成熟期果實香氣成分變化

從西瓜番石榴始熟果、成熟果、完熟果中共檢測出包含醛類、萜烯類、醇類在內的共17種化合物，檢出的主要芳香成分及相對含量見表4。該品種為紅色果肉品種，與上述3個白色果肉品種相同之處為隨著果實成熟香氣成分種類下降，醛類物質含量不斷增加，萜烯類物質含量不斷降低，不同之處在于西瓜番石榴始熟果中單萜類化合物β-羅勒烯（48.64%）含量明顯高于倍半萜類化合物石竹烯（35.68%），成熟果中萜烯類物質（59.60%）為最主要成分，其含量明顯高于醛類物質（36.33%）。始熟果中萜烯類物質占94.30%，包括β-羅勒烯、石竹烯、α-紅沒藥烯（2.85%）等14種化合物，醛類物質占3.33%，其中己醛占1.71%，2-己烯醛占1.62%，醇類物質桉葉素占1.67%。成熟果中萜烯類物質仍為最主要成分，含8種化合物，其次為醛類。隨著果實成熟，至完熟期，果實中醛類物質含量達82.56%，由己醛（55.23%）和2-己烯醛（27.33%）組成，萜烯類物質僅剩2種，為β-羅勒烯（11.10%）、石竹烯（2.65%）。

2.5 紅寶石番石榴不同成熟期果實香氣成分變化

從紅寶石番石榴始熟果、成熟果、完熟果中共檢測出包含醛類、萜烯類、醇類、酮類、酸類5類在內的共29種化合物，檢出的主要芳香成分及相對含量見表5。該品種也為紅色果肉品種，其各成熟期的主要香氣成分組成與西瓜類似，即始熟期、成熟期的主要成分均為萜烯類，完熟期的主要成分為醛類，始熟期單萜類化合物β-羅勒烯含量高于倍半萜類化合物石竹烯。始熟果中含21種香氣成分，其中萜烯類物質含量占94.85%，包括β-羅勒烯（45.01%）、石竹烯（39.18%）、α-紅沒藥烯（2.68%）等13種化合物;醇類物質占2.29%，包括順-3-己烯-1-醇（1.37%）、桉葉素（0.39%）、己醇（0.24%）、順-2-己烯-1-醇（0.18%）、β-菖蒲烯醇（0.11%）;醛類物質占1.99%，其中己醛占1.37%，2-己烯醛占0.62%;酸類物質二十二碳六烯酸占0.09%。成熟果中檢出19種成分，萜烯類物質含量占66.74%，包括β-羅勒烯（36.90%）、石竹烯（19.48%）、α-紅沒藥烯（2.58%）等15種化合物，醛類物質占28.38%，包括己醛（18.98%）和2-己烯醛（9.40%），醇類物質占0.81%，包括2-己炔-1-醇（0.12%）和桉葉素（0.69%）。完熟果中檢出12種成分，醛類物質含量占84.13%，主體成分為3-己烯醛，占70.99%，2-己烯醛占13.14%;萜烯類物質占9.98%，主要由石竹烯（4.63%）和β-羅勒烯（4.59%）組成，其余5種萜烯類化合物含量均低于0.50%;另外，完熟果中還含有0.18%甲基庚烯酮，0.07%花生四烯酸。

2.6 不同番石榴品種果實香氣成分比較

隨果實成熟度增加，不同品種番石榴香氣成分種類均不斷下降，其中萜烯類（除紅寶石外）、醇類（除西瓜外）物質種類不斷下降，醛類物質相對含量不斷增加，萜烯類物質相對含量不斷減少（表6）。果實始熟期香氣成分均以萜烯類物質含量最高，為主要香氣成分，含量范圍為77.13%～94.85%，紅寶石含量最高，完全成熟期均以醛類物質的含量最高，是主要香氣成分，含量范圍82.56%～96.79%，珍珠含量最高。始熟期和成熟期均以萜烯類物質種類最多。白肉型品種（水蜜、珍珠、本地）與紅肉型品種（西瓜、紅寶石）果實主要香氣成分含量隨成熟度的變化規律存在明顯差異，白肉型品種醛類物質含量從始熟期至成熟期急劇增加，成熟果中含量已達67.43%～84.04%，紅肉型品種醛類物質含量增加較慢，成熟果中含量為28.38%～36.33%，白肉型品種萜烯類物質含量從始熟期至成熟期急劇下降，成熟果中含量已降至9.29%～31.61%，而紅肉型品種含量仍有59.60%～66.74%。

由表7可知，不同品種番石榴始熟果中香氣主要成分為萜烯類物質，由單萜類和倍半萜類組成，倍半萜類物質種類明顯多于單萜類。單萜類的主要組成成分為β-羅勒烯，倍半萜類的主要組成成分為石竹烯。白肉型品種（水蜜、珍珠、本地）始熟果中倍半萜類物質相對含量遠高于單萜類物質，水蜜、珍珠、本地倍半萜類含量分別為59.73%、62.36%、48.37%，單萜類含量分別為18.56%、22.25%、28.76%。紅肉型品種（西瓜、紅寶石）始熟果中倍半萜類物質相對含量與單萜類物質相差不大，西瓜、紅寶石倍半萜類含量分別為45.66%、49.84%，單萜類含量分別為48.64%、45.01%。白肉型品種始熟果中石竹烯相對含量遠高于β-羅勒烯，水蜜、珍珠、本地石竹烯含量分別為47.63%、46.26%、39.04%，β-羅勒烯含量分別為18.56%、11.71%、26.71%，紅肉型品種β-羅勒烯含量高于石竹烯，西瓜、紅寶石石竹烯含量分別為35.68%、39.18%，β-羅勒烯含量分別為48.64%、45.01%。

3 討論與結論

由5個不同番石榴品種不同成熟期果實香氣成分的分析結果可知，5個品種始熟果中香氣成分種類數在14～22之間，包括醛類、萜烯類、醇類、酯類、烷烴類等，其中共有成分為7個，分別為桉葉素、β-羅勒烯、胡椒烯、石竹烯、香樹烯、α-律草烯、δ-杜松烯，5種始熟果中萜烯類物質含量在 77.13%～94.85%之間，是主要香氣成分，與馬錁等報道的結果較一致，該研究從新世紀番石榴青果中檢出21種香氣成分，其中萜烯類含量最高，占67.65%;另外，該研究報道還發現，新世紀番石榴萜烯類和醇類物質相對含量隨果實成熟而減少，酯類和醛類含量隨果實成熟而增加[6]。本研究中5個品種的萜烯類、醇類物質（除西瓜番石榴外）、醛類物質含量變化規律與新世紀類似，但本研究的水蜜、珍珠、西瓜、紅寶石中未檢測到酯類成分，只有本地成熟果和完熟果中分別檢測到0.38%、0.82%的酯類物質。Sinuco等研究了2個哥倫比亞番石榴果實成熟過程中的香氣組分，發現C6醛類物質和含硫化合物的含量隨著果實成熟而下降，而酯類物質和呋喃類化合物的含量則隨著果實成熟而升高[8]。Soares等也研究發現，醛類物質含量隨番石榴果實的成熟而減少[5]，均與本研究的結果不同。研究結果的差異源于多種因素，香氣組分除了受成熟度的影響外，還與品種遺傳特性、栽培環境、栽培措施、香氣組分的采集及分析方法等息息相關[9]。

果實香氣作為一個重要的果實品質特性，其由數種揮發性物質組成。果實中揮發性物質生物合成途徑的多樣性使得果實香氣組成因樹種、品種而異，“草香型”的醇醛類化合物及“果香型”酯類物質是番石榴果實主要的揮發性物質組分[9]。本研究中5個番石榴品種完熟果中主要香氣成分均為醛類物質，相對含量在82.56%～96.79%之間，且均由2種醛類成分組成，水蜜、本地、西瓜均由己醛和2-己烯醛組成，珍珠和紅寶石由3-己烯醛和2-己烯醛組成。李國鵬等研究發現，四季桃番石榴中醛類物質對果實香氣的貢獻率最高，相對含量達到56.39%，其中己醛和2-己烯醛共占54.54%，為最主要的2種醛類物質[10]。但其檢測到醛類物質有14種，遠高于本研究的2種，這同樣應該與栽培品種、環境、措施、檢測方法等因素有關。同為珍珠番石榴，本研究與周濃等的研究結果[11]相差較大，本研究發現，成熟果和完熟果中主要成分分別為己醛（49.63%）和3-己烯醛（79.93%）。而周濃等的研究結果顯示，超市果實中最主要的成分為乙酸葉醇酯（38.66%），其次為己醛（11.99%）[11]，這可能與栽培措施、采后處理、貯藏條件等因素有關。

不同果肉類型品種間番石榴果實香氣物質差異較大，本研究發現，從始熟期至成熟期，白肉型品種果實醛類物質含量大幅增加，萜烯類含量急劇下降，而紅肉型品種西瓜、紅寶石萜類、醛類含量變化趨勢較緩;白肉型品種始熟果中倍半萜類物質總含量遠高于單萜類，紅肉型品種兩者相差不大;白肉型品種始熟果中石竹烯含量高于β-羅勒烯，紅肉型品種β-羅勒烯含量高于石竹烯。李莉梅等的研究也表明，紅肉型四季桃和白肉型珍珠桃番石榴果實中的香氣組分存在明顯差異，紅肉型果實中酯類、醇類、酸類物質的種類和含量均明顯高于白肉型果實，白肉型果實的醛類含量（83.61%）明顯高于紅肉型果實（59.94%）[7]。

番石榴作為一種風味獨特的熱帶水果，果實香氣是評價果實品質的一個重要性狀，本研究檢測了5個番石榴品種的3個成熟期果實的香氣組成，分析和比較了各品種不同成熟階段果實的香氣特征，對比了不同果肉類型果實香氣隨成熟度的變化規律及始熟果中成分的差異，為番石榴果實適時采收、品質評價及進一步開發利用提供了科學依據。

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