不同品种及产地西梅香气成分差异性研究

张玎婕1,胡超2,朱远洋1,杨龙彦2,胡志忠2,宋凌勇2,梁淼1,张峻松1*

(1.郑州轻工业大学 食品与生物工程学院,河南 郑州 450001;2.广西中烟工业有限责任公司,广西 南宁 530001)

摘 要:为研究不同西梅香气成分差异性,以4种不同品种及产地的西梅为研究对象,采用同时蒸馏萃取法及气相色谱质谱联用技术(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)对其香味成分进行测定分析,并通过主成分分析、聚类分析比较不同品种及产地西梅香气成分的差异性。结果表明:不同品种及产地西梅香气成分均包括醛类、酸类、醇类、酮类、酯类、烯烃类、酚类及含氮杂环化合物等物质,其中醛类物质所占比例最大,但特征香气成分含量存在较大差异。主成分分析及聚类分析表明:品种是造成西梅香气成分差异性较大的原因之一。

关键词:西梅;香气成分;主成分分析;聚类分析;气相色谱-质谱法(GC-MS)

西梅(Prunus salicina Lind)属于蔷薇科(Rosaceae)李属(Prunus)欧洲李种,落叶小乔木,原产地为西亚和欧洲,近几年开始进入国内市场,主要在新疆喀什、四川汶川等地引用栽培[1-3]。西梅中富含人体所需的维生素、矿物质、膳食纤维及抗氧化物质等营养元素,且不含脂肪和胆固醇,具有延缓机体和大脑衰老的功效,有“奇迹水果”之美誉[4-6]。西梅因具有独特的风味,除鲜食外,还可以加工成果脯、罐头、饮料、果酱等产品,具有较高的利用价值[5]

但目前关于西梅的研究多为栽培技术[7-9]、授粉技术[10-11]、制干[12-14]等方面,对于西梅香气成分的研究较少,张翼鹏等[15]基于气相色谱-嗅觉(gas chromatography-olfactometry,GC-O)、香气活性值(odor activity value,OAV)和S型曲线法研究了3个不同品种西梅的特征香气,但其西梅产地均为国内,且未明确不同西梅香气成分差异性的主要原因,因此本文以市售的4种国内外西梅为研究对象,通过同时蒸馏萃取法结合气相色谱质谱联用技术(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)对其香气成分进行测定分析,利用主成分分析和聚类分析比较不同产地及品种西梅香气成分组成的差异性,为西梅综合利用和品质提升提供理论基础和数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

4种不同产地及品种的西梅分别为美国加州西梅(γ1)、新疆喀什红喜梅(γ2)、四川汶川女神(γ3)以及新疆喀什女神(γ4),每个品种选取大小均一、无损伤的果实,去核,搅碎制成果浆,用于香气成分分析。

氯化钠、无水硫酸钠(分析纯):天津市致远化学试剂有限公司;二氯甲烷(≥99.9%,分析纯):迪马科技试剂有限公司;乙酸苯乙酯(≥98%,分析纯):百灵威科技有限公司。

1.2 仪器与设备

数显恒温水浴锅(HH-4型):金坛市医疗仪器厂;低温冷却循环泵(DLSB型):郑州凯鹏实验仪器有限公司;电热套(SHSL型):上海树立仪器有限公司;气相色谱-质谱联用仪(7890B GC/5977AMSD型):美国Agilent公司;电子天平(EL204):Mettler-Toledo仪器(上海)有限公司;同时蒸馏萃取装置:安徽科腾试验设备有限公司;AQ-180E多用途磨粉碎机:慈溪市耐欧电器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 香气成分的提取与收集

称取150 g(精确至0.001 g)西梅果浆,倒入同时蒸馏萃取装置一端的1 000mL圆底烧瓶中,加入350mL蒸馏水和30 g氯化钠,用电热套加热;装置的另一端连接浓缩瓶,加入60 mL二氯甲烷,60℃水浴加热,反应时间为2.5 h,取出萃取液转入100 mL锥形瓶后加入适量无水硫酸钠,常温(25℃)下静置过夜,滤液加入1 mL(0.214 mg/mL)乙酸苯乙酯内标溶液,将其在60℃水浴锅中浓缩至1.0 mL,过0.45 μm有机滤膜后移至1.5 mL色谱瓶中,待上样。

1.3.2 分析条件

1.3.2.1 色谱条件

色谱柱:HP-5MS毛细管柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm);载气:氦气;载气流量:1.0 mL/min;进样口温度:280 ℃;进样量:1 μL;分流比:5∶1;升温程序:50 ℃,保持2 min,以4℃/min的速率升温至280℃,保持20 min。

1.3.2.2 质谱条件

离子源:电子轰击(electron impact ion source,EI)源;电子能量:70 eV;离子源温度:230℃;四极杆温度:150℃;传输线温度:280℃;电子倍增器电压:1 994 V;扫描模式:全扫描。

1.3.2.3 定性定量分析

全扫模式下,采用NIST14库检索,对样品进行定性分析确定未知物,采用峰面积归一化法进行半定量分析。

1.4 数据分析

使用SPSS25.0软件对数据进行主成分分析(principal component analysis,PCA)以及聚类分析。

2 结果与讨论

2.1 不同品种及产地西梅的香气成分分析研究

4种不同产地及品种西梅香气成分及含量分析结果见表 1,γ1、γ2、γ3、γ4 西梅的总离子流色谱图见图1~图 4。

图1 美国加州西梅(γ1)香气成分总离子流色谱图
Fig.1 Total ion current chromatogram of the aroma components of prunes from California,USA(γ1)

图2 新疆喀什红喜梅(γ2)香气成分总离子色谱图
Fig.2 The total ion chromatogram of the aroma components of Xinjiang Kashgar red prunes(γ2)

图3 四川汶川女神西梅(γ3)香气成分总离子流色谱图
Fig.3 The total ion current chromatogram of the aroma components of Sichuan Wenchuan goddess prunes(γ3)

图4 新疆喀什女神西梅(γ4)香气成分总离子流色谱图
Fig.4 The total ion current chromatogram of the aroma components of the goddess of Xinjiang Kashgar prunes(γ4)

表1 4种不同产地及品种西梅香气成分及含量分析结果
Table 1 Analysis results of aroma components and content of prunes from 4 different producing areas and varieties

类别 成分 γ1 γ2 γ3 γ4醇类 2-己醇 — 3.62 — —叶醇 — 7.89 — 15.03(E)-2-已烯-1-醇 0.70 4.88 1.56 1.17正己醇 4.62 13.98 12.26 5.78苯甲醇 2.92 2.95 2.34 1.96正辛醇 4.01 4.08 3.85 5.04芳樟醇 4.75 1.62 2.27 1.62苯乙醇 — — 0.44 —月桂烯醇 1.06 — — —1-甲基-4-(1-甲基乙烯基)环己醇 — 1.22 0.99 1.46含量/(μg/g)2,6-二甲基-5,7-辛二烯-2-醇 1.31— — —4-萜烯醇 — — — 0.32对甲基苯异丙醇 — — 1.17 1.27

续表1 4种不同产地及品种西梅香气成分及含量分析结果
Continue table 1 Analysis results of aroma components and content of prunes from 4 different producing areas and varieties

类别 成分 γ1 γ2 γ3 γ4醇类 α-松油醇 — 13.78 10.68 13.97 γ-萜品醇 — 1.46 — 1.62香叶醇 1.08 — 0.53 —4-异丙基苯甲醇 — 0.80 — —植物醇 3.83 — — —总计 24.27 56.27 36.08 49.24酮类 2,4-二羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃-3-酮 1.62 1.62 2.21 —3H-吡喃-2,6-二酮 3.73 5.55 8.65 3.97大马士酮 6.24 9.75 10.18 10.72 3,4-脱氢-β-紫罗兰酮 1.52 0.47 — 0.60 3-羟基-β-大马士革酮 — — — 2.13(Z)-氧代环十七碳-8-烯-2-酮 — 0.47 — —总计 13.11 17.86 21.03 17.41醛类 正己醛 265.73 81.06 142.37 138.92糠醛 25.64 32.51 30.06 33.64反-2-己烯醛 321.32 66.95 135.87 135.98庚醛 2.88 5.00 5.79 6.06 2,4-己二烯醛 — — — 0.89(Z)-2-庚醛 — 0.64 — —(E)-2-庚烯醛 0.49 — — —苯甲醛 0.45 — — 0.61 5-甲基呋喃醛 — — — 0.68正辛醛 1.71 2.28 2.97 3.17苯乙醛 7.47 6.64 19.84 16.13壬醛 24.15 62.45 71.56 69.89癸醛 0.77— — 1.38 2,4-癸二烯醛 — — 0.49 —桃醛 — 1.42 — —硬脂烷醛 — 2.45 — 2.11十五醛 — 3.46 — —总计 650.60 264.86 408.95 270.54酯类 己酸乙酯 — 1.78 — —γ-己内酯 — 6.44 1.62 —甲酸辛酯 1.22 — — —柳酸甲酯 3.97 8.92 10.77 8.81反式-4-癸烯酸乙酯 — 5.55 1.97 1.75肉桂酸乙酯 — 0.74 — —丁位癸内酯 — — 0.81 —丙位癸内酯 — — 2.98 —邻苯二甲酸二异丁酯 — — 0.69 —棕榈酸甲酯 — 0.98 — 0.63邻苯二甲酸二丁酯 — 5.30 1.14 4.85邻酞酸二丁酯 4.25 — — —棕榈酸乙酯 1.57 14.52 2.72 —(Z)-油酸甲酯 — 1.19 — —亚油酸乙酯 0.94 10.40 1.5 —含量/(μg/g)(E)-油酸乙酯 — 0 2.56 —油酸乙酯 — 6.99 — —

续表1 4种不同产地及品种西梅香气成分及含量分析结果
Continue table 1 Analysis results of aroma components and content of prunes from 4 different producing areas and varieties

注:表中“—”表示未检出。

类别 成分 γ1 γ2 γ3 γ4酯类 亚麻酸乙酯 — 1.92 — —硬脂酸乙酯 1.67 6.64 2.00 —花生酸乙酯 — 1.17 — —总计 13.62 72.53 28.75 16.04酸类 2-甲基丁酸 — 5.35 — —戊酸 — — 2.17 2.29 3-甲基-2-丁烯酸 — 1.83 1.03 1.51己酸 — 6.02 5.82 6.94苯甲酸 23.03 15.61 16.11 8.32正辛酸 — 2.40 3.20 —正壬酸 3.37 15.41 15.93 18.42香叶酸 0.92 — — —正癸酸 0.23 0.58 0.54 0.69反式肉桂酸 — 1.85 1.73 0.65月桂酸 3.99 1.57 5.10 2.25肉豆蔻酸 1.07 0.99 1.42 0.71棕榈酸 14.42 41.49 9.49 37.07硬脂酸 — 2.36 — 0.56油酸 0.44— — —亚油酸 3.25 10.22 2.33 23.76亚麻酸 — 7.54 — —二十酸 — — — 1.36总计 50.71 113.22 64.87 104.55烯烃类 氧化环己烯 11.74 — — —环己烯 — — 14.62—间伞花烃 — 0.57 — —d-柠檬烯 21.50 1.42 0.76 1.06萜品烯 — — — 0.69萜品油烯 — — 2.29 2.91 3-甲基-6-(1-甲基亚乙基)环己烯 — 2.80 — —4-甲氧基苯乙烯 — 1.04 — —4-蒈烯 2.01 — — —檀烯 1.31— — —2-莰烯 — — 1.321.40 2-蒈烯 1.19 — — —1-十九烯 — — — 1.60总计 37.76 5.83 18.99 7.67酚类 香芹酚 — 1.27 — —2-甲氧基-4-乙烯基苯酚 1.78 12.85 7.13 13.6 5-烯丙基愈创木酚 9.83 — — —丁香酚 — 2.27 1.58 2.11 2,6-二异丙基苯酚 10.32 4.55 5.34 —异丁香酚 — 1.60 1.03 1.86 2-4-二叔丁基酚 — 0.38 0.52 0.63 2-叔丁基苯酚 — 1.39 1.92 —2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚) — 20.13 — —总计 21.93 44.44 17.51 18.20氧化杂环类含量/(μg/g)2-戊基呋喃 1.17 — 0.61 —2,3-二氢苯并呋喃 2.57 8.15 7.11 12.01总计 3.74 8.15 7.72 12.01

由表1、图1~图4可知,来自不同产地及品种的西梅样品中共检测出103种香气化合物,其中γ1西梅51种、γ2西梅73种、γ3西梅62种、γ4西梅63种。醛类物质在4种西梅香气成分中所占比例均最大。4种西梅中共有的香气成分为26种,包括醇类5种,即正己醇、正辛醇、芳樟醇、苯甲醇以及(E)-2-已烯-1-醇;酮类2种,即大马士酮和3H-吡喃-2,6-二酮;醛类7种,即正己醛、糠醛、反-2-己烯醛、庚醛、正辛醛、苯乙醛以及壬醛;酯类1种,即柳酸甲酯;酸类7种,即苯甲酸、正壬酸、正癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、亚油酸;烯烃类1种,即d-柠檬烯;酚类1种,即2-甲氧基-4-乙烯基苯酚;氧化杂环类1种,即2,3-二氢苯并呋喃。

不同品种及产地西梅香气成分相对含量的对比结果见图5。

图5 不同品种及产地西梅香气成分相对含量的对比
Fig.5 Comparison of relative content of aroma components of prunes from different varieties and producing areas

根据表1所得结论并结合图5可知,在相同的分析条件下,不同产地以及品种的西梅中香气成分的种类及其相对含量存在较大差异,张翼鹏等[15]的研究表明,叶醇、正己醇、大马士酮、辛醛、庚醛、己醛、反-2-己烯醛、苯乙醛等为西梅的特征香味成分,并含有脂肪香、果香、花香、青香、甜香等主要香韵。

γ1西梅中醛类物质高达79.76%,其特征香气成分正己醛、反-2-己烯醛的含量远高于其他品种及产地,庚醛、正辛醛的含量仅为其他品种及产地的一半,且都具有青草、脂肪香气[16-17];d-柠檬烯含量远高于其他品种,达21.50 μg/g,具有柑橘、松木等令人悦人的气息[18-20]。γ2西梅中除醛类外,醇类、酯类、酚类物质所占比例较大,正己醇所占含量较高,达13.98 μg/g,特征香气成分苯乙醛的含量低于其他品种及产地,为6.64μg/g,两者均具有特殊的花香、水果的甜香气息[21-22];γ3、γ4西梅中大马士酮所占含量较高,达10.18、10.72 μg/g,具有甜的果香、青香、花香、木香气息[23];叶醇在γ4中含量最高,达 15.03μg/g,具有青香、绿叶香香气[24];丁香酚、异丁香酚未在γ1西梅中检出,在γ2、γ3、γ4西梅中均有检出,其香气柔和,类似丁香的气息,具有清甜的辛香[25]

2.2 不同品种及产地西梅香气成分的主成分分析

利用SPSS25.0分析软件对不同产区及品种的西梅中103种香气成分进行主成分分析,得到特征值以及贡献率见表2。

表2 3个主成分的特征值和贡献率
Table 2 The eigenvalues and contribution rates of the three principal components

初始特征值 提取载荷平方和成分 特征值 贡献率/%累积贡献率/%1 50.56 48.62 48.62 50.56 48.62 48.62 2 32.11 30.88 79.50 32.11 30.88 79.50 3 21.32 20.50 100.00 21.32 20.50 100.00献率/% 特征值 贡献率/%累积贡

由表2可知,主成分1的贡献率为48.62%,主成分2的贡献率为30.88%,主成分3的贡献率为20.50%,3个主成分的累积贡献率达100.00%,说明西梅中的103种挥发性香气成分可以分别用主成分1、主成分2、主成分3进行主成分分析,其主成分载荷的矩阵见表3。

由表3可知,芳樟醇、月桂烯醇等36种物质在主成分1中有较高矩阵(|载荷|>0.8),即主成分1反映上述36种指标的信息;苯甲醇、对甲基苯异丙醇等9种物质在主成分2中有较高矩阵(|载荷|>0.8),即主成分2反映上述9种指标的信息;苯乙醛、2,4-二羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃-3-酮等 12种物质在主成分3中有较高矩阵(|载荷|>0.8),即主成分3反映上述12种指标的信息。

表3 主成分载荷矩阵
Table 3 Main component load matrix

主成分3序号 指标 1 2 1 2-己醇 0.614 0.785 2叶醇 0.652 -0.331 3(E)-2-已烯-1-醇 0.715 0.698 4正己醇 0.665 0.428 5苯甲醇 -0.293 0.955 6正辛醇 0.330 -0.599 7芳樟醇 -0.975 0.217序号 指标 主成分1 2 3 31 (E)-2-庚烯醛 -0.929 0.275 0.246 32 苯甲醛 -0.371-0.515 0.773 33 5-甲基呋喃醛 0.305 -0.731 0.611 34 正辛醛 0.605 -0.774-0.186 35 苯乙醛 0.174 -0.850-0.497 36 壬醛 0.853 -0.426-0.303 37 癸醛 -0.221-0.596 0.772 38 2,4-癸二烯醛 0.011 -0.329-0.944 39 桃醛 0.614 0.785 0.087 40 硬脂烷醛 0.811 0.144 0.567 41 十五醛 0.614 0.785 0.087 42 己酸乙酯 0.614 0.785 0.087 13 对甲基苯异丙醇 0.283 -0.930-0.233 43 γ-己内酯 0.651 0.742 -0.159 14 α-松油醇 0.975 -0.221-0.027 44 甲酸辛酯 -0.929 0.275 0.246 15 γ-萜品醇 0.779 -0.021 0.626 45 柳酸甲酯 0.789 -0.325-0.522 16 香叶醇 -0.967 0.119 -0.227 46 反式-4-癸烯酸乙酯 0.851 0.522 -0.066 17 4-异丙基苯甲醇 0.614 0.785 0.087 47 肉桂酸乙酯 0.614 0.785 0.087 18 植物醇 -0.929 0.275 0.246 48 丁位癸内酯 0.011 -0.329-0.944 19 2,4-二羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃-3-酮0.087 0.682-0.043-0.612-0.038 0.730 0.053 8苯乙醇 0.011 -0.329 9月桂烯醇 -0.929 0.275-0.944 0.246 10 1-甲基-4-(1-甲基乙烯基)环己醇 0.939 -0.339 11 2,6-二甲基-5,7-辛二烯-2-醇 -0.929 0.275 12 4-萜烯醇 0.305 -0.731 0.049 0.246 0.611-0.256 0.521 -0.814 49 丙位癸内酯 0.011 -0.329-0.944 50 邻苯二甲酸二异丁酯 0.011 -0.329-0.944 20 3H-吡喃-2,6-二酮 0.275 -0.081-0.958 51 棕榈酸甲酯 0.816 0.318 0.483 21 大马士酮 0.879 -0.447-0.167 52 邻苯二甲酸二丁酯 0.895 0.046 0.443 22 3,4-脱氢-β-紫罗兰酮 -0.740 0.274 0.615 53 邻酞酸二丁酯 -0.929 0.275 0.246 23 3-羟基-β-大马士革酮 0.305 -0.731 0.611 54 棕榈酸乙酯 0.563 0.823 -0.069 24 (Z)-氧代环十七碳-8-烯-2-酮 0.614 0.785 0.087 55 (Z)-油酸甲酯 0.614 0.785 0.087 25 正己醛 -0.986-0.075 0.148 56 亚油酸乙酯 0.572 0.820 -0.029 26 糠醛 0.945 -0.269 0.185 57 (E)-油酸乙酯 0.011 -0.329-0.944 27 2-己烯醛 -0.983-0.015 0.182 58 油酸乙酯 0.614 0.785 0.087 28 庚醛 0.799 -0.561-0.215 59 亚麻酸乙酯 0.614 0.785 0.087 29 2,4-己二烯醛 0.305 -0.731 0.611 60 硬脂酸乙酯 0.447 0.880 -0.158 30 (Z)-2-庚醛 0.614 0.785 0.087 61 花生酸乙酯 0.614 0.785 0.087

续表3 主成分载荷矩阵
Continue table 3 Main component load matrix

序号 指标 主成分1 2 3 84 萜品烯 0.305 -0.731 0.611 85 萜品油烯 0.300 -0.946-0.126 86 3-甲基-6-(-甲基亚乙基)环己烯 0.614 0.785 0.087 87 4-甲氧基苯乙烯 0.614 0.785 0.087 88 4-蒈烯 -0.929 0.275 0.246 89 檀烯 -0.929 0.275 0.246 90 2-莰烯 0.281 -0.927-0.249 91 2-蒈烯 -0.929 0.275 0.246 92 1-十九烯 0.305 -0.731 0.611 93 香芹酚 0.614 0.785 0.087 94 2-甲氧基-4-乙烯基苯酚 0.946 -0.155 0.283 95 5-烯丙基愈创木酚 -0.929 0.275 0.246 74 棕榈酸 0.733 0.197 0.651 96 丁香酚 0.991 -0.135-0.003 75 硬脂酸 0.724 0.645 0.245 97 2,6-二异丙基苯酚 -0.797 0.550 -0.249 76 油酸 -0.929 0.275 0.246 98 异丁香酚 0.946 -0.268 0.184 77 亚油酸 0.531 -0.465 0.708 99 2-4-二叔丁基酚 0.784 -0.606-0.133 78 亚麻酸 0.614 0.785 0.087 100 2-叔丁基苯酚 0.446 0.234 -0.864 79 二十酸 0.305 -0.731 0.611 101 2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)序号 指标 1 2 62 2-甲基丁酸 0.614 0.785 63 戊酸 0.280 -0.926 64 3-甲基-2-丁烯酸 0.998 -0.004 65 己酸 0.927 -0.357 66 苯甲酸 -0.758 0.599 67 正辛酸 0.457 0.252 68 正壬酸 0.899 -0.421主成分3 0.087-0.252 0.068-0.116-0.258-0.853-0.120 69 香叶酸 -0.929 0.275 70 正癸酸 0.909 -0.414 0.246 0.047 71 反式肉桂酸 0.762 0.230 72 月桂酸 -0.622-0.308 73 肉豆蔻酸 -0.265 0.145-0.606-0.720-0.953 0.614 0.785 0.087 80 氧化环己烯 -0.929 0.275 0.246 81 环己烯 0.011 -0.329-0.944 102 2-戊基呋喃 -0.961 0.107 -0.256 82 间伞花烃 0.614 0.785 0.087 103 2,3-二氢苯并呋喃 0.818 -0.517 0.253 83 D-柠檬烯 0.996 0.075 0.044

根据表1中4个不同产地及品种西梅中103种香气成分的含量、表2中前2个主成分的贡献值和表3中103种香气成分的载荷值计算出4种西梅的第一、二成分值,然后以103种香气成分的第一主成分为X坐标,第二主成分为Y坐标,作散点图,见图6。不同品种及产地西梅的主成分散点图见图7。

图6 103种香气成分的主成分散点图
Fig.6 The main component dispersion point diagram of 103 flavor components

图7 不同品种及产地西梅的主成分散点图
Fig.7 Distribution points of main ingredients of prunes from different varieties and origins

由图7可知,4个品种西梅根据距离远近分为3个区域,其中γ3西梅与γ4西梅可以视为较接近且与γ1、γ2西梅相距较远,表明γ3西梅与γ4西梅中的香气成分及其含量具有较高的相似性。

图6结合图7可知,γ1西梅的香气成分主要集中在第一主成分的负半轴以及第二主成分的正半轴,按影响力大小依次为正己醛(A25)、2-己烯醛(A27)、苯甲酸(A66)、d-柠檬烯(A83)、氧化环己烯(A80)、2,6-二异丙基苯酚(A97)、5-烯丙基愈创木酚(A95)、芳樟醇(A7);γ2西梅的香气成分主要集中在第一主成分、第二主成分的正半轴,按影响力大小依次为棕榈酸(A74)、2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(A101)、棕榈酸乙酯(A54)、正己醇(A4)、亚油酸乙酯(A56)、硬脂酸乙酯(A60)、亚麻酸(A78);γ3西梅的香气成分主要集中在第一主成分的正半轴,按影响力大小依次是壬醛(A36)、苯乙醛(A35)、环己烯(A83)、柳酸甲酯(A45)、3H-吡喃-2,6-二酮(A20)、月桂酸(A73);γ4西梅的香气成分主要集中在第一主成分的正半轴以及第二主成分的负半轴,按影响力大小依次是糠醛(A26)、亚油酸(A77)、正壬酸(A68)、叶醇(A2)、α-松油醇(A14)、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚(A94)。

2.3 不同品种及产地西梅香气成分的聚类分析

不同品种及产地西梅中香气成分聚类分析见图8。

如图8所示,在欧氏距离为2.5处,可将4个不同产区的西梅分为3类,第1类为γ3、γ4西梅,第2类为γ2西梅,第3类为γ1西梅。其中γ1为美国加州西梅、γ2新疆喀什红喜梅西梅、γ3为四川汶川女神西梅以及γ4为新疆喀什女神西梅,结果表明,品种是造成西梅香气成分差异性较大的原因之一。

图8 不同品种及产地西梅中香气成分聚类分析图
Fig.8 Cluster analysis of aroma components in prunes from different varieties and origins

3 结论

本文利用同时蒸馏萃取法结合气相色谱质谱联用法检测分析了4种不同品种及产地西梅中的香气成分,并通过主成分法及聚类法对其香气成分进行分析,结果表明:不同品种及产地西梅中香气成分主要包括醛类、酸类、醇类、酮类、酯类、烯烃类、酚类及含氮杂环类等物质,其中醛类物质为西梅的主要香气成分,不同品种及产地间西梅的特征香气成分含量存在较大差异。主成分分析表明,γ3西梅与γ4西梅中的香气成分及其含量具有较高的相似性,而与γ1西梅、γ2西梅差异性较大。通过聚类分析可将4个不同品种的西梅分为3类,γ1西梅、γ2西梅、γ3西梅与γ4西梅,这与主成分分析结果基本吻合。主成分分析及聚类分析表明,品种是造成西梅香气成分差异性较大的原因之一。

该研究可为探究不同品种及产地西梅间香气成分的差异性、西梅综合的利用和品质提升提供理论基础和数据支撑。

参考文献:

[1] 裴延礼,闫作平,贾菊鑫,等.临夏地区5个甜西梅品种产量比较试验[J].现代农业科技,2016(19):93.PEI Yanli,YAN Zuoping,JIA Juxin,et al.Comparative experiment on yield of five sweet Prunus varieties in Linxia area[J].Modern A-gricultural Science and Technology,2016(19):93.

[2] 努尔曼·阿不拉,沙比尔江·阿巴克,阿卜杜许库尔·牙合甫,等.5个西梅品种光合特性、叶绿素及产量的对比研究[J].新疆农业科学,2013,50(9):1626-1631.NURIMAN Abla,SABIRJAN Appak,ABDUXUKUR Yakup,et al.Study on the photosynthetic characteristics,chlorophylls and yield of five prune cultivars[J].Xinjiang Agricultural Sciences,2013,50(9):1626-1631.

[3] 张红,努尔曼·阿不拉,艾克拜尔·买买提,等.不同品种西梅的性状研究及营养成分分析[J].食品研究与开发,2015,36(6):14-18.ZHANG Hong,NUERMAN Abula,AIKEBAIER Maimaiti,et al.The study on the properties and nutrition analysis of different prunes varieties[J].Food Research and Development,2015,36(6):14-18.

[4] 努尔曼·阿不拉,阿依古丽·铁木儿,比丽克孜·托合提,等.不同氮磷钾施肥配比对西梅‘法兰西’产量及果实品质的影响[J].西南农业学报,2017,30(4):789-795.NUERMAN Abula,AYIGULI Tiemuer,BILIKEZI Tuoheti,et al.Effects of different treatments of N,P,K fertilization proportion on yield and fruit quality in P.domestica L.‘France'[J].Southwest China Journal of Agricultural Sciences,2017,30(4):789-795.

[5]李扬,张士青.西梅与人类疾病防治的研究进展[J].医学综述,2015,21(6):1078-1080.LI Yang,ZHANG Shiqing.Research progress of prunes and human diseases[J].Medical Recapitulate,2015,21(6):1078-1080.

[6]赵桂双.满园西梅枝头笑——浅谈西梅营养与健康[J].科技致富向导,2014(17):265.ZHAO Guishuang.Laughing on the branches of Prunus mume in the garden-on the nutrition and health of Prunus mume[J].Guide of Scitech Magazine,2014(17):265.

[7] 闫宁环,徐怀德,王林刚,等.西梅果皮色素提取及其稳定性研究[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2007,35(2):160-166.YAN Ninghuan,XU Huaide,WANG Lingang,et al.Study on extration technology and the stability of natural pigment from Prunus[J].Journal of Northwest A&F University (Natural Science Edition),2007,35(2):160-166.

[8] 张俊秀,胡桃花,孙俊宝,等.西梅栽培管理研究进展[J].果树资源学报,2020,1(2):52-55.ZHANG Junxiu,HU Taohua,SUN Junbao,et al.Advances in research on cultivation and management of Prunus[J].Journal of Fruit Resources,2020,1(2):52-55.

[9] 张东亚,刘红波,韩宏伟,等.新疆西梅(欧洲李)栽培实用技术[J].新疆农业科技,2007(4):35.ZHANG Dongya,LIU Hongbo,HAN Hongwei,et al.Practical cultivation techniques of Xinjiang Prunus mume (European plum)[J].Xinjiang Agricultural Science and Technology,2007(4):35.

[10]高志坚,王斐,罗富华,等.南疆欧洲李优质丰产栽培技术[J].新疆农业科技,2011(1):54-55.GAO Zhijian,WANG Fei,LUO Fuhua,et al.High quality and high yield cultivation techniques of European plum in southern Xinjiang[J].Xinjiang Agricultural Science and Technology,2011(1):54-55.

[11]耿文娟,杨磊,谢军,等.野生欧洲李雌雄蕊形态发育过程研究[J].吉林农业大学学报,2011,33(4):385-389.GENG Wenjuan,YANG Lei,XIE Jun,et al.Study on gynoecium and androecium morphology and developing process of wild European plum(Prunus domestica L.)[J].Journal of Jilin Agricultural U-niversity,2011,33(4):385-389.

[12]MULISA BOBASA E,DAO THI PHAN A,MANOLIS C,et al.Effect of sample presentation on the near infrared spectra of wild harvest Kakadu plum fruits(Terminalia ferdinandiana)[J].Infrared Physics&Technology,2020,111:103560.

[13]马凯,王继勋,卢春生,等.欧洲李不同品种晾晒制干特性研究[J].新疆农业科学,2010,47(11):2184-2188.MA Kai,WANG Jixun,LU Chunsheng,et al.Study on the open Sun drying characteristics of different European plums(Prunus domestica L.)varieties[J].Xinjiang Agricultural Sciences,2010,47(11):2184-2188.

[14]WALLACE T.Dried plums,prunes and bone health:A comprehensive review[J].Nutrients,2017,9(4):401.

[15]张翼鹏,廖头根,何邦华,等.基于GC-O、OAV和S型曲线法研究西梅特征香气[J].食品科学,2020,41(22):271-278.ZHANG Yipeng,LIAO Tougen,HE Banghua,et al.Identification of characteristic aroma compounds in prunes using gas chromatography-olfactometry,odor activity value and S-curve method[J].Food Science,2020,41(22):271-278.

[16]PINO J A.Odour-active compounds in Papaya fruit cv.Red Maradol[J].Food Chemistry,2014,146:120-126.

[17]DU X F,PLOTTO A,SONG M,et al.Volatile composition of four southern highbush blueberry cultivars and effect of growing location and harvest date[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2011,59(15):8347-8357.

[18]黄苏婷,杭方学,陆海勤,等.水果挥发性香气成分研究进展[J].轻工科技,2019,35(2):1-4.HUANG Suting,HANG Fangxue,LU Haiqin,et al.Research progress on volatile aroma components of fruits[J].Light Industry Scienceand Technology,2019,35(2):1-4.

[19]唐会周,明建.5种市售脐橙果实香气成分的主成分分析[J].食品科学,2011,32(20):175-180.TANG Huizhou,MING Jian.Principal components analysis of aroma components of marketed navel oranges from five varieties[J].Food Science,2011,32(20):175-180.

[20]丁超,叶富根,李汴生.同时蒸馏萃取-气质联用分析乌梅中的挥发性成分[J].食品工业科技,2012,33(6):113-116,127.DING Chao,YE Fugen,LI Biansheng.Study on volatile components in Fructus mume by simultaneous distillation extraction coupled with GC-MS[J].Science and Technology of Food Industry,2012,33(6):113-116,127.

[21]陈丽君,高建宏,王申,等.气相色谱-质谱与嗅觉测量法联用分析橙油中致香物质[J].精细化工,2012,29(2):142-146,208.CHEN Lijun,GAO Jianhong,WANG Shen,et al.Identification of the aroma compounds in orange oil by gas chromatography-mass spectrometry/olfactometry[J].Fine Chemicals,2012,29(2):142-146,208.

[22]黄善松,侯鹏娟,李小兰,等.超临界提取苦橙精油的成分分析[J].湖北农业科学,2016,55(12):3182-3184.HUANG Shansong,HOU Pengjuan,LI Xiaolan,et al.Analysis of volatile oil compounds of Citrus bigarradia V.by supercritical fluid[J].Hubei Agricultural Sciences,2016,55(12):3182-3184.

[23]D’ACAMPORA ZELLNER B,DUGO P,DUGO G,et al.Gas chromatography-olfactometryin food flavour analysis[J].Journal of Chromatography A,2008,1186(1/2):123-143.

[24]齐晓茹,严超,宋春华,等.4种水果浓缩汁酚类物质及香气成分分析[J].食品科技,2018,43(2):279-285.QI Xiaoru,YAN Chao,SONG Chunhua,et al.Analysis on phenolic compounds and aroma components in four kinds of fruit concentrated juice[J].Food Science and Technology,2018,43(2):279-285.

[25]周龙,DEBUSE C,PREECE J E.美国加州西梅产业化发展现状分析[J].中国果树,2014(4):82-84.ZHOU Long,DEBUSE C,PREECE J E.Analysis on the industrialization of Prunus mume in California,USA[J].China Fruits,2014(4):82-84.

Study of Differences among Different Prune Varieties and Producing Areas in Prune Aroma Components

ZHANG Ding-jie1,HU Chao2,ZHU Yuan-yang1,YANG Long-yan2,HU Zhi-zhong2,SONG Ling-yong2,LIANG Miao1,ZHANG Jun-song1*
(1.College of Food and Bioengineering,Zhengzhou University of Light Industry,Zhengzhou 450001,Henan,China;2.China Tobacco Guangxi Industrial Co.,Ltd.,Nanning 530001,Guangxi,China)

Abstract:To study differences in aroma contributing components among different prune varieties,four prune variants from different growing locations were used as the research object.Simultaneous distillation and extraction followed by gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS)were used to chemically assess their aromas.Aroma contributory components were identified and analyzed,and differences in the aroma contributing components among the different prune varieties and producing areas were compared via principal component analysis and cluster analysis.The prune aroma components from different varieties and origins include aldehydes,acids,alcohols,ketones,esters,olefins,phenols and nitrogen-containing heterocyclic compounds,among which,aldehydes were the most highly represented.Striking differences were observed in characteristic aroma component contents.Principal component and cluster analyses showed that variety impacts differences in prune aroma components relatively strongly.

Key words:prunes;aroma components;principal component analysis;cluster analysis;gas chromatographymass spectrometry(GC-MS)

DOI:10.12161/j.issn.1005-6521.2021.23.006

作者简介:张玎婕(1997—),女(汉),硕士研究生,研究方向:烟草化学。

*通信作者:张峻松(1971—),男,教授,博士,研究方向:烟草化学。

引文格式:

张玎婕,胡超,朱远洋,等.不同品种及产地西梅香气成分差异性研究[J].食品研究与开发,2021,42(23):33-40.

ZHANG Dingjie,HU Chao,ZHU Yuanyang,et al.Study of Differences among Different Prune Varieties and Producing Areas in Prune Aroma Components[J].Food Research and Development,2021,42(23):33-40.

加工编辑:冯娜

收稿日期:2020-12-30