林业科学  2008, Vol. 44 Issue (1): 65-69   PDF    
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苑兆和, 尹燕雷, 李自峰, 张可群, 朱丽琴, 李云.
Yuan Zhaohe, Yin Yanlei, Li Zifeng, Zhang Kequn, Zhu Liqin, Li Yun
石榴果实香气物质的研究
Aromatic Substances in Pomegranate Fruit
林业科学, 2008, 44(1): 65-69.
Scientia Silvae Sinicae, 2008, 44(1): 65-69.

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收稿日期:2007-10-17

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苑兆和
尹燕雷
李自峰
张可群
朱丽琴
李云

石榴果实香气物质的研究
苑兆和1, 尹燕雷1, 李自峰2, 张可群2, 朱丽琴1, 李云2     
1. 山东省果树研究所 泰安 271000;
2. 山东林业科技培训中心 济南 250013
摘要: 利用顶空固相微萃取法提取大青皮甜石榴整体果实、石榴皮和石榴籽汁的芳香物质,气相色谱-质谱联机定性定量分析,检测香气组分。石榴香气组分中以醛类和醇类为主,在石榴整体果实中占总峰面积的78.32%和14.52%,在石榴皮中占89.88%和4.70%,在石榴籽汁中占82.15%和9.78%。石榴中共检测出77种香气组分,其中石榴果实、果皮和籽汁中分别检测出42种、39种和43种。香气成分中共有的成分为18种,在果实、果皮和籽汁中分别占总峰面积的94.62%、95.59%和93.76%。2-己烯醛、己醛、3-己烯醛、(E, E)-2, 4-己二烯醛为石榴的主要香气成分,在果实、果皮和籽汁分别占78.27%、89.78%和81.79%。结果表明,石榴香气组分以C6醛和醇为主,石榴不同部分香气组分差异也主要表现在C6醛和醇含量的差异上。
关键词:石榴    果实    石榴皮    石榴籽汁    香气组分    
Aromatic Substances in Pomegranate Fruit
Yuan Zhaohe1, Yin Yanlei1, Li Zifeng2, Zhang Kequn2, Zhu Liqin1, Li Yun2    
1. Shandong Institute of Pomology Tai'an 271000;
2. Shandong Forestry Science and Technology Training Center Jinan 250013
Abstract: The aromatic substances in fruit, pericarp, and pulp of pomegranate were extracted with headspace solid phase micro extraction and determined by GC/MS. The main aromatic substances in the fruit were aldehydes and alcohols, and their contents were respectively 78.32% and 14.52% in the entire fruit, 89.88% and 4.70% in the pericarp, and 82.15% and 9.78% in the pulp. Seventy-seven kinds of the aromatic substances were determined in pomegranate fruit, among which 42, 39, and 43 kinds of substances were respectively found in the entire fruit, pericarp and pulp. There were 18 aromatic substances shared with all the three parts of the fruit and the substances were respectively 94.62%, 95.59% and 93.76% of the total aromatic substabces in the entire fruit, the pericarp and the pulp. The main aromatic substances of pomegranate were 2-Hexenal, Hexanal, 3-Hexenal, and (E, E)-2, 4-Hexadienal and their relative contents were 78.27%, 89.78%, 81.79% in the entire fruit, pericarp and the pulp, respectively. The results indicated that the main aromatic substances in the pomegranate fruit were aldehydes and alcohols which have 6 C. The various fragrances in different parts of the fruit were determined by the composition of the 6 C aldehydes and alcohols.
Key words: pomegranate    fruit    pericarp of pomegranate    pulp of pomegranate    aromatic substances    

石榴(Punica granatum)属石榴属落叶灌木或小乔木,果实酸甜爽口,不仅可生食,还可以加工成石榴果汁、果酱、果冻、浓缩石榴汁、糖浆、石榴酒和马丁尼酒; 石榴叶片还可以加工成石榴茶(Melgarejo et al., 2000)。香气是构成和影响果品鲜食和加工品质的主要因素(陈计峦等, 2005b; Takeoka et al., 1992; 乜兰春等, 2006; 陈美霞等, 2005),所以对石榴果实香气成分的研究日益重要。但是长期以来,国内外对石榴的研究主要集中在种质资源的评价和利用(吴中军,2004; 吴中军等,2002; 巩雪梅等,2004)、花青苷以及抗病性(Hernández et al., 1999; Anesini et al., 1993; Ponce et al., 1994)等方面。关于果实风味物质中糖和酸的组分已有报道(Melgarejo et al., 2000),但对香气组分的研究还未见报道。本研究以山东主栽品种大青皮甜为试材,对其香气成分组成进行研究,为进一步提高石榴鲜食和加工品质奠定理论基础。

1 材料与方法 1.1 材料

以山东主栽品种大青皮甜果实为试材,在山东枣庄石榴果园随机采集一致性好的成熟期果实10个。

1.2 方法

采用顶空固相微萃取(HSSPME)和气质联用(GC/MS)技术,参照魏好程等(2007)的SPME的萃取方法,并略加修改分析石榴果实果汁、果皮及果实整体的香气组成。手动SPME进样器和75 μm Carboxen/PDMS萃取头(美国Supelco公司)。

1.2.1 取样、进样

测定前将果实洗净,石榴果实分为石榴整体果实、石榴皮、石榴籽汁室温下均匀取样打汁,吸取5.0 mL置于15 mL顶空瓶中,将老化后的75 μm CAR/PDMS萃取头插入样品瓶顶空部分,于40 ℃吸附35 min后抽回,插入气质联用仪进样口,于250 ℃解析3 min,采集数据。采用NIST谱库和WILLEY谱库对各物质进行检索。按峰面积归一化法求得各成分相对质量百分含量。

1.2.2 色谱条件

Finnigan Trace MS气相色谱-质谱联用仪(美国Finnigan公司),OV-1701毛细管色谱柱,柱长30 m, 内径0.25 mm,液膜厚度0.25 μm。

气谱:进样口温度250 ℃; 起始温度33 ℃, 保持3 min; 以12 ℃·min-1升至60 ℃,再以6 ℃·min-1升至140 ℃最后以20 ℃·min-1升至250 ℃,保持5 min。载气He。

质谱:温度200 ℃。电离方式EI,电离能量70 eV, 连接杆温度280 ℃。

2 结果与分析

石榴果实不同部位香气成分GC/MS总离子图见图 1。各组分经计算机NIST谱库和WILLEY谱库检索,石榴中共检测出77种香气成分,主要包括各种酯类、醇类、醛类、羧酸类、酮类、杂环类及烯烃类等物质。石榴整体果实、石榴皮和石榴籽汁中分别检测出42、39和43种香气成分(表 1)。其中相对含量大于0.2%以及果实、果皮和籽汁中共有的香气成分见表 2

图 1 石榴果实、果皮和籽汁香气成分总离子图 Figure 1 Total ionic chromatogram of aroma component in the fruit, pericarp and pulp of pomegranate
表 1 石榴挥发性成分类别及其相对含量 Tab.1 Volatile compounds categories and their relative contents in the fruit of pomegranate
表 2 石榴果实香气组分及其相对含量 Tab.2 Aromatic compounds and their relative contents in the fruit of pomegranate
2.1 石榴整体果实香气成分分析

在石榴整体果实中共测到42种香气成分,占峰面积的98.32%。其中醇类16种,醛类5种,酮类6种,酯类4种,烯类1种,酸类2种,烷类1种,其他6种,分别占总峰面积的14.52%、78.32%、2.53%、0.79%、0.08%、0.19%、0.12%、1.68%(表 1)。含量为前15位的香气成分是2-己烯醛、己醛、3-己烯醛、(E, E)-2, 4-己二烯醛、(E)-3-己烯-1-醇、1-己醇、5-乙基-2(5H)-呋喃酮、四氢-2H-吡喃-2-甲醇、2-乙基呋喃、1, 1, 4-三甲基-3-环己烯-1-甲醇、2, 4-二叔丁基苯酚、6-甲基-5-庚烯-2-酮、(S)-(+)-2′, 3′-二脱氧核糖内酯、3-环己烯-1-醇、6, 10-二甲基-5, 9-十二烷-2-酮。其中2-己烯醛、己醛、3-己烯醛、(E, E)-2, 4-己二烯醛占总峰面积的78.27%(表 2)。

2.2 石榴皮香气成分分析

在石榴皮中共测到39种香气成分(表 1),占峰面积的99.47%,其中醇类15种,醛类6种,酮类5种,酯类3种,烯类2种,酸类2种,其他4种,分别占总峰面积的4.70%、89.88%、2.41%、0.60%、0.32%、0.12%、1.35%。石榴皮中含量为前15位的香气成分是2-己烯醛、(E, E)-2, 4-己二烯醛、己醛、3-己烯醛、5-乙基-2(5H)-呋喃酮、四氢-2H-吡喃-2-甲醇、(E)-3-己烯-1-醇、2-乙基呋喃、(S)-(+)-2′, 3′-二脱氧核糖内酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、环氧丙醇、1-己醇、环丁醇、苯乙酮、顺式-3, 4-二甲基-3-己烯。其中2-己烯醛、己醛、3-己烯醛、(E, E)-2, 4-己二烯醛占总峰面积的89.78%(表 2)。

2.3 石榴籽汁香气成分分析

在石榴籽汁中共检测出43种香气成分,占峰面积的97.68%,其中醇类14种,醛类7种,酮类5种,酯类5种,烯类1种,酸类3种,烷类3种,其他4种,分别占总峰面积的9.78%、82.15%、1.54%、0.50%、0.15%、0.57%、1.20%、1.65%(表 1)。含量为前15位的香气成分是己醛、3-己烯醛、2-己烯醛、(E, E)-2, 4-己二烯醛、(E)-3-己烯-1-醇、1-己醇、2, 4-二叔丁基苯酚、5-乙基-2(5H)-呋喃酮、2-氯-2-硝基-丙烷、1, 1, 4-三甲基-3-环己烯-1-甲醇、四氢-2H-吡喃-2-甲醇、己酸、6-甲基-5-庚烯-2-酮、氯仿、戊基环丙烷。其中2-己烯醛、己醛、3-己烯醛、(E, E)-2, 4-己二烯醛占总峰面积的81.79%(表 2)。

2.4 石榴整体果实、石榴皮、石榴籽汁香气成分比较

表 2可以看出,石榴全果实、石榴皮、石榴籽汁香气成分中共有的成分有18种,分别为1-己醇、(E)-3-己烯-1-醇、2-乙基-1-庚醇、3-环己烯-1-醇、1, 1, 4-三甲基-3-环己烯-1-甲醇、苯基乙醇、四氢-2H-吡喃-2-甲醇、己醛、3-己烯醛、2-己烯醛、(E, E)-2, 4-己二烯醛、苯甲醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、5-乙基-2(5H)-呋喃酮、己酸、苯甲肟、苯酚、2, 4-二叔丁基苯酚。共有成分在果实中占总峰面积的94.62%,果皮中占总峰面积的95.59%,籽汁中占总峰面积的93.76%。

图 2可知石榴皮与石榴籽汁中,占绝大部分的醇、醛和酮类存在一定的差异,其中石榴皮中醇类总量比石榴籽汁中低51.94%;而醛类含量则是石榴皮中较石榴籽汁中高9.41%。由表 2还可以看出:石榴皮、石榴籽汁中C6醇分别占各自总峰面积的2.72%、7.90%,占总醇量的57.87%、80.78%;C6醛各占总峰面积的89.78%、81.79%,占各自总醛含量的99.89%、99.56%。

图 2 石榴不同部位主要香气组分差异 Figure 2 Difference of aromatic compounds content in three part of pomegranate fruit
3 讨论

石榴果实具有抗细菌(Anesini et al., 1993)、抗寄生(Ponce et al., 1994)、抗病毒(Zhang et al., 1995)和抗癌(Mavlyanov et al., 1997)等作用,是一种重要的营养保健食品,因此被广泛用于鲜食,以及果酒和果汁等加工品(Melgarejo et al., 2000)。香气成分在石榴鲜食和加工中具有重要的作用,决定着石榴的风味和加工产品品质的优劣。果实的挥发性香气物质约2 000种,大概分为酯类、醛类、酮类、酸类、醇类等挥发性物质,这些化合物通过一定的比例存在,构成了各种水果特有的香味(陈计峦,2005a)。本试验首次检测了石榴的香气组分,石榴果实、果皮以及籽汁都以醛类和醇类为主。在醛类和醇类中又以C6醛类和醇类为主,由于C6化合物(伯醇和醛)产生青草气味(Takeoka et al., 1986),因此石榴属于清香型水果。同时由于醇的阈值比相应的醛高,所以2-己烯醛、己醛、3-己烯醛和(E, E)-2, 4-己二烯醛为石榴的主要香气成分。对石榴的鲜食和加工产品的风味起到重要作用,但哪些香气成分属于石榴的特征香气成分有待于进一步研究。

水果香气物质属于果实的次级代谢产物,是由脂肪酸、氨基酸、碳水化合物等作为前体物质,在果实生长发育过程中经过一系列酶促反应而形成的。代谢过程以及酶活性的差异引起不同树种以及同一树种不同品种间香气物质种类和含量的差异(乜兰春等,2004; 王海波等,2007)。本文在石榴整体果实、果皮和籽汁中共检测出77种香气组分,石榴果实中检测出的香气组分为42种,石榴皮中为39种,石榴籽汁中为43种,其中共有成分仅为18种。可见石榴果实不同部位香气成分存在一定差异,同时相同香气组分在不同部位相对含量也不同。果实不同部位代谢过程及酶的活性差异可能是导致其不同部位香气成分和含量差异的主要原因,由此可见,果实代谢过程以及相关酶不仅造成树种和品种间香气成分的差异,同时也造成果实不同部位的差异,目前很少有关于果实香气成分的形成与代谢途径及其相关酶的生理功能的研究(金晓磊等,2007)。下一步有必要进行香气代谢过程及其调控酶的研究,提取关键酶基因,利用分子标记技术对香气合成进行调控,从而进一步提高石榴果实鲜食和加工品质。

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