石榴揮發性物質是果實中易揮發并具有香氣特征的次級代謝產物,被認為是評價水果和加工產品質量的重要指標之一,因此對石榴果實揮發性成分的研究越來越受到重視。本文以新疆南部地區的 9 個主栽石榴品種為研究對象,采用電子鼻對不同石榴品種果實的揮發性成分特征進行比較分析,以 HS-SPME-GC-MS 結合保留指數法對不同樣品的揮發性成分進行定性分析,峰面積歸一化法進行定量分析。
一、材料與方法
材料
供試材料分別采集于新疆南部喀什地區及和田地區(詳見表 1)。

實驗方法
樣品預處理 選取不同品種的石榴果實(表面無明顯裂痕和破損),將果實切開后小心取出石榴果肉,將果肉去籽后擠汁備用。
二、結果與分析
電子鼻結果
?雷達圖分析
9 種不同石榴果實的電子鼻傳感器所對應的雷達圖響應值如圖 1 所示。不同石榴品種之間的揮發性成分存在一定的差異性,主要體現在傳感器 W2W、W2S、W1W、W1S、W5S 上,傳感器 W3S、W1C、W3C、W6S、W5C 的響應值基本匯于一點,表明它們所對應的整體揮發性氣味物質較為相似。傳感器陣列特征響應雷達圖的差異在一定程度上反映了不同樣品果實整體揮發性成分的差別。

?PCA 分析
圖 2 為不同樣品間的 PCA 分析圖,主成分 1、主成分 2 的方差貢獻率分別為 90.36%、8.32%,兩者總方差貢獻率為 98.68%,包含了不同石榴品種果實揮發性成分的主要特征,表明 PCA 分析具有可行性。PCA 圖可看出,N6 和N9 兩者之間的距離較遠,表明它們之間的香氣特征差異較大。N8、N2、N4 之間分布較密集,說明它們之間的香氣成分差別不大;同理 N3、N7、N1、N5 之間的香氣特征差異也較小,這與電子鼻的雷達響應值相吻合,其中喀什市阿瓦提鄉的 3 個石榴樣果(N3、N5、N7)之間的距離較近,喀什市佰什克然木鄉的2 個石榴樣果(N2、N4)之間距離也較近,但策勒鄉的 (N6、N8)之間距離較遠,表明果實的揮發性物質與產地聯系不大,相同產地的果實揮發性成分差別大的原因可能是品種本身的原因。

?Loadings 分析
Loadings 載荷分析反映的是不同傳感器在不同石榴果實揮發性成分的區分中貢獻的大小,可根據傳感器在圖 3 的位置來判斷。距離 y 軸最遠的是 W1W,對硫化合物較為敏感,說明硫化物對第一主成分貢獻率最大,距離 x 軸最遠的是 W1S,對烷類物質較為敏感,表明烷類物質對第二主成分的貢獻率最大,W2S(醇、部分芳香族化合物)的貢獻次之,表明是硫化合物、烷類、醇類、部分芳香族化合物石榴果實揮發性成分的區分也發揮著重要作用,W2W(芳烴化合物,硫的有機化合物)距離x 軸和 y 軸距離差不多,表明對第一第二主成分貢獻率差別不大。實驗結果表明:硫化物、烷類、醇及部分芳香族化合物對在不同品種石榴果實揮發性成分的區分具有重要作用。

HS-SPME-GC-MS 結果
基于 HS-SPME-GC-MS 的檢測結果,得到 9 種不同石榴果實的總離子流圖(圖 8),從 9 個不同品種的石榴果實中共檢測出 73 種化合物,其中醛類 14 種(19.18%),萜烯類 23 種(31.51%),酸類 9 種(12.33%),酮類 5 種(6.85%),酯類 3 種(4.11%),醇類 16 種(21.92%),其它 3 種(4.10%),本實驗中檢測到樣品 N4 的揮發性成分種類(34 種),N5 最少(26 種)。其中萜烯類、醇類、醛類的種類較多,約為 12.33%~31.51%,酮類和酯類種類最少,分別為 6.85%、4.11%。葉醇、正己醛、正己醇、月桂醇、軟脂酸和壬醛是不同樣品中的共有揮發成分,相對含量在63.11%~92.32% 之間,共有成分在不同石榴果實樣品分別占比92.32%、85.28%、83.2%、84.13%、63.11%、68.98%、94.89%、87.05%、92.13%,它們組成了新疆部分石榴果實的共同特征,不同石榴品種果實樣品之間既有共同點也有不同點,不同品種果實中分別有 2、6、0、1、3、3、3、3、3 種獨立揮發性成分,使不同石榴品種果實具有各自的獨特性。

不同品種石榴果實的主要揮發性物質大致被分為醛類、醇類、酸類、酯類、酮類、萜烯類幾種,揮發性成分在種類上相差不大,主要是相對含量(圖 8)的差別。其中醇類物質的相對含量較高,在 N1、N2、N7 中的相對含量分別高達 84.15%、87.47%、87.68%,相對含量較低的為 N9,為 22.96%,醇類物質會散發出葡萄酒般油香和甜味香氣從而賦予了果實青香型的香氣特征;醛類物質的相對含量次之,其中 N9 的相對含量最高,為 76.13%,N2 中的相對含量較低,僅為 5.41%,相差較大,醛類物質與綠色、草類和草本氣味相關從而賦予了果實綠葉或肥皂果味的香氣特征;萜烯類物質的相對含量從總體來看不是很高,僅在樣品 N5、N6 中檢測到的相對含量較高,分別為35.98%、25.95%,其余樣品中檢測到的相對含量較低,均在 6% 以下,萜烯類物質不僅具有花香和果香香氣特征并且具有一定的生理活性價值相關;酸類物質具有奶香香氣特征,雖在樣品中都被檢測到,但相對含量較低(0.39%-1.47%),并不是主要揮發性成分。酯類化合物是在果實成熟過程中產生的有機酸與醇類物質化合形成的,多數酯類具有果香味香氣特征,但在本次樣品中僅在 N7、N9 中檢測到酯類物質,其中 N7 中檢測出乙酸己酯、丁酸癸酯、棕櫚酸異丙酯三種酯類,總相對含量僅為0.13%,樣品 N9 中僅檢測出丁酸癸酯一種酯類物質,相對含量為 0.15%。酮類物質具有奶香、果香及花香香氣特征,但在供試材料中所檢測到的酮類物質較少,僅有 5 種物質,除樣品 N9 外均檢測到酮類物質,相對含量為 0.03%-0.16%,并不是主要揮發性成分。
三、討論
電子鼻結果表明硫化物、烷類、醇及部分芳香族化合物對不同品種石榴果實揮發性成分的區分有主要作用,通過電子鼻和HS-SPME-GC-MS 兩種檢測技術相結合對新疆不同地區的石榴果實揮發性成分進行了測定分析,電子鼻結果表明不同樣品間的整體揮發性成分存在較大的差異性,其中硫化物、烷類、醇類及部分芳香族化合物對不同石榴品種的區分有重要作用。HS-SPMEGC-MS 共檢測出醇類、醛類、酸類、酮類、酯類、萜烯類等在內的 73 種揮發性成分,不同品種的石榴果實揮發性成分在種類上相似,但在相對含量上差異顯著;其中相對含量較高的為醇類和醛類物質,相對含量約為 63.19%-99.09%,為石榴果實的主要揮發性成分,不同品種間的共有揮發性成分有 6 種,分別為正己醇、葉醇、月桂醇、正己醛、壬醛、軟脂酸,相對 含量約占 63.11%-92.32%;并分別從 9 個不同樣品中檢測出 2、6、0、1、3、3、3、3、3 種特有揮發性成分,表明了新疆不同石榴品種之間既有共同點也都有自己的獨特點。 來源:感官科學與評定 ,轉載請注明來源。
參考文獻:盛秀麗,馬劉峰,方志剛,吳江超,姜蕾,陳蕓.基于電子鼻和HS-SPME-GC-MS技術分析9種新疆石榴果實揮發性成分[J/OL].食品工業科技:1-19[2023-01-13].DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2022060146.