2个杏新品系及其亲本果实香气成分研究

武晓红，景晨娟，陈雪峰，赵习平，季文章，李立颖，袁立勇，王 端*

(1.河北省农林科学院石家庄果树研究所，河北 石家庄 050061；2.玉田县林业局，河北 玉田 064100；3.巨鹿县农林局，河北 巨鹿 055250)

【研究意义】杏营养丰富，风味佳，成熟早，是消费者喜爱的时令水果之一。香气物质的构成和含量是决定杏果实鲜食品质的重要指标。随着消费者对水果品质要求的进一步提高，杏果实香气物质的研究也越来越受到学者们的重视。【前人研究进展】核果类水果中，桃香气物质的研究较多且较为深入，在不同品种[1]、设施栽培[2]、果实不同发育时期[3]，果实套袋[4]以及采后各种贮藏条件[5-6]等方面，对果实香气物质的研究均有涉及。在杏方面，Tang 等首次对欧洲品种群的香气物质进行了研究[7]，Guichard 等鉴定出了82 种化合物[8]。【本研究切入点】国内关于杏果实香气物质的研究较少，为数不多的报道也多是对不同品种[9-13]和不同成熟期果实[14-19]香气物质的研究，少有关于杏亲本与后代香气物质遗传倾向方面的研究报道[20]。【拟解决的关键问题】‘Z10-1-78’和‘Z10-1-60’是2010年以‘串枝红’杏为母本，‘丰园红’杏为父本杂交选育出的2个早熟杏新品系，‘Z10-1-78’具有色泽艳丽、果肉细、汁液多、风味浓厚、离核、甜仁和丰产的特点，‘Z10-1-60’具有色泽红艳、纤维细少、汁液中、离核、苦仁和丰产的特点。本研究以‘Z10-1-78’和‘Z10-1-60’及其母本‘串枝红’和父本‘丰园红’4个杏品种(系)的商熟期和完熟期果实为试材，通过采用固相微萃取技术结合气相色谱-质谱联用仪对它们的香气组分与相对含量进行测定，旨在探讨杏亲本和后代之间香气成分的差异和杏香气物质的遗传趋势，为杏新品系果实品质评价和进一步示范应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2016年进行，样品果取自于石家庄果树研究所杏试验园，土壤为砂壤土，地力均匀。供试杏品种(系)分别为子代‘Z10-1-78’、‘Z10-1-60’及母本‘串枝红’、父本‘丰园红’。每个品种(系)均选择3株生长良好的盛果期杏树，分别于果实商品种成熟期(商熟期：C)和完全成熟期(完熟期：F)，从树冠外围东、西、南、北各方向随机采集样品果约0.5 kg，立即将其与足量冰袋一起放入泡沫箱包装后，快运至中国农业科学院原子能利用研究所(北京市)进行香气物质(挥发性物质)测定。

1.2 测定方法

将果实沿缝合线切开，去掉果核，将样品果肉打浆，再取1 g样品置于20 mL顶空瓶内，采用固相微萃取方法提取香气物质，再通过气相色谱-质谱联用仪(岛津GC-MS QP2010 plus)对这些物质进行分离并分析。然后使用NIST11数据库对未知香气物质谱图进行比对，选出相似度大于85 %的物质，并采用面积归一化法进行定量。

以供试品种(系)果实中香气物质的相对含量为基础，利用风味阈值法计算各品种的香气值(香气值=浓度/香气阈值)。将香气值大于1 的香气物质确定为特征香气成分。

固相微萃取条件：采用65 μm PDMS/DVB萃取头，将样品置于50 ℃条件下平衡40 min后，将萃取头插入顶空瓶中萃取30 min，最后将萃取头拔出并置于250 ℃的进样口中解吸2 min。

气相色谱条件：色谱柱型号DB-WAX(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，柱温箱初始温度40 ℃，进样口温度250 ℃，不分流进样，载气流速1 mL/min，柱温箱升温程序为40 ℃保持3 min，5 ℃/min升至120 ℃，10 ℃/min升至200 ℃，保持5 min。

质谱条件：离子源温度200 ℃，传输线温度250 ℃，采用全扫描(Scan)模式采集信号，扫描范围35～500 m/z。

2 结果与分析

2.1 2个杏新品系与亲本果实香气物质的种类比较

从表1可知，根据‘Z10-1-78’、‘Z10-1-60’、‘串枝红’和‘丰园红’果实香气成分的总离子色谱图分析，从4个品种(系)的商熟期果实中，共检测出11大类36种香气物质，其中有醇类香气物质13种，酮类7种，酯类4种，酸类3种，醛类3种，烯类2种，烷类，苯类、酚类、萘类各1种。从完熟果实中共检测出11大类72种香气物质和7种未知成份，其中有醇类香气物质20种，酯类18种，酮类14种，其他依次为酸类5种、烷类4种、烯类4种、醛类4种、苯类1种、酚类1种、萘类1种。4个品种(系)中，完熟果实中的香气物质种类均多于商熟期果实中的香气物质种类，‘丰园红’完熟果比商熟果香气种类多13种，而‘串枝红’完熟果比商熟果香气种类仅多1种，子代中‘Z10-1-78’完熟果比商熟果香气种类多22种，‘Z10-1-60’完熟果比商熟果香气种类多17种，可见子代中2个新品系均与父本‘丰园红’类似，在果实达到完熟期时，果实香气物质充分释放。在4个品种(系)完熟果实各自的香气物质种类中，‘丰园红’和‘Z10-1-78’主要香气物质是醇类，而‘串枝红’和‘Z10-1-60’主要香气物质是酮类。从品种(系)来看，商熟果中，‘丰园红’香气物质种类最多，为22种；完熟果中，子代‘Z10-1-78’的香气物质种数最多，达37种；‘串枝红’的商熟果和完熟果中的香气物质种类均最少，分别为10种和11种。

表1 2个杏新品系及亲本不同成熟期果实香气物质的种类

2.2 不同杏品种(系)果实发育期香气物质含量的变化

从表2可以看出，父本‘丰园红’和子代‘Z10-1-78’、‘Z10-1-60’商熟期和完熟期果实中醇类香气物质成分含量最高，而母本‘串枝红’商熟期果实中酯类香气物质成分含量最高，完熟期果实中则以醇类香气物质含量最高。

表2 2个杏新品系及亲本不同成熟期果实香气物质的相对含量

醇类香气物质含量以‘Z10-1-60’商熟期果实中最高，达80.09 %，而‘串枝红’商熟期果实中最少，仅为5.99 %。随着果实由商熟期向完熟期的转变，除‘串枝红’的该指标值升高外，‘Z10-1-78’及其父本‘丰园红’和姊妹系‘Z10-1-60’均有所下降，降幅分别为22.52 %、44.21 %、33.69 %。

只有‘Z10-1-78’及父本‘丰园红’果实中含有烯类物质，而且随着果实从商熟期向完熟期转变，烯类物质的含量均明显上升。‘Z10-1-78’和‘丰园红’分别增加了7.17和15.98倍。

‘Z10-1-78’果实中酮类香气物质变化与其双亲及姊妹系‘Z10-1-60’相反，随着果实由商熟期到完熟期的转变，‘Z10-1-78’果实中酮类香气物质含量降低了30.13 %。

子代‘Z10-1-78’、‘Z10-1-60’及其父本‘丰园红’果实中的酯类香气物质到完熟期才出现，相对含量分别为6.84 %、13.66 %和21.49 %。‘串枝红’商熟果实中酯类香气物质含量达81.86 %，完熟果实中该指标值下降了48.82 %。

完熟期子代‘Z10-1-78’、‘Z10-1-60’及其母本‘串枝红’的果实中的酸类物质，较商熟期均有所增加。

随着果实成熟，‘Z10-1-60’醛类物质的含量增加外，‘Z10-1-78’及其亲本的醛类物质含量均降低，其中，‘Z10-1-78’的降幅介于双亲之间，且更接近于父本‘丰园红’。

烷类物质在‘丰园红’的商熟果实和完熟果实中均存在，且随着果实成熟度的提高而升高，而‘串枝红’的商熟果实和完熟果实中均未检测到烷类物质，子代 ‘Z10-1-78’和‘Z10-1-60’中的烷类物质均在完熟期才出现。

杏果实中的酚类物质含量较少，父本‘丰园红’的商熟果实和完熟果实中均未检测出酚类物质，子代‘Z10-1-78’的酚类物质随着果实从商熟期向完熟期转变而消失，子代‘Z10-1-60’与母本‘串枝红’一样，酚类物质均在完熟期出现。

苯类、萘类和唑类物质在子代‘Z10-1-78’及亲本中均未检测到，子代‘Z10-1-60’果实中的这3个指标值，由商熟期到完熟期均有所降低。

此外，父本‘丰园红’及子代‘Z10-1-78’和‘Z10-1-60’的完熟果实中均有部分物质未测出其种类。

2.3 子代遗传亲本的果实香气物质种类及含量比较

亲本与子代之间果实香气物质的种类和含量差异很大(表3)。子代‘Z10-1-78’与双亲的完熟果实中相同的香气物质只有2种，分别为3-羟基-2-丁酮和6-甲基-5-(1-甲基亚乙基)6，8-壬二烯-2-酮。这两种香气物质在‘Z10-1-78’中的相对含量分别为4.88 %和0.35 %，合计5.23 %。只与母本‘串枝红’香气物质相同的有3种，为2,6,6-三甲基-1-环己烯-1-羧醛(1.11 %)、香叶基丙酮(1.28 %)和乙酸叶醇酯(0.2 %)，相对含量较低，合计只占果实总香气物质的2.59 %。只与父本‘丰园红’香气物质相同的共有9种，分别为芳樟醇(43.48 %)、α-松油醇(7.63 %)、香叶醇(5.79 %)、橙花醇(2.41 %)、(2R,3R)-(-)-2,3-丁二醇(0.67 %)、苯乙醇(0.26 %)、二氢-β-紫罗兰酮(1.71 %)、苯乙烯(11.27 %)和乙酸丁酯(2.38 %)，共占果实香气物质的75.6 %。

表3 完熟果实中子代遗传亲本的香气物质成分及相对含量

‘Z10-1-60’完熟果实中的香气物质与双亲相同的只有1种，为乙醇，占13.13 %。只与‘串枝红’相同的有5种，分别是2,3,5,6-四甲基苯酚(0.38 %)、2,6,6-三甲基-1-环己烯-1-羧醛(5.41 %)、香叶基丙酮(3.47 %)、乙酸叶醇酯(0.25 %)和乙酸己酯(7.43 %)，占总香气物质的16.94 %。只与父本‘丰园红’相同的有8种，分别是芳樟醇(31.5 %)、α-松油醇(4.25 %)、香叶醇(2.82 %)、橙花醇(1.11 %)、苯乙醇(0.3 %)、二氢-β-紫罗兰酮(3.4 %)、乙酸丁酯(0.6 %)、乙酸异戊酯(3.46 %)，占果实总香气成分的47.44 %。

子代‘Z10-1-78’和‘Z10-1-60’均与父本‘丰园红’一样，测到了部分未知物质，其比例分别占总香气物质的2.53 %和3.01 %。

2.4 子代与亲本完熟果实含有的特征香气物质种类

从表4可以看出，不同品种(系)中特征香气成分不尽相同，从香气值来看，芳樟醇、乙酸乙酯、香叶醇等为主要的特征香气成分。在‘丰园红’、‘Z10-1-78’和‘Z10-1-60’完熟果实中鉴定出的特征香气成分中，芳樟醇的香气值最高，在13 293.33～28 986.67，‘串枝红’完熟果实中未检测出此成分。芳樟醇有着浓青带甜的木青气息，既有紫丁香、铃兰与玫瑰的花香，又有木香、果香气息。乙酸乙酯为‘串枝红’和‘丰园红’完熟果实中重要的特征香气成分，尤其是‘串枝红’中的香气值达到了最高，为6230.00，而子代中均未检测到该物质。乙酸乙酯有强烈的醚似的气味，清灵、微带果香的酒香。在父本及子代中香叶醇的香气值也相对较高，在244～772，香叶醇具有温和、甜的玫瑰花气息。

表4 2个杏新品系及亲本完熟果实中的特征香气物质种类

‘丰园红’完熟果实中的特征香气物质共14种，醇类占了8种，醛类占了1种，酮类占了3种，酯类占了4种。香气值较高的依次为芳樟醇(13 293.33)、乙酸乙酯(2340.00)、香叶醇(244.00)、乙酸异戊酯(86.67)等，1-正辛醇、异戊醇、2-壬醇、壬醛、2-十一酮、2-壬酮和乙酸苯乙酯为‘丰园红’完熟果实中特有的特征香气物质。

‘串枝红’完熟果实中含有的特征香气物质种类最少，只有4种，其中3种酯类，1种酮类，分别为乙酸乙酯(6230)、乙酸叶醇酯(36.36)、乙酸己酯(36.25)和香叶基丙酮(49.00)。

‘Z10-1-78’完熟果实中的特征香气物质共13种，醇类占了7种，醛类占了1种，酮类占了1种，烯类占了1种，酯类占了3种，其中与父本‘丰园红’相同的特征香气物质占了6种，与母本‘串枝红’相同的特征香气物质占了2种。香气值较高的为芳樟醇(28 986.67)、反式-2-壬烯醛(923.08)、香叶醇(772.00)等。3-苯丙醇、2-甲基-1-丁醇、反式-2-壬烯醛、D-柠檬烯、乙酸香叶酯为‘Z10-1-78’特有的特征香气物质。‘Z10-1-78’为供试品种(系)中唯一含有烯类特征香气物质的品种(系)，D-柠檬烯有新鲜橙子香气及柠檬样香气，具有消炎、抑菌、抗肿瘤等多种功效[21]。

‘Z10-1-60’完熟果实中特征香气物质共13种，醇类占了5种，醛类占了1种，酮类占了2种，酯类占了5种，其中与父本‘丰园红’相同的特征香气物质占了6种，与母本‘串枝红’相同的特征香气物质占了3种。香气值较高的为芳樟醇(21 000)、十二醛(1308.41)、香叶醇(376.00)、乙酸己酯(185.75)和乙酸异戊酯(115.33)等。其中十二醛和乙酸丙酯为‘Z10-1-60’完熟果实中特有的特征香气物质，尤其是十二醛的香气值较高，其具有强烈脂肪香气，并有类似松叶油和橙油的强烈香气。

3 讨 论

目前已经从杏果实中鉴定到200 种以上的香气物质，包括酯类、内酯类、醇类、酸类、萜烯类、乙酸盐、酮类和少量的醛类[16]。华北品种群中，在‘新世纪’中检测出74种成分，‘红丰’中检测出72种成分[11]，而在‘鲁杏1号’和‘鲁杏2号’中分别检测出10种成分[12]，欧洲品种群中，王家喜检测出‘金太阳’含有47种香气成分[14]，而‘凯特’完熟果中含有17种香气成分[15]。本研究发现,子代‘Z10-1-78’、‘Z10-1-60’和父本‘丰园红’完熟果实中分别检测出37、30、35种成分，而母本‘串枝红’的完熟果实中只检测出10种成分。可见，不同品种群以及同一品种群中不同品种之间果实香气种类差异很大。

香气的释放受果实成熟度的影响[23]。‘新世纪’杏商熟期检测出香味成分45种，完熟期检测出44种[16]，‘金太阳’商熟期检测出33种成分，而完熟期检测出18种成分[14]，完熟期比商熟期香气物质种类有所减少。然而，在苹果、梨和香蕉等呼吸跃变型果实上的研究表明，绝大多数香气物质是在呼吸跃变开始之后大量产生的。早采苹果(呼吸高峰前4 周)的香气很少，总量不足呼吸高峰期采收果实的1/10[24]。杏也属于典型的呼吸跃变型果实，在本研究中，子代及亲本的完熟果实比商熟果实香气物质种类有所增加，这可能与采样标准有关。

芳香物质成分对果实香气的贡献不同，仅凭香气种类多少及含量的高低不能准确判断其对样品整体香气贡献的大小，只有具有较高香气值的成分才是果实的特征香气[25]。Sauvage 等认为，决定杏香气的主要物质是内酯类、萜烯醇和苯甲醛[26]。卢娟芳等在鉴定新疆杏的特征香气成分中，β-紫罗兰酮，γ-癸内酯，δ-十二内酯等具有较高的香气值[18]。本研究供试品种中，芳樟醇、乙酸乙酯、香叶醇等具有较高的香气值，且不同品种(系)的特征香气物质种类也有较大差别，父本‘丰园红’及子代‘Z10-1-78’、‘Z10-1-60’完熟果实中花香型的芳樟醇对果实的香气有重要贡献，而母本‘串枝红’完熟果实中‘果酒香型’的乙酸乙酯对果实的香气有重要贡献。

4 结 论

果实香味成分的遗传是非常复杂的,不同自交或杂交组合所含有的香味成分不同,同种成分在不同组合中的分离情况也不完全相同,香味的产生可能由几种主要成分决定,也可能是各种香味成分通过融合、叠加、掩盖等相互作用而表现出来的[20]。本试验结果表明，子代‘Z10-1-78’和‘Z10-1-60’果实中的香气物质更多的遗传自父本‘丰园红’。‘Z10-1-78’完熟果实中的香气物质只与父本相一致的香气成分占到了其总香气成分的75.6 %，而只与母本相一致的香气成分占果实总香气物质的2.59 %。‘Z10-1-60’完熟果实中只与父本‘丰园红’相同占果实总香气成分的47.44 %，只与‘串枝红’相同占总香气物质的16.94 %。从特征香气物质来看，父本完熟果实中的1-正辛醇、异戊醇、2-壬醇、壬醛、2-十一酮、2-壬酮和乙酸苯乙酯等几种特征香气成分在子代中并未检测出，而子代果实中最重要的玫瑰香型特征香味成分芳樟醇和香叶醇均遗传自父本，而且浓度比父本有所提高，香味更加浓郁，这说明特征香气成分的遗传不仅存在加性效应，还存在一定程度的非加性效应，在后代中选育其高含量的品种或株系具有很大的潜力[20]。同时，子代完熟果实中还出现了亲本果实中未检测出且对果实香气有重要贡献的特征香气物质，如‘Z10-1-78’中的反式-2-壬烯醛，其稀释至1mg/kg时呈黄瓜香味，‘Z10-1-60’中的十二醛，具有强烈脂肪香气，并有类似松叶油和橙油的强烈香气，这就赋予了2个子代新品系果实更加独特的香味。

子代‘Z10-1-78’和‘Z10-1-60’与父本‘丰园红’的完熟果实中均测出了一定量的未知香气物质，这些物质是否是同一种或几种物质，还有待于进一步研究。