缺氧条件下‘黄富士’苹果挥发性成分变化趋势研究

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2021-0131

摘要/Abstract

摘要：

通过测定‘黄富士’苹果在缺氧条件下挥发性产物含量的变化,分析挥发性成分变化与缺氧伤害的关系,为苹果低氧伤害的预警,保证气调贮藏品质提供基础方法。通过固相微萃取(SPME)技术萃取,采用气相色谱-质谱联用技术,对缺氧条件下2、4、6、8、10天挥发物进行成分分析。研究发现,随着缺氧时间的延长,苹果中共有18种挥发性成分含量下降,6种挥发性成分上升。筛选出的24种挥发性成分与缺氧伤害存在相关性,可为进一步筛选缺氧预警指标、研究缺氧伤害机理提供参考。

关键词: ‘黄富士’苹果, 缺氧伤害, 挥发性物质, 预警指标, 气相色谱-质谱联用

Abstract:

The purpose of this study is to determine the changes in volatile product contents of ‘Yellow Fuji’ apples under hypoxic condition, analyze the relationship between the changes in volatile components and hypoxia injury, and provide a basic method for early warning of hypoxic injury of apples and ensuring the quality of controlled atmosphere storage. The extraction was carried out with solid phase microextraction (SPME) technology, the analysis of volatile components in 2, 4, 6, 8 and 10 days under hypoxic condition was conducted by using gas chromatography-mass spectrometry technology. The study found that with the prolonged period of hypoxia, the contents of a total of 18 volatile components in apple decreased, and the contents of 6 volatile components increased. 24 volatile components screened out were related to hypoxia injury. The study could provide certain references for further screening of hypoxia early warning indicators and research on the mechanism of hypoxia injury.

Key words: ‘Yellow Fuji’ Apple, Hypoxia Injury, Volatile Substances, Warning Indicators, GC-MS

中图分类号:

TS255.3

李恒伟, 王庆国. 缺氧条件下‘黄富士’苹果挥发性成分变化趋势研究[J]. 农学学报, 2021, 11(12): 87-94.

LI Hengwei, WANG Qingguo. The Changing Trend of Volatile Components in ‘Yellow Fuji’ Apple Under Hypoxia Condition[J]. Journal of Agriculture, 2021, 11(12): 87-94.

图/表 10

参考文献 25

[1]	BOYER J, Liu R. H. Apple phytochemicals and their health benefits[J]. Nutrition journal, 2004, 3(5):5. doi: 10.1186/1475-2891-3-5 URL
[2]	史星雲. 陕西省苹果品种结构、区域布局与品质比较分析[D]. 杨凌:西北农林科技大学, 2013.
[3]	汪天, 王素平, 郭世荣, 等. 植物低氧胁迫伤害与适应机理的研究进展[J]. 西北植物学报, 2006(4):847-853.
[4]	高习习, 廖梓懿, 刘洪冲, 等. 苹果采后处理与贮藏保鲜技术研究进展[J]. 保鲜与加工, 2021, 21(6):138-144.
[5]	陈敬鑫, 张德梅, 李永新, 等. 低氧贮藏对采后果实风味的影响研究进展[J]. 食品科学, 2021, 42(13):8.
[6]	LUM G B, DEELL J R, HOOVER G J, et al. 1-Methylcylopropene and controlled atmosphere modulate oxidative stress metabolism and reduce senescence-related disorders in stored pear fruit[J]. Postharvest biology and technology, 2017, 129:52-63. doi: 10.1016/j.postharvbio.2017.03.008 URL
[7]	范玉婷, 王学英. 宁夏贺兰山东麓两种葡萄酒香气特征及成分关联分析[J]. 现代盐化工, 2019, 46(5):5-7.
[8]	张鹏, 陈帅帅, 李江阔, 等. 不同品种苹果采后品质和挥发性物质的差异分析[J]. 食品工业科技, 2019, 40(13):154-160.
[9]	ALTISENT R, ECHEVERRIA G, GRAELL J, et al. Lipoxygenase activity is involved in the regeneration of volatile ester synthesizing capacity after ultra-low oxygen storage of ‘Fuji’ apple[J]. Journal of agricultural and food chemistry, 2009, 57(10):4305-4312. doi: 10.1021/jf803930j URL
[10]	VILLATORO C, ECHEVERRIA G, GRAELL J, et al. Long-term storage modifies volatile biosynjournal in apple[J]. Journal of agriculture and food chemistry, 2008, 56:9166-9174. doi: 10.1021/jf801098b URL
[11]	SWEETMAN, CRYSTAL. Regulation of malate metabolism in grape berry and other developing fruits[J]. Phytochemistry, 2009, 70(11):1329-1344. doi: 10.1016/j.phytochem.2009.08.006 URL
[12]	ESPINO D M, SEPULVEDA D R, GONZALEZ A G, et al. Biochemistry of apple aroma: A review[J]. Food technology and biotechnology, 2016, 54(4):375-394.
[13]	张海英, 韩涛, 许丽, 等. 果实的风味构成及其调控[J]. 食品科学, 2008, 29(4):464-469.
[14]	TIEMAN Denise. Transcriptional control of strawberry ripening- two to tango[J]. Narnia, 2017, 68(16).
[15]	苏青青. 富士苹果贮藏期间果实品质的研究[D]. 杨凌:西北农林科技大学, 2014:4-6.
[16]	HUI G H, WU Y L, YE D D, et al. Fuji Apple Storage Time Predictive Method Using Electronic Nose[J]. Food analytical methods, 2013, 6(1).
[17]	孟智鹏, 陈荣鑫, 杨舜博, 等. 苹果新品种‘瑞雪’、‘瑞香红’及其亲本香气物质差异分析[J]. 食品工业科技, 2021, 42(21):50-56.
[18]	张虎平, 李芳芳, 张绍铃, 等. 库尔勒香梨果实套袋后香气特征的代谢组学分析[A].中国园艺学会2014年学术年会论文摘要集[C]2014.
[19]	邱爽, 刘畅, 谢美林, 等. 不同产区‘红灯’樱桃香气成分与产地生态因子相关性分析[J]. 食品工业科技, 2021, 42(11):240-247.
[20]	赵伟君. 不同气调条件及臭氧处理对无花果贮藏生理及品质的影响[D]. 保定:河北农业大学, 2015:22-23
[21]	BEKELE E A, AMPOFO A J, ALIS R R, et al. Dynamics of metabolic adaptation during initiation of controlled atmosphere storage of ‘Jonagold’apple: Effects of storage gas concentrations and conditioning[J]. Postharvest biology and technology, 2016, 117:9-20. doi: 10.1016/j.postharvbio.2016.02.003 URL
[22]	LUMPKIN C, FELLMAN J K, RUDELL D R, et al. ‘Scarlett Spur Red Delicious’ apple volatile production accompanying physiological disorder development during low pO2 controlled atmosphere storage[J]. Journal of agricultural and food chemistry, 2014, 62(7):1741-1754. doi: 10.1021/jf405267b URL
[23]	马月花. 外源油菜素内酯缓解黄瓜低氧胁迫伤害的生理机制[D]. 南京:南京农业大学, 2014.
[24]	岳璇璇. 苹果乙烯响应因子ERF1B调控LOX途径香气合成的机理研究[D]. 泰安:山东农业大学, 2020.
[25]	郭运娜. MdNAC29基因在苹果干旱和盐胁迫中的作用和机制[D]. 沈阳:沈阳农业大学, 2018.

保留时间/min	相对含量/%								物质	保留时间/min	相对含量/%								物质
保留时间/min	2 d	4 d		6 d		8 d		10 d	物质	保留时间/min	2 d		4 d		6 d		8 d	10 d	物质
4.37	0.32	0.14		1.21		1.01		0.97	一氧化二氮	20.08	0.24		0.53		0.35		0.42	0.42	1-戊醇
9.16	0.06	0.38		1.35		1.94		2.56	丙酮酸乙酯	20.51	0.07		0.83		0.03		—	—	均三甲苯
10.32	0.14	0.14		0.63		0.69		0.76	乙醇	20.76	0.14		0.48		0.07		0.08	—	丁酸2-甲基丁酯
11.12	0.14	0.31		0.62		0.89		1.32	二丁醚	20.97	10.04		11.29		9.26		9.64	8.18	乙酸己酯
11.58	0.27	0.33		0.32		0.39		0.46	乙酸丙酯	21.19	0.35		0.30		0.40		0.42	0.32	2-甲基丁酸 2-甲基丁酯
12.69	0.20	0.21		0.21		0.20		0.11	乙酸异丁酯	21.73	0.10		0.11		0.07		0.07	0.07	1,2,4-三甲苯
13.42	0.10	1.15		2.52		3.91		5.01	丁酸丙酯	22.24	0.16		0.08		—		—	—	戊酸丁酯
13.80	0.19	0.09		0.10		—		—	甲苯	22.33	0.44		0.45		0.22		0.30	0.27	己酸丙酯
13.90	0.08	1.12		3.12		5.08		7.82	丙酸正丙酯	22.61	0.33		0.32		0.23		0.24	0.24	2-甲基丁酸戊酯
14.55	10.03	8.68		6.42		5.92		5.32	乙酸丁酯	22.94	0.53		0.36		0.19		0.22	0.18	丙酸己酯
14.98	0.19	0.12		0.12		0.11		0.09	正己醛	23.18	2.31		3.31		3.30		4.11	3.86	正己醇
16.05	35.10	33.15		28.24		27.79		25.94	2-甲基丁基乙酸酯	25.06	7.10		5.49		3.60		3.97	3.27	己酸丁酯
16.25	0.08		0.06	—	—		—		丙二醇甲醚	25.13		0.46	0.29	0.25		0.42		0.38	丁酸己酯
16.56	2.78		2.81	2.88	3.31		2.09		正丁醇	25.42		8.80	9.19	7.63		8.94		8.13	异戊酸己酯
16.66	1.25		0.62	0.36	0.35		0.70		丙酸丁酯	25.61		—	0.16	0.16		0.22		0.20	辛酸乙酯
16.81	0.19		0.12	—	—		—		对二甲苯	26.24		0.72	0.40	0.39		0.39		0.32	己酸异戊酯
17.03	0.20		0.12	—	—		—		间二甲苯	27.50		0.48	3.17	0.16		0.21		0.18	己酸戊酯
17.76	1.57		1.66	1.24	1.32		1.17		乙酸戊酯	28.24		0.10	0.08	0.09		0.06		—	丙酸
18.27	0.26		0.20	0.16	0.18		0.14		丙酸正戊酯	28.51		0.08	0.07	0.10		—		—	苯甲醛
18.66	2.42		3.22	3.87	4.67		4.22		2-甲基丁醇	29.62		1.89	1.54	0.94		1.03		0.82	己酸己酯
19.26	1.71		0.97	0.51	0.59		0.55		丁酸丁酯	29.68		0.53	0.46	0.29		0.30		0.22	辛酸正丁酯
19.69	2.83		2.30	1.30	1.15		1.06		丁酸2-甲基丁酯	30.07		0.12	0.11	0.22		0.11		0.16	丁酸
19.78	0.07		1.24	2.14	2.73		2.57		丁基呋喃	32.21		2.26	2.57	2.33		2.92		2.85	α-法呢烯

保留时间/min	相对含量/%								物质	保留时间/min	相对含量/%								物质
保留时间/min	2 d	4 d		6 d		8 d		10 d	物质	保留时间/min	2 d		4 d		6 d		8 d	10 d	物质
4.37	0.32	0.14		1.21		1.01		0.97	一氧化二氮	20.08	0.24		0.53		0.35		0.42	0.42	1-戊醇
9.16	0.06	0.38		1.35		1.94		2.56	丙酮酸乙酯	20.51	0.07		0.83		0.03		—	—	均三甲苯
10.32	0.14	0.14		0.63		0.69		0.76	乙醇	20.76	0.14		0.48		0.07		0.08	—	丁酸2-甲基丁酯
11.12	0.14	0.31		0.62		0.89		1.32	二丁醚	20.97	10.04		11.29		9.26		9.64	8.18	乙酸己酯
11.58	0.27	0.33		0.32		0.39		0.46	乙酸丙酯	21.19	0.35		0.30		0.40		0.42	0.32	2-甲基丁酸 2-甲基丁酯
12.69	0.20	0.21		0.21		0.20		0.11	乙酸异丁酯	21.73	0.10		0.11		0.07		0.07	0.07	1,2,4-三甲苯
13.42	0.10	1.15		2.52		3.91		5.01	丁酸丙酯	22.24	0.16		0.08		—		—	—	戊酸丁酯
13.80	0.19	0.09		0.10		—		—	甲苯	22.33	0.44		0.45		0.22		0.30	0.27	己酸丙酯
13.90	0.08	1.12		3.12		5.08		7.82	丙酸正丙酯	22.61	0.33		0.32		0.23		0.24	0.24	2-甲基丁酸戊酯
14.55	10.03	8.68		6.42		5.92		5.32	乙酸丁酯	22.94	0.53		0.36		0.19		0.22	0.18	丙酸己酯
14.98	0.19	0.12		0.12		0.11		0.09	正己醛	23.18	2.31		3.31		3.30		4.11	3.86	正己醇
16.05	35.10	33.15		28.24		27.79		25.94	2-甲基丁基乙酸酯	25.06	7.10		5.49		3.60		3.97	3.27	己酸丁酯
16.25	0.08		0.06	—	—		—		丙二醇甲醚	25.13		0.46	0.29	0.25		0.42		0.38	丁酸己酯
16.56	2.78		2.81	2.88	3.31		2.09		正丁醇	25.42		8.80	9.19	7.63		8.94		8.13	异戊酸己酯
16.66	1.25		0.62	0.36	0.35		0.70		丙酸丁酯	25.61		—	0.16	0.16		0.22		0.20	辛酸乙酯
16.81	0.19		0.12	—	—		—		对二甲苯	26.24		0.72	0.40	0.39		0.39		0.32	己酸异戊酯
17.03	0.20		0.12	—	—		—		间二甲苯	27.50		0.48	3.17	0.16		0.21		0.18	己酸戊酯
17.76	1.57		1.66	1.24	1.32		1.17		乙酸戊酯	28.24		0.10	0.08	0.09		0.06		—	丙酸
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19.26	1.71		0.97	0.51	0.59		0.55		丁酸丁酯	29.68		0.53	0.46	0.29		0.30		0.22	辛酸正丁酯
19.69	2.83		2.30	1.30	1.15		1.06		丁酸2-甲基丁酯	30.07		0.12	0.11	0.22		0.11		0.16	丁酸
19.78	0.07		1.24	2.14	2.73		2.57		丁基呋喃	32.21		2.26	2.57	2.33		2.92		2.85	α-法呢烯

成分种类	2 d	4 d	6 d	8 d	10 d
酯类	85.43	84.76	69.50	75.19	73.54
醇类	8.09	10.13	11.14	13.30	11.45
酸类	0.22	0.18	0.32	0.16	0.16
醚类	0.22	0.38	0.62	0.89	1.32
芳烃类	0.74	1.28	0.21	0.07	0.07
其他类	2.73	4.03	5.77	6.65	6.39

成分种类	2 d	4 d	6 d	8 d	10 d
酯类	85.43	84.76	69.50	75.19	73.54
醇类	8.09	10.13	11.14	13.30	11.45
酸类	0.22	0.18	0.32	0.16	0.16
醚类	0.22	0.38	0.62	0.89	1.32
芳烃类	0.74	1.28	0.21	0.07	0.07
其他类	2.73	4.03	5.77	6.65	6.39