利用电子鼻和GC-MS研究采后猕猴桃果实挥发性物质变化规律与调控

以‘海沃特’猕猴桃(Actinidia deliciosa [A. Chev.] C.F. Liang et A.R. Ferguson cv. Hayward)为材料,采用乙烯处理加速果实成熟衰老,低温处理延长果实贮藏时间,利用模糊评价属性的电子鼻(E-Nose)和精细检测特征的顶空固相微萃取结合气质联用(HS-SPMEGC-MS)分析技术,并结合判别因子分析(DFA)、主成分分析(PCA)和聚类分析(HCA)等数据多元统计分析方法,开展了采后果实挥发性物质变化与调控研究。主要研究结果如下： 1.电子鼻18根金属氧化物传感器对猕猴桃果实的响应值存在差异,LY2/G、LY2/AA、LY2/GH、LY2/gCT、LY2/gCT1等传感器的响应值为负值,其他类型传感器为正值。随着果实成熟衰老进程加快,PA/2、P40/2、P30/1和T40/2的响应值明显增加。采后不同贮藏时间和处理的电子鼻“指纹图谱”明显不同,表明猕猴桃果实采后贮藏过程中的挥发性物质发生了明显变化。基于电子鼻传感器数据建立的DFA模型可以解释样品总体差异的90%左右。随着贮藏时间延长和成熟衰老进程加快,样品基本沿着DF1正半轴向负半轴分布。低温处理60d、90d和120d后转货架的猕猴桃果实主要集中在DF1负半轴和DF2正半轴,’明显不同于置于常温对照和乙烯处理成熟的果实,表明低温处理对于采后猕猴桃果实的挥发性物质的形成具有明显的调控效应。上述结果为进一步利用GC-MS分析猕猴桃果实挥发性物质组分及其含量提供了参考依据。 2.利用HS SPME-GC-MS精细检测技术鉴别出‘海沃特’猕猴桃果肉组织中40多种香气物质,包括C6化合物5种,醛类8种,醇类4种,酮类3种,酯类8种,萜类5种,呋喃5种和苯环类衍生物2种。结果表明,C6化合物是猕猴桃果实采收当天的主要香气物质组分,约占香气物质总含量的30%；酯类物质在果实采后贮藏过程中持续增加,乙烯处理组显著促进酯类物质积累；对于醛类、醇类、酮类和苯环类衍生物而言,乙烯处理组与对照组并无显著差异,而低温贮藏果实的含量则趋于减少；果实挥发性物质总体含量与酯类物质变化趋势相似,表现为随果实成熟度的增加而积累。低温贮藏120d转货架猕猴桃果实的反-2-已烯醇、反-2-已烯醛、2-糠醇和丁酸乙酯含量约为36d对照组果实的0.5%、2%、8%和33%,包括丁酸甲酯、丁酸乙酯等猕猴桃果实特征香气的酯类物质含量约为乙烯处理果实的30%。这些结果表明,低温处理显著影响了猕猴桃果实香气形成相关的挥发性物质含量,也与电子鼻DFA模型中显示的结果吻合。 3.鉴别出了与果实品质指标变化具有显著相关性挥发性物质。与果实硬度线性相关性最强的香气物质为顺-3-已烯醇,线性相关系数约0.85(P<0.05),C6化合物的反-2-已烯醛,以及反,反-2,4-庚二烯醛和反-2-庚醛等也具有显著的正相关关系,而呋喃类的3-糠酸甲酯则表现为负相关关系。猕猴桃果实可溶性固形物(TSS)与丁酸甲酯具有最高的显著正相关关系,相关系数为0.96。具有类似显著正相关关系的酯类物质还包括已酸乙酯和苯甲酸甲酯,C6化合物的反-2-已烯醇则表现出和TSS显著的负相关关系。 综上所述,采用具有“模糊评价”属性的电子鼻技术以及“精细检测”特性的GC-MS检测方法可以区分采后不同贮藏时间和处理的样品,鉴别出了与硬度和TSS等果实品质指标具有显著相关性的挥发性物质。电子鼻建立的DFA模型与GC-MS检测物质的统计结果显示,低温贮藏可能通过显著减少猕猴桃果实酯类等特征香气物质的含量区别于成熟度相近的对照和乙烯处理果实。