论文导读:：以小型礼品西瓜金星为接穗，选用青砧1号、莱砧1号和黑籽南瓜为砧木，采用顶空固相微萃取方法和气相色谱—质谱联用技术(HS-SPME)，分析了西瓜自根苗和三种不同嫁接砧木对西瓜成熟果实挥发性风味物质的影响。结果表明：共鉴定出72种挥发性风味物质，其中醛类21种、醇类9种、酮类5种、酸类5种、酯类5种、稀类11种、烷烃类9种和7种其他杂环类物质。醛类物质含量最丰富高达57.11％～85.49％，其次醇类占0.77% ～12.92%。(E,Z)-2,6-壬二烯醛和(E)-2-壬烯醛是构成金星西瓜主要风味成分，含量分别是31.22％和14.22％，壬烯醛及其同系物是西瓜主要特征风味物质。嫁接明显增加了西瓜果实中醛类物质的含量，同时嫁接显著降低了西瓜果实中醇类和酯类物质含量。总之嫁接在一定程度上使西瓜果实中令人愉悦的风味特征物质含量减少并改变了西瓜果实风味物质的构成。
论文关键词：嫁接，西瓜，GC-MS，风味物质
西瓜(Citrullus lanatus (Thunb.) Mansf)是我国农业的一大主导产业，常年种植面积达130万hm2[1]，山东省是我国西瓜主产省，仅保护地栽培面积每年达100多万亩以上。西瓜嫁接栽培是克服连作重茬障碍和防治西瓜枯萎病的特效技术措施之一[2]。但利用嫁接栽培，在生产上经常出现西瓜果皮增厚、有异味、果肉较硬、品质下降、商品性差等质量问题[3,4,5]。评价西瓜品质最重要的指标之一就是其特有的西瓜风味物质成分，是判断西瓜品质的一个决定性因素。近几年来一种新型的香气成分提取分析方法—固相微萃取，是一种新的样本采集技术，它通过吸附洗脱技术，富集样本中的挥发性和半挥发性成分。它集采样、萃取、浓缩、进样为一体，可与气谱、液谱联用，使得样品处理及分析操作过程简单化[6]。目前该方法已广泛应用于新鲜水果[7,8,9,10]、咖啡、茶、酒类、植物天然产物和中草药等有效成分分析检测中[11,12,13,14]。目前国内、外关于西瓜果实挥发性风味物质研究文献极少，Beaulieu等在研究了5个无籽西瓜品种，结果是醛类最多占40％～62.1％，酮类占2.7％～7.7％[15]，而有关嫁接对西瓜挥发性风味物质的研究未见报道。笔者采用顶空固相微萃取和气相色谱—质谱联用方法，分析西瓜自根苗和不同嫁接砧木对小型礼品西瓜品种金星成熟果实风味物质进行分析鉴定。在尽量不影响西瓜本身所固有的风味物质前提下，来筛选适合金星西瓜嫁接理想砧木，在农业生产上具有重要指导意义。
1 材料与方法
1.1材料
实验材料：西瓜接穗选用山东省农科院蔬菜所育成的优质小型礼品西瓜金星，砧木选用农业生产上常用的南瓜品系：青砧1号、莱砧1号和黑籽南瓜，砧木种子均购于市场。嫁接采用劈接法，嫁接苗成活后，选取壮苗GC-MS，移栽到大拱棚内常规管理。授粉后35天成熟西瓜果实用无菌水清洗干净，去皮去籽后添加2g分析纯无水氯化钙放入榨汁机榨汁。瓜汁于40℃恒温水浴中平衡10min。磁力搅拌器转速为100r／min，再取西瓜液汁8ml加入到15ml顶空瓶中，用100um聚二甲基硅氧烷PDMS萃取针插入顶空瓶，事先将萃取针250℃下老化1h，保持离瓜汁液面1.5cm，顶空吸附30min，于220℃解析4min，采集数据。
1.2.GC-MS方法分析
使用美国HPGC6890/MSD气相色谱－质谱联用仪，HP-INOWAX 30m×0.25mm×0.25um色谱柱。色谱条件：进样口温度220℃，接口温度220℃，柱温起始温度40℃，保持10min，以4℃/min升至100℃，再以3℃/min升至180℃，最后再以4℃/min升至220℃，保留5min。载气：N2，不分流，恒流1ml/min。监测器温度(FID)250℃。质谱条件：接口温度250℃，电离方式EI，电离能量70eV，离子源温度200℃。发射电流200 A，扫描模式为全扫描论文格式范文。
1.3数据成分定性方法：
未知化合物质谱图经计算机检索同时与NIST 数据库和WILEY 数据库2个质谱库相匹配，并结合人工图谱解析及资料分析。定量方法：按峰面积归一化法求得各成分相对百分含量。
2.结果与分析
2.1金星西瓜主要挥发性风味物质
应用气相－质谱联用技术(GC／MS)，GC／MS总离子流量图（见图l），供试材料的成熟果实分离出的挥发性组分，经NIST图谱库和WILEY图谱库计算机检索，共鉴定出72种挥发性风味成分（见表1）。其中醛类21种、醇类9种、酮类5种、酸类5种、酯类5种、稀类11种、烷烃类9种和7种其他物质。挥发性物质在西瓜自根苗果实其相对含量占检出峰面积的98.88%，而在三种砧木青砧1号、莱砧1号和黑籽南瓜嫁接的西瓜果实含量分别占70.49%、 98.67%和99.68%。
西瓜金星自根苗共鉴定出45种，主要成分包括醛类15种、醇类8种、酮类3种、酸类2种、酯类3种、烯类4种、烷烃5种和其他杂环类5种物质（见表2）。其中醛类最多占64.68％，其次是醇类、酯类和烯类，分别占12.92%、11.29％和4.6%，酮类和酸类检出率较低，只占1.49％ 和0.28％，其他杂环类占2.13%（见表1）。
Z0:金星西瓜自根苗Z4: 青砧1号
Z5：莱砧1号Z6:黒籽南瓜
图1.西瓜金星自根苗与不同嫁接砧木西瓜成熟果实样品风味物质总离子图
Z0: 金星西瓜自根苗（对照）；Z4: 青砧1号; Z5:莱砧1号; Z6:黒籽南瓜
Fig 1 :The total ion chromatograms ofvolatile compounds in watermelon and grafting fruit by HS-SPME
Z0: Jinxing(CK); Z4:Qingzhen 1; Z5:Laizhen1; Z6:Heizinangua
表1：西瓜不同砧木嫁接果实挥发性成分类别和其相对含量
Table 1:The Volatile compounds categories and contentsin the fruits of different watermelon’s grafting rootstocks
|
化合物类别
|
化合物种数
|
相对含量 Relative content(%)
|
|
西瓜自根苗
|
青砧1号
|
莱砧1号
|
黑籽南瓜
|
|
Categories
|
No compounds
|
Jinxing
|
Qingzhen1
|
Laizhen 1
|
heizinanguan
|
|
Z0(CK)
|
Z4
|
Z5
|
Z6
|
|
醛类 Aldehydes
|
21
|
64.68
|
57.11
|
84.60
|
85.49
|
|
醇类 Alcohols
|
9
|
12.92
|
3.27
|
0.77
|
1.67
|
|
酮类 Ketones
|
5
|
1.49
|
0.61
|
1.66
|
1.27
|
|
酸类 Acids
|
5
|
0.28
|
0.27
|
1.19
|
0.35
|
|
酯类 Esters
|
5
|
11.29
|
2.70
|
0.67
|
0.42
|
|
烯类 Alkenes
|
11
|
4.60
|
3.83
|
4.42
|
4.79
|
|
烷烃类 Alkanes
|
9
|
1.49
|
1.71
|
4.13
|
4.69
|
|
其他Others
|
7
|
2.13
|
0.98
|
1.23
|
0.99
|
|
总计 Sum
|
72
|
98.88
|
70.49
|
98.67
|
99.68
|
由表2可知：西瓜金星自根苗成熟果实挥发性风味物质中含量最高的醛类是(E,Z)-2，6-壬二烯醛，相对含量为31.22％，其次是(E)-2-壬烯醛14.22％、（Z)-6-壬烯醛7.30％、壬醛6.26%、4-氧壬醛1.96％、（E)-4-壬烯醛1.61％、(E,E)-2,4-壬二烯醛0.47％、（E)-2-辛烯醛0.36％和癸醛0.15%，这些壬烯醛及同系物的含量占63.54%，是构成金星西瓜果实的主要风味成分。长链脂肪醛依次是十六醛（棕榈醛，软脂醛）占0.32％、十四醛0.28％、5,9,13-三甲基-4,8,12-十四三烯醛0.19%、3,5-二-叔-丁基-4-羟[基]苯醛0.13%、十八(烷)醛0.11%和（Z)-9-十八(碳)烯醛0.11%共占1.14％，而5,9,13-三甲基-4,8,12-十四三烯醛只有在西瓜自根苗的果实检测到，三种砧木嫁接的西瓜均未检测到。
表2：不同嫁接砧木与西瓜自根苗挥发性风味物质成分的GC/MS分析
|
序号
|
保留时间
|
化合物名称
|
分子式
|
相对含量(％) Relative Content/%
|
|
Serial number
|
Retention Time/min
|
The Volatile Compounds
|
Molecular Formula
|
Z0
|
Z4
|
Z5
|
Z6
|
|
醛类 Aldehydes
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
4.054
|
己醛 Hexanal
|
C6H12O
|
–
|
–
|
0.04
|
0.30
|
|
2
|
10.139
|
（E)-2-辛烯醛 2-Octenal, (E)-
|
C8H14O
|
0.36
|
0.74
|
0.90
|
0.68
|
|
3
|
11.058
|
（E)-2-己烯醛 2-Hexenal, (E)-
|
C6H10O
|
–
|
2.29
|
–
|
–
|
|
4
|
11.136
|
（E)-4-壬烯醛 4-Nonenal, (E)-
|
C9H16O
|
1.61
|
3.09
|
2.73
|
2.13
|
|
5
|
11.286
|
(Z)-6-壬烯醛 6-Nonenal, (Z)-
|
C9H16O
|
7.30
|
2.09
|
3.45
|
3.54
|
|
6
|
11.342
|
壬醛 Nonanal
|
C9H18O
|
6.26
|
4.19
|
12.25
|
6.08
|
|
7
|
12.633
|
(E,Z)-2,6-壬二烯醛 2,6-Nonadienal, (E,Z)-
|
C9H14O
|
31.22
|
–
|
25.41
|
35.60
|
|
8
|
12.851
|
(E,)-2-壬烯醛 2-Nonenal, (E)-
|
C9H16O
|
14.22
|
38.60
|
31.86
|
32.72
|
|
9
|
13.868
|
癸醛 Decanal
|
C10H20O
|
0.15
|
0.18
|
0.15
|
0.16
|
|
10
|
14.111
|
(E,E)-2,4-壬二烯醛 2,4-Nonadienal, (E,E)-
|
C9H14O
|
0.47
|
0.30
|
0.27
|
0.36
|
|
11
|
14.802
|
4-氧壬醛 4-Oxononanal
|
C9H16O2
|
1.96
|
2.22
|
4.46
|
2.11
|
|
12
|
16.524
|
(E,E)-2,4-癸二烯醛 2,4-Decadienal, (E,E)-
|
C10H16O
|
–
|
–
|
–
|
0.12
|
|
13
|
17.54
|
2-十二烯醛 2-Dodecenal
|
C12H22O
|
–
|
–
|
–
|
0.35
|
|
14
|
22.112
|
十八(烷)醛 Octadecanal
|
C18H36O
|
0.11
|
0.14
|
0.14
|
–
|
|
15
|
23.237
|
（Z)-9-十八(碳)烯醛 9-Octadecenal, (Z)-
|
C18H34O
|
0.11
|
0.11
|
0.20
|
–
|
|
16
|
24.058
|
3,5-二-叔-丁基-4-羟[基]苯醛 3,5-di-tert-Butyl-4-hydroxybenzaldehyde
|
C15H22O2
|
0.13
|
0.39
|
–
|
–
|
|
17
|
23.502
|
十六醛,棕榈醛,软脂醛 Hexadecanal
|
C16H32O
|
0.32
|
1.25
|
1.78
|
0.65
|
|
18
|
23.788
|
(E,E)-3,7,11-三甲基-2,6,10-十二碳三烯醛 2,6,10-Dodecatrienal, 3,7,11-trimethyl-, (E,E)-
|
C15H24O
|
–
|
–
|
–
|
0.12
|
|
19
|
24.744
|
十四醛 Tetradecanal
|
C14H28O
|
0.28
|
0.14
|
0.10
|
–
|
|
20
|
24.921
|
5,9,13-三甲基-4,8,12-十四三烯醛 4,8,12-Tetradecatrienal, 5,9,13-trimethyl-
|
C17H28O
|
0.19
|
–
|
–
|
–
|
|
21
|
25.609
|
顺,顺,顺-7,10-十六碳二烯醛 cis,cis,cis-7,10,13-Hexadecatrienal
|
C16H26O
|
–
|
1.37
|
0.84
|
0.56
|
|
醇类Alcohols
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
10.458
|
1-辛醇,正辛醇 1-Octanol
|
C8H18O
|
–
|
–
|
–
|
0.29
|
|
2
|
12.285
|
2-癸炔-1-醇 2-Decyn -1-ol
|
C10H18O
|
0.73
|
0.74
|
–
|
0.72
|
|
3
|
12.705
|
(E,Z)-3,6-壬二烯-1-醇 3,6-Nonadien-1-ol, (E,Z)-
|
C9H16O
|
7.48
|
–
|
–
|
–
|
|
4
|
12.922
|
（E)-2-壬烯-1-醇 2-Nonen-1-ol, (E)-
|
C9H18O
|
0.76
|
1.24
|
0.66
|
0.66
|
|
5
|
12.997
|
（6E)-2-壬烯-1-醇 (6Z)-Nonen-1-ol
|
C9H18O
|
2.67
|
1.12
|
–
|
–
|
|
6
|
26.449
|
22,23-二氢- 豆甾醇 Stigmasterol, 22,23-dihydro-
|
C29H50O
|
0.22
|
–
|
–
|
–
|
|
7
|
20.629
|
5-戊基-1,3-苯二醇 1,3-Benzenediol, 5-pentyl-
|
C11H16O2
|
0.67
|
–
|
–
|
–
|
|
8
|
26.709
|
γ-谷固醇,麦固醇 .gamma.-Sitosterol
|
C29H50O
|
0.17
|
–
|
–
|
–
|
|
9
|
26.935
|
β-谷固醇 .beta.-Sitosterol
|
C29H50O
|
0.22
|
0.17
|
0.11
|
–
|
|
酮类Ketones
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
16.975
|
4-羟-6-甲基-2(1H)-吡啶酮 2(1H)-Pyridinone, 4-hydroxy-6-methyl-
|
C6H7NO2
|
0.31
|
0.26
|
–
|
0.21
|
|
2
|
16.985
|
石榴碱,1-(2-哌啶基)丙酮[驱肠虫药] Pelletierine
|
C8H15NO
|
–
|
–
|
0.25
|
–
|
|
3
|
17.296
|
2,2,5,5-四甲基-3-己酮 2,2,5,5-Tetramethyl-3-hexanone
|
C10H20O
|
–
|
–
|
0.18
|
–
|
|
4
|
19.307
|
(E)-6,10-二甲基-5,9-十一碳二烯-2-酮 5,9-Undecadien-2-one, 6,10-dimethyl-, (E)-
|
C13H22O
|
0.97
|
0.36
|
1.09
|
1.07
|
|
5
|
19.938
|
(E)- 4-(2,6,6-三甲基-1-环己烯-1-烃基)-3-丁烯-2-酮 3-Buten-2-one, 4-(2,6,6-trimethyl-1-cyclohexen-1-yl)-, (E)-
|
C13H20O
|
0.20
|
–
|
0.14
|
–
|
|
酸类Acids
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
12.296
|
9-十八碳炔酸 9-Octadecynoic acid
|
C18H32O2
|
–
|
–
|
0.56
|
–
|
|
2
|
15.057
|
四氢-3-甲基-5-氧-2-呋喃羧酸（糠酸） 2-Furancarboxylic acid, tetrahydro-3-methyl-5-oxo-
|
C6H8O4
|
0.25
|
–
|
–
|
–
|
|
3
|
26.421
|
n-十六酸 n-Hexadecanoic acid
|
C16H32O2
|
–
|
0.27
|
0.54
|
0.32
|
|
4
|
26.498
|
n-软脂酸,棕榈酸,十六酸 n-Hexadecanoic acid
|
C16H32O2
|
0.03
|
–
|
0.09
|
–
|
|
5
|
28.538
|
硬脂酸 Octadecanoic acid
|
C18H36O2
|
–
|
–
|
–
|
0.03
|
|
酯类Esters
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
12.397
|
2-乙基己基-环丁烷羧酸酯 Cyclobutane carboxylic acid, 2-ethylhexyl ester
|
C13H24O2
|
–
|
1.82
|
0.47
|
0.42
|
|
2
|
25.231
|
二(2-甲基丙基)-1,2-苯二羧酸酯 1,2-Benzenedicarboxylic acid, bis(2-methylpropyl) ester
|
C16H22O4
|
–
|
0.36
|
0.13
|
–
|
|
3
|
25.252
|
丁基邻苯二甲酸十四酯 Phthalic acid, butyl tetradecyl ester
|
C26H42O4
|
10.53
|
–
|
–
|
–
|
|
4
|
26.262
|
邻苯二甲酸二丁酯,Dibutyl phthalate
|
C16H22O4
|
0.46
|
0.52
|
0.07
|
–
|
|
5
|
32.63
|
1,2-苯二羧酸二异辛酯 1,2-Benzenedicarboxylic acid, diisooctyl ester
|
C24H38O4
|
0.30
|
–
|
–
|
–
|
|
烯类Alkenes
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
9.378
|
2,3-二甲基-2-丁烯 2-Butene, 2,3-dimethyl-
|
C6H12
|
1.65
|
0.46
|
–
|
0.39
|
|
2
|
9.391
|
2,2-二甲基-3-辛烯 3-Octene, 2,2-dimethyl-
|
C10H20
|
–
|
–
|
0.54
|
–
|
|
3
|
9.451
|
3-乙基-2-甲基-1,3-己二烯 1,3-Hexadiene, 3-ethyl-2-methyl-
|
C9H16
|
–
|
1.19
|
1.17
|
0.68
|
|
4
|
12.456
|
(Z)-9-甲基-4-十一碳烯 4-Undecene, 9-methyl-, (Z)-
|
C12H24
|
–
|
–
|
0.64
|
0.51
|
|
5
|
13.02
|
1-癸烯 1-Decene
|
C10H20
|
2.54
|
–
|
1.22
|
1.59
|
|
6
|
15.218
|
9-甲基-1-十一碳烯 1-Undecene, 9-methyl-
|
C12H24
|
0.26
|
0.30
|
0.28
|
0.53
|
|
7
|
15.885
|
1-十四(碳)烯 1-Tetradecene
|
C14H28
|
–
|
–
|
0.14
|
0.20
|
|
8
|
18.139
|
(E)-2-十四(碳)烯 2-Tetradecene, (E)-
|
C14H28
|
–
|
–
|
0.17
|
0.20
|
|
9
|
20.106
|
（Z)-7-十六烯 7-Hexadecene, (Z)-
|
C16H32
|
–
|
0.21
|
0.26
|
–
|
|
10
|
25.461
|
1-十九烯 1-Nonadecene
|
C19H38
|
0.15
|
–
|
–
|
–
|
|
11
|
25.546
|
2-甲基-4,5-壬二烯 4,5-Nonadiene, 2-methyl-
|
C10H18
|
–
|
1.67
|
–
|
0.68
|
|
烷烃类Alkanes
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
19.529
|
3-叔-丁基-4-氢茴香醚 3-tert-Butyl-4-hydroxy anisole
|
C11H16O2
|
0.16
|
–
|
–
|
–
|
|
2
|
20.311
|
十五烷,十五烷 Pentadecane
|
C15H32
|
–
|
–
|
0.18
|
–
|
|
3
|
25.661
|
十九烷 Nonadecane
|
C19H40
|
0.11
|
–
|
–
|
–
|
|
4
|
27.002
|
二十八[碳]烷 Octacosane
|
C28H58
|
–
|
–
|
0.11
|
–
|
|
5
|
28.242
|
二十九烷 Nonacosane
|
C29H60
|
–
|
–
|
–
|
1.76
|
|
6
|
28.575
|
二十七烷 Heptacosane
|
C27H56
|
0.15
|
–
|
1.66
|
0.08
|
|
7
|
31.659
|
二十烷 Eicosane
|
C20H42
|
0.35
|
0.50
|
2.18
|
0.38
|
|
8
|
32.141
|
二十四烷 Tetracosane
|
C24H50
|
0.73
|
1.22
|
–
|
–
|
|
9
|
33.425
|
卅烷,蜂花烷,三十烷 Triacontane
|
C30H62
|
–
|
–
|
–
|
2.47
|
|
其他Others
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
8.386
|
2-戊基-呋喃 Furan, 2-pentyl-
|
C9H14O
|
–
|
0.57
|
0.75
|
0.37
|
|
2
|
15.465
|
（E)-2-(1-戊烯基)-呋喃 Furan, 2-(1-pentenyl)-, (E)-
|
C9H12O
|
0.53
|
–
|
–
|
0.36
|
|
3
|
19.778
|
4,4,5,7,8-五甲基-二氢香豆素 Dihydro coumarin, 4,4,5,7,8-pentamethyl
|
C14H18O2
|
–
|
0.09
|
–
|
–
|
|
4
|
20.672
|
二苯呋喃 Dibenzofuran
|
C12H8O
|
0.26
|
–
|
–
|
–
|
|
5
|
25.724
|
N,N-二甲基-1-十六胺 1-Hexadecanamine, N,N-dimethyl-
|
C18H39N
|
0.61
|
–
|
–
|
–
|
|
6
|
28.471
|
4,4'-(1- 甲基乙基亚甲基)二-苯酚 Phenol, 4,4'-(1-methylethylidene)bis-
|
C15H16O2
|
0.51
|
0.32
|
0.47
|
0.26
|
|
7
|
32.356
|
4-十八(烷)基-吗啉 Morpholine, 4-octadecyl-
|
C18H35NO4
|
0.21
|
–
|
–
|
–
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
: The Volatile compounds from three different watermelon’s grafting rootstocksby GC/MS
table2“–”not blot
在检出的醇类中，(E,Z)-3,6-壬二烯-1-醇含量最高占7.48%，其次为（6E)-2-壬烯-1-醇2.67%、（E)-2-壬烯-1-醇0.76%、2-癸炔-1-醇0.73%、5-戊基-1,3-苯二醇0.67%、22,23-二氢- 豆甾醇0.22%、含量较低的醇类是β-谷固醇0.22%和γ-谷固醇（麦固醇）0.17%。
另外西瓜自根苗的果实中相对含量较少的还有3种酮类、2种酸类、3种酯类GC-MS，酮类以(E)-6,10-二甲基-5,9-十一碳二烯-2-酮最多占0.97% ，4-羟-6-甲基-2(1H)-吡啶酮含量居中占0.31%， (E)-4-(2,6,6-三甲基-1-环己烯-1-烃基)-3-丁烯-2-酮最少占0.20%。酯类以丁基邻苯二甲酸十四酯含量最多高达10.53%，邻苯二甲酸二丁酯0.46%和1,2-苯二羧酸二异辛酯0.30%。其中丁基邻苯二甲酸十四酯(见图1中Z0，保留时间25.252min有一个显著峰值，在西瓜自根苗鉴定的45种化合物中含量占第3位，只存在西瓜自根苗的果实中。该物质在三种不同砧木嫁接后，西瓜成熟果实中均没有检测到峰值，结果表明嫁接的西瓜中丁基邻苯二甲酸十四酯这种酯类缺失了。
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