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不同嫁接砧木对西瓜挥发性风味物质的影响_GC-MS

时间:2012-03-17  作者:秩名
  另外9种烯烷类和5种杂环类的相对含量较少,含量在0.11%-2.54%之间,以1-癸烯最多占2.54%,以十九烷最少占0.11%。

2.2不同砧木嫁接与自根苗西瓜果实风味物质种类和含量差异

与西瓜自根苗果实相比,采用三种不同砧木嫁接的西瓜成熟果实风味物质的种类、数量和相对含量均发生了明显的变化。

由表1可知,西瓜嫁接后成熟果实挥发性风味物质比西瓜自根苗(Z0)相比,醛类的相对含量均有不同程度的明显上升(青砧1号除外)。使用青砧1号、莱砧1号和黑籽南瓜为砧木嫁接的西瓜果实中,醛类物质含量分别是为57.11%、84.60%和85.49%,而自根苗含量为64.68%,醛类挥发性风味物质的相对含量与自根苗同比增加了-11.70%、30.79%和32.17%。

在所有检出的醛类中,(E,Z)-2,6-壬二烯醛和(E)-2-壬烯醛含量很高,在青砧1号、莱砧1号和黑籽南瓜嫁接的西瓜两者含量分别为0%和38.60%,25.41%和31.86%,35.60%和32.72%。在自根苗西瓜则为31.22%和14.22%。特别是(E)-2-壬烯醛采用三种不同的砧木嫁接后均明显增加近3倍。此外,5,9,13-三甲基-4,8,12-十四三烯醛只存在自根苗中,(E)-2-己烯醛只存在青砧1号嫁接的西瓜中,(E,E)-2,4-癸二烯醛、2-十二烯醛和(E,E)-3,7,11-三甲基-2,6,10-十二碳三烯醛只存在黑籽南瓜嫁接的西瓜中。由此可见嫁接明显改变了西瓜果实中主要风味物质醛类成分组成和种类,显著影响了其种类和相对含量。在三种嫁接砧木中以青砧1号影响较少,醛类物质相对含量比较接近西瓜自根苗。

在西瓜果实风味物质成分中,醇类同样是构成其风味的重要物质,在整个实验共检出9种醇类,西瓜自根苗最多有8种总含量高达12.92%,三种砧木嫁接果实中醇类物质的种数和含量均明显下降,青砧1号有4种总含量为3.27%,莱砧1号最少有2种含量仅占0.77%,黑籽南瓜有3种含量占1.67%,由此可见,在三种不同砧木嫁接的西瓜果实中所检测到的挥发性物质醇类含量均有显著的下降,下降幅度分别为2.9倍、15.7倍和6.7倍。醇类在西瓜自根苗中含量最高的是(E,Z)-3,6-壬二烯-1-醇高达7.48%,使用三种砧木嫁接的西瓜果实均没有检测到这种物质,推测(E,Z)-3,6-壬二烯-1-醇在形成金星西瓜固有风味物质时起独特的重要作用。此外,22,23-二氢-豆甾醇、5-戊基-1,3-苯二醇、γ-谷固醇(麦固醇)和β-谷固醇这四4种醇类也只存在于西瓜自根苗的果实,同样在三种不同砧木嫁接的西瓜果实均没有发现,由此可见,西瓜嫁接后口味变淡、果肉有异味、品质下降很可能与这些醇类物质的缺失有关。

酮类共检出5种含量不高,其总含量在0.61%-1.66%之间,以莱砧1号砧木酮类种类较多有4种GC-MS,青砧1号和黑籽南瓜较少各有2种,西瓜自根苗酮类物质有3种位居中间。三种不同砧木嫁接的西瓜与自根苗相比酮类物质的含量和种类比较接近,其含量变化不大。酸类物质也有同样类似的实验结果。以莱砧1号检出的酮类和酸类较多,以青砧1号较少。

烯类物质的种类在西瓜自根苗和嫁接苗之间变化较大,自根苗中烯类只有4种,在三种嫁接砧木青砧1号、莱砧1号和黑籽南瓜分别有5种、8种和8种,但是其总含量均接近自根苗。嫁接后西瓜果实中烯类物质的种数增加了,但总含量变化不大。

酯类物质具有一定的香味,西瓜果实中酯类物质的含量和种类多少,将直接影响西瓜风味和口感。整个实验共检测出6种酯类,西瓜自根苗3种,青砧1号3种,莱砧1号3种,黑籽南瓜1种,含量分别为11.29%,2.70%,0.67%和0.42%。酯类以西瓜自根苗含量最高,以黑籽南瓜最低,只有1种含量最少只有0.42%。尤其是西瓜自根苗中丁基邻苯二甲酸十四酯含量最高占10.53%,在三种砧木嫁接的西瓜果实中,该种物质均未检出,推测该物质很可能是西瓜金星本身固有的特征酯类。酯类是具有挥发性芳香性气味物质,嫁接后果实中酯类物质含量明显下降,说明嫁接降低了西瓜的酯类成分和降低了西瓜酯类物质的含量,直接影响了西瓜口感、使其风味变淡、品质改变、这与当时品尝结果一致。

嫁接也改变了西瓜风味物质中烷烃类种类和成分组成,嫁接使烷烃类物质的相对含量明显增加,青砧1号、莱砧1号和黑籽南瓜为砧木比自根苗分别增加了15.10%、177.21%、214.95%。嫁接又使其他杂环类物质和相对含量明显减少,三种不同砧木分别减少了117.82%、73.47%、114.52%,杂环类物质同样具有芳香性气味。嫁接后西瓜果实中烷烃类物质和杂环类物质的种类和含量的变化同样又直接影响了西瓜的风味品质。

3.讨论

我国开展西瓜嫁接栽培研究和应用始于20世纪70年代,西瓜嫁接栽培技术普及利用,在生产上成功地解决了西瓜常年栽培连作重茬的问题[16,17]论文格式范文。西瓜枯萎病是西瓜的毁灭性土传病害,该病害主要以菌丝、厚垣孢子和菌核随病残体越冬,其厚垣孢子可在土壤中存活10~15年。对枯萎病的防治方法主要有轮作倒茬、药剂防治、选用抗病品种、采用嫁接栽培等措施。由于保护地栽培受设施条件的限制以及受农户土地的限制,嫁接防治是目前最有效的措施之一。筛选出适宜的西瓜嫁接砧木,是提高嫁接防病效果的重要途径[18,19]。目前在农业生产上常用的西瓜砧木有葫芦、黑籽南瓜、白籽南瓜等。通过嫁接栽培虽然可以实现西瓜年年重茬栽培生产,防治枯萎病等土传病害的发生,增加西瓜产量[19],但也尚有一些问题亟待解决。比如嫁接后对西瓜品质的不良影响,如外观、口感、西瓜果皮增厚[3,4],果实糖分含量明显降低[5]等。在保持西瓜原有风味条件下筛选适合西瓜嫁接砧木显得特别重要。笔者利用气相色谱和质谱联用分析西瓜自根苗和三种西瓜砧木嫁接的果实风味成分组成和变化,试图筛选影响西瓜风味物质较少的嫁接砧木,为农业生产提供理论指导具有重要现实意义。

水果的香气成分主要是以亚油酸和亚麻酸为前体物经酶促生物合成途径产生的[20],水果中的香气成分主要为C6~C9的醛类和醇类,此外还有酯类、萜类、酮类,挥发酸[7,8,9,21]等。葫芦科有显著的青鲜气味GC-MS,甜瓜果实涉及到240多种挥发性物质其特征气味物质主要为C6或C9的不饱和酯、醇、醛及吡嗪类化合物组成[21,22,23,24]。 Beaulieu等2006年利用GC/MS方法研究了5种无籽西瓜品种成熟果实中挥发性和半挥发性成分发现,组成西瓜的挥发性成分主要有醛类、醇类、酮类和呋喃。其中含量最多的是3-壬烯-1-醇/(E,Z)-2,6-壬二烯醛占16.5%-28.2%, (E)-2-壬烯醛10.6%-22.5%, (Z)-6-壬烯醛2.0%-11.3%和己醛2.5%-37.7%,含量最高的酮类是6-甲基-5-庚稀-2-酮占2.7-7.7%[15,24]。笔者研究结果证实金星西瓜果实中的风味物质含有:醛类、醇类、烯类、酮类、酸类和杂环类,其中醛类和醇类含量最多是西瓜主要的风味成分,没有检测出含C6~C9的不饱和酯,西瓜没有甜瓜那样的芳香性风味[23,24,25]。西瓜所具有的挥发性风味物质主要也是有醇类、醛类和稀类组成,即由(E,Z)-2,6-壬二烯醛、 (E)-2-壬烯醛、(Z)-6-壬烯醛、壬醛、4-氧壬醛、(E)-4-壬烯醛、和(E,E)-2,4-壬二烯醛以及(E,Z)-3,6-壬二烯-1-醇、(6E)-2-壬烯-1-醇等,壬烯醛及同系物是构成金星西瓜的主要风味成分。长链脂肪醛占1.30%,很可能是构成金星品种的特有醛类。(E,Z)-2,6-壬二烯醛、(E)-2-壬烯醛相对含量较高分别占31.22%和14.22%,是西瓜果实中含量最丰富的醛类物质。由于嫁接换根栽培可能影响了有机酸、醛、酮和醇类物质之间的相互转化,嫁接明显降低了西瓜果实中醇类、酯类、杂环类物质含量而显著增加了醛类物质的含量,从而改变了醛类和醇类等物质种类和配比,直接影响了西瓜风味品质。尤其是(E,Z)-2,6-壬二烯醛和(E)-2-壬烯醛含量在西瓜自根苗中高达31.22%和14.22%,三个嫁接砧木西瓜成熟果实中分别是0%与38.60%、25.41%与31.86%、35.60%与32.72%。特别是(E,Z)-3,6-壬二烯-1-醇和丁基邻苯二甲酸十四酯,在自根苗中含量分别为7.48%和10.53%,这两种物质在金星品种检出的45种挥发性物质中其含量较高,分别位居第3位、第4位,而三种不同砧木嫁接的西瓜果实中这两种物质均没有检测到。丁基邻苯二甲酸十四酯具有令人愉悦的水果清香,这两种物质缺失在一定程度上使西瓜果实中令人愉快的风味物质含量减少并改变了西瓜果实的风味成分构成,影响了西瓜的口感和品质,这很可能是瓜味变淡、品质下降的主要原因之一。

综合西瓜中主要风味成分来看,在三种嫁接砧木中以青砧1号最接近西瓜自根苗,黑籽南瓜差距最大。


参考文献
1.Wang Jian. Watermelon and Melon in China[M].Beijing:China Agriculture Press,2003, 22-24.
 

 

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