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Food Chem：通过GC×GC-TOFMS揭示了热胁迫下葡萄品种特异性的挥发性香气特征差异
发布时间：
2026-04-09
来源：
组学加
摘要
为探究不同耐热性鲜食葡萄品种对热胁迫的差异响应，本研究选取耐热品种“神岳”、热敏品种“巨玫瑰”和中间品种“巨峰”作为实验材料。采用固相微萃取-气相色谱×气相色谱-飞行时间质谱（HS-SPME/GC×GC-TOFMS）技术，分析了热胁迫对不同发育阶段葡萄果实基本理化性质和挥发性有机化合物（VOCs）的影响。结果表明，热胁迫对葡萄果实理化特性和挥发性物质的影响既具有品种特异性，又与发育阶段有关。在挥发性物质代谢水平上，三个品种表现出三种不同的响应模式：“神岳”表现为“延迟增强”，“巨玫瑰”表现为“过度激活”，“巨峰”表现为“代谢抑制”。此外，还确定了每个品种的关键热胁迫指示挥发性物质。香气指纹分析进一步表明，热胁迫显著重塑了葡萄果实的感官香气特征，其影响程度也具有品种特异性和发育阶段依赖性。
引言
葡萄（Vitis vinifera L.）不仅是重要的鲜食水果，还用于酿酒。作为一种在全球广泛种植的经济作物，其种植面积已超过 710 万公顷（OIV，2025 年）。随着生活水平的提高，消费者对水果品质的要求也在不断提高。挥发性有机化合物（VOCs）产生的复杂香气混合物，如花香、果香和草香，是鲜食葡萄风味品质和市场接受度的关键决定因素。葡萄的香气特征由遗传背景决定，但也受到环境因素的显著调节。在各种非生物胁迫中，热胁迫已成为全球气候变化背景下葡萄产业可持续发展的主要制约因素。政府间气候变化专门委员会（IPCC）预测，在未来几十年里，极端高温事件的频率、强度和持续时间将持续增加。研究表明，当环境温度超过 37°C 时，不仅糖酸平衡和浆果色泽会受到影响，而且由于干扰了挥发性有机化合物（VOCs）的生物合成途径，导致果实受损，整体香气特征也可能发生变化。然而，不同遗传背景的葡萄品种对热胁迫的生理和代谢反应存在差异。目前，关于热胁迫对不同品种浆果在成熟期间整体香气谱影响的系统研究仍十分有限。
对这类复杂芳香化合物进行准确的定量分析，尤其是在可能受热胁迫影响的样本中，需要高分辨率的分析技术。然而，传统的单维气相色谱 - 质谱联用（GC-MS）在分析复杂样本时，常常会遇到化合物共洗脱的问题，从而导致识别不准确。相比之下，顶空固相微萃取结合全面二维气相色谱 - 飞行时间质谱（HS-SPME/GC×GC-TOFMS）具有较高的峰容量和分辨率，能够有效分离共洗脱的成分（图 S1），显著提高定性和定量分析的可靠性。它已被广泛应用于葡萄酒和茶等食品的风味分析。尽管其具有诸多优势，但将 GC×GC-TOFMS 应用于系统研究热胁迫对葡萄香气动态的影响仍较为少见。
总之，目前关于葡萄在高温胁迫下香气的研究存在若干局限性。这些局限性包括主要关注于转色期前或成熟阶段，而忽略了对其整个发育过程的全面评估。此外，对于高温胁迫下挥发性有机化合物（VOCs）的动态模式和调节机制的理解也不充分。再者，对不同品种的特异性响应考虑不足。
主要内容
因此，本研究选取了在中国南方栽培的三个经济价值较高的鲜食葡萄品种作为研究对象，它们在耐热性方面表现出显著差异，包括耐热品种“神玉”、中等耐热品种“巨峰”和不耐热品种“巨玫瑰”。采用固相微萃取-气相色谱×气相色谱-飞行时间质谱（HS-SPME/GC×GC-TOFMS）技术，系统地研究了热胁迫对不同耐热性水平品种果实基本理化指标和挥发性香气化合物的影响。进一步鉴定出对热胁迫有响应的关键差异香气化合物，并构建香气指纹图谱，以阐明热胁迫如何调节感官香气系列。这些结果为葡萄品种对热胁迫的差异代谢响应提供了见解，并为全球变暖背景下抗逆育种和栽培管理提供了理论依据。
亮点
• 揭示了葡萄品种特有的对热胁迫的香气响应模式。
• 利用气相色谱×气相色谱-飞行时间质谱（GC×GC-TOFMS）技术全面描绘了浆果发育过程中香气成分的图谱。
• 阐明了热胁迫对感官特征的重塑作用，并构建了香气指纹图谱。
• 确定了对热胁迫有响应的关键香气标记化合物。
链接
https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2026.149150
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