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研究进展：黑加仑（Ribes nigrum L.）不同品种在成熟过程中香气化合物及果实品质的演变
发布时间：
2026-09-25
来源：
食品组学加
摘要
对黑加仑（‘黑丰’、‘寒丰’和‘布罗多普’）在不同发育阶段（幼果期、半转色期、转色期和成熟期）的果实品质特性进行了评价。采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术（HS-SPME-GC-MS）和电子鼻（E-nose）分析法对香气成分进行了表征。结果表明，‘寒丰’在硬度、总可溶性固形物（TSS）、pH值、总酚含量（TPC）及抗氧化能力方面表现最优。所有品种和阶段共鉴定出138种香气成分：‘布罗多普’78种，‘黑丰’93种，‘寒丰’74种。各品种的主要香气成分为烃类、醇类和酯类，其中烃类含量最高。电子鼻传感器W1S和W5S对这些香气成分表现出最高的敏感性。本研究为黑加仑的香气特征和果实品质提供了初步表征，为后续探索其在食品应用中的功能特性奠定了基础。
引言
黑加仑（Ribes nigrum L.）属于虎耳草科，喜湿润气候，耐寒性较强，主要分布于北欧、俄罗斯以及中国东北和西部等高纬度地区（Xu et al.， 2016）。黑加仑果实营养丰富，含有多种营养成分，包括维生素、糖类和多酚类物质（Mäkilä et al., 2016）。其中，花青素在抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶方面具有重要作用，对糖尿病患者具有潜在的治疗价值（Qiao et al., 2026；Xu et al., 2016）。此外，非花青素类多酚如杨梅素和槲皮素也表现出较强的神经保护和抗氧化能力（Wu et al.， 1999）。
果实品质综合了理化特性、呼吸速率（RR）和乙烯生成量（EP），并随品种和成熟度的不同而变化（Li 等，2008；Mikulic-Petkovsek 等，2015；Qiao 等，2024；Zhang 等，2023）。香气是影响消费者接受度的主要因素。自20世纪60年代以来，黑加仑挥发性物质被发现与甲基丁酸酯、乙基丁酸酯、脂肪族化合物、萜烯、倍半萜以及萜烯醇类相关，尤其是Δ3-蒈烯和豆甾醇（Andersson & Von Sydow，1964；Latrasse 等，1982；Nursten & Williams，1969）。后续研究鉴定出低沸点挥发物，如丁二酮、乙基丁酸酯和α-松油醇，并表明其香气成分主要由脂肪族酯类、萜烯和醇类构成，而烃类和醛类含量较少（Nijssen 等，1996；Stewart，1996）。这些烃类主要包括单萜和倍半萜烃，如Δ3-蒈烯、β-芹子烯、(Z)-β-香叶烯和β-石竹烯，通过甲羟戊酸途径和甲基赤藓醇磷酸途径生物合成（Jung 等，2017；Marsol-Vall 等，2018；Orav 等，2002）。一些强效的含硫气味物质，如4-甲氧基-2-甲基-2-丁硫醇，是形成典型“猫尿味”特征的重要成分，但由于其含量极低且化学性质活泼，通常难以通过常规的顶空固相微萃取气相色谱-质谱联用技术（HS-SPME-GC-MS）检测到（Rigaud等，1986）。尽管成熟果实中的挥发性物质已有较详尽的研究，且香气因品种和成熟度而异（Lu等，2022），但香气形成的发育轨迹仍不明确。由于黑加仑属于非跃变型果实，采收时的成熟度在很大程度上决定了其采后香气潜力（Mikulic-Petkovsek等，2015），因此明确不同品种在成熟过程中挥发性物质的演变规律，对于建立客观的采收指标、评估加工适性以及开展以香气为目标的育种工作至关重要。
HS-SPME-GC-MS 是一种广泛用于挥发性化合物定性和定量分析的技术，具有操作简便、分离效果好、灵敏度高和定量准确等优点（Chen 等，2018）。近年来，电子鼻（E-nose）因其使用方便、分析快速，已成为基于嗅觉的食品品质评估中的一种常用工具（Li 等，2017）。与 HS-SPME-GC-MS 不同，电子鼻可提供全面的风味特征或指纹图谱，但无法对单个组分进行详细的定性和定量分析（Wilson & Baietto，2009）。电子鼻因其操作简单、重复性好、分析迅速、无损检测、应用范围广以及人为误差小而受到重视（Li 等，2017）。已有研究将电子鼻与 GC-MS 结合，用于分析李子和枸杞的挥发性成分（Cheng 等，2015）。然而，目前关于将 HS-SPME-GC-MS 与电子鼻联用以表征不同品种及不同成熟阶段黑加仑果实香气的研究仍较为有限。
主要内容
本研究旨在：（1）评估黑加仑在不同发育阶段（幼果期、半转色期、转色期和成熟期）的硬度、色泽、可溶性固形物（TSS）、可滴定酸度（TA）、pH值、呼吸速率、乙烯生成量及其他果实品质指标；（2）采用HS-SPME-GC-MS和电子鼻技术，鉴定三个品种（‘Brodtorp’、‘Heifeng’和‘Hanfeng’）在四个发育阶段的特征香气成分；（3）通过挥发性成分的聚类分析（CA）和电子鼻数据的主成分分析（PCA），比较不同品种及成熟度阶段间的香气特征差异；（4）阐明不同黑加仑品种在成熟过程中香气成分的变化规律，为黑加仑品种的选育、利用与筛选提供理论依据和科学基础。
链接
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643826009205?via%3Dihub#abs0020
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