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西北农林科技大学房玉林教授团队:感官导向的风味解析:基于GC×GC-QTOFMS的中国新育苹果品种关键香气成分鉴定

放大字体  缩小字体 发布日期:2025-11-21  来源:西北农林科技大学  浏览次数:346
2025年10月,西北农林科技大学房玉林教授团队在国际食品Top期刊《Food Chemistry》(Q1,IF: 9.8)发表题为“Sensory-directed flavor decoding: key aroma compounds determination in new Chinese apple cultivars using GC × GC-QTOFMS approach”的研究性论文。西北农林科技大学博士研究生李嘉宁为第一作者,通讯作者为农业农村部葡萄加工技术科研试验基地、陕西省葡萄与葡萄酒重点实验室房玉林教授和孙翔宇教授。

香气是决定苹果整体风味品质与消费者接受度的关键因素。尽管苹果中已鉴定出数百种挥发性化合物,但不同品种间的香气特征差异主要由少数关键香气活性化合物决定。目前,我国苹果产业仍以“富士”为主栽品种,品种结构单一,亟需培育具有特色风味的新优品种。

本研究以新育品种“秦翠”“秦蜜”及其亲本“富士”“蜜脆”为对象,采用顶空固相微萃取结合全二维气相色谱-高分辨质谱(HS-SPME/GC×GC-QTOFMS)系统分析其挥发性成分,共鉴定出130种化合物。进一步结合GC-O与OAV分析,筛选出28种香气活性物质。通过多元统计分析,明确了不同品种间香气代谢的差异,并利用香气重组与遗漏实验,最终确认了12种关键香气化合物,构成了“秦翠”与“秦蜜”典型果香与花香风格的物质基础。其中,“秦翠”以果香与花香突出,而“秦蜜”则更趋于果香与花香的平衡。

该研究不仅阐明了新育苹果品种的风味物质基础,也为构建苹果风味品质评价体系及推动风味导向的育种策略提供了理论支持,对优化鲜食苹果品种结构具有重要指导意义。

研究亮点

1.采用先进的挥发性成分分析技术——全二维气相色谱-四极杆飞行时间质谱结合顶空固相微萃取技术。

2.结合气相色谱-嗅觉测量法(GC-O)和气味活性值(OAV),筛选出12种关键香气活性化合物。

3.采用主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA),明确不同苹果品种在香气成分上的差异。

4.首次系统解析了“秦翠”和“秦蜜”这两个中国新优苹果品种的香气特征。

 
研究结论

本研究系统地揭示了中国新优苹果品种“秦翠”与“秦蜜”的特征香气轮廓。通过结合先进的GC×GC-QTOFMS分析技术、感官导向的风味分析方法以及多元统计分析,研究成功鉴定出对两个品种整体香气起到决定性作用的关键化合物。最终,通过香气重组与缺失实验共同确认了12种关键香气活性物质,其中包括2-甲基丁酸甲酯、丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、乙酸-2-甲基丁酯、2-甲基丁酸丙酯、乙酸己酯等酯类化合物,以及芳樟醇、己醛、壬醇、(E,E)-2,4-壬二烯醛、1-辛烯-3-酮和β-大马酮。

不同苹果品种间的香气差异主要源于两个方面:一是关键香气化合物在种类上的特异性,例如2-甲基丁酸甲酯是“秦翠”所特有的,而2-甲基丁酸丙酯和乙酸-2-甲基丁酯则是“秦蜜”和“富士”的标志性物质;二是共有香气化合物在浓度及其气味活性值上的显著差异。本研究验证了GC×GC-QTOFMS在复杂挥发性成分分离鉴定中的卓越能力,并证明了感官导向的分析策略是精准解码食品风味的有效手段。感官评价结果证实,基于定量数据构建的香气重组模型能够高度还原真实水果的香气,而缺失实验则确凿地证实了所筛选出的12种化合物是构成品种特征香气不可或缺的核心。

原文链接https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.146662


 
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