栽培生理

  摘  要：【目的】研究采前肉桂酸处理对巨峰葡萄贮藏期间果实呈香成分和香气特征的影响，保持巨峰葡萄贮藏期间的香气品质。【方法】以福安巨峰葡萄为材料，采前10 d使用0、1、5和10 mmol · L-1肉桂酸溶液喷施果穗，采摘后置于4 ℃贮藏0、7和14 d，采用顶空固相微萃取（HS-SPME）和气相色谱-质谱技术（GC-MS）联用法检测香气，结合方差分析、相关性分析、果实香气雷达图分析和熵权TOPSIS评价，综合分析肉桂酸处理对贮藏期间果实香气的影响。【结果】肉桂酸处理后的巨峰葡萄果实共定性定量32种香气化合物，酯类最多（17种），其次醛类和芳香族化合物（各4种）。方差分析结果可知巨峰葡萄果实香气由13种呈香成分贡献，其中10种香气化合物在不同贮藏时间下受肉桂酸处理的影响达显著水平。在不同贮藏时间下肉桂酸处理对酯类、醇类、醛类、萜烯类和芳香族化合物的影响达显著水平；在贮藏0 d和7 d时，肉桂酸有效提升丁酸乙酯与丁酸甲酯的含量，降低正己醛和反式-2-己烯醛的含量。相关性分析结果显示，肉桂酸处理与酯类、醇类和醛类化合物的相关性达显著水平。果实香气雷达图分析和熵权TOPSIS评价结果显示，四种浓度处理中10 mmol · L-1肉桂酸效果最好，可有效提高葡萄的果香味、花香味和脂香味。【结论】肉桂酸能有效提高巨峰葡萄酯类和萜烯类化合物的含量，葡萄果香味、花香味和脂香味更加浓郁，从而提升葡萄果实品质。

  关键词：肉桂酸；贮藏；巨峰葡萄；相关性分析；香气雷达图；熵权TOPSIS

  葡萄的香气化合物，包括其种类和含量，对鲜食葡萄的风味品质起着至关重要的作用[1]。特别是醇类、酯类、醛类和萜烯类等挥发性化合物，在浆果转色期便开始转化和积累，这些化合物的积累最终决定了鲜食葡萄的香气特性。直链脂肪醇类、醛类、酯类等脂肪酸衍生物则主要通过亚麻酸（C18:3）或亚油酸（C18:2）途径的氧化裂解产生[1]。而萜烯类化合物的合成底物是异戊烯基焦磷酸（IPP）和二甲基烯丙基焦磷酸（DMAPP），它们是异戊二烯类代谢途径中的主要衍生物[2]。

  肉桂酸（Cinnamic acid，CA）是果实中芳香物质的前体之一，在葡萄果实中，CA可以参与形成香气成分，CA可能通过莽草酸途径参与合成支链脂肪族醇、醛、酮和酯类等香气成分，进而影响葡萄果实的香气特征，同时CA及其衍生物在葡萄果实的香气形成中扮演重要角色，影响着葡萄的风味特性[10]。前人主要围绕外源施用植物生长调节剂、营养调控和逆境胁迫等处理对葡萄香气的影响进行分析[11-14]，但目前关于CA处理对巨峰葡萄果实香气影响的研究还十分欠缺。

  本研究以巨峰葡萄为试材，在采前10 d外源喷施不同浓度的CA，分析其对采后贮藏期葡萄果实的挥发性化合物的影响变化，通过方差分析、相关性分析、香气雷达图分析以及熵权TOPSIS评价筛选最佳的CA处理浓度，以期为外源CA改善鲜食葡萄果实品质及栽培生产应用提供参考依据。

  1 材料与方法

  1.1 试验材料

  供试材料为福建省福安市松罗镇尤沃村葡萄种植园避雨栽培的9年生‘巨峰’葡萄(自根苗)，株距1.5 m，行距2 m,独龙干棚架栽培（架高2 m），树势及栽培管理技术一致（花期有保花保果处理，按最终单穗50粒左右进行疏果）。

  1.2 试验设计及样品处理

  选择树势一致的‘巨峰’葡萄树，在采前10 d，分别使用0、1、5、10 mmol · L-1 CA溶液均匀喷施果穗，以0 mmol · L-1处理为CK，以果穗上液体凝聚成滴且开始下流为准。每个处理喷施5株树，采用随机区组设计，重复3次。处理10 d后取样，每个处理取大小相对一致的15穗果，将样品存于4 ℃冰箱，分别在贮藏0、7、14 d后，每个时期每个处理取5穗果实进行香气物质含量测定，设置3次重复。

  1.3 香气含量检测

  参考李凯的方法，采用美国安捷伦7890B-5977A型气相色谱-质谱仪（GC-MS）进行香气组分和含量测定[15]。

  1.4 数据处理和分析

  使用WPS进行数据整理，以上实验数据用平均值±标准偏差表示，利用GraphPad Prism9和Origin软件作图，采用SPSS 26软件数据进行单因素方差分析。

  2 结果与分析

  2.1 CA处理对不同香气成分的影响

  ‘巨峰’葡萄贮藏期香气物质检测共获32种香气化合物，包括酯类17种、醛类4种、芳香族4种、醇类3种、萜烯类2种、酮类2种。其中13种化合物含量达或超阈值（OAV≥1），酯类5种（含丁酸乙酯、丁酸甲酯等），醛类、芳香族、萜烯类各2种，醇类和酮类各1种。丁酸乙酯与丁酸甲酯（5种酯类中含量排前二）在贮藏0 d和7 d时处理间差异显著，10 mmol · L-1处理时含量最高。贮藏0 d时，与CK比二者含量分别提高42.66%、50.27%；7 d时分别提高94.90%、116.54%。正己醛和反式 - 2 - 己烯醛（2种醛类）贮藏0 d时处理间差异显著，10 mmol · L-1处理时含量最低，与CK比含量分别降低52.45%、17.89%。苯乙醛贮藏7 d时处理间差异显著，5 mmol · L-1处理时含量最高，10 mmol·L⁻¹处理时最低。香叶醇、柠檬烯、1 - 辛烯 - 3 - 醇分别在贮藏0 d、0 d和7 d、0 d时差异显著，与CK比这三种化合物处理间含量差值不到2%。

  2.2 CA处理对不同类型香气化合物的影响

  分析‘巨峰’葡萄贮藏期不同类型香气化合物含量（图1）。0 d时，除酮类外，其余5类化合物处理间差异显著：酯类在5 mmol · L-1处理时含量最高、10 mmol · L-1处理时最低，醇类相反；醛类在10 mmol · L-1处理时最低，萜烯类在10 mmol · L-1处理时最高，芳香族在5 mmol · L-1处理时最低。7 d时，酯类、醇类和芳香族处理间差异显著，酯类在10 mmol · L-1处理时最高（比CK高46.84%），芳香族在5 mmol · L-1处理时最高、10 mmol · L-1处理时最低，醇类在1 mmol · L-1处理时最高、10 mmol · L-1处理时最低。14 d时，仅醇类处理间差异显著，其在5 mmol · L-1处理时含量最高（比CK高72.31%）。综上，CA处理对酯类、醛类、醇类、萜烯类和芳香族化合物有显著影响，且影响随贮藏时间延长而减弱。

  2.3 CA处理与不同类型香气化合物的相关性分析

  对整个贮藏时期CA处理与不同香气类型进行相关性分析（图2）。0 d时，CA处理与醛类负相关，与萜烯类正相关；酯类与醛类负相关，与醇类负相关；醛类与醇类正相关，芳香族与醇类负相关。7 d时，CA处理与酯类正相关，与醇类负相关。14 d时，CA处理与六类化合物相关性不显著，酯类与萜烯类负相关；醛类与芳香族正相关，与酮类负相关；芳香族与酮类负相关。总之，CA处理与酯类、萜烯类正相关，与醛类、醇类负相关，相关性随贮藏时间延长减弱。

  2.4 香气雷达图分析

  分析不同CA处理的巨峰葡萄在整个贮藏期的香气雷达图（图3）。其果实香气有果香味、花香味、植物味、脂香味和化学味。0 d时，气味强度：果香味＞花香味＞脂香味＞植物味＞化学味。果香味OAV在10 mmol · L-1处理最大（比CK高13.65%），花香味OAV在1 mmol · L-1处理最大（比CK高7.09%）；化学味和脂香味OAV在10 mmol · L-1处理最小（分别比CK低9.65%、41.86%）。7 d时，气味强度：果香味＞脂香味＞花香味＞化学味＞植物味。果香味OAV在10 mmol · L-1处理最大（比CK高44.73%）；花香味OAV在5 mmol · L-1最大（比CK高9.40%），10 mmol · L-1处理最小（比CK低10.85%）；化学味OAV在5 mmol · L-1最大（比CK高3.12%），10 mmol · L-1处理最小（比CK低9.68%）；脂香味OAV在10 mmol · L-1最大（比CK高10.56%）。14 d时（除0 mmol · L-1），气味强度排序同7 d。果香味OAV在1 mmol · L-1处理最大（比CK高8.65%）；花香味OAV在5 mmol · L-1最大（比CK高11.07%）；化学味和脂香味OAV在5 mmol · L-1最大（分别比CK高31.99%、37.88%）。总体，随贮藏时间延长，葡萄香气雷达图向脂香味和化学味偏移，但果香味主导，CA处理可增强整个贮藏期的果香味。

  2.5 熵权topsis评价

  熵权TOPSIS方法是一种结合了熵权法和TOPSIS（Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution，接近理想解排序法）的多属性决策分析方法，这种方法能够综合考虑指标的客观重要性和评价对象的相对位置，从而提供一个更为全面和客观的决策支持工具。对于成熟水果的香气雷达图，人们通常倾向于更丰富的果香味、花香味和脂香味，太浓的植物味可能意味着成熟度过低，化学味也通常评价为负面，据此结合香气雷达图分析，对三个贮藏时期的香味类型的OVA值进行熵权TOPSIS评价，结果表明10 mmol · L-1CA处理排名第一，其次是1 mmol · L-1 和5 mmol · L-1 CA处理，这表明四种处理中10 mmol · L-1CA效果最好。

  3 讨论

  巨峰葡萄的香气物质合成途径主要涉及四个关键代谢路径：脂肪酸代谢、氨基酸代谢、异戊二烯代谢以及类胡萝卜素代谢。在脂肪酸代谢途径中，脂肪酸在酶的催化下逐步降解为小分子的乙酰辅酶A。随后，通过一系列酶促反应，这些小分子转化为多种醇类、酮类和酯类香气物质[17-19]。氨基酸代谢途径中，半胱氨酸、苯丙氨酸等氨基酸扮演着重要角色。它们通过莽草酸途径和苯丙烷途径参与合成芳香族化合物[19, 20]。类胡萝卜素代谢途径不仅在植物光合作用中扮演重要角色，也是某些香气物质的前体。类胡萝卜素通过氧化裂解过程，可以转化为一系列含氧衍生物，例如β-大马酮、橙花醇和香叶醇等[19]。CA作为一种芳香族的酚酸类化合物，主要在植物苯丙烷代谢途径合成，而苯丙烷代谢途径的多种次生代谢产物是香气物质的合成前体[23-25]，本试验中CA处理可以影响OAV≥1的5种酯类、2种醛类、2种萜烯类、1种芳香族化合物、1种醇类共11种的香气化合物的含量，这表明CA可能通过影响葡萄的脂肪酸代谢、氨基酸代谢、异戊二烯代谢以及类胡萝卜素代谢途径，间接或直接影响香气物质的合成。具体影响这些代谢途径的哪部分通路，还有待后续研究。

  对CA处理与不同类型香气化合物的方差分析和相关性分析结果显示，在贮藏0 d时，CA处理对酯类、醇类、醛类、萜烯类和芳香族化合物的影响达显著水平，CA处理与醛类化合物呈显著负相关，与萜烯类化合物呈显著正相关；贮藏7 d时，CA处理对酯类、醇类和芳香族化合物的影响达显著水平，CA处理与酯类化合物呈显著正相关，与醇类呈显著负相关；贮藏14 d时，仅醇类化合物处理间差异显著，CA处理与六类化合物之间的相关性均不显著，这表明高浓度的CA处理可以提高葡萄果实中的酯类和萜烯类化合物含量，而降低醛类和醇类化合物的含量。不同贮藏时间的葡萄果实香气雷达图分析和熵权TOPSIS评价结果显示，四种处理中10 mmol · L-1 CA效果最好，有效提高葡萄的果香味、花香味和脂香味。

  4 结论

  采前10 d喷施CA处理后的巨峰葡萄果实香气主要由酯类、醛类和芳香族化合物等组成，处理提高了酯类和萜烯类化合物的含量，让葡萄果香味、花香味和脂香味更加浓郁，同时降低了刺激性的化学味，这对提升葡萄果实品质具有重要作用，通过综合评价分析10 mmol · L-1 CA处理作用效果最佳，具备鲜食葡萄栽培生产应用潜力。