桃（Prunus persica）起源于我国，种质资源丰富，已经有5000 多年的栽培历史，根据地理分布及品种特征形成了华南低需冷量硬肉桃品种群、长江中下游水蜜桃和硬肉桃品种群、华北硬肉桃和蜜桃品种群、东北抗寒品种群和西北黄桃品种群等。根据世界粮农组织2021年的统计结果，全世界桃栽培面积150.46 万hm2，总产量2499 万t，我国桃的栽培面积和产量居首位，分别占世界总产量和总面积的64.1%和54.8%。
桃汁多、味美，受到全世界消费者的喜爱。其中，我国的桃种质资源对世界桃产业做出了巨大的贡献。19 世纪中期美国从中国引入上海水蜜（Chinese Cling）桃，以该品种为基础，在美国和欧洲衍生了上千个桃品种。日本在19 世纪末从上海引进上海水蜜和天津水蜜（Tian Jin Shui Mi），随之产生了日本桃品种群。因此，上海水蜜也成为了世界桃育种的核心种质资源。1949年以来，我国育种单位共培育了600多个桃品种，标志性品种如普通桃春蕾、雨花露、京玉、锦绣等，油桃如曙光、中油4 号、中农金辉等，蟠桃如早露蟠桃、中蟠桃11号等，油蟠桃如中油蟠7号、9号等，观赏桃如满天红等，这些育成品种的推广使桃成为我国果树产业中国产化程度最高的树种之一[1]。然而，研究者通过对256份桃种质资源进行挥发性物质评价[2]，发现与野生种群相比，5种主要香气物质的含量在育成品种群中降低了18.3%~90.7%，使得育成品种香气显著下降。因此对桃果实挥发性物质进行评价，对通过创新种质恢复育成品种的香气成分至关重要。对于果实的挥发性物质，前人报道较多，对其合成和调控通路的分子机制也有一定的研究。水果的挥发性物质可以分为酯类、内酯类、醛类、醇类、萜烯类、酮类、酚类、醚类和一些含硫化合物，总量2000种以上。根据对这些挥发性物质的感官效果评价，又可分为果香型、青香型、辛香型、木香型、醛香型等[3]。在桃果实中挥发性物质超过200种[4-5]。在未成熟时以青香型的醛类和醇类为主，成熟时果香型的内酯和花香型的芳樟醇含量明显增加[6]。
阳山水蜜和奉化水蜜是我国江浙一带白肉溶质桃的代表，桃外观白里透红、皮薄易撕，肉厚多汁、风味香甜，在受到消费者喜爱的同时推高了市场售价，产生巨大的经济效益。研究表明上述地区独特的土壤条件和气候因子是其桃果实品质较高的原因，为进一步探究其挥发性物质组分和其中的重要香气成分，笔者在本研究中在江浙一带的3个著名的桃产区采收成熟的水蜜桃，以国家桃种质资源圃（郑州）保存的桃为对照，共进行28份样品的挥发性物质评价，研究结果将为研究不同地域环境下挥发性物质形成的关系、助力江浙水蜜桃产业良性发展提供科技支撑。
1 材料和方法
1.1 供试材料
2023年7月中下旬，在江苏无锡惠山区、浙江杭州余杭区和浙江宁波奉化区随机选择果实成熟的果园，在树冠外围中部采集大小一致的果实，立即冷链运输至中国农业科学院郑州果树研究所，并采集国家桃种质资源圃（郑州）内的成熟期相对一致的不同品种的成熟水蜜桃果实，取中果皮切成小块，液氮冷冻后贮藏于-80 ℃冰箱备用。样品的品种名称和基本农艺性状如表1所示。
表1 供试样品采样地及果实基本性状描述
Table 1 Description of sampling sites and basic fruit traits of the test samples
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1.2 样品制备及前处理
称取5 g桃果实样品，用液氮研磨后，转移至样品瓶中，加入3 mL 20%CaCl2溶液、3 mL 200 mmol·L-1 EDTA 溶液，30 μL 内标（3-壬酮），涡旋混匀。加入磁转子，转速500~600 r·min-1，40 ℃平衡30 min，用65 μm Carboxen/聚二甲基硅氧烷（PDMS）固相微萃取头，顶空萃取30 min后进样，解吸附时间为5 min。内标3-壬酮先用20%乙醇溶解，最终配制质量浓度为796 μg·mL-1。
1.3 仪器测定条件
本研究中检测挥发性物质成分及相对含量所用的GC-MS 联用仪为美国Agilent 公司生产的7890-5975C型。MS离子源温度230 ℃，离子化方式为电子轰击电离，电子能量70 eV，四级杆温度为150 ℃，传输线温度为250 ℃；进样口：加热器250 ℃，压力48.95 kpa，隔垫吹扫流量3 mL·min-1，进样模式为不分流；色谱柱：30 m DB-WAX（安捷伦），流量1 mL·min-1，压力48.95 kpa，恒定流量，后运行1 mL·min-1；柱箱：柱箱温度开启40 ℃，初始值40 ℃保持2 min；以3 ℃·min-1升至100 ℃，再以5 ℃·min-1升至245 ℃；辅助加热器：开启，250 ℃；时间3 min，扫描起点50，扫描终点550，阀值150，扫描速度1562 u·s-1，溶剂延迟3 min。
1.4 数据处理
质谱图集采集结束后，在GC-MS 系统打开NIST14.L质谱库，在网站主界面信息检索栏查找相关试验测试数据，以质谱图中的数据作为对比，根据测试数据的匹配度对挥发性物质进行定性分析。
挥发性物质相对含量计算方法为：组分含量（w，后同）（μg·kg-1）=各组分的峰面积/内标的峰面积×内标浓度（ρ，后同）（μg·mL-1）×1000/样品量（g）[7]。
香气活力值（OAV）=该香气物质的相对浓度/该香气风味阈值，当OAV值大于1表示对其整体风味有贡献，且OAV值越大贡献越大[8]。
2 结果与分析
2.1 不同桃种质果实挥发性物质组分及含量分析
利用顶空固相微萃取-气质谱联用技术对28份桃样品（表1）进行挥发性物质测定，供试样品可以检出71 种挥发性物质（表2）。这些物质可以分为7类：醇类8种，醛类10种，萜烯类9种，酯类13种，内酯类6种，酮类9种，其他16种。从单个样品的挥发性物质种类上看，样品1、6和18的挥发性物质种类最多，分别为43、40 和40 种；样品27、11 和3 的挥发性物质种类最少，分别为25、30和30种。
表2 桃28 个品种的果实主要挥发性物质含量分析
Table 2 Analysis of the contents of major volatile substances in 28 peach fruit samples
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表2 （续） Table 2 (Continued)
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供试桃品种的总挥发性物质含量范围为23 112.24~71 891.48 µg·kg-1，平均为43 062.56 µg·kg-1；总挥发性物质含量较低的3 份样品编号为19、21 和17，均来自郑州管城区，含量分别为23 112.24µg·kg-1、25 887.26 µg·kg-1和26 021.88 µg·kg-1；挥发性物质含量较高的3 份样品编号为3、11 和2，来自江苏无锡惠山区的湖景蜜露和浙江宁波的奉化玉露，含量分别为62 102.04 µg·kg-1、64 926.44 µg·kg-1 和71 891.48µg·kg-1（图1）。
图1 桃不同种类的挥发性物质含量
Fig.1 Volatile matter content of different peach species
研究同时进行了供试样品不同挥发性物质成分变异分析，结果表明不同香气物质的变异幅度较大，变异系数为43.25%~529.15%，其中5-甲基-2-庚醇、对乙基苯乙酮、1-戊醇、癸醛、α-异松油烯和乙酸辛酯等14种挥发性成分的变异系数最高，其次是间二甲苯、2,4-癸二烯醛、苯甲酸乙酯等。
在七大类挥发性物质中，含量占比最大的是醛类物质（图1），占比为13.72%（3 号样品）~63.84%（15号样品），主要物质为反-2-己烯醛、己醛、苯甲醛和壬醛。其次是内酯类，占比为6.62%（14号样品）~48.34%（9 号样品），主要物质为γ-癸内酯和δ-癸内酯，分别占到总内酯类物质的71.19%和18.65%。再次为萜烯类，占比4.71%（21 号样品）~56.03%（6 号样品），主要物质为芳樟醇和二氢-β-紫罗兰酮。
呈现果香味的内酯类和酯类物质含量最高的样品为9号，含量达到31 340.68µg·kg-1，来自浙江宁波；其次为28号（24 091.62µg·kg-1）和12号（24 036.6µg·kg-1）以及3号（20 691.02µg·kg-1），分别来自河南郑州、浙江宁波和江苏无锡；最低的为15号（5 069.64µg·kg-1）、14号（5051.81µg·kg-1）和21号样品（4 951.69µg·kg-1），均来自河南郑州。呈现花香味的萜类物质含量最高的样品为2号，含量达到34 435.77µg·kg-1，其次是6号（30 217.31µg·kg-1）、10号（28 160.64µg·kg-1）和3号样品（25 244.1µg·kg-1），22号（2 820.82µg·kg-1）、26号（2 745.84µg·kg-1）和21号（1 218.1µg·kg-1）样品的含量最低。呈现草香味的醇类和醛类物质含量最高的样品为11号、26号和25号，含量分别为31 209.76µg·kg-1、30 003.26 µg·kg-1和27 606.72 µg·kg-1；最低的为4号、7号和19号（图1）。
2.2 不同地区桃种质挥发性物质含量的比较分析
为比较气候环境和栽培条件等因素对桃挥发性物质的影响，对来自4个地区样品的挥发性物质组分及含量进行了比较分析（表3）。在江苏无锡、浙江杭州、浙江宁波和河南郑州的样品中分别检测到52、41、41和62种挥发性物质。比较挥发性物质的总量，浙江宁波、江苏无锡和浙江杭州的样品挥发性物质总量平均值分别为59 569.19±5 350.83µg·kg-1、47 787.19±17 879.35µg·kg-1和46 785.23±8 074.47µg·kg-1，高于河南郑州样品的平均值（36 761.48±9 456.78）µg·kg-1，前三者与河南郑州的差异显著性P值分别为2.31E-04、8.26E-02和1.05E-01。分析河南郑州地区的16份样品，挥发性物质含量最高的为吉林8801、其次为山根和东溪小仙桃，日89 号、土用和筑波89 的挥发性物质含量较低。
表3 不同地区桃样品果实挥发性物质的相对含量占比及种类数
Table 3 Relative content and number of volatile substances in fruit of peach samples from different regions
注：第一列的括号内数字表示该地区桃样本的数量。每行的后7 列中的括号内数字表示该地区该类别挥发性物质的数量。
Note：The numbers in brackets in the first column indicate the number of peach samples in this region.The numbers in brackets in the last 7 columns of each row indicate the quantity of volatile substances of this category in this region.
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研究发现，河南郑州地区桃样品果实的醛类相对含量（41.32%）显著高于江苏无锡、浙江杭州和浙江宁波，差异显著性P 值分别达到1.71E-02、2.45E-02和4.84E-02，主要是2-己烯醛、乙醛和壬醛；而萜烯类物质含量却显著低于其他3 个地区，仅为12.52%。在江苏无锡、浙江杭州和浙江宁波3 个地区中，江苏无锡地区含有较高的醇类和萜烯类物质，如2-乙基-1-己醇和芳樟醇，浙江宁波地区含有较高的内酯类物质如γ-癸内酯。
2.3 不同地区桃种质果实特异挥发性物质鉴定
为进一步分析地域对桃果实挥发性物质的影响，再次比较了4 个地区桃样品的挥发性物质种类（图2），共有物质达到34种。其中，江苏无锡有5种特异挥发性物质，而浙江杭州和浙江宁波仅0 和1种，河南郑州则达到14种。在江苏无锡的特异物质中，包括1种醛（十一醛）、1种萜烯（长叶烯）、1种酮（对乙基苯乙酮）和2 种苯类物质；在河南郑州的特异物质中，包含3种醇（1-戊醇、正癸醇、5-甲基-2-庚醇）、2 种醛（癸醛、十八醛）、1 种萜烯类（α-异松油烯）、4 种酯（4-癸烯酸甲基酯、苯甲酸乙酯、乙酸辛酯、乙酸乙酯）、3种酮（3-亚甲基-1-氧杂螺[4.5]癸-2-酮、4-癸酮、5-乙基-4-甲基-5-庚烯-3-酮）和1 种苯类物质（间二甲苯）。
图2 4 个地区桃种质果实挥发性物质组分的比较分析
Fig.2 Comparative analysis of fruit volatile substances in peaches from four regions
上述特异物质在该地区不同种质中存在的频率并不高，大多是仅在单个品种中存在；只有苯甲酸乙酯在河南郑州地区的16份样品中，有7份检测出。
2.4 不同地区同一品种果实挥发性物质组分及含量的比较分析
由于不同地区的桃品种不同，可能也会影响到分析不同环境对挥发性物质影响的准确性，为此，笔者选择品种均为湖景蜜露的样品3、8和14进行比较分析。结果显示，芳樟醇是湖景蜜露的主要挥发性物质，占比达到24.22%；其次是γ-癸内酯、2-已烯醛、己醛、二氢-β-紫罗兰酮和δ-癸内酯，占比分别达到17.12%、12.81%、6.09%、6.06%和5.36%，其余挥发性物质占比均小于5%。
比较主要挥发性物质在3 个不同地区桃样品中的相对含量（图3），芳樟醇相对含量在浙江杭州（3 773.3µg·kg-1）地区的湖景蜜露中低于江苏无锡（16 643.0 µg·kg-1）和河南郑州（15 766.6 µg·kg-1）。两种内酯类物质γ-癸内酯和δ-癸内酯相对含量均是在江苏无锡（分别为13 707.2 和4 130.5 µg·kg-1）高于浙江杭州（分别为9 862.4 和3 452.1µg·kg-1），高于河南郑州（分别为2 004.6和430.7µg·kg-1）。
图3 相同品种的果实挥发性物质在3 个地区的比较分析
Fig.3 Comparative analysis of volatiles in fruit of the same variety from three regions
2.5 不同桃种质果实重要香气成分OAV值分析
在不同挥发性物质中，消费者和育种家最关注的是果实的香气值。为此结合已有文献报道，计算了有香气阈值的挥发性物质的OAV值，最终找到25种香气物质，其中20种香气物质OAV值大于1。对香气贡献最大的为芳樟醇，其次为二氢-β-紫罗兰酮、β-紫罗兰酮、己醛、壬醛、γ-癸内酯和γ-十二内酯，平均OAV值均在100以上（表4）。
表4 不同供试样品的香气活力值比较
Table 4 Comparison of aroma vigor values of different test samples
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表4 （续） Table 4 (Continued)
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研究进而以OAV 平均值大于1 的16 种重要香气成分对供试样品进行聚类分析，结果如图4所示，9号样品因为含有较高的β-紫罗兰酮、γ-癸内酯、γ-十二内酯和δ-癸内酯而与其他样品分成两大类。在其他样品中，22、24 和28 号样品因为含有较高的苯甲醛、乙酸乙酯和辛酸乙酯，而又与其他样品分成不同的亚类。
图4 依据重要香气成分对供试样品进行聚类分析
Fig.4 Cluster analysis of the test samples based on the characteristic aroma substances
3 讨 论
关于桃的香气成分，前人有较多的报道。李杰等[10]评价了7 个桃品种，发现己醛、反式-2-己烯醛、里那醇、乙酸乙酯、乙酸己酯、乙酸叶醇酯是桃主体挥发性香气成分。郝艳等[13]通过评价21 世纪与久脆桃的杂交后代，发现乙酸反-3-己烯酯、乙酸己酯、辛酸乙酯、芳樟醇与二氢-β-紫罗兰酮是桃果实香气主要贡献成分。王霞等[8]以上海地区的主栽桃品种为试材，鉴定出对香气表型贡献较大的11 种成分，包括乙酸顺-3-己烯酯、正己醇、己醛、壬醛、苯甲醛、γ-辛内酯、γ-癸内酯、δ-癸内酯、γ-十二内酯、芳樟醇和β-紫罗兰酮。笔者在本研究中鉴定出20 种重要香气成分，与前人结果基本一致，但却不包含李杰等[10]结果中的反式-2-己烯醛和里那醇，郝艳等[13]结果中的乙酸反-3-己烯酯，王霞等[8]结果中的乙酸顺-3-己烯酯和正己醇，样品的遗传基础和地理环境可能是不同研究结果间出现差异的原因。
为探究江浙一带水蜜桃独特的香气成分，以郑州地区的白肉水蜜桃为对照，进一步比较分析江苏无锡、浙江杭州和浙江宁波3 个著名桃产区的水蜜桃挥发性物质组分和含量。结果表明，江浙一带的水蜜桃挥发性物质总量较高，如其中的2、3、11号样品。在不同香气种类上，江浙一带的水蜜桃如9号、12号和3号样品含有较高的酯类和内酯类物质，3、6和10号则含有较多的萜烯类物质，这些呈现果香味的内酯类物质和花香味萜烯类物质，可能正是江浙水蜜桃风味浓郁的原因。谢妍纯等[15]同样分析了江苏无锡的水蜜桃，发现果肉中主要的芳香物质为乙酸乙酯、乙酸己酯、乙酸反-2-己烯酯、乙酸叶醇酯、反式-2-己烯-1-醇、己醇、苯甲醛，其中乙酸乙酯达到22.53%，却发现其他类像烯烃类、酮类、酸类、内酯类等物质的相对含量较少，该结果与本研究存在一定差异。分析其原因，推测可能是江苏无锡的水蜜桃包含了较多的品种，作者可能采用了早于湖景蜜露成熟的白凤和白花等品种，品种的差异造成了其研究鉴定出较少的萜烯和内酯类物质。
13~28 号样品均来自河南郑州地区，栽培管理条件一致，然而挥发性物质含量和组分存在较大差异。含量最高的为吉林8801、其次为山根、东溪小仙桃和北京15号，含量较低的为筑波89、土用、日89号和大珍宝赤月。其中吉林8801 为来自吉林的地方品种，果实性状近似普通桃野生类型，单果质量50 g 左右；山根则是来自日本的选育品种，硬溶、浓甜。分析上述种质挥发性物质的组分，发现均含有较高的2-已烯醛，该组分使果实呈现绿叶清香，因此相对于果香型物质含量较高的种质，吉林8801和山根可能并不能作为未来培育富含果香型物质新品种的理想亲本。而东溪小仙桃和西农19-1 则含有较高的γ-癸内酯和δ-癸内酯，对于培育高香型的水蜜桃品种具有较高的利用价值。
由于选择了来自江苏无锡同一个地区的不同桃园的湖景蜜露，然而在进行聚类分析时，发现这些样品并没有聚在一起，呈离散分布。在前人研究中，降雨量[16]、施肥[17]、套袋[18]对挥发性物质均有显著影响，因此本研究结果暗示不同桃园的栽培管理水平可能是影响果实香气成分差异的主要原因。另外，未来为打造江苏无锡阳山水蜜桃这一品牌，在统一的技术指导下，不同果园采用相似的栽培管理措施是非常必要的。
本研究中存在一定的局限性，针对不同地区选择单个桃品种进行比较分析，样本量少，结果的可靠性会受到影响。此外，针对不同地区的桃园，虽然笔者尽量选择了果园管理措施较为一致的进行采样，但本试验并不是采用相同品种的不同栽培措施或者不同环境下的控制性试验，同样会影响到结果的准确性。
4 结 论
笔者利用顶空固相微萃取结合气质联用技术对28份来自4个不同地区的桃种质进行挥发性物质评价，研究发现江苏无锡、浙江杭州及浙江宁波地区桃种质的挥发性物质总量高于河南郑州的桃种质，分析其挥发性物质的组成发现，江浙地区桃种质含有较高的芳樟醇等萜烯类和内酯类物质，而河南郑州地区桃种质则含有较高的醛类物质。不同地区桃种质挥发性物质含量和组分的差异是香气浓郁出现差异的原因，研究结果将为制定江浙水蜜桃产业发展策略提供一定的参考价值。
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