库尔勒香梨果实套袋后香气成分的变化及其生理机制研究

Aroma is an important factor for Korla Fragrant Pear fruit flavor, and has a major impact on consumer preference. Studies showed that the kinds and contents of aroma compounds will be affected distinctly by fruit bagging, which is one of the popular technique in current fruit trees production. There have been a number of studies and reports about fruit-bagging technology of Korla Fragrant Pear, but there was no work concerning in effect of bagging on aroma metabolism in Korla Fragrant Pear fruit up to now. In our research project, the experiment will be conducted on two treatments of white paper bags and purple membrane bags as non-bagged fruits was CK, and the metabolic fingerprint of aroma characteristics, the metabolic profiling of fatty acids, amino acids and soluble sugar serving as the important substrate for formation of aroma as well as the enzyme activities of AAT, ADH, LOX, HPL, PDH and PDC related to aroma biosynthesis will be investigated for the first time in order to reveal changes and physiological mechanism of aroma components in Korla Fragrant Pear fruit after bagging. The results will not only help to understand the process of aroma biosynthesis in Korla Fragrant Pear fruit, but also provide the scientific basis for improvment of fruit-bagging technique and effective regulation of fruit aroma. This research has very important theory and practice value.

香气是构成和影响库尔勒香梨果实风味的一个重要品质指标。有研究表明，果实香气物质的种类和含量会受到果树生产上套袋栽培技术的较大影响。香梨套袋技术的研究已有许多报道，但对香梨套袋后香气代谢变化信息的研究至今未见报道。本项目选用香梨生产上认可的白色纸袋和紫色膜袋进行套袋处理，以未套袋果实为对照，通过对果实套袋后香气特征的代谢指纹图谱比较、香气生物合成前体脂肪酸、氨基酸、可溶性糖的代谢谱分析以及香气生物合成关键酶AAT、ADH、LOX、HPL、PDH、PDC的活性分析，获得代谢变化的众多信息，揭示香梨套袋后香气成分的变化特点及其生理机制。其结果不仅有助于了解香梨果实香气物质合成的过程，而且可为人们完善套袋栽培技术、有效调控果实香气提供科学依据，具有重要的理论和实践价值。

套袋是生产优质无公害梨，提高其商品性的一项重要栽培措施。通过套袋可以改善果实外观，有效避免果面污染，降低农药残留量，目前在鸭梨、砀山酥梨以及一些南方砂梨上已基本做到了全园套袋。库尔勒香梨是原产于中国新疆库尔勒地区的优良梨品种，目前关于香梨套袋技术的研究已有许多报道。本项目用紫色塑料膜袋和单层白色纸袋（NK-15小林袋）2种材质的果袋对库尔勒香梨进行套袋处理，以不套袋果实为对照，采用顶空固相微萃取（HS-SPME）结合气相色谱-质谱（GC-MS）联用技术，气相色谱（GC）法、氨基酸自动分析仪、高效液相色谱法（HPLC）分别测定果实发育过程中香气、脂肪酸、氨基酸、可溶性糖等组成与含量，并对果实发育过程中香气代谢相关酶的活性进行分析。结果表明：1）库尔勒香梨果实发育初期，醇类、醛类的比例很低，酯类和烃类物质含量很高，随着果实的生长发育，醇类、醛类物质开始大量形成，而酯类和烃类含量下降。不同处理之间香气物质组成和含量差异较大，套袋果实香气物质总含量低于对照，种类有所减少。2）在库尔勒香梨果实生长发育期间共鉴定出5种游离脂肪酸和15种游离氨基酸，其中以亚油酸、亚麻酸、天冬氨酸、谷氨酸等的含量较大，果实发育过程中游离脂肪酸和游离氨基酸含量的变化均受套袋影响。3）库尔勒香梨果实的可溶性糖主要由蔗糖、葡萄糖、果糖和山梨醇组成，不同处理的香梨在整个生长发育过程中果糖含量最多，其次为山梨醇、葡萄糖，蔗糖含量最少。套袋略降低了香梨果实可溶性糖含量，但不影响其变化规律。套膜袋和套纸袋对香梨果实可溶性糖积累的影响没有显著差异。4）库尔勒香梨果实发育过程中氢过氧化物裂解酶（HPL）的活性最高，其次是脂氧合酶（LOX），HPL、LOX、丙酮酸脱羧酶（PDC）的活性随果实生长升高，而乙醇脱氢酶（ADH）和丙酮酸脱羧酶（PDC）的活性呈单峰曲线形变化，在果实开始成熟前活性升高，进入成熟期后活性快速下降。整体上，套袋降低了香气代谢关键酶的活性。