摘要

香气是桃子果实的一个关键属性，然而不同桃子品种之间香气差异的分子基础仍知之甚少。本研究全面表征了桃子的香气特征，并确定了区分桃子和油桃以及不同果肉颜色桃子的关键气味活性化合物。采用“全选适用”（CATA）感官评价法发现，桃子具有更浓郁的果香、甜味、花香、奶油香和热带水果香，而油桃则具有更多的青草香和蜡质香。对 44 个桃子品种进行顶空固相微萃取 - 气相色谱 - 质谱（HS-SPME-GC-MS）分析，共鉴定出 80 种挥发性化合物，多变量分析（OPLS-DA）结合相对气味活性值（ROAVs）表明，果皮毛茸和果肉颜色显著影响香气组成。分别确定了 9 种和 8 种关键挥发性化合物是桃子与油桃区分以及果肉颜色变化的主要贡献者。偏最小二乘回归（PLSR）分析表明，内酯、萜烯和诺异戊烯类化合物是桃子果香、甜味和花香的主要驱动力，而一些 C6 化合物则对油桃的青草香和蜡质香有贡献。此外，香气添加和去除试验表明，关键化合物对于部分重建桃子和油桃的特征香气具有重要意义，这些化合物包括桃子中的芳樟醇、β-紫罗兰酮、γ-癸内酯、乙酸己酯和壬醛，以及油桃中的芳樟醇、（E）-2-己烯醛和己醇。这些发现为香气差异化的机制提供了见解，并为以风味为导向的育种策略提供了实用指导。

引言

桃（Prunus persica L.）是一种具有全球重要经济价值的主要落叶果树。其年全球产量超过 2500 万吨，支撑着庞大的鲜果市场和加工业。作为起源中心和主要生产国，中国在全球供应中占据主导地位，其次是西班牙和意大利等重要的地中海产区。经过长期的驯化，桃子在关键的商业性状方面表现出丰富的表型多样性，比如果皮类型（桃子与油桃）、果肉颜色（白色、黄色或红色）以及果实形状（圆形或扁平），这些性状决定了品种的特性，并影响消费者的偏好。随着市场越来越重视果实品质而非仅仅产量，感官特性尤其是香气已成为决定接受度和商业价值的关键因素。

香气是决定水果风味的关键因素，通过正鼻嗅觉和逆鼻嗅觉感知。在桃子中，其特有的芳香特征源自多种挥发性有机化合物（VOCs）的复杂混合物，这些化合物的组成和浓度受遗传背景、发育阶段和环境条件的影响。迄今为止，在桃子果实中已鉴定出超过 100 种 VOCs；然而，只有其中一小部分对香气感知有显著贡献。其中，内酯和酯类是主要的香气贡献者。内酯，尤其是γ-癸内酯，赋予了桃子特有的“桃子味”，而酯类则带来果香，萜类化合物带来花香，C6 醛类则与青草味相关。尽管对不同品种桃子的挥发性有机化合物（VOCs）特征进行了广泛研究，但许多研究主要依赖于分析测量，而没有充分结合感官评价来验证单个化合物的感知相关性。先前的研究为有限的桃子和油桃品种的挥发性成分提供了基础知识。然而，这些研究要么局限于单一的果品类型，要么样本量小，要么缺乏对桃子和油桃以及不同果肉颜色之间直接比较分析。因此，在不同桃子品种的化学成分与人类嗅觉感知之间建立定量联系方面仍存在关键的知识空白。尽管已提出几种关键的挥发性化合物是桃子香气的主要贡献者，但它们在复杂的桃子基质中的个体感官贡献很少通过重组和省略研究得到验证。此外，挥发性有机化合物（VOC）的组成与感官知觉之间的关系仍未完全明了，尤其是关于诸如果皮绒毛和果肉颜色等重要园艺性状如何塑造不同桃子品种特有的芳香特征这一点。

过去几年间方法学的进步为应对这些挑战提供了新的机遇。全选适用（CATA）法已成为一种高效的感官工具，用于香气特征描述，能够利用与消费者相关的描述词对水果样本进行可靠的区分。与此同时，顶空固相微萃取与气相色谱 - 质谱联用（HS-SPME-GC-MS）已成为挥发性分析的首选技术，因其具有高灵敏度、重现性好以及适用于复杂挥发性基质的特点。然而，对全面挥发性数据集的解读需要先进的多变量统计方法。基于正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）的投影变量重要性（VIP）值能够有效地筛选出与特定表型特征相关的判别化合物。例如，HS-SPME-GC-MS 结合 OPLS-DA 在 10 个梨品种中鉴定出 144 种挥发性化合物，其中 14 种挥发性化合物（VIP≥1.5）被选为区分库尔勒香梨与其他品种的生物标志物。同样，OPLS-DA 成功区分了黄皮果的种子、果肉和果皮，鉴定出 22 种 VOCs（VIP≥1）作为组织特异性差异的主要贡献者。在桃子中，从 97 种检测到的 VOCs 中仅鉴定出 4 种关键挥发性化合物（VIP≥1）作为区分 60 个品种果肉质地类型的标志物，突显了化学计量学筛选在降低分析复杂性方面的有效性。

为了进一步评估感官相关性，相对气味活性值（ROAV）分析将化合物浓度和气味阈值相结合，通常认为 ROAV≥1 的化合物具有香气活性。当与多变量分析相结合时，重组和省略测试为候选挥发物提供了关键的感官验证。例如，结合 OPLS–DA、OAV 和感官验证，确定了α-蒎烯和壬醛是区分不同陈化年份的“茶枝柑”香气模型的关键生物标志物。同样，Tan 等人（2022 年）研究了平地蜜桃汁的香气，在 14 种香气活性化合物（ROAV≥1）中，通过重组和省略实验确定了 7 种化合物是关键贡献者。然而，尽管这些方法已被证明有效，但将感官评价、化学计量筛选和气味活性评估系统地整合起来，以直接将香气感知与不同桃子品种的化学标记联系起来的方法仍很有限，这凸显了需要更全面的分析框架来弥补这一差距。

主要内容

在理解肤质和果肉颜色如何共同影响桃子香气的化学和感官层面方面，仍存在关键的知识空白。本研究采用 CATA、HS–SPME–GC–MS、OPLS–DA、ROAVs、PLSR 以及香气添加和缺失测试，对 44 个桃子品种中与肤质和果肉颜色相关的关键挥发性物质进行了鉴定。

1.     感官评价

Fig. 2. Check-All-That-Apply (CATA) analysis of 36 peach fruit cultivars and aroma intensity, preference and aroma profile of different types of peach fruits. Scores of aroma intensity (A) and aroma preference (B) of peaches and nectarines. Scores of aroma intensity (C) and aroma preference (D) of red-fleshed, white-fleshed and yellow-flesh peach cultivars. Radar map of the aroma characteristics of peaches and nectarines (E). Radar map of the aroma characteristics of red-fleshed, white-fleshed and yellow-flesh peach cultivars (F). Asterisks indicate significant differences between pairwise groups

2.     桃品种中挥发性有机化合物的鉴定

Fig. 3. Overview of volatile components in peach cultivars. Distribution of chemical classes of volatile compounds (A). Relative abundance of different types of volatile compounds (B). Number of volatile compounds of distinct categories (C).

3.     基于 OPLS–DA 的挥发性化合物 VIP 值分析

Fig. 6. Multivariate analysis of volatiles in peach fruit. The OPLS-DA for peaches and nectarines, p-values in CV-ANOVA = 0 (A) and different flesh-colored peach cultivars, p-values in CV-ANOVA = 0.01 (C). Validate model with 200 permutation tests for peach and nectarines (B) and different flesh-colored peach cultivars (D). VIP scores of key odorants in peaches and nectarines (E) and different flesh-colored peach cultivars (F).

4.     关键挥发性化合物的鉴定

5.     果实样本、挥发性香气化合物与感官特征之间的相关性

Fig. 7. Correlation among fruit samples, volatile aroma compounds and sensory profiles. PLSR analysis based on the mean ROAV values of volatile aroma compounds with ROAV ≥ 1 (X-variables) and CATA selection frequencies (Y-variables) (A), the red triangles indicate aroma attributes and blue triangles indicate key aroma-active compounds and Correspondence analysis (CA) plot (B) for the significantly different check-all-that-apply (CATA) characteristics.

6.     桃和油桃品种的特征香气化合物

Fig. 8. Sequential addition and omission test of key aroma compounds. The similarity rating value comparison of individual key aroma compound in addition and omission model to recombined model of peach (A) and nectarine (B). Bars with different colors indicate screened aroma compounds in tested models.

亮点

• 感官分析表明，油桃比蟠桃具有更浓郁的果香和花香。

• 果皮的绒毛程度与油桃的香气成分显著相关。

• 九种关键挥发性物质是区分油桃和蟠桃的主要因素。

• 五种挥发性物质是油桃香气的关键，而三种是蟠桃香气的关键。

• 感官测试验证了特定挥发性化合物的关键作用。

链接https://doi.org/10.1016/j.foodres.2026.119353

来源：公众号-组学加

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/7FwP26SsM2z2Au0MLb8_Fw