基于HS-SPME-GC–MS与HS-GC-IMS技术解析不同品种番石榴采后贮藏期间香气特征差异及其调控机制

《Food Chemistry: X》：Comparative analysis of the aroma characteristics of three different cultivars of guavas under different storage conditions using HS-SPME-GC–MS and HS-GC-IMS

本研究针对番石榴采后贮藏过程中风味品质易劣变的问题，采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC–MS）和顶空气相色谱-离子迁移谱（HS-GC-IMS）技术，系统分析了珍珠、红心和胭脂红三种番石榴在常温和6?°C贮藏条件下的挥发性成分动态变化。研究发现酯类和醛类化合物是番石榴香气的主要贡献者，常温贮藏4天时风味品质最佳，品种间香气物质含量差异显著（如胭脂红番石榴富含3-甲基丁基丁酸酯、丁酸己酯等）。该研究为番石榴采后品质调控提供了重要理论依据。

　　

番石榴（Psidium guajava Linn.）作为典型呼吸跃变型水果，其风味品质在采后成熟期达到顶峰后迅速下降，如何通过贮藏条件调控维持最佳风味成为产业痛点。目前针对不同品种番石榴在日常生活贮藏（常温和冷藏）中风味品质变化的系统性研究较少，特别是对其关键香气成分的动态解析尚不明确。

为阐明这一问题，仲恺农业工程学院食品科学与技术学院的研究团队在《Food Chemistry: X》发表了题为"Comparative analysis of the aroma characteristics of three different cultivars of guavas under different storage conditions using HS-SPME-GC–MS and HS-GC-IMS"的研究论文。该研究创新性地联合运用HS-SPME-GC–MS和HS-GC-IMS两种技术，对珍珠、红心和胭脂红三种番石榴在常温和6?°C贮藏0、4、8、12天时的挥发性成分进行全景式解析。

关键技术方法包括：1）感官评价（10人专业品评小组对特征香气等5项指标进行10分制评分）；2）HS-SPME-GC–MS分析（采用50/30?μm DVB/CAR/PDMS萃取纤维，内标法定量）；3）HS-GC-IMS分析（MXT-WAX色谱柱，氮气载气梯度洗脱）；4）统计学处理（SPSS 22.0方差分析，LAV软件图谱处理）。

研究结果通过多维度验证得出系列结论：

3.1 感官评价结果表明

常温贮藏4天时三种番石榴的特征香气、甜香和香气接受度评分均显著高于其他时间点（P<0.05），红心和胭脂红番梨在特征香气方面表现尤为突出。值得注意的是，胭脂红番石榴在常温贮藏12天后已不可食用。

3.2 GC–MS挥发性成分分析

共鉴定出10种醛、8种酯、2种醇等挥发性化合物。热图分析显示胭脂红番石榴的挥发性成分含量最高，珍珠番石榴最低。关键香气成分如(E)-2-己醛和己醛在常温贮藏4天时达到峰值（胭脂红番石榴分别达1887.27?μg/kg和6505.07?μg/kg），这些醛类物质通过脂氧合酶途径由脂肪酸降解产生。酯类化合物如(Z)-3-己烯-1-醇乙酸酯在胭脂红番石榴中含量最高（9936.91?μg/kg），苯甲酸乙酯和反式-β-紫罗兰酮为胭脂红番石榴特有成分。

3.3-3.5 GC-IMS图谱解析

三维图谱和差异对比模型直观呈现不同品种的香气特征差异。鉴定出38种挥发性成分（11种酯、7种醇等），发现红心番石榴贮藏后丁酸丁酯等酯类含量显著增加（P<0.05），胭脂红番石榴的丁酸己酯（3584.82）和(+)-柠檬烯（2456.68）含量突出。画廊图分析显示Δ3-蒈烯、β-蒎烯等化合物赋予红心番石榴独特松木清香，而(+)-柠檬烯、2-甲基丁醛等成分构成胭脂红番石榴的柑橘奶油香气。

3.6 主成分分析

PCA模型明确区分不同品种的香气轮廓，红心番石榴贮藏后挥发性成分变化最为显著，与新鲜样本分离趋势明显。

本研究通过多技术联用策略揭示：番石榴最佳风味窗口期为常温贮藏4天，酯类和醛类化合物是核心香气贡献者，品种间香气物质组成差异显著（胭脂红番石榴香气浓郁，珍珠番石榴风味清淡）。该研究不仅为番石榴采后品质控制提供精准理论依据，建立的GC–MS/GC-IMS联用技术体系更为果蔬风味研究提供方法学范式。未来研究可聚焦关键酶（如脂氧合酶）在香气代谢中的分子调控机制，为风味导向的贮藏技术开发提供新思路。