《Food Chemistry》：Investigating flavor characteristics in orange juice from three new bud mutation varieties of longleaf orange using molecular sensory science
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摘要本研究采用气相色谱-质谱联用技术（GC–MS）以及多维气相色谱-质谱/嗅觉联用技术（MDGC-MS/O）并结合香气提取物稀释分析方法（AEDA），对三种长叶橙新芽突变品种的橙汁中的挥发性成分进行了研究。共检测到103种挥发性物质（34种气味成分），其浓度顺序为夏香蜜城品种>常
摘要
本研究采用气相色谱-质谱联用技术（GC–MS）以及多维气相色谱-质谱/嗅觉联用技术（MDGC-MS/O）并结合香气提取物稀释分析方法（AEDA），对三种长叶橙新芽突变品种的橙汁中的挥发性成分进行了研究。共检测到103种挥发性物质（34种气味成分），其浓度顺序为夏香蜜城品种>常叶香城品种>中甘蜜城品种。其中夏香蜜城品种的气味成分数量最多，为31种，其次是常叶香城品种的28种，中甘蜜城品种为25种。C10类烃类和醇类物质（如d-柠檬烯、芳樟醇和香叶醇），以及C6醇类物质（(E)-3-己烯-1-醇）具有较高的风味稀释值（≥64），从而形成了橙汁中的脂肪味、柑橘味、花香和草本味。酯类物质的高气味活性使得夏香蜜城品种的橙汁具有更强的果香，而中甘蜜城品种中酯类与醛类的比例较低，无法掩盖挥发性硫化合物带来的不良气味。研究还筛选出了四种潜在的风味标志物，可用于区分这三种芽突变品种。这些研究成果为柑橘品种的评价和风味改良提供了理论依据。
引言
橙子（Citrus Sinensis (L.) Osbeck）是全球消费最广泛的柑橘品种之一。巴西、中国、欧盟、墨西哥、埃及和美国是主要的种植地区（USDA，2025年）。根据美国农业部的数据，橙子的产量可达4710万吨（USDA，2025年）。橙子通常以加工后的橙汁形式被人们食用。其良好的营养价值与独特的风味使得橙汁深受众多消费者喜爱。世界上存在着多种橙子品种，比如瓦伦西亚橙、脐橙、金城橙、柳城橙、血橙、酸橙等。使用多种橙子品种进行混合种植虽然能够确保果汁厂长期获得原材料，但也可能导致橙汁产品的质量不稳定。橙子品种的多样性主要通过芽突变育种、杂交育种、诱变育种和分子育种等方法实现。在这些育种方法中，芽突变育种最能保留母本的优良特性（Wu等人，2025年）。在中国，长叶橙是一种重要的柑橘品种，诞生于20世纪70年代，以其薄皮、多汁且风味浓郁的特点而著称，非常适合用于加工橙汁。中甘蜜城橙、常叶香城橙和夏香蜜城橙均是通过芽突变育种由长叶橙衍生而来。这三种品种都具备长叶橙的优良特性，不过它们的成熟期各不相同：中甘蜜城橙在11月成熟，属于早熟甜橙品种；常叶香城橙在12月下旬成熟；夏香蜜城橙则在次年2月中旬至下旬成熟。由于这三种品种的成熟时间不同，因此可以将采橙期延长至7个月，为工厂的持续橙汁生产提供优质且稳定的原材料。
风味作为评估感官品质的重要指标，在橙汁研究领域已得到了广泛探讨。Perez-Cacho和Rouseff（2008年）总结了橙汁中300种挥发性化合物，其中包括36种公认的香气活性成分。Han等人（2024年）在瓦伦西亚橙汁中检测到了50种挥发性化合物。通过气味活性值计算，乙基2-甲基丁酸酯和丁酸乙酯被确认为决定橙汁独特风味的主要香气成分。Feng等人（2018年）通过香气重组和缺失实验发现，乙基丁酸酯、乙基2-甲基丁酸酯、辛醛、癸醛和乙醛五种香气活性化合物是柑橘汁中类似橙子香味的主要来源。不同品种的橙汁在关键香气活性分子的组成上存在显著差异。Arena等人（2006年）指出，这种差异在四种橙子品种中表现得尤为明显：莫罗橙汁有六种核心香气成分，塔罗科橙汁含有三种关键香气物质，华盛顿脐橙汁仅有乙基丁酸酯，而瓦伦西亚晚熟橙汁则以乙基丁酸酯和乙基2-甲基丁酸酯为主，这些差异正是导致不同品种橙汁风味不同的原因。在一项针对三种不同甜橙品种（脐橙、金城橙、柳城橙）的香气研究中，通过气相色谱-嗅觉分析法共检测到了41种香气化合物。脐橙汁以芳樟醇、香叶醇和苯乙酮为主，具有明显的花香；金城橙汁则以月桂烯、萜品烯和萜品烯-4-醇为主，带有浓郁的木质味；柳城橙汁则含有糠醛、5-羟基甲基糠醛和苯甲醛，呈现出独特的甜焦糖味。正是这些关键香气成分的差异导致了不同品种橙子各自独特的风味特征（Xiao等人，2024年）。挥发性硫化合物是食品中常见的香气挥发成分，其特征是浓度低、阈值低、化学性质活跃且具有特殊的感官特性。这类化合物已在橙子（Perez-Cacho等人，2007年）、橘子（Cheng等人，2023年）和葡萄柚（Shaw等人，1980年）中被检测到。有七种挥发性硫化合物，包括甲硫醇（有卷心菜味）、二甲基硫化物（有硫磺味）、甲硫醇（有煮土豆味）、4-巯基-4-甲基-2-戊酮（有热带硫磺味）、1-顺式薄荷-1-烯-8-硫醇（有百香果和葡萄柚味）、2-甲基-3-呋喃硫醇（有维生素B和肉类风味）以及二甲基三硫化物（有卷心菜味），这类化合物会导致罐装橙汁出现异味（Perez-Cacho等人，2007年）。目前关于芽突变对柑橘风味影响的科学研究相对较少。Wang等人（2023年）发现，与‘艾园38’品种相比，芽突变品种的果肉中的挥发性化合物种类更多、总浓度也更高，而果皮中的挥发性化合物则有所减少。He等人（2024年）也发现，在生长后期，芽突变品种果肉中的总挥发性化合物含量是爱媛38号的1.4至2.5倍，这一现象主要是由d-柠檬烯的积累所导致的。Liu等人（2019年）研究表明，芽突变对柑橘的代谢特征影响有限，因为突变体与其野生型的代谢相似度要高于不同品种之间的相似度。此外，对比分析还发现，红安柳橙的芽突变体与野生型相比，有33种挥发性化合物的含量发生了显著变化，其中22种化合物在突变体中的浓度有所上升。
通过芽突变培育出的这三种橙子品种的风味特征，对于优化其作为生产原料的适用性具有重要意义。然而，目前尚缺乏针对这三种长叶橙新芽突变品种所制得的橙汁整体风味特征的研究。本研究以中甘蜜城橙、常叶香城橙和夏香蜜城橙为原料，旨在：（1）结合多维气相色谱-质谱/嗅觉联用技术和气相色谱-质谱技术，对橙汁中的挥发性化合物进行定性和定量分析；（2）通过香气提取物稀释分析方法和气味活性值分析，识别出关键香气成分，并比较这三种新芽突变品种橙汁的香气特征差异；（3）通过多元统计分析，探究感官特征与香气成分之间的关系，寻找能够区分不同橙子品种或不同橙汁风味类型的潜在标志物。
章节要点
样品与橙汁制备
本研究所使用的三种新橙子品种分别为中甘蜜城橙（CNA20162372.4）、常叶香城橙（GPD citrus (2018)500004）和夏香蜜城橙（CNA20201003872），它们均源自长叶橙的育种工作（见图1）。这些橙子均来自中国重庆北碚的西南大学柑橘研究所的果园，每种品种选取了约10公斤健康、外观均匀且无机械损伤的果实。中甘蜜城橙、常叶香城橙和夏香蜜城橙的
感官分析
为了了解这三种长叶橙新芽突变品种橙汁在感官特征上的差异，研究人员在图2中对三种橙汁样本的总体香气特征进行了分析。研究采用了八种不同的香气描述词，包括橙子风味、果香、花香、青草味、药味、土腥味、异味以及整体风味，用来描述这些橙汁的特征。这些橙汁的主要风味特征为橙子风味和果香，另外还有四种感官特征，即橙子风味、
结论
在三种长叶橙新芽突变品种的橙汁中，共检测到103种挥发性化合物，其中包括28种烃类、24种醇类、22种酯类、12种醛类、12种酮类、3种酚类以及2种挥发性硫化合物。具体而言，中甘蜜城橙汁、常叶香城橙汁和夏香蜜城橙汁中分别检测到了95种、93种和95种挥发性化合物。此外，这三种不同品种的橙汁在各类挥发性化合物的比例分布顺序上具有相似性
作者贡献说明
程玉娇：论文撰写——审阅与编辑、论文撰写——初稿撰写、方法学研究、实验分析、正式分析、数据整理、概念构建。肖天鹏：论文撰写——审阅与编辑、实验分析、正式分析、数据整理。张吉英：论文撰写——审阅与编辑、正式分析、数据整理。胡国伟：论文撰写——审阅与编辑、实验分析、数据整理。雷天刚：论文撰写——审阅与编辑、实验分析。李国华：论文撰写——审阅与编辑、实验分析、正式
伦理声明
本研究所使用的实验样品（橙汁）符合国家食品安全标准，不会对人类健康造成危害。在参与感官评价之前，所有测评人员都签署了知情同意书，确认他们已经仔细阅读了相关说明，并充分了解自己作为研究参与者的权利。他们知晓自己的回答将会被保密，同时也自愿参与这项研究。参与者有权
未引用参考文献
Ruiz Perez-Cacho和Rouseff，2008年
利益冲突声明
作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。
致谢
我们要感谢所有参与橙汁感官评价的测试人员。此外，本研究还得到了中国国家重点研发计划（项目编号：2024YFD2100605）、国家自然科学基金（项目编号：32101891）、中央高校基本科研业务费（项目编号：SWU-KQ22057）以及重庆市自然科学基金（项目编号：cstc2021jcyj-bshX0043）的支持。
程玉娇|肖天鹏|张吉英|胡国伟|雷天刚|李国华|杜凯林|龙琴|何永瑞|王军|张敏|黄琳华
