柚是一类果型硕大、风味独特的柑橘品种，主要分布在中国、越南、美国和泰国等国。据联合国粮农组织数据统计，我国是全球最大的柚子生产国，2019年产量可达501.31万t，占全球柚类总产量的50%以上。我国柚子品种繁多，主要包括沙田柚群、文旦柚群、种间杂种柚群三类；按照果肉颜色的不同，也可分为白囊型柚和红囊型柚。柚子营养价值丰富，富含葡萄糖、果糖、果胶、蛋白质、维生素、矿物质、呋喃香豆素、黄酮类化合物等组分，具有重要的开发利用价值。目前，我国柚子主要以鲜果销售为主，较少的柚果用于加工成蜜饯、柚子茶及柚汁等产品。随着我国饮料行业快速发展，因独特的风味和口感，柚汁及其饮料产品深受消费者的喜爱。
挥发性组分是柚汁中重要的次生代谢产物，对柚汁的风味具有重要的影响。CHEONG等[1]采用顶空固相微萃取(headspace-solidphasemicorextraction，HS-SMPE)方法结合气相色谱-质谱/脉冲火焰检测器(gaschromatography-massspectrometry/pulsedflamephotometricdetector，GC-MS/PFPD)，对马来西亚主产的PO51(白柚)和PO52(粉红柚)2个不同品种的柚汁中挥发性组分进行了测定，分别检测到49种和65种挥发性组分，且白柚中萜烯类组分数量明显少于粉红柚。葡萄柚汁是一类营养价值丰富、口感独特的果汁产品。BUETTNER等[2]在手榨的葡萄柚汁中共发现25种重要的风味组分，其中具有极低感官阈值(0.0001μg/L[3])且呈现葡萄柚风味的1-对孟烯-8-硫醇和感官阈值为0.0001μg/L且呈现黑醋栗风味的4-巯基-4-甲基-2-戊酮是最为关键的风味组分[4]。此外，沙田柚果肉中挥发性组分以酯类为主(47.99%～91.69%)，根据产地不同沙田柚果肉中酯类含量不同[5]。
多元数据统计，如主成分分析(principalcomponentanalysis，PCA)，被广泛用于从复杂的数据中提取有意义的信息[6]。肖作兵等[7]采用PCA分析7种不同厂家的菊花精油样品中的5种感官属性(花香、木香、草香、果香、酸香)，明确了7种产品与感官属性之间的关系。VIVIAN等[8]采用PCA对柚子不同部位(花、叶、皮和果汁)聚类趋势进行了可视化研究，据PCA载荷图发现，香茅醇和a-松油醇有助于柚皮和柚汁的分离。
目前，关于柚汁风味的研究主要集中在国外盛产的柚品种(葡萄柚、PO51柚、PO52柚等)，针对我国主产的柚子品种，如沙田柚、琯溪蜜柚、梁平柚、胡柚等品种中挥发性组分，还未进行全面和深入的探究。为了明确我国主产柚子品种中挥发性组分分布及风味特性，本研究拟以我国主产的5个不同品种的柚汁为研究对象，利用HS-SPME结合GC-MS/PFPD对柚汁中挥发性组分进行定性和定量分析，采用气味活性值(odoractivityvalue，OAV)筛选特征风味组分和PCA区分柚子品种，该研究为我国柚汁及系列产品生产加工、柚子风味选育提供理论依据。
1.1.1实验材料
沙田柚，广东梅州；琯溪蜜柚和梁平柚，重庆市梁平区；胡柚和葡萄柚，重庆市北碚区农贸市场。
1.1.2实验试剂
C5～C20正构烷烃，美国Honeywell公司；环己酮(纯度99%)、甲基乙基硫醚(纯度96%)，上海阿拉丁公司。
7890BGC-5977AMS气质联用仪、RTX-wax色谱柱(60m×0.25mm×0.25μm)，美国安捷伦科技有限公司；OI5380PFPD脉冲火焰光度检测仪，美国OI公司；H-100-DWBIA0惠人榨汁机，上海韩惠人爱家电科技有限公司；DouR@SPT-H氮空吹扫浓缩仪，北京斯珀特科技有限公司；Milli-Q超纯水系统，德国Merck-Millpore公司；50/30μm二乙烯基苯/碳分子筛/聚二甲基硅氧烷萃取头(DVB/CAR/PDMS)萃取头，美国Supelco公司；DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器，上海力辰科技有限公司。
1.3.1样品制备
将柚子鲜果手动去皮、去白化层和去籽，得到柚子果肉，采用惠人榨汁机压榨出汁，随后装瓶、并置于-20℃待用。
1.3.2挥发性组分的测定
将5mL鲜榨柚汁置于含有磁子的20mL顶空瓶中，加入内标环己酮2.5μL(9.423mg/mL)和甲基乙基硫醚1.5μL(8.42mg/mL)，混匀，采用聚四氟乙烯材质的隔垫密封。将顶空瓶置于40℃水浴中平衡20min，采用2cm的50/30μmDVB/CAR/PDMS固相微萃取头插入顶空瓶中，萃取挥发性组分30min。
GC-MS/PFPD测定条件:采用安捷伦7890BGC-5977AMS/OI5380PFPD设备对果汁中的挥发性组分进行测定，将备好的萃取头置于GC进样口200℃解析5min，挥发性组分在RTX-wax色谱柱上进行分离后进入MS和PFPD检测器进行测定。柱温设置程序：初始温度为35℃，保持6min，7℃/min升至203℃，保持10min。载气为氦气，流速为1.5mL/min。EI离子源的电子能量为70eV，传输线温度设置为280℃。m/z扫描范围为33～500mau。PFPD检测器的温度设置为250℃，PMT电压为498V，载气和燃气分别为氦气、空气和氢气。每个样品重复3次。
1.3.3定性和定量分析
定性分析：通过正构烷烃C5～C20计算挥发性组分的线性保留指数(linearretentionindex，LRI)，并与已发表文献中的LRI进行匹配，柚汁中的挥发性非硫组分的定性也可通过匹配NIST11、W10N14库中MS总离子流，挥发性硫组分也通过PFPD进行定性。
定量分析：挥发性非硫组分的定量主要通过内标环己酮进行，而挥发性硫组分的定量主要通过内标甲基乙基硫醚进行。定量计算如公式(1)所示：
(1)
式中：C待，待测的挥发性组分的质量浓度，μg/mL；A待，待测的挥发性组分的峰面积；C，内标浓度；A内标，内标组分在MS或PFPD上的峰面积。
1.3.4OAV计算
OAV是挥发性组分的浓度与感官阈值的比值，通常当OAV≥1时，表明该风味组分对果汁的整体风味具有贡献。
1.3.5数据处理
采用SPSS25.0对数据进行方差分析(analysisofvariance，ANOVA)和Duncan多重检验；化学工作站F.01.01.2317对挥发性组分进行定性分析。采用Origin7.5绘图和Unscrambler10.4软件进行PCA分析。
图1采用GC-MS/PFPD对5种不同柚汁中挥发性组分检测色谱图Fig.1Thechromatographyofvolatilecompoundsin5differentvarietiesofpomelojuicebyGC-MS/PFPD
图2五种不同柚汁中各类挥发性组分数量Fig.2Thequantityofvolatilecompoundsin5differentvarietiesofpomelojuice
表1五种不同柚汁中挥发性组分的定性和定量分析Table1Identificationandquantitativeanalysisofvolatilecompoundsin5differentvarietiesofpomelojuice
续表1
表2五种不同柚汁中挥发性组分的OAV值Table2Theodoractivityvaluesofvolatilecompoundsin5differentpomelojuice
续表2
酯(OAV=967.32)、2-甲基丁酸乙酯(OAV=13889.24)和3-羟基己酸乙酯(OAV=43832.55)，青草味的正己醛(OAV=346.79)，油脂味的癸醛(OAV=1181.60)，橙皮味的2-戊酮(OAV=380.93)是沙田柚汁中重要的特征风味物质。β-月桂烯、d-柠檬烯、(E)-3-己烯-1-醇、(E)-2-己烯-1-醇、乙醛、正己醛、庚醛、(E)-2-己烯醛、甲硫醚是柚汁中的普遍存在的特征风味物质(至少4种柚汁中检测到且OAVs≥1)。VSCs是食品中常见的异味物质，降低柑橘汁风味品质，这种现象已在宽皮柑橘汁[17]、橙汁[11]、葡萄柚汁[15]中发现，加热或贮藏过程加速VSCs的生成[11,18]。
图3五种不同柚汁中挥发性组分的PCA得分/载荷图Fig.3Principalcomponentanalysisbiplot(scoreandloadvalues)forvolatilecompoundsin5differentvarietiesofpomelojuice