影響蘋果香氣成分和生物合成因素研究概述

段亮亮，田蘭蘭，雷逢超，郭玉蓉

(陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安 710062)

影響蘋果香氣成分和生物合成因素研究概述

段亮亮，田蘭蘭，雷逢超，郭玉蓉*

(陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安 710062)

概述了常見六種蘋果品種的主要香氣組分，介紹了蘋果香氣的主要合成途徑以及影響香氣合成和釋放的主要因素。酯類物質(zhì)是蘋果香氣的主要成分，占據(jù)78%～92%的組分，其次為醇類，占有6%～16%的成分。蘋果品種、生長(zhǎng)環(huán)境、產(chǎn)地、采收時(shí)期、貯藏條件和時(shí)間等因素是影響蘋果香氣的主要因素。

香氣成分，合成途徑，影響因素

香氣雖然僅占果實(shí)重量的萬(wàn)分之一到千分之一，但卻是影響蘋果風(fēng)味的重要因素［1］。國(guó)內(nèi)外對(duì)蘋果香氣已有較多研究，已鑒定出300多種蘋果香氣，與特征香氣有關(guān)的只有20～40種，這些大都是揮發(fā)性物質(zhì)中含量較高的組分［2－3］。蘋果香氣分析需經(jīng)過(guò)提取、富集、分離，再通過(guò)儀器定性、定量綜合研究，目前，蘋果香氣的提取方法有多種，經(jīng)典方法是溶劑提取法;此外還有蒸餾提取、吸附與解吸、固相微萃取、頂空捕集(吹掃－捕集法)、超臨界CO2萃取法［4］。分析方法有氣相色譜、液相色譜、質(zhì)譜、氣－質(zhì)聯(lián)用(GC－MS)［5］、液－質(zhì)聯(lián)用、氣相色譜－吸聞技術(shù)(GC－O)、電子鼻技術(shù)［6］、紅外光譜、紫外光譜和核磁共振［4］。根據(jù)香氣成分的構(gòu)成不同可將蘋果分為“酯香型”和“醇香型”［2］。據(jù)報(bào)道，特征香氣主要由酯、醛、酮、醋酸酯、醇以及揮發(fā)酸類物質(zhì)構(gòu)成［4］。影響香氣的因素有很多，不同的蘋果品種、成熟度、生長(zhǎng)地域、貯藏條件、呼吸抑制劑［7－8］等是影響蘋果香氣的重要因素。目前對(duì)蘋果香氣成分的研究較多，但專門對(duì)蘋果香氣相關(guān)的文獻(xiàn)綜述報(bào)道較少，本文就常見的六種蘋果品種的香氣組分、生物合成途徑及影響因素作了分析，供從事香氣研究的科研人員參考。

1 常見蘋果中的香氣組分

1.1 富士(Fuji)

根據(jù) Echeverría G.等［9］研究報(bào)道，富士蘋果中檢測(cè)出32種香氣成分，分別是乙酸甲酯(Methyl acetate)、乙酸乙酯(Ethyl acetate)、乙醇(Ethanol)、丙酸叔丁酯(tert－Butyl propanoate)、乙酸丙酯(Propyl acetate)、乙酸－2－甲基丙酯(2－Methylpropyl acetate)、1－丙醇(1－Propanol)、丁酸乙酯(Ethyl butanoate)、2－甲基丁酸乙酯(Ethyl 2－methylbutanoate)、乙酸丁酯(Butyl acetate)、2－甲基－丙酸丙酯(2－Methylpropyl propionate)、2－甲基－1－丙醇(2－methyl－1－propanol)、己醛(Hexanal)、乙酸－2－甲基丁酯(2－Methylbutyl acetate)、1－丁醇(1－Butanol)、丙酸丁酯(Butyl propanoate)、4－甲基－2－戊醇(4－Methyl－2－pentanol)、乙酸戊酯(Pentyl acetate)、丙酸－2－甲基丁酯(2－Methylbutyl propanoate)、2－甲基－1－丁醇(2－Methyl－1－butanol)、D－檸檬烯(d－Limonene)、丁酸丁酯(Butyl

butanoate)、2－甲基丁酸丁酯(Butyl 2－methylbutanoate)、己酸乙酯(Ethyl hexanoate)、1－戊醇(1－Pentanol)、乙酸己酯(Hexyl acetate)、丙酸己酯(Hexyl propanoate)、1－己醇(1－Hexanol)、(E)－2－己醇((E)－2－Hexenol)、己酸丁酯(Butyl hexanoate)、丁酸己酯(Hexyl butanoate)、2－甲基丁酸己酯(Hexyl 2－methylbutanoate)。乜蘭春等［3］認(rèn)為富士的主要香氣成分包括丁酸乙酯、1－丁醇、乙酸－3－甲基丁酯和乙酸乙酯。

1.2 秦冠

段亮亮等人［5］研究報(bào)道了秦冠蘋果的24種香氣成分，分別是:丁酸乙酯(Ethyl butanoate)、乙酸－2－甲基－1－丁酯(2－Methyl－1－butyl acetate)、乙酸庚酯(heptyl acetate)、2－甲基－1－丁醇(2－Methyl－1－butanol)、(E)－2－己烯醛((E)－2－h(huán)exenal)、己酸乙酯(Ethyl hexanoate)、乙酸己酯(Hexyl acetate)、1－己醇(1－Hexanol)、丁酸己酯(Hexyl butanoate)、2－甲基丁酸己酯(Hexyl 2－methylbutanoate)、6－甲基－5－庚烯－2－醇(6－methyl－5－h(huán)eptene－2－ol)、3－羥基－丁酸乙酯(Ethyl 3－h(huán)ydroxybutanoate)、甲酸辛酯(Octyl formate)、十六烷(Cetane)、十七烷(Heptadecane)、己酸己酯(Hexyl hexanoate)、苯乙醛(Hyacinthin)、3－羥基－己酸乙酯(Ethyl 3－h(huán)ydroxyhexanoate)、乙酸苯甲酯(Phenylmethyl acetate)、α －法呢烯(α －Farnesene)、萘(Naphthalin)、反－6，10－二甲基－5，9－十一二烯－2 －酮(Trans－6，10－dimethyl－5，9－11diene－2－ones)、苯甲醇(Phenylcarbinol)、對(duì)仲丁基苯酚(Sec－butyl phenol)。且指出秦冠的主要香氣組分為:乙酸－2－甲基－1－丁酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乙酸己酯、6－甲基－5－庚烯－2－醇、己酸己酯、1－己醇、2－甲基－丁酸己酯、丁酸己酯。

1.3 金冠(Golden Delicious)

Song Junt等人［10］報(bào)道了金冠的36種香氣物質(zhì)，包括乙酸甲酯(Methyl acetate)、丁醇(Butanol)、乙酸乙酯(Ethyl acetate)、乙酸丙酯(Propyl acetate)、丁酸甲酯(Methyl butanoate)、2－甲基丁酸甲酯(Methyl－2－methyl butanoate)、2－甲基乙酸丙酯(2－Methylpropyl acetate)、丁酸乙酯(Ethyl butanoate)、丙酸丙酯(Propyl propionate)、2－甲基丁酸乙酯(Ethyl－2－methyl butanoate)、乙酸丁酯(Butyl acetate)、2－甲基乙酸丁酯(2－Methylbutyl acetate)、丁醇(Butanol)、丙酸丁酯(Butyl propionate)、乙酸戊酯(Pentyl acetate)、2－甲基丙酸－2－甲酯(2－Methylpropyl－2－methyl propionate)、2－甲基丁醇(2－Methyl butanol)、丁酸丁酯(Butyl butanoate)、己酸乙酯(Ethyl hexanoate)、2－甲基丁酸－2甲基丙酯(2－Methyl propyl－2－methyl butanoate)、2－甲基丁酸丁酯(Butyl－2－methyl butanoate)、乙酸己酯(Hexyl acetate)、戊酸丁酯(Butyl pentanoate)、6－甲基－5－庚烯－2－酮(6－Methyl－5－h(huán)epten－2－on)、3－甲基戊醇(3－Methyl pentanol)、丙酸己酯(Hexyl propionate)、乙酸己酯(Hexyl acetate)、己醇(Hexanol)、己酸丁酯(Butyl hexanoate)、丁酸己酯(Hexyl butanoate)、2－甲基丁酸己酯(Hexyl－2－methyl butanoate)、乙酸辛酯(Octyl acetate)、辛酸丙酯(Propyl octanoate)、己酸己酯(Hexyl hexanoate)、4－甲氧烯丙基苯(4－Methoxyallyl benzene)、α－法呢烯(α－Farnesene)。其中存在大量的酯類和醇類(乙酸丁酯、乙酸己酯、丁醇、乙酸－2－甲基丁酯、丁酸丁酯、丁酸己酯、己酸丁酯)，占總香氣成分的80%以上。乙酸丁酯、乙酸己酯又是香氣的主要成分，幾乎占總香氣成分的60%。

1.4 粉紅女士(Pink Lady)

Villatoro C等人［11］報(bào)道了粉紅女士的28種香氣物質(zhì)，分別是:乙酸甲酯(Methyl acetate)、乙酸乙酯(Ethyl acetate)、乙醇(Ethanol)、乙酸丙酯(Propyl acetate)、乙酸－2－甲基丙酯(2－Methylpropyl acetate)、1－丙醇(1－Propanol)、丁酸乙酯(Ethyl butanoate)、2－甲基丁酸乙酯(Ethyl 2－methylbutanoate)、乙酸丁酯(Butyl acetate)、2－甲基 1－丙醇(2－Methyl－1－propanol)、乙酸－2－甲基丁酯(2－Methylbutyl acetate)、1－丁醇(1－Butanol)、丙酸丁酯(Butyl propanoate)、乙酸戊酯(Pentyl acetate)、丙酸－2－甲基丁酯(2－Methylbutyl propanoate)、2－甲基－1－丁醇(2－Methyl－1－butanol)、香芹烯(DLimonene)、丁酸丁酯(Butyl butanoate)、己酸乙酯(Ethyl hexanoate)、乙酸己酯(Hexyl acetate)、丙酸己酯(Hexyl propanoate)、2－甲基丙酸己酯(Hexyl 2－methylpropanoate)、1－己醇(1－Hexanol)、己酸－2－甲基－丙酯(2－Methylpropyl hexanoate)、己酸丁酯(Butyl hexanoate)、丁酸己酯(Hexyl butanoate)、2－甲基丁酸己酯(Hexyl 2－methylbutanoate)、己酸己酯(Hexyl hexanoate)。其中己酯類物質(zhì)(乙酸己酯、2－甲基丁酸己酯、己酸己酯、丁酸己酯)的含量較高，是粉紅女士的特征香氣物質(zhì)。

1.5 紅王將(Hongwangjiang)

張博［12］等采用固相微萃取氣質(zhì)聯(lián)用分析了紅王將蘋果的香氣成分，對(duì)其進(jìn)行分離，測(cè)定出17種香氣組分，分別是丁酸乙酯(Ethyl butanoate)、乙酸丁酯(Butyl acetate)、2－甲基－1－丁醇乙酸酯(2－Methyl－1－Butyl acetate)、丁酸丙酯(Propyl butanoate)、丙酸丁酯(Butyl propanoate)、2－甲基－丁酸丙酯(Propyl 2－methylbutanoate)、丁酸丁酯(Butyl butanoate)、乙酸己酯(Hexyl acetate)、2－甲基－丁酸丁酯(Butyl 2－methylbutanoate)、丁酸戊酯(Pentyl butanoate)、己酸丙酯(Propyl hexanoate)、2－甲基－丁酸戊酯(Pentyl 2－methylbutanoate)、2－甲基－丙酸己酯(Hexyl 2－methylpropanoate)、丁酸己酯(Hexyl butanoate)、2－甲基－丁酸己酯(Hexyl 2－methylbutanoate)、己酸己酯(Hexyl hexanoate)、α－法呢烯(α－Farnesene)。其主要成分為2－甲基－丁酸己酯、丁酸己酯、α－法呢烯、乙酸己酯，分別占總香氣成分的20.16%、14.91%、14.57%、14.48%。

1.6 華冠(Huaguan)

閻振立等人［13］通過(guò)GC/MS分析研究了華冠果實(shí)芳香物質(zhì)成分的，檢測(cè)出了華冠的70種不同成分的香氣組分，其中含有 35種成分，分別是:乙醇(Ethyl aleohol)、乙酸乙酯(Ethyl acetate)、正丙醇(Propyl aleohol)、異丙醇(Isopropyl alcohol)、正丁醇(Buty aleohol)、丙 酮 (Acetone)、甲 醇 (Methyl aleohol)、乙醚(Ethyl ether)、正己烷(n－Hexane)、二十七烷(n－Heptacosane)、1－甲氧基丁烷(Butane 1－methoxy)、l，2－苯二羧酸二異辛酸(Diisooctyl ester l，2－benzenedicarboxylic acid)、丙酸乙酯(Ethyl propanoate)、甲苯(Methylbenzene)、2－甲基丙醇(l－Propanol－2－methyl)、2，6，6－三甲基－3，1，1 雙環(huán)庚烷((1S)－2，6，6－trimethylbicyclo［3.1.1］－2－h(huán)eptene)、乙酸丙酯(Propyl acetate)、乙酸丁酯(Butyl acetate)、乙酸(Ethanoic acid)、2－甲基－l－甲氧基丁烷(Butane 1－methoxy－2－methyl)、2－甲基丁醇(Butanol 2－methyl)、1－甲基－3－［l－甲基·乙基］苯(Benzene lmethyl－3－［l－methyethyl］)、十六烷酸(Hexadeeenoie acid)、四 氫 呋 喃 (Furan tetrahydro)、正 丁 醛(Butanal)、3－甲基戊醛(Pentanal 3－methyl)、鄰二甲苯(Benzene－l，2－dimethyl)、十六碳烯酸－1－甲基·乙基酯(1－Methylethyl ester hexadecenoic acid)、2－丁醇(2－Butanol)、丁基羥基甲苯(Butylated hydroxytoluene)、3－甲基戊烷(Pentane 3－methyl)、6，6－二甲基－2－亞甲基－3，1，l－雙環(huán)庚烷(Bicyclo［3，l，l］heptane 6，6－dimethyl－2－methylene)、l－甲基－4－［1－甲基·乙烯基］環(huán)己烯(Cyclohexene l－methyl－4－［l－methylethenyl］)、2－甲基丁酸乙酯(Ethyl 2－methylbutanoate)、乙苯(phenylethane)。除上述常量香氣成分外，還有35種微量香氣組分，在醇類物質(zhì)中，華冠含有9.91%以上的含量。

2 蘋果香氣的生物合成

香氣代謝物在植物代謝物中占有重要的一部分，并且在植物信號(hào)產(chǎn)生及傳遞、機(jī)體防御、水果品質(zhì)和調(diào)節(jié)機(jī)制方面發(fā)揮著重要的作用;脂肪酸含量是影響香氣含量的顯著因素，脂氧合酶的亞結(jié)構(gòu)以及提供前體物的酶、下游代謝物在決定揮發(fā)性香氣成分方面起著重要的作用［14］。目前對(duì)于水果香氣的生物合成途徑報(bào)道尚少，香氣成分的合成機(jī)理還不完全清楚，一般而言，揮發(fā)性香氣物質(zhì)的產(chǎn)生是以營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為基礎(chǔ)，通過(guò)不同的生物酶催化逐漸衍生而成，一般認(rèn)為香氣物質(zhì)的生物合成主要是通過(guò)脂肪酸β－氧化和脂氧合酶(LOX)氧化、氨基酸生物合成、羥基酸為前體的生物合成、單糖、糖苷生物合成途徑［15－17］。

2.1 脂肪酸途徑

脂肪族類、醇、酸、羰基類化合物等香氣物質(zhì)都可通過(guò)脂肪酸代謝途徑生成［18］。文獻(xiàn)［19］中指出，脂肪酸為前體的生物合成有兩種代謝途徑:a.細(xì)胞膜或其他脂質(zhì)存儲(chǔ)池的分解代謝(分解代謝假說(shuō));b.新的脂肪酸生物合成后，又由LOX氧化酶或β－氧化酶等相關(guān)的氧化酶氧化分解形成的游離脂肪酸(游離脂肪酸假說(shuō))。前人的研究較支持分解代謝假說(shuō)，認(rèn)為脂肪酸是通過(guò)脂類和相關(guān)脂肪酶的活性釋放的，在果實(shí)成熟期間葉綠體和其他脂質(zhì)膜的降解可引起組織混亂。這種假說(shuō)遭到了質(zhì)疑，研究表明，脂肪酸的濃度在呼吸躍變期沒(méi)有下降，在這時(shí)期，香氣產(chǎn)生迅速，相反，自由脂肪酸、中性脂質(zhì)脂肪酸的量有大量增加的趨勢(shì)。

脂肪酸途徑主要是:通過(guò)果實(shí)中的脂肪酸經(jīng)β－氧化后產(chǎn)生的酮酸和酰基－CoA，進(jìn)一步還原成醛和醇，用于合成酯類香氣物質(zhì);通過(guò)脂氧合酶(LOX)直接氧化，形成 C6醛及相應(yīng)的醇和酯類［20］。文獻(xiàn)［21］認(rèn)為β－氧化是為酯類香氣的形成提供醇類和?；瑿oA的主要生物合成途徑;在呼吸躍變期，蘋果亞麻酸比亞油酸的代謝更旺盛，此時(shí)LOX活性也最高，當(dāng)蘋果用己醛和己酸氣體處理時(shí)，其己酯、丁酯和乙酯會(huì)顯著增加。

2.2 氨基酸途徑

支鏈醇、羰基化合物、酯類是通過(guò)氨基酸代謝產(chǎn)生的，氨基酸代謝是通過(guò)轉(zhuǎn)氨基作用形成支鏈酮酸，經(jīng)脫羧或脫氫，形成支鏈醇和?；瑿oA，進(jìn)而形成支鏈酯類物質(zhì)。參與轉(zhuǎn)化成香氣的氨基酸主要有纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、丙氨酸和天門冬氨酸。異亮氨酸被認(rèn)為是2－甲基丁酸及其酯類的生物合成前體，在紅元帥蘋果中異亮氨酸代謝轉(zhuǎn)化成2－甲基丁醇、2－甲基丁酯和2－甲基－2－丁酯，而在澳洲青蘋中轉(zhuǎn)化成了2－甲基丁酸乙酯，不同的氨基酸在不同的蘋果品種中轉(zhuǎn)化香氣的速率有顯著差異，尤其是亮氨酸和異亮氨酸在布雷本蘋果(Braeburn)、澳洲青蘋(Granny Smith)、富士(Fuji)、紅元帥(Red Dilicious)、皇家嘎拉(Royal Gala)蘋果品種中表現(xiàn)突出，這表明每種蘋果品種中支鏈酯類的含量取決于不同氨基酸酶的活性和對(duì)底物的專一性。在蘋果成熟和衰老過(guò)程中，不同氨基酸的濃度和轉(zhuǎn)化成香氣的利用率研究較少，香氣的組分和類型是否取決于氨基酸的濃度，還需進(jìn)一步研究［21－22］。

2.3 萜烯類等次生代謝途徑

丁香醇及其衍生物、香草醛、香草酮以及肉桂酸的衍生酯均由苯丙氨酸經(jīng)莽草酸途徑形成［20］。萜類物質(zhì)一般是在萜類合成酶(terpene synthase，TPS)的作用下，由五碳前體物質(zhì)經(jīng)一系列反應(yīng)生成。一般認(rèn)為這些五碳前體物質(zhì)有2條來(lái)源途徑:一是經(jīng)典的甲羥戊酸(MVA)途徑，該途徑存在于細(xì)胞質(zhì)中，關(guān)鍵酶是3－羥基－3－甲基戊二?；o酶A還原酶(HMGR);二是甲基赤蘚糖醇磷酸酯(MEP)途徑，該途徑存在于質(zhì)體中，脫氧木酮糖磷酸鹽還原異構(gòu)酶(DXR) 是限速酶［15］。

2.4 單糖、糖苷生物合成途徑

各種單糖，是構(gòu)成果實(shí)味感的重要組分，也是多種嗅感組分如醇、醛、酸、酯等的前體物質(zhì)。單糖在合成香氣的過(guò)程中，單糖經(jīng)無(wú)氧代謝生成丙酮酸，再經(jīng)脫氫酶催化下氧化脫羧生成乙酰輔酶A后分成兩條酯類物質(zhì)合成途徑:一是經(jīng)醇轉(zhuǎn)酯酰酶催化生成乙酸某酯;另一途徑是在還原酶催化下先生成乙醇，再生成某酸乙酯。糖苷作為香氣前體物，經(jīng)過(guò)生物合成轉(zhuǎn)化途徑形成芳香成分。果實(shí)中芳香成分多與糖苷結(jié)合呈結(jié)合態(tài)。在果實(shí)機(jī)械處理時(shí)，芳香物質(zhì)糖苷被分解為游離態(tài)的芳香成分和糖［17，23］。

3 香氣的影響因素

蘋果的芳香成分因品種、產(chǎn)地、生長(zhǎng)情況、采收時(shí)期及貯藏時(shí)間等因素而不同［23］。

3.1 品種之間的差異

不同的蘋果品種，其香氣成分的組成有明顯差異。各種各樣的揮發(fā)性香氣在蘋果果實(shí)里合成，但是在不同的蘋果品種之間其相對(duì)含量豐富的香氣成分是不同的，對(duì)于大多數(shù)品種來(lái)說(shuō)，不管定性還是定量分析，酯類均占主導(dǎo)地位［24］。富士的主要香氣成分為乙酸－2－甲基丁酯、乙酸丁酯和己酯類物質(zhì)，而在麥金托什紅蘋果(Mc Intosh)和科特蘭(Cortland)蘋果中己酯類物質(zhì)是主要香氣組分［11］。華冠果實(shí)中的醇類香氣組分的相對(duì)含量明顯高于富士和金冠;烷類物質(zhì)和酸的相對(duì)含量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金冠和富士;醋、酮、醛、醚、苯、烯等香氣物質(zhì)的相對(duì)含量與富士有明顯差別;甲醇和2－甲基丁醇的含量是金冠的3倍左右，而富士中沒(méi)有檢測(cè)到這2種物質(zhì);各種高級(jí)飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于富士和金冠［13］。

3.2 貯藏條件及貯藏時(shí)間的影響

長(zhǎng)期的低氧貯藏通常不利于香氣的產(chǎn)生，和冷藏相比，氣調(diào)貯藏可長(zhǎng)久地抑制蘋果果實(shí)貯藏期間乙烯的生成，降低后貯藏果實(shí)香氣的產(chǎn)生量，氣調(diào)貯藏后香氣的組分和產(chǎn)生水平都被極大地改變［8，25］。氣調(diào)貯藏在貯藏0、30、60、90、120d 后對(duì)‘粉紅女士’分別檢測(cè)出35、20、38、14、15 種香氣成分，比同期冷藏對(duì)照分別減少了 0%、33.3%、－18.7%、65%、40%［8］，可見不同的貯藏時(shí)間對(duì)香氣成分的影響極其顯著，在貯藏90d時(shí)對(duì)香氣組分的影響達(dá)到最大。

3.3 成熟度的影響

通常成熟度是影響香氣成分的主要因素之一［10］。香氣是伴隨果實(shí)成熟而產(chǎn)生的，果實(shí)從未成熟無(wú)香氣到成熟有香氣的過(guò)程中，揮發(fā)性香氣物質(zhì)種類和含量發(fā)生了極其顯著的變化。未成熟新紅星蘋果中含有26種揮發(fā)性物質(zhì)，其中己醛和2－甲基環(huán)戊醇含量最高，各占總量的20%以上;其次為丁醛、1－丁醇、2－己烯醛和丁酸甲酯，各占總量的 6%～13%。

而成熟果實(shí)中含有34種揮發(fā)性香氣物質(zhì)，總量是未成熟果實(shí)的4.4倍;有11種香氣組分在未成熟果實(shí)中未檢測(cè)到，其中乙酸丁酯和乙酸－3－甲基丁酯含量較高，分別占成熟果實(shí)香氣總量的10.55%和6.57%;其次為2－甲基丁酸乙酯和乙酸己酯，分別占總香氣量的1.3%左右。與未成熟果實(shí)比，成熟果實(shí)香氣中，1－丙醇、1－丁醇、乙酸丙酯、2－甲基丁醇、乙酸乙酯、乙酸戊酯、乙酸－2－甲基丙酯、2－甲基丁酸丙酯、丙酸乙酯、乙酸甲酯、己酸己酯和己醇含量及所占比例均顯著增加，其中1－丙醇、1－丁醇、乙酸丙酯、乙酸乙酯、2－甲基丁醇的增加量尤為顯著，且在總組分中所占比例較高。而2－甲基丁醛、2－甲基丁烯醛和乙酸戊烯酯在成熟蘋果中未檢測(cè)到，己醛和丁酸甲酯含量顯著降低［3］。蘋果香氣組分的生物合成與果實(shí)的成熟度有關(guān)，因此，采收期果實(shí)的成熟度決定了果實(shí)的香氣組分［26］。

3.4 分析方法的影響

不同的分析方法，對(duì)香氣成分的測(cè)定會(huì)產(chǎn)生一定的差異，Zou Xiaobo等［27］人用 SPME(固相微萃取)和GC－MS(氣/質(zhì)聯(lián)用)聯(lián)用測(cè)定富士蘋果中18種揮發(fā)香氣成分，而乜蘭春等［3］用熱脫附－氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀(TCT－GC－MS)檢測(cè)出富士蘋果31種香氣成分，趙峰等［28］采用 HS－SPME(Headspace Solidphase Microextraction)和GC－MS氣質(zhì)聯(lián)用測(cè)定富士香氣成分為55種，其中酯類25種、烯烴類11種、醛類7種、醇類6種、酮類2種、羧酸類2種及其他化合物2種。

3.5 地域及生長(zhǎng)環(huán)境的影響

地域?qū)μO果果實(shí)香氣的影響報(bào)道較少，閻振立等人［29］指出，產(chǎn)地對(duì)華冠果實(shí)香氣物質(zhì)總量有很大的影響，同一地區(qū)高海拔果園有利于酯類和醛類的積累和釋放，低海拔果園有利于果實(shí)醇類、烷類和酮類香氣物質(zhì)的積累;套袋能提高果實(shí)中醇類、烷類香氣物質(zhì)的相對(duì)含量，降低果實(shí)中酯類和醛類香氣物質(zhì)的含量。Mpelasoka Bussakorn S.等［30］表示，適量的灌溉和缺少灌溉的果園相比較，在收獲期其果實(shí)有相似的成熟度，但是缺少灌溉的果園的果實(shí)在20℃條件下貯藏過(guò)程中和冷凍貯藏后更能促進(jìn)香氣的生成和釋放，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是在促進(jìn)果實(shí)成熟的過(guò)程中同時(shí)促進(jìn)了果實(shí)香氣的合成和釋放。

果實(shí)香氣組分含量與果實(shí)生長(zhǎng)期間的光照條件有關(guān)。M iller T.W.等［31］研究了光照強(qiáng)度對(duì)蘋果新紅星(Starkrimson)和Topred揮發(fā)性香氣物質(zhì)的影響，結(jié)果表明，光照量對(duì)酯類香氣的釋放有很強(qiáng)的影響，光照強(qiáng)度越強(qiáng)，香氣合成量越大，在100%的光照強(qiáng)度下酯類香氣的釋放達(dá)到最大。果實(shí)在樹冠的位置也影響其香氣的成分，位于樹冠南面和西面的果實(shí)比位于東面和北面的果實(shí)酯類物質(zhì)合成多。

3.6 自身酶的影響

各種香氣的產(chǎn)生都與相關(guān)的酶有關(guān)，金宏［8］表示，酯類香氣2－甲基乙酸－1－丁酯的生物合成與脂氧合酶(Lipoxygenases，LOX)活性呈正相關(guān)。當(dāng)丙酮酸脫羧酶(Pyruvate decarboxylase，PDC)活性達(dá)到最大時(shí)，多數(shù)酯類香氣的釋放也達(dá)到峰值，說(shuō)明PDC可能是‘粉紅女士’蘋果貯藏后期香氣生物合成的關(guān)鍵酶。

Lara I.等［32］指出果實(shí)香氣的合成及釋放和相關(guān)酶(LOX［脂氧合酶］、PDC［丙酮酸脫羧酶］、ADH［醇脫氫酶］、AAT［醇－酞基轉(zhuǎn)移酶］)的活性有關(guān)，在空氣常溫貯藏條件下，脂氧合酶活性比在低氧貯藏條件下高，直鏈酯的合成和釋放相應(yīng)也高。

3.7 乙烯及CO2成熟調(diào)節(jié)劑的影響

CO2和乙烯的濃度與香氣的生成密切相關(guān)，催化乙烯產(chǎn)量的增加和呼吸系統(tǒng)的活性對(duì)于增加香氣物質(zhì)的生產(chǎn)是至關(guān)重要的［10，24］。酯類是果實(shí)的主要香氣成分，其產(chǎn)生量的大小和時(shí)間與呼吸躍變緊密相關(guān)，呼吸躍變又是果實(shí)產(chǎn)生乙烯的結(jié)果，通過(guò)乙烯抑制劑或調(diào)節(jié)貯藏條件抑制果實(shí)乙烯的生成，果實(shí)中酯類香氣的產(chǎn)生大幅度降低，而醇類和醛類香氣的降低較少，同時(shí)降低了香氣的產(chǎn)生［25，33］。

3.8 乙烯產(chǎn)生抑制劑的影響

S.Kondo 等 人［24］報(bào) 道 了 1－MCP(1－Methylcyclopropene)和茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate，MeJA)對(duì)揮發(fā)性香氣生物合成的影響，指出氨基乙基乙烯基甘氨酸(am inoethoxyvinylglycine，AVG)、氨基環(huán)丙烷羧酸(1－aminocyclopropane－1－carboxylic acid，ACC)合成酶的抑制劑可影響蘋果果實(shí)的香氣成分的產(chǎn)生;茉莉酸甲酯對(duì)香氣成分的影響根據(jù)不同香氣成分不同而不同;1－MCP通過(guò)與乙烯競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合受體，抑制乙烯的合成和釋放，降低呼吸強(qiáng)度，從而抑制揮發(fā)性香氣的產(chǎn)生［34］。

金宏指出［8］，經(jīng)過(guò) 1－MCP 處理過(guò)的‘粉紅女士’，在貯藏90d時(shí)對(duì)香氣組分的影響達(dá)到最大，酯類香氣種類比不做任何處理組減少56%;醇類香氣比不做任何處理組減少了33.33%;烷烴香氣種類比不做任何處理組減少了66.67%。1－MCP在果實(shí)貯藏期間對(duì)酯類、醇類和烷烴有顯著抑制作用，主要是抑制了乙酸丁酯、2－甲基丁酸己酯、丁酸己酯和己酸己酯的合成?？傊?－MCP處理可抑制乙烯的產(chǎn)生，抑制了果實(shí)游離脂肪酸和異亮氨酸的積累，從而抑制了香氣物質(zhì)的合成［35］。

3.9 信號(hào)物質(zhì)對(duì)香氣修復(fù)產(chǎn)生的影響

據(jù)金宏［8］報(bào)道，水楊酸(SA)、乙烯利(ETH)可促進(jìn)香氣成分的產(chǎn)生，對(duì)蘋果貯藏后酯類揮發(fā)性香氣成分的合成具有促進(jìn)作用，用1.0mmol/L的SA對(duì)酯類香氣種類的恢復(fù)效果最好，酯類香氣種類比對(duì)照高出10種;用0.5mmol/L的SA處理貯藏后的‘粉紅女士’，可明顯地促進(jìn)酯類香氣的釋放量;ETH處理貯藏后的‘粉紅女士’蘋果，其對(duì)酯類香氣種類的影響較小，但可促進(jìn)蘋果酯類香氣的釋放量。乙烯利處理促進(jìn)游離脂肪酸和異亮氨酸的積累，也促進(jìn)了LOX活性的提高，從而促進(jìn)果實(shí)香氣物質(zhì)的產(chǎn)生，乙烯利對(duì)香氣物質(zhì)產(chǎn)生的調(diào)控是通過(guò)對(duì)脂類和氨基酸代謝的調(diào)控，控制香氣合成的前體物質(zhì)供應(yīng)而實(shí)現(xiàn)的［35］。

4 結(jié)語(yǔ)

蘋果香氣中低分子酯類物質(zhì)占78%～92%，以乙醇、丁酸和己酸分別與乙醇、丁醇和己醇形成的酯類為主。以2－甲基丁酸乙酯為蘋果的重要香氣成分之一。蘋果中的醇類物質(zhì)占總揮發(fā)性物質(zhì)的6%～12%，主要為丁醇和己醇，還有少量的酮類和醛類物質(zhì)［36］。香氣成分繁多，生物合成途徑也十分復(fù)雜，多數(shù)反應(yīng)的途徑和機(jī)理至今尚不明確，但水果的生長(zhǎng)、成熟和貯存過(guò)程中產(chǎn)生的揮發(fā)性組分一般都是在酶的直接或間接催化下進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化和合成的［23］。揮發(fā)組分的化學(xué)組成和濃度以及人個(gè)體間的閾值差異決定了香氣的特性［37］。影響香氣的因素也很多，但蘋果品種、生長(zhǎng)環(huán)境及地域、成熟度、貯藏條件和時(shí)間長(zhǎng)短等是影響香氣組分的主要因素。

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Review on factors affecting aroma components and biosynthesis during maturation of apple

DUAN Liang－liang，TIAN Lan－lan，LEI Feng－chao，GUO Yu－rong*

(College of Food Engineering and Nutritional Science，Shaanxi Normal University，Xi’an 710062，China)

Introduced the main aroma components of six common varieties of apple，the main biosynthesis pathway and factors affecting synthesis and release of aroma.Apple aroma esters，accounting for 78%～92%of the components，are the main component，followed by alcohol，the com position of 6%～16%.Apple cultivars，growth environment，origin，harvest time and storage conditions and time are the main factors affecting apple aroma.

aroma components;biosynthesis pathway;influencing factors

TS255.1

A

1002－0306(2011)08－0461－06

2010－08－23 *通訊聯(lián)系人

段亮亮(1985－)，女，碩士研究生，主要從事食品功能成分開發(fā)及利用研究。

農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目(nycytx－08);陜西師范大學(xué)研究生培養(yǎng)創(chuàng)新基金(2010cxs020)。