植物果實(shí)香味研究進(jìn)展

摘 要：植物果實(shí)香味是衡量果實(shí)品質(zhì)的一個(gè)重要特征，也是吸引顧客購(gòu)買的一種重要指標(biāo)，隨著人民生活水平的提高，對(duì)果實(shí)品質(zhì)的要求也越來越高，如何提高果實(shí)香味品質(zhì)已成為植物栽培工作者的重要任務(wù)之一。本文綜述了植物果實(shí)的揮發(fā)性成份，以期為闡明果實(shí)香味的合成機(jī)制及其影響因素提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：果實(shí)香味；合成機(jī)制；影響因素；綜述

中圖分類號(hào)：S601 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170133045

植物果實(shí)香味是衡量果實(shí)品質(zhì)的一個(gè)重要特征，也是吸引顧客購(gòu)買的一種重要指標(biāo)，隨著人民生活水平的提高，對(duì)果實(shí)品質(zhì)的要求也越來越高，如何提高果實(shí)香味品質(zhì)已成為植物栽培工作者的重要任務(wù)之一。本文綜述了植物果實(shí)的揮發(fā)性成份，以期為闡明果實(shí)香味的合成機(jī)制及其影響因素提供理論依據(jù)。

1 植物果實(shí)香味分析

果實(shí)質(zhì)量由很多因素組成，如顏色、香味、營(yíng)養(yǎng)、甜度等，植物所釋放出揮發(fā)性氣體，取決于它們的種類和所受的環(huán)境。作為一種重要的果實(shí)特征，香味很大程度上決定了植物果實(shí)受歡迎的程度。盡管不同的果實(shí)香味特質(zhì)不同，但主要的香味物質(zhì)通常包括氨基酸衍生的物質(zhì)，脂類衍生的物質(zhì)，酚類衍生物及單萜、倍萜等[1]；果實(shí)品種不同，所含香味物質(zhì)不同。

蘋果中報(bào)道的揮發(fā)性物質(zhì)超過300多種[2]，不同品種所釋放的揮發(fā)性物質(zhì)的數(shù)量、濃度及種類均不相同[3]，酯類為蘋果釋放出的最大部分物質(zhì)，被認(rèn)為是區(qū)分品種的重要物質(zhì)[4]。如“福井”蘋果的特征香味物質(zhì)為乙基2 -甲基丁酸甲酯，2-甲基丁醋酸和己基乙酸[5]；“艾爾斯塔”蘋果的主要特征香味物質(zhì)為丁酸乙酯和甲基丁酸乙酯；“紅粉佳人”蘋果的特征香味物質(zhì)為乙酸己酯，己基2 -甲基丁酸甲酯，己酸己酯，己酸丁酯，醋酸丁酯等[6]。

瓜類水果中共發(fā)現(xiàn)約240種香味物質(zhì)[7]，大部分揮發(fā)性物質(zhì)為C9物質(zhì)，其含量依賴于果實(shí)的品種及所處的環(huán)境，相比非呼吸躍變型瓜類如白蘭瓜，呼吸躍變型瓜類如哈密瓜具有更濃郁的香味[8]。哈密瓜中，酯類為最主要成分，主要是乙酸的衍生物，如2-甲基丙基乙酸酯，乙酸2-甲基丁酯，占據(jù)37%的含量；另外，低濃度的內(nèi)脂，硫化合物（如甲硫基乙酸），2-甲硫基乙酸乙酯和3-甲硫基乙酸丙酯等也占據(jù)重要地位。

香蕉中目前報(bào)道的揮發(fā)性物質(zhì)超過250種，主要物質(zhì)為酯類，如乙酸異戊酯，乙酸異丁酯，乙酸異戊酯，乙酸丁酯和欖香素。品種不同，其成分有所差異。

葡萄果實(shí)中報(bào)道的香味物質(zhì)主要有異戊二烯及其衍生物、萜烯類、硫醇化合物、甲氧基吡嗪等，萜類含量最高，大約有70種，萜類化合物感官閾值低，在果皮中含量最高，可用于確定葡萄酒的原料來源和產(chǎn)地信息，是葡萄及葡萄酒的典型香氣。

草莓中報(bào)道的揮發(fā)性物質(zhì)大約有350多種，主要有酯、醛、酮、醇、 萜類、呋喃和硫化物，成熟的草莓果中酯的含量占總揮發(fā)物的25%～90%，甲酯和乙酯為最主要的酯類，如甲基和乙基丁酸甲酯和乙酸丁酯，甲基和己酸乙酯等。呋喃酮（2，5二甲基4-羥基-3（2H）呋喃酮）和它的甲基化衍生物2，5二甲基-4-甲氧基-3（2H）呋喃酮被認(rèn)為是草莓果實(shí)主要特征香味物質(zhì)，通常以微量存在于其它水果中，但在草莓中，卻發(fā)現(xiàn)它的大量存在，由于它的香味閾值極低，通常被認(rèn)為是草莓的主要香味物質(zhì)，它們主要有駱駝味、甜味、花和果實(shí)香味；其它物質(zhì)，如萜類不足10%，硫化合物不足2%，但是，它們對(duì)草莓的香味特征也有著作用。

2 植物果實(shí)香味合成機(jī)制

植物揮發(fā)性物質(zhì)合成的途徑主要有脂肪酸途徑、碳水化合物降解途徑及氨基酸代謝途徑等。

脂肪酸途徑是植物香氣物質(zhì)形成的主要來源，通過該途徑可形成醇、醛、酯及內(nèi)酯等，該途徑有LOX（脂氧合酶，Lipoxygenase）和β–氧化2條分支；LOX途徑以亞油酸和亞麻酸為底物，在HPL（氫過氧化物裂解酶，Hydroperoxide lyase）的作用下形成己醛或己烯醛，而后在ADH（醇脫氫酶，Alcohol dehydrogenase）的催化下生成醇類，這些醇在AAT（醇?；D(zhuǎn)移酶，alcohol acyltransferases）的作用下形成相應(yīng)的酯類。β-氧化以飽和脂肪酸為底物，在ACX（乙酰輔酶A 氧化酶，Acyl–CoA oxidase）及相應(yīng)酶的作用下形成相應(yīng)的內(nèi)酯。

碳水化合物降解途徑主要有異戊二烯途徑和呋喃酮合成途徑；呋喃酮的合成也是碳水化合物代謝途徑的典型代表，呋喃酮的合成途徑目前還不是非常清楚，但大量的研究證實(shí)，D-果糖和D-葡萄糖是DMHF合成的直接前體物質(zhì)。

異戊二烯途徑是碳水化合物降解的主要途徑，也是形成萜類化合物的重要途徑，該途徑可以合成萜烯醇、芳樟醇、萜品烯等萜類和β-紫羅蘭酮等類胡蘿卜素類香氣物質(zhì)。該途徑主要過程如下：碳水化合物在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)經(jīng)MVA 途徑和EP 途徑，形成異戊烯基焦磷酸，而后在TS（萜類合成酶，Terpene synthase）的作用下形成單萜、倍半萜或類胡蘿卜素，最后在CCD（類胡蘿卜素雙加氧酶，Carotenoid cleavage dioxygenases）的作用下降解形成β-紫羅蘭酮物質(zhì)。

氨基酸代謝途徑可產(chǎn)生脂肪族的醇類、酯類、羰基化合物和酸類等。果香型和酯香型的特征香氣成分一般是由氨基酸代謝途徑產(chǎn)生的。參與香氣物質(zhì)合成的氨基酸主要有亮氨酸、丙氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、半胱氨酸、異亮氨酸、亮氨酸和天冬氨酸，這些氨基酸在PDC（丙酮酸脫羧酶，Pyruvate decarboxylase）和ATF（氨基轉(zhuǎn)移酶，Amino transferase）的作用下形成芳香族香氣物質(zhì)或芳香族的醇、酸和酯類。香味合成途徑如圖1所示。

3 影響果實(shí)香氣的因素

果實(shí)種類不同香氣成分存在較大的差異，同一種類的不同品種之間，香氣的成分和含量也有所差異。如蘋果品種‘金冠、‘喬納金、含較多的乙酸丁酯和乙酸己酯；而‘Nico、‘Grany Smith等則含較多的丁酸己酯和己醇。草莓果實(shí)中，“Gorella”品種的甲酯含量占總酯類60%～70%，而“豐香”果實(shí)香氣中酯類相對(duì)含量則為32.18%。草莓另一品種“羅莎”果實(shí)中，其香氣物質(zhì)中主要是酯類，相對(duì)含量為23.25%，低于“豐香”；而酮類則僅為“豐香”的1/3。

除果實(shí)品種外，果實(shí)成熟度是影響果實(shí)香氣的另一種重要的因素；不同成熟度的果實(shí)，其揮發(fā)性物質(zhì)的種類及含量都存在著不同程度的差異。一般來說，醛類物質(zhì)在果實(shí)未成熟時(shí)大量存在，隨著果實(shí)的成熟而減少；而其它一些香氣物質(zhì)則伴隨果實(shí)的成熟而增強(qiáng)，在果實(shí)青色消褪成熟后的果實(shí)香氣最濃。

光照和栽培管理也影響果實(shí)品質(zhì)的重要，如適度的光照也有利于桃果實(shí)香氣物質(zhì)形成，過強(qiáng)或過弱的光照會(huì)使果實(shí)果香型成分含量減少。不同的栽培管理模式也會(huì)影響果實(shí)香氣物質(zhì)的形成，例如過量施用氮肥可以減少甜香氣味成分的濃度、增加桃果實(shí)清香型物質(zhì)的生成等。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：段文凱（1982-），博士，講師，研究方向：生物活性物質(zhì)分離與純化。