植物香味影響因素及其副產(chǎn)品研究進(jìn)展

石方剛，蔣順紅，何龍飛，王愛勤

（廣西大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，廣西 南寧 530000）

1 果實(shí)香氣產(chǎn)生及其影響因素

不同的植物和果實(shí)具有不同的香氣，怡人的香氣是植物和果實(shí)吸引消費(fèi)者和增強(qiáng)市場競爭力的重要因素之一。因此，農(nóng)戶想要提高銷量進(jìn)而提升利潤，掌握提高和保留香氣是關(guān)鍵所在。江西是我國葛根主要的產(chǎn)區(qū)，幾乎每個市都有葛根的種植，以橫峰最為集中，目前江西己經(jīng)選育出橫葛1號等優(yōu)良品種；在葛根產(chǎn)品研發(fā)方面，南昌開發(fā)飲料如葛汁露等葛根飲料，撫州開發(fā)醒酒寶、葛根保健酒。

通過分析，國內(nèi)外對果實(shí)香氣產(chǎn)生及其影響因素的研究，筆者認(rèn)為，應(yīng)該從果實(shí)的主要香氣成分著手，學(xué)習(xí)與分析果蔬香氣產(chǎn)生的影響因素上的相關(guān)問題進(jìn)行分析，與相關(guān)的研究進(jìn)行了對植物香味影響因素及其副產(chǎn)品綜述研究，同時，筆者認(rèn)為在此基礎(chǔ)上對其揮發(fā)性成分的萃取方法非常重要。其主要的內(nèi)容如下：

1.1 果實(shí)的主要香氣成分

在果實(shí)的香氣研究中，對其物質(zhì)的揮發(fā)性有了進(jìn)一步的研究進(jìn)展，在國內(nèi)外對其此物質(zhì)揮發(fā)性的分類諸多。（Tandonetal.，2012）進(jìn)行對番茄進(jìn)行鑒定與研究的品種很多，特別是研究了蘋果中的香氣360種左右。同時，對（Wyllie and Leach，1992）瓜果進(jìn)行了對香氣進(jìn)行了分析與分類研究。茶葉香氣成分目前檢測出的有700多種，包括，醇類、醛類、酮類、酯類、內(nèi)酯類、酸類、酚類物質(zhì)等。

對蘋果的低分子脂類的澄粉進(jìn)行了研究，（Pyrus bretschneideri Rehd.，2011）對多種水果進(jìn)行了對香氣的主要成分進(jìn)行了分析與處理。菠蘿揮發(fā)性成分中酯類物質(zhì)占44.9%（Teaietal.,2001）。

在果實(shí)的香氣成份研究中，對物質(zhì)的分類進(jìn)行了諸多的研究，特別是在醛類、酮類、醇類等此類物質(zhì)進(jìn)行研究揮發(fā)性物質(zhì)為主要研究內(nèi)容。蘋果中的醇類物質(zhì)占總揮發(fā)性物質(zhì)的6%～12%，主要醇類為丁醇和己醇，還有少量酮類和醛類物質(zhì)（Yahia,1994）。甜瓜未成熟果實(shí)中存在大量中鏈醇和醛類物質(zhì)（Shalitetal，2001）。

對衍生物質(zhì)中的香氣在植物香味影響因素及其副產(chǎn)品的物質(zhì)分類中酚類物質(zhì)，對香蕉等果實(shí)在揮發(fā)性原理中的運(yùn)用與現(xiàn)象特別多。甜瓜中含有乙酸苯酯類物質(zhì)（Shalletal.,1994）；番茄的香氣成分中有 2-苯基乙醇（Tandonetal.,2000）。

1.2 果蔬香氣產(chǎn)生的影響因素

1.2.1 品種之間的差異

在植物香味影響因素及其副產(chǎn)品中，對果蔬香氣中的影響因素的研究現(xiàn)象在國內(nèi)外都存在。（王明智，2016）對蘋果品種、定性、定量分析、相對含量值等理論進(jìn)行了對比研究與分析運(yùn)用。（Local Kangra，2015）甲醇和2-甲基丁醇的含量是金冠的3倍左右，而富士中沒有檢測到這2種物質(zhì)；各種高級飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于富士和金冠。

（Rawat等，2010）對克隆茶樹茶梢中對香氣產(chǎn)生的因素，對相關(guān)的糖苷類鍵合含量進(jìn)行了試驗(yàn)分析與運(yùn)用，對其結(jié)果采取了克隆技術(shù)進(jìn)行分析其參數(shù)變量的觀察值進(jìn)行了對比研究[6]，其中UPASI-10品種的香氣含量最高參數(shù)進(jìn)行了記錄與處理，而（Local Kangra，2009）品種的最低，只有（5.11±0.20）%。

1.2.2 貯藏條件與貯藏時間

（姜浩，2013）在儲藏水果等方面，對水果香氣進(jìn)行了研究與記錄，同時進(jìn)行了對比的分析與研究，對其研究的結(jié)果進(jìn)行了分析其香氣的變化值對于蘋果和香蕉等果實(shí)，貯藏期間用香氣前體物質(zhì)的氣體處理，可顯著增加其香味，使果實(shí)具有優(yōu)質(zhì)和諧的香氣（汪秋安和碧云,2002）。

1.2.3 果實(shí)成熟度

對農(nóng)產(chǎn)品的研究中，需要對其水果的成熟程度進(jìn)行研究，主要以果蔬香氣產(chǎn)生的影響因素等為重點(diǎn)進(jìn)行了研究。（李江明，2011）進(jìn)行對香氣與水果的變化參數(shù)與相關(guān)的變型值進(jìn)行對比試驗(yàn)，對產(chǎn)生的香氣進(jìn)行了分析與對不同水果的特征與隨著成熟度進(jìn)行了對比研究與分析。

Bangerth等（1998）研究表明，草莓果實(shí)在成熟前缺乏酯類，花后36～41 d進(jìn)入成熟階段才開始產(chǎn)生酯類，果實(shí)不同成熟階段，酯的種類含量也有差異。另外，在果蔬香氣產(chǎn)生的影響因素中，還主要對環(huán)境的相關(guān)要求與栽培對策與處理方法等進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)性研究，還對實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了研究與記錄，為以后對植物香味影響因素及其副產(chǎn)品研究等進(jìn)行了諸多的研究與對后人給予借鑒性奠定基礎(chǔ)。比如，Mpelasoka等（2002）報(bào)道缺水管理的果實(shí)在成熟時，香氣與對照無顯著差異，但貯藏期間香氣較對照增加。而負(fù)載量對果實(shí)香氣無顯著影響。

1.3 揮發(fā)性成分的萃取方法

目前，食品風(fēng)味成分研究領(lǐng)域中針對關(guān)鍵呈香成分的研究方法主要包括香氣萃取、香氣鑒定和香氣重組等。常用的香氣萃取方法主要有同時蒸餾萃取、固相微萃?。⊿olid phase microextraction，SPME）、攪拌棒吸附萃取（Stir Bar Sorptive Extraction，SBSE）、超臨界萃取（Supercritical fluid extraction，SFE）、減壓蒸餾萃?。╒acuum distillation extraction，VDE）等。各萃取方法優(yōu)缺點(diǎn)見表1。

2 葛根資源現(xiàn)狀

通過對其葛根資源現(xiàn)狀與植物香味影響因素及其副產(chǎn)品的現(xiàn)狀分析，筆者認(rèn)為應(yīng)該從國外葛屬種類及其基本情況與國內(nèi)葛屬種類及其基本情況，以及從國內(nèi)葛根深加工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀的文獻(xiàn)綜述的資料作出了總結(jié)，對葛根資源現(xiàn)狀的內(nèi)容作出如下。

表1 揮發(fā)性成分萃取方式Tab.1 Extraction ofvolatile components

2.1 國外葛屬種類及其基本情況

葛根（RadixPueraria）葛根又名葛、甘葛等，指來源于豆科蝶形花亞科葛屬野葛和甘葛塊根（Pueraria DC.）（中國藥典，2010），為多年生藤本，富含淀粉和異黃酮，是中國衛(wèi)生部首批批準(zhǔn)的藥食同源兩用植物（楊旭東等，2014）。世界上的葛屬植物約35種，廣泛分布在亞洲東北、南部、東南部、大洋洲、北美等地的熱帶及亞熱帶地區(qū)。野葛和粉葛，是商品“葛根”的主要來源。根據(jù)《中國高等植物圖鑒》（2016）、《中國藥用植物志》（2016）及 Egan AN，Pan B（2015）對我國葛屬植物的具體分類，我國主要利用葛屬種類共7種，具體情況如表2。

表2 主要葛屬種類及其基本情況Tab.2 Major genus species and their basic conditions

2.2 國內(nèi)葛屬種類及其基本情況

我國的葛根資源主要分布在南方的省份。江西是主要的產(chǎn)區(qū)，幾乎每個市都有葛根的種植，以橫峰最為集中，目前江西己經(jīng)選育出橫葛1號等優(yōu)良品種；在葛根產(chǎn)品研發(fā)方面，南昌開發(fā)飲料如葛汁露等葛根飲料，撫州開發(fā)醒酒寶、葛根保健酒，贛州主要開發(fā)葛根粉絲，其余地區(qū)如橫峰、玉山、上饒等，主要加工葛根淀粉、葛根茶等間。

湖南省野生葛根資源豐富，野生葛根種植面積達(dá)到1.33×104hm2以上，人工粉葛栽培面積達(dá)到444.4 hm2以上。葛根種植主要分布在張家界市，近些年來吉首、保靖、鳳凰等地都進(jìn)行了一定規(guī)模的人工種植；葛根加工以生產(chǎn)天然葛根純粉為主，還開發(fā)出了葛花茶、葛片茶、葛根掛面等。

湖北種植葛根歷史悠久，從19世紀(jì)80年代鐘樣縣就開始種植葛根并大批量出口鮮葛到日本，恩施、襄陽等地均有大規(guī)模的葛根種植。然而湖北葛根加工企業(yè)規(guī)模普遍比較小，家庭作坊式生產(chǎn)仍然占據(jù)主要地位，所生產(chǎn)的絕大多數(shù)是初級加工品，如葛根淀粉、葛根掛面、葛花茶、葛片茶等。隨著葛根加工工藝的改進(jìn)，湖北街有關(guān)公司開始生產(chǎn)高附加值的葛根解酒膠囊等。

19世紀(jì)80年代，廣西就開始了在葛根規(guī)模種植實(shí)踐方面進(jìn)行摸索，如葛根和其他作物的立體種植。近些年來，廣西葛根產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，其中粉葛種植規(guī)模占全國的1/6以上，梧州藤縣和桂林臨桂是粉葛的主要產(chǎn)地。廣西粉葛種植面積達(dá)8 432 hm2，年產(chǎn)鮮葛約29.07×104t；加工以生產(chǎn)葛粉為主，進(jìn)一步加工為葛茶、葛面，還有一定量的切丁切片等。廣東、云南、桂東南是菜葛的主要消費(fèi)市場，廣東以及桂東南粵語片區(qū)一帶素有用葛根煲湯的傳統(tǒng)，甚至有的地方流傳著“無葛不成席”的說法。目前，廣西葛根主要以食用和初級加工為主，普遍存在加工產(chǎn)品種類少、檔次低、綜合利用弱等問題。我國葛根主要產(chǎn)區(qū)分布概況如圖表3。

表3 我國葛根主要產(chǎn)區(qū)分布概況Tab.3 Distribution ofmain producingareas ofGegen in China

2.3 國內(nèi)葛根深加工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

在產(chǎn)品研發(fā)方面，國內(nèi)目前己經(jīng)開發(fā)出多種葛根藥品；（1）葛根素浸膏粉，用于升陽止瀉，退燒，生津等；（2）葛根岑連片，用于止瀉止痢，清熱解??；（3）葛根素針劑、膠囊劑、片劑，用于治療冠心病、心肌梗塞、糖尿病、心絞痛等；（4）心血寧片，用于通絡(luò)止痛，活血化瘀等；（5）愈風(fēng)寧心片，用于增強(qiáng)冠脈血流量等；（6）用于制作含有葛根成分的中成藥。葛根不僅有豐富的藥用價值，其價值還體現(xiàn)在食用方面上。國內(nèi)目前還開發(fā)出了葛根解酒保健茶、葛根解酒飲料等功能食品；葛糊、葛根全粉咀嚼片；葛汁、葛凍、葛泥、葛浸膏等菜肴配料。

在我國葛根生產(chǎn)量及老百姓的購買力度遠(yuǎn)不及國外，與日本、韓國以及西方等國的差距比較明顯。目前，葛根的深加工產(chǎn)品依然以葛根相關(guān)的食品為主，含葛根的醫(yī)藥制劑產(chǎn)品開發(fā)和推廣力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。在葛根食品方面，國內(nèi)的生產(chǎn)企業(yè)遲遲沒有建立完善的產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)，也沒有產(chǎn)生葛根產(chǎn)品的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)體系，導(dǎo)致國內(nèi)葛根深加工企業(yè)在葛根產(chǎn)品生產(chǎn)過程中質(zhì)量控制不足，市場上以次充好的現(xiàn)象時有發(fā)生。此外，在葛根產(chǎn)品質(zhì)量方面國家標(biāo)準(zhǔn)長期缺失，導(dǎo)致葛根產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，給國內(nèi)的葛根深加工行業(yè)帶來了不利影響。所以，如何栽培深加工出更優(yōu)質(zhì)的葛根及附加產(chǎn)品，提高葛根的利用率，延長葛根產(chǎn)業(yè)鏈，提高葛根產(chǎn)品附加值，是擺在我們面前的重大難題。

3 葛根及其副產(chǎn)品風(fēng)味研究進(jìn)展

葛根香氣是衡量葛根品質(zhì)的重要因素之一，不同品種、不同產(chǎn)區(qū)、不同深加工處理都會對葛根香氣組分產(chǎn)生一定的影響。因此，在葛根及其副產(chǎn)品風(fēng)味研究進(jìn)展的研究中，筆者認(rèn)為，應(yīng)該首先對葛根汁發(fā)酵前后風(fēng)味成分變化，同時，對酒曲發(fā)酵葛根酒的風(fēng)味物質(zhì)變化與葛根甜面醬中的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析。因此，對此分析與文獻(xiàn)綜述研究的進(jìn)展資料進(jìn)行分析作出如下：

3.1 葛根汁發(fā)酵前后風(fēng)味成分變化

王振斌等（2016）對葛根汁發(fā)酵前后風(fēng)味成分變化進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，葛根汁經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后，醇類、酯類和有機(jī)酸的含量和種類明顯高于葛根汁。江海林（2015）乙醇具有特殊的、令人愉快的香味。另外乳酸菌和酵母菌發(fā)酵會產(chǎn)生一些酯類化合物，如辛酸乙酯、葵酸已酯。大多數(shù)酯類化合物具有花、果香氣。

3.2 酒曲發(fā)酵葛根酒的風(fēng)味物質(zhì)變化

仲楨玉等（2017）分別用茅臺酒曲、高效酒曲、甜酒曲、酵母及曲王5種單一或復(fù)合的曲種發(fā)酵葛根，發(fā)酵前加入果膠酶和葡萄糖供微生物分解利用，分析不同酒曲發(fā)酵得到的葛根酒中揮發(fā)性成分差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)5種酒曲中揮發(fā)性香氣成分含量最高的都是乙醇和苯乙醇，茅臺酒曲發(fā)酵的葛根酒另外含3-甲基1-丁醇；高效酒曲發(fā)酵的葛根酒含有3-甲基1-丁醇和乙酸乙酯；甜酒曲發(fā)酵的葛根酒含有乙酸和3-甲基1-丁醇；酵母發(fā)酵的葛根酒含有3甲基1-丁醇、乙酸和3-甲基1-丙醇；曲王發(fā)酵的葛根酒含有乙酸、3-甲基1-丙醇和3-甲基1-丁醇；由于茅臺酒曲、高效酒曲、甜酒曲和曲王都是復(fù)合曲，酵母是單曲，單從揮發(fā)性成分氣味上對比來看，復(fù)合曲尤其是高效酒曲發(fā)酵的葛根酒氣味最佳。另外，茅臺酒曲發(fā)酵酒發(fā)酵時間最長，對溫度要求也高于其他曲種，其次是甜酒曲發(fā)酵酒，而其他3種酒曲發(fā)酵酒對溫度和時間要求不高。因此考慮到時間與效益，仍是高效酒曲發(fā)酵酒最為合適。

3.3 葛根甜面醬中的揮發(fā)性成分

陳芩等（2012）分析葛根甜面醬中揮發(fā)性風(fēng)味成分，檢測出月桂酸乙酯、9-十六碳烯酸乙酯、棕櫚酸乙酯、亞麻油酸乙酯、油酸乙酯、硬脂酸乙酯是甜面醬共有的揮發(fā)性成分且相對含量較高，這些可能對葛根甜面醬的風(fēng)味有重要貢獻(xiàn)作用，為進(jìn)一步確定葛根甜面醬風(fēng)味成分提供了基礎(chǔ)。

4 討論

香氣是衡量果實(shí)品質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，可以說只要了解并掌握影響果實(shí)香氣的影響因素，就可以利用其來選擇更有利的種植方式，從而提高收益。根據(jù)《中國高等植物圖鑒》（2016）、《中國藥用植物志》（2016）及 Egan AN，Pan B（2015）對我國葛屬植物的具體分類，我國主要利用葛屬種類共7種。目前，學(xué)術(shù)界對葛根及其附加產(chǎn)品的香氣研究報(bào)道相對較少，還需加大力度跟進(jìn)研究。