水果及其加工產(chǎn)品中糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的研究進(jìn)展

馬亞琴，張晨，鄧涂靜，周佳

(西南大學(xué)柑桔研究所，國家柑桔工程技術(shù)研究中心，重慶，400712)

香氣不但可以間接反映出水果及其加工產(chǎn)品的口感及風(fēng)味，而且其在提升消費(fèi)者口碑及市場(chǎng)競(jìng)爭力方面也起了關(guān)鍵性的作用。水果中的香氣物質(zhì)包括游離態(tài)、鍵合態(tài)香氣物質(zhì)，且呈香的是游離態(tài)香氣物質(zhì)。鍵合態(tài)香氣物質(zhì)一般以糖苷鍵合態(tài)的形式與水果中的糖類物質(zhì)相結(jié)合，其在酸、酶或者超聲作用下會(huì)釋放出游離態(tài)芳香物質(zhì)進(jìn)而被人感知達(dá)到增香的目的[1]。糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的研究起源于FRANCIS等[2]在1969年對(duì)玫瑰花瓣中以糖苷形式存在的單萜醇的研究。1974年，CORDONNIER等[3]證實(shí)了水果中糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的存在，此后水果中糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的研究逐漸增多，包括葡萄、柑橘、蘋果、獼猴桃、櫻桃等方面，其中以葡萄、柑橘、蘋果中糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的研究較為系統(tǒng)。20世紀(jì)80年代糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)于葡萄中的首次發(fā)現(xiàn)[4]激發(fā)了人們對(duì)于葡萄和葡萄酒中香氣前體物質(zhì)的研究興趣，研究發(fā)現(xiàn)葡萄中糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)含量較游離態(tài)高，其中單萜類物質(zhì)是麝香型葡萄品種中最為常見的糖苷配基，且閾值較低，一般作為麝香型葡萄酒的特征香氣物質(zhì)[5-7]。同樣，柑橘汁作為銷量最多且最受青睞的果汁，人們對(duì)其糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的研究也較早，1991年，宛曉春等[8]即發(fā)現(xiàn)萜醇在檸檬中有很大一部分以糖苷鍵合態(tài)形式存在。此后，范剛[9]、REN等[10]相繼較為全面地測(cè)定了不同柑橘汁中糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)。范剛[9]認(rèn)為不同橙汁水解得到的鍵合態(tài)香氣物質(zhì)含量從高到低依次為酸橙、臍血橙、哈姆林甜橙、錦橙。REN等[10]分別在Hamlin、Grapefruit white、Grapefruit red、Guoqing、Miyagawa wase、Owari satsuma中分別檢測(cè)到5、6、3、12、10、5種鍵合態(tài)揮發(fā)性化合物，其中對(duì)乙烯基愈創(chuàng)木酚在6種柑橘汁中均能被檢測(cè)到，芳樟醇氧化物同時(shí)以游離態(tài)、鍵合態(tài)形式存在于兩類柚子中，且在Grapefruit red中以鍵合態(tài)形式存在的芳樟醇氧化物含量約為游離態(tài)含量的2倍以上，故該化合物的釋放可能是Grapefruit red花香氣味的一大貢獻(xiàn)者。此外，蘋果作為最重要的鮮果之一，人們對(duì)蘋果中鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的研究由早期的單一蘋果品種Brazilian cashew到逐漸的品種多元化，研究發(fā)現(xiàn)Brazilian cashew蘋果中主要配基為烷基醇、芳香醇、芳香酸等[11]，而在Crimson crisp, Golden delicious, Fuji, Gala royal, Pink lady蘋果中則以脂肪醇為主要配基，其次為芳香醇、羧酸、苯丙醇、酯類[12]。

本文從如何提升水果及其加工產(chǎn)品的香氣質(zhì)量出發(fā)，綜述了水果及其加工產(chǎn)品中糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、提取和分析方法、香氣釋放方式及一些常見香氣化合物的保留指數(shù)與氣味的研究進(jìn)展，以期更好地滿足消費(fèi)者對(duì)水果及其加工產(chǎn)品品質(zhì)的要求。

1 糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)

1.1 配基部分

配基為糖苷中與活性糖供體相結(jié)合的揮發(fā)性化合物，此類揮發(fā)性化合物中—OH、—NH2、—COOH、—SH、C—C等受體基團(tuán)可在糖基轉(zhuǎn)移酶的催化作用下將其與活性糖供體相結(jié)合形成糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)。糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的配基主要包括萜烯類物質(zhì)、降異戊二烯類物質(zhì)、酚類化合物及一些苯基衍生物等。

其中，萜烯類化合物作為最重要的一類鍵合態(tài)香氣物質(zhì)，其具有5的倍數(shù)個(gè)碳原子，以異戊二烯為基本結(jié)構(gòu)單位，主要包括半萜、單萜、倍半萜等，且已在植物、動(dòng)物、微生物中發(fā)現(xiàn)了不同結(jié)構(gòu)的萜烯類分子超過2萬種[13]。目前，研究人員對(duì)水果及其加工產(chǎn)品中萜烯類化合物已經(jīng)有了較為廣泛的研究，主要包括葡萄、柑橘、芒果、櫻桃等。萜烯類化合物是柑橘果實(shí)中含量最多的揮發(fā)性化合物，而且不同的萜烯類物質(zhì)也代表了不同品種柑橘汁中特有的香氣信息[14]。同樣，“Alexandria”玫瑰香葡萄及葡萄酒中單萜烯類香氣糖苷是其最重要的潛在香氣源[15]，且不同葡萄品種單萜含量的變化與某些VviTPS和VviGT基因的轉(zhuǎn)錄水平有關(guān)，如雷司令中，VviGT14和VviUGT88AL1轉(zhuǎn)錄水平與香葉醇積累有關(guān)，在漢堡麝香中，VviPNLGl2和VviPNLGl4轉(zhuǎn)錄水平與芳樟醇積累有關(guān)[16]。此外，櫻桃、芒果中亦是如此，萜烯類物質(zhì)賦予二者主要的特征香氣成分，并且構(gòu)成了二者所具有的獨(dú)特香氣框架[17-18]。所謂構(gòu)成水果中獨(dú)特香氣框架的香氣成分并不是指可以被人簡單感知到的揮發(fā)性化合物，而是基本可以決定水果本身特有香氣的揮發(fā)性化合物。這些化合物大多數(shù)是由香氣活性值(odor activity value，OAV)值大于1的香氣活性物質(zhì)所組成，但因OAV值僅僅是基于水果體系中各香氣化合物不存在相互作用的理想條件下來評(píng)估它們?cè)诳傁銡怏w系中所發(fā)揮的作用，故OAV值小于1的化合物也有可能與其他香氣物質(zhì)相互作用后成為香氣框架的主要構(gòu)成部分[19-20]。由此可見，由萜烯類化合物為配基的糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)所釋放的香氣化合物不論是OAV值大于或小于1的香氣化合物均可能是構(gòu)成水果及其加工產(chǎn)品中特有風(fēng)味的揮發(fā)性化合物，這將使得水果及其加工產(chǎn)品中風(fēng)味物質(zhì)的香氣強(qiáng)度基于原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步得到提升。因此，水解以萜烯類化合物為配基的糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)對(duì)于改善水果及其加工產(chǎn)品的香氣質(zhì)量至關(guān)重要。水果中幾種常見典型配基的化學(xué)結(jié)構(gòu)如表1所示。

表1 典型配基化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1 Chemical structure of typical ligands

1.2 糖基部分

糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的糖基部分通常以雙糖苷及單糖苷為主，三糖苷罕見[21]，它們對(duì)于果汁整體風(fēng)味的增香而言發(fā)揮了不容忽視的作用。其中以柑橘類產(chǎn)品為例，柑橘果實(shí)隨著貯藏時(shí)間的延長或者加工溫度的升高均會(huì)出現(xiàn)“后苦”現(xiàn)象，這將掩蓋果實(shí)及其加工產(chǎn)品的香味，影響產(chǎn)品的銷量。而若對(duì)柑橘類產(chǎn)品中糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)進(jìn)行水解，則柑橘類產(chǎn)品的甜度將會(huì)伴隨著糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)中糖基的釋放而得到提升進(jìn)而達(dá)到降低苦味的目的。就糖苷而言，β-D-葡萄糖苷會(huì)與配基直接相連，而額外的糖單元可以選擇性的添加到β-D-葡萄糖基團(tuán)部分，從而實(shí)現(xiàn)糖基結(jié)構(gòu)的多樣性。近年來，已有相關(guān)研究人員對(duì)鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的糖基部分進(jìn)行了研究，并且相繼研究發(fā)現(xiàn)檸檬汁中糖基可能是葡萄糖和鼠李糖[8]、樹莓汁中糖基為甘露糖和葡萄糖[22]、石榴汁中糖基主要以果糖和葡萄糖為主[23]、刺梨汁中糖基為葡萄糖、甘露糖及鼠李糖[24]。因此，目前已鑒定出糖苷的糖基部分一般為甘露糖、鼠李糖和葡萄糖等單糖多。鍵合態(tài)香氣物質(zhì)中常見糖苷結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 鍵合態(tài)香氣物質(zhì)中常見糖苷Fig.2 Several common glycosides in bonded aroma compounds

2 糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的提取方法

糖苷類香氣前體物質(zhì)在水果芳香化合物中占據(jù)了很大比例，要通過這些鍵合態(tài)香氣物質(zhì)來改善水果及其加工產(chǎn)品香氣質(zhì)量，就需要準(zhǔn)確分析糖苷類前體化合物的組成及含量，一般分析分為3個(gè)步驟：樣品制備、樣品純化及前體化學(xué)結(jié)構(gòu)的鑒定。

水果及其加工產(chǎn)品中的糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)通常選用不同固相吸附材料來提取，然后依次用水、弱極性的有機(jī)溶劑來除去多糖、酸及游離態(tài)香氣化合物，最后將經(jīng)過分離純化后的鍵合態(tài)香氣化合物以甲醇等相應(yīng)的有機(jī)溶劑洗脫出來。C18反相吸附劑、反相C-18硅膠、Amberlite XAD-2樹脂、LiChrolut EN樹脂等為提取水果中糖苷鍵合態(tài)前體物質(zhì)的幾種常用吸附劑。目前，Amberlite XAD-2樹脂因其對(duì)糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)具有極強(qiáng)的吸附能力而成為了提取水果中糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)最為常用的方法[25]。LiChrolut EN樹脂的萃取容量在C18反相吸附劑及Amberlite XAD-2樹脂之上，但其常被用于分離鑒定葡萄中以糖苷鍵合態(tài)形式存在的萜烯類物質(zhì)[26]。此外，微波提取法也可用來提取水果中的糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)，并具有預(yù)處理步驟簡捷，提取速度快等優(yōu)點(diǎn)。但微波提取法因其提取物需要進(jìn)一步分離純化且提取物中容易殘留非鍵合態(tài)香氣成分而應(yīng)用較少，故僅僅作為一種參考的方法。

因糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)以糖苷形式存在而不易被檢測(cè)器所直接檢測(cè)，故應(yīng)在糖苷鍵合態(tài)香氣前體物質(zhì)得到富集后對(duì)其進(jìn)行水解處理，從而迫使其釋放出可被檢測(cè)器檢測(cè)到的游離態(tài)香氣物質(zhì)后再進(jìn)行分析。目前，水果香氣物質(zhì)提取技術(shù)主要有溶劑輔助風(fēng)味蒸發(fā)法、頂空固相微萃取法、攪拌棒吸附萃取法。其中，針對(duì)于水果基質(zhì)容易受到溫度影響導(dǎo)致果實(shí)風(fēng)味劣變的問題，研究人員一般采用溶劑輔助風(fēng)味蒸發(fā)法，原因在于其限制了熱效應(yīng)，并且具有萃取率較高、靈敏性較好的優(yōu)點(diǎn)，但溶劑輔助風(fēng)味蒸發(fā)法操作繁瑣復(fù)雜，耗時(shí)較長限制了其的進(jìn)一步發(fā)展。頂空固相微萃取法相比于溶劑輔助風(fēng)味蒸發(fā)法而言考慮了基質(zhì)中揮發(fā)性化合物的動(dòng)態(tài)釋放，并且具有操作簡捷，低成本、無溶劑的特點(diǎn)而更加適合于水果中香氣化合物的富集，但其提取的準(zhǔn)確度容易受到頂空空間，恒定溫度，提取時(shí)間，纖維涂層材料及萃取纖維頭伸展深度的影響[27]。頂空固相微萃取法報(bào)道不久，攪拌棒吸附萃取法提出，其與頂空固相微萃取法優(yōu)勢(shì)相近，但其萃取能力主要因聚二甲基硅氧烷吸附材料的增加而提升了將近100倍之多[28]。此后研究人員針對(duì)不同提取方法提取水果中揮發(fā)性化合物的效果作了對(duì)比，結(jié)果表明溶劑輔助風(fēng)味蒸發(fā)法鑒定的揮發(fā)性化合物種類最多，其次為攪拌棒吸附萃取法，頂空固相微萃取法最少。但此并不代表溶劑輔助風(fēng)味蒸發(fā)法的萃取效果優(yōu)于其他兩者，只有不同提取技術(shù)相互補(bǔ)充才能對(duì)樣品中揮發(fā)性化合物進(jìn)行較為完整的分析。LIU等[29]對(duì)頂空固相微萃取法和溶劑輔助風(fēng)味蒸發(fā)法提取西瓜汁中風(fēng)味物質(zhì)的效果進(jìn)行了比較，得出溶劑輔助風(fēng)味蒸發(fā)法對(duì)硫化物的提取效率較高，而頂空固相微萃取法提取飽和醛、烯醛、醇和酮類化合物的效率則較高，并表明2種技術(shù)相結(jié)合的情況下可以更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)西瓜汁中香氣組分的提取。

3 糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的釋放方式

水果在生長成熟過程中，由于果實(shí)體內(nèi)β-葡萄糖苷酶酶活性的逐漸升高，糖基會(huì)與配基部分相互分離而釋放出可被人們所感知到的游離態(tài)香氣物質(zhì)。如在不同成熟階段，橙、葡萄、插田泡等水果中游離態(tài)香氣物質(zhì)種類隨著果實(shí)成熟度的增加而上升，從而賦予了果實(shí)更加濃郁的果香、花香及草本香味[30-32]。此外，水果不同的加工方式也會(huì)破壞糖苷鍵進(jìn)而影響鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的含量。王可興等[33]研究了巴氏熱殺菌對(duì)橙汁中鍵合態(tài)香氣物質(zhì)含量的影響，研究發(fā)現(xiàn)熱處理很大程度影響了橙汁中鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的含量。ANANTHAKUMAR等[34]研究發(fā)現(xiàn)，肉豆蔻中鍵合態(tài)香氣物質(zhì)總量在輻照劑量達(dá)到5kGy時(shí)下降了50%，但輻照相對(duì)于酶解法、酸解法而言操作較為繁瑣，條件難以控制。周志等[35]研究發(fā)現(xiàn)，相比于單獨(dú)的酸水解而言，微波輔助酸水解可以更好地釋放出野生刺梨汁中的鍵合態(tài)香氣物質(zhì)。目前，酸水解、酶水解是釋放鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的2種最為常用的方法，而SUN等[36]在近期針對(duì)酸水解及酶水解的一些缺點(diǎn)研究了一種釋放鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的新方法，并且稱此方法為超聲水解法。

3.1 酸水解

酸水解操作快速、簡捷，且可以得到種類較多的水解產(chǎn)物，是多種水果及其加工產(chǎn)品中鍵合態(tài)香氣物質(zhì)自發(fā)水解的原因之一。例如，WINTERHALTER等[37]研究發(fā)現(xiàn)在自身弱酸性的葡萄陳釀過程中，部分鍵合態(tài)物質(zhì)自發(fā)酸解釋放出具有高活性的降異戊二烯類香氣物質(zhì)。但不同酸水解條件釋放的游離態(tài)香氣組分在含量和種類上均會(huì)存在顯著差異。近期，研究人員分別在樹莓汁、楊梅汁中研究發(fā)現(xiàn)，相比于pH=2.0，pH=1.0時(shí)2種果汁水解得到的鍵合態(tài)香氣物質(zhì)種類多且更為豐富，但在過低的酸性環(huán)境則會(huì)導(dǎo)致鍵合態(tài)香氣物質(zhì)發(fā)生分子重排現(xiàn)象，進(jìn)而變成異味物質(zhì)[38-39]。

3.2 酶水解

酶解法除了不會(huì)發(fā)生分子重排現(xiàn)象及酶解后香氣組分更切合實(shí)際的優(yōu)點(diǎn)外，其還具有著高效、條件溫和、專一性強(qiáng)等特點(diǎn)。HAMPEL等[40]研究發(fā)現(xiàn)，相比于酸解而言，葡萄與葡萄酒經(jīng)過酶解可以更有效地釋放出愉悅的鍵合態(tài)香氣物質(zhì)，同時(shí)最大程度地減少了游離態(tài)揮發(fā)性化合物的糖基配基重排現(xiàn)象。陳亦欣等[39]同樣對(duì)比了酸解和酶解對(duì)于楊梅汁中鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的影響，研究發(fā)現(xiàn)2種處理方法得到的鍵合態(tài)香氣在含量和種類上均存在顯著差異，酶解得到的游離態(tài)香氣組分更接近于水果本身的特征香氣組分。因此，相比于酸水解而言，酶解法更適用于水果的加工產(chǎn)業(yè)。同時(shí)，作者還研究對(duì)比了β-葡萄糖苷酶、果膠酶2種酶對(duì)鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的釋放效果，結(jié)果表明，β-葡萄糖苷酶酶解效果更好，經(jīng)過β-葡萄糖苷酶處理前后果汁、果酒的風(fēng)味物質(zhì)種類及口感均在基于原有果汁的基礎(chǔ)上得到了提升，故β-葡萄糖苷酶可作為一種良好的增香酶，其水解原理如圖3所示[39,41]。此外，對(duì)于柑橘汁而言，“后苦”現(xiàn)象嚴(yán)重阻礙了其風(fēng)味和口感，β-葡萄糖苷酶還可以和α-鼠李糖苷酶結(jié)合形成柚苷酶而水解柑橘汁中的主要苦味物質(zhì)——柚皮苷，達(dá)到脫苦的目的，且脫苦效果理想[42]，具體水解過程如圖4所示。但水果在加工過程中β-葡萄糖苷酶的活性、穩(wěn)定性容易受到加工所處環(huán)境的乙醇、pH、溫度、葡萄糖濃度等因素的影響，對(duì)此，已有相關(guān)研究人員綜述了可以采用微生物產(chǎn)酶、固定化技術(shù)、半理性設(shè)計(jì)及細(xì)胞表面展示技術(shù)來提升β-葡萄糖苷酶的活性及穩(wěn)定性。其中，每種技術(shù)提升β-葡萄糖苷酶在復(fù)雜加工環(huán)境中活性及穩(wěn)定性的原理均不同，如固定化技術(shù)與細(xì)胞表面展示技術(shù)是通過在β-葡萄糖苷酶表面形成與細(xì)胞內(nèi)環(huán)境相似的保護(hù)層來提升其活性及穩(wěn)定性，而半理性化設(shè)計(jì)技術(shù)則是對(duì)β-葡萄糖苷酶基因進(jìn)行定點(diǎn)突變來提高其活性及穩(wěn)定性。但研究人員選用較多的則為微生物產(chǎn)酶的方式，這歸因于較其他幾種方法而言操作步驟簡捷、廉價(jià)，且微生物產(chǎn)出的β-葡萄糖苷酶穩(wěn)定性、活性普遍高于植物來源的β-葡萄糖苷酶，不同來源β-葡萄糖苷酶的一些基本性質(zhì)，見表2[43]。

圖3 糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的水解過程Fig.3 Hydrolysis of glycoside bound aroma compounds

圖4 柚皮苷在柚苷酶作用下水解過程Fig.4 Hydrolysis of naringin under the action of naringinase

3.3 超聲處理

超聲水解法不僅具有快速、環(huán)保、高效、簡單等特點(diǎn)，而且其作為一種非熱加工方式，其很大程度地保留了果汁本身原有的色澤及營養(yǎng)物質(zhì)，這對(duì)于水果加工產(chǎn)業(yè)意義重大。超聲水解法釋放糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)可能運(yùn)用了空化效應(yīng)，這不但有效地避免了酸水解產(chǎn)生地強(qiáng)烈刺鼻味,而且避免了酶水解耗時(shí)長等問題。對(duì)于酸水解而言，因其水解釋放的大部分揮發(fā)物不是果汁本身的關(guān)鍵香氣組分且容易發(fā)生分子重排現(xiàn)象形成新物質(zhì)不適用于水果加工產(chǎn)業(yè)中。故針對(duì)于酶解法及超聲水解法，SUN等[36]研究發(fā)現(xiàn)酶解條件下主要配基為醇類和酯類，香芹醇含量[(1 240±131) μg/L]最高，具有典型柑橘風(fēng)味的3-羥基己酸乙酯含量[(887±67.5) μg/L]次之，而超聲波作用下的主要配基為萜類、酯類和醛類，具有典型柑橘風(fēng)味的巴倫西亞橘烯含量最高。由于橙汁的主要香氣揮發(fā)物由醛類和酯類組成，總?cè)┰诔戎L(fēng)味中起重要作用[52]，總酯濃度被建議作為衡量橙汁香氣強(qiáng)度和質(zhì)量的指標(biāo)[53]，并且僅有少量的醇類、酮類和萜烯類具有氣味活性，故超聲波水解釋放的配基可能更接近橙汁本身關(guān)鍵香氣組分。因此，超聲波水解法是提升橙汁香氣質(zhì)量的一種賦有潛力的新方法，但對(duì)于其在其他果汁中釋放配基的情況還有待進(jìn)一步研究，這為水果加工產(chǎn)業(yè)提供了很好的理論參考。

4 糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的分析方法

鍵合態(tài)香氣組分的分析方法主要分為2個(gè)步驟，首先采用上述水解方法對(duì)其進(jìn)行水解，然后再通過氣象色譜(gas chromatography, GC)與不同檢測(cè)器相結(jié)合的方法對(duì)水解后的鍵合態(tài)香氣組分進(jìn)行定性、定量分析。如常見檢測(cè)器有火焰光度檢測(cè)器(flame photometric detector, FPD)、電子捕獲檢測(cè)器 (electrical condactivity detector, ECD)、氫火焰離子化檢測(cè)器(flame ionization detector, FID)及質(zhì)譜檢測(cè)器(mass spectrometry, MS)等。其中，F(xiàn)PD、ECD及FID檢測(cè)器主要用于含硫、磷等有機(jī)化合物的檢測(cè)。而MS檢測(cè)器作為通用型檢測(cè)器，其具有用量少、靈敏度高、可信度高等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前水果中最為常用的香氣物質(zhì)檢測(cè)手段[54]。

目前，水果中大多水解游離出的香氣組分在氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)技術(shù)檢測(cè)中均已有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)品，但對(duì)于缺少標(biāo)準(zhǔn)品的少數(shù)香氣組分可用C5～C25正構(gòu)烷烴的保留時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算其保留指數(shù)(retention index, RI)，并與相應(yīng)分析系統(tǒng)的圖譜庫進(jìn)行匹配對(duì)比，從而可在較為準(zhǔn)確、快速定性的同時(shí)大大提升其鑒定結(jié)果的可信度[55]。近期，VENDEL等[56]針對(duì)GC-MS測(cè)定配基用時(shí)長且易受到頂空中水分的影響等不足而采用了離子流管質(zhì)譜法(selected ion flow tube -mass spectrometry, SIFT-MS)，SIFT-MS是一種快速、無損、定量測(cè)定揮發(fā)性有機(jī)化合物的新技術(shù)，研究發(fā)現(xiàn)將掃描模式下的SIFT-MS與多元統(tǒng)計(jì)相結(jié)合可以快速鑒別草莓品種間及品種內(nèi)的香氣差異，并且總分析時(shí)間僅為GC-MS用時(shí)的1/11。此外，水果及其加工產(chǎn)品整體香氣程度的確定并非是將各香氣組分簡單地累計(jì)求和，這是因?yàn)楦飨銡饨M分之間存在著相互作用地效應(yīng)，其會(huì)表現(xiàn)出協(xié)同或拮抗現(xiàn)象進(jìn)而影響某些整體香氣效果。故準(zhǔn)確對(duì)糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)水解釋放的香氣組分與果實(shí)及產(chǎn)品中原有游離態(tài)香氣組分進(jìn)行定性及快速的確定出其本身所攜帶的氣味對(duì)于糖苷鍵合態(tài)香氣組分在提升、恢復(fù)、還原水果及其加工產(chǎn)品整體香氣而言尤為重要。氣相色譜-嗅覺辨別法可對(duì)水果中游離出的香氣組分在GC-MS定性定量的基礎(chǔ)上輔助進(jìn)行氣味判別，這將為鍵合態(tài)香氣物質(zhì)水解釋放的香氣組分與果實(shí)及產(chǎn)品中原有游離態(tài)香氣組分相互作用的研究提供可靠的理論參考依據(jù)，表3是水果中常見香氣物質(zhì)的保留指數(shù)及其氣味[57-58]。但對(duì)于糖基部分的測(cè)定則不能采用以上幾種方法，因?yàn)閯×业乃庾饔昧υ跀嚅_糖苷鍵之間的同時(shí)打開了二糖、多糖之間的鍵，導(dǎo)致無法準(zhǔn)確鑒定出二糖的結(jié)構(gòu)。因此，一般對(duì)糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的糖基部分采用三氟乙酰衍生法測(cè)定，其不會(huì)斷開糖苷鍵，鑒定出的二糖苷準(zhǔn)確性也較高[23]。比如相關(guān)研究采用了三氟乙酰衍生法，先后對(duì)樹莓汁、石榴汁中糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)進(jìn)行鑒定，發(fā)現(xiàn)甘露糖基-β-D-葡萄糖苷、果糖基-β-D-葡萄糖苷可能分別為樹莓汁、石榴汁中的二糖苷[22-23]。

表2 不同來源β-葡萄糖苷酶的基本性質(zhì)Table 2 The basic properties of β - glucosidase from different sources

表3 水果中常見香氣物質(zhì)的保留指數(shù)及其氣味Table 3 Retention index and odor of common aroma substances in fruits

續(xù)表3

5 展望

香氣是衡量水果及其加工產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)，如何準(zhǔn)確、快速地釋放出賦有愉悅性氣味的糖苷鍵合態(tài)香氣物質(zhì)以提升、平衡、恢復(fù)水果本身及其加工產(chǎn)品的香氣是整個(gè)果汁產(chǎn)業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)。目前，鍵合態(tài)香氣物質(zhì)的水解方法仍然以酸解法和酶解法最為常用，但超聲波水解法將是提升果汁香氣質(zhì)量的一種賦有潛力的新方法，其在縮短反應(yīng)時(shí)間的的同時(shí)，水解釋放的配基可能更接近橙汁本身關(guān)鍵香氣組分。因此，就水果及其加工產(chǎn)品中鍵合態(tài)香氣物質(zhì)而言，尋求一種精準(zhǔn)、快速且釋放的配基能夠最大程度地貼近果實(shí)及產(chǎn)品本身關(guān)鍵香氣組分的水解方法將成為今后的研究重點(diǎn)，同時(shí)也是果汁產(chǎn)業(yè)的一個(gè)新里程碑。