富士蘋果香氣物質(zhì)的研究進(jìn)展*

慈志娟，田利光，劉笑宏，牟紅梅，宋來(lái)慶，陳海寧，高 源，姜法祥

（1 煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東265500）（2 煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心）（3 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部園藝作物種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

香氣物質(zhì)在果實(shí)鮮重中占比極低[1]，但對(duì)果品及其加工品的風(fēng)味起著很重要的作用，是天然食品或加工品品質(zhì)最重要的影響因素[2-3]。消費(fèi)者更傾向于芳香的果品或加工品，但是果品加工過(guò)程會(huì)對(duì)水果的香氣產(chǎn)生影響，導(dǎo)致?lián)]發(fā)性的香氣物質(zhì)在加工過(guò)程中損失，或產(chǎn)生異味，此外，不同的儲(chǔ)存方式也會(huì)對(duì)水果香氣有很大影響[4]。因此，近年來(lái)，果實(shí)香氣物質(zhì)的研究備受關(guān)注，成為果實(shí)品質(zhì)和加工研究領(lǐng)域中的重要部分[5-6]。香氣物質(zhì)作為水果中一類重要的次生代謝物，種類眾多，其種類、含量、閾值及各成分間的相互作用賦予了不同水果各自獨(dú)特的風(fēng)味。Gomez 等[7]發(fā)現(xiàn)，C6 化合物是成熟期葡萄中含量很高的香氣成分，主要賦予成熟葡萄果實(shí)青香、青草氣味；盧娟芳等[8]認(rèn)為，新疆杏的特征香氣成分由芳樟醇、α-萜品醇、香葉醇和D-檸檬烯等22 種香氣成分構(gòu)成；獼猴桃的特征香氣包括丁酸乙酯、苯甲酸酯和己烯醛類[9]；張運(yùn)濤等[10]對(duì)33 個(gè)歐美草莓品種的香氣成分進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，草莓香氣或濃郁的香氣一般是在酯類成分相對(duì)含量高于30%時(shí)出現(xiàn)，日本草莓品種由于含有高濃度的橙花叔醇和沉香醇，所以香氣比歐美品種濃[11]；孫承鋒等[12]和張鵬等[13]認(rèn)為，醇類、酯類、醛類是蘋果的主要香氣成分；劉暢[14]對(duì)K9、龍冠、123、龍豐4 個(gè)小蘋果品種的香氣組分檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，酯類是主體香氣，1-己醇、丙酸、己醛、丁酸丁酯等24個(gè)物質(zhì)是其主要揮發(fā)性物質(zhì)；瑞雪蘋果中主要表現(xiàn)青香味的醛類特征香氣物質(zhì)如（Z）-2-庚烯醛、己醛和壬醛等在測(cè)定品種中較高，而瑞香紅蘋果中檢測(cè)到的酯類特征香氣物質(zhì)如乙酸己酯、丙酸己酯、丁酸己酯等是測(cè)定品種中最高的[15]；紅肉蘋果阿克阿爾瑪、克孜阿爾瑪?shù)南銡馕镔|(zhì)以醇類為主，而紅皮的卡拉阿爾瑪、伊犁野蘋果和檸檬海棠以醛類物質(zhì)為主要香氣成分[16]。

富士為我國(guó)的蘋果主栽品種，栽培面積和總產(chǎn)量均占全國(guó)蘋果的60%以上[17]。富士果實(shí)成熟期晚，酸甜可口，不僅可以鮮食，還具有很好的加工適應(yīng)性，可加工成蘋果濃縮汁、蘋果罐頭、蘋果脆片、蘋果醋、果酒等多種產(chǎn)品，深受廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)多種水果香氣物質(zhì)均進(jìn)行了研究，但是對(duì)富士果實(shí)的香氣物質(zhì)尚沒(méi)有系統(tǒng)的分析總結(jié)。本文從富士果實(shí)香氣物質(zhì)組分、含量及其影響因素等方面進(jìn)行了全面的綜述，以期為減少其加工過(guò)程中香氣物質(zhì)的損失，保持加工品的特征香氣，提高富士果實(shí)及其精深加工品總體香氣品質(zhì)提供參考依據(jù)。

1 富士果實(shí)中的香氣成分研究

富士果實(shí)中香氣的感官特征是由揮發(fā)性香氣物質(zhì)的組分、含量及各香氣物質(zhì)間的協(xié)同作用共同決定。目前已經(jīng)從富士果實(shí)中分離鑒定出的香氣物質(zhì)主要包括酯類、醛類、醇類、酮類、羧酸類、烯烴類、烷烴和其他類[18-20]。牛麗影等[21]對(duì)江蘇富士和市售陜西富士的香氣成分進(jìn)行了分析與比較，結(jié)果表明，這兩地蘋果的香氣物質(zhì)成分按照含量從高到低依次為酯類、醇類、醛類、酸類和烯類。這體現(xiàn)了富士果實(shí)的共同特征，即均以酯類物質(zhì)為主要的香氣物質(zhì)組分[18-20]。富士系蘋果不同品種間香氣成分差異顯著，酯類為香氣物質(zhì)的主要貢獻(xiàn)者，醇類次之，除了共有成分，不同品種都具有自己獨(dú)特的香氣物質(zhì)[18-19,21-22]，如表1 所示。

表1 不同富士品種測(cè)得的香氣成分及種類

研究還發(fā)現(xiàn)，富士果實(shí)中的香氣物質(zhì)，廣泛存在于果肉和果皮中，不同部位的香氣物質(zhì)組分也存在差異[2,23-24]。果皮被認(rèn)為是香氣釋放的一層障礙[25]。趙智淵認(rèn)為紅富士果皮香氣成分種類更多，香味更濃郁，而果肉香氣較淡，乙酸己酯和己酸己酯主要由果皮產(chǎn)生，果肉主要提供酯類背景香氣，且果肉未檢測(cè)出酮類、烷烴類和萘[24]。長(zhǎng)富2 號(hào)蘋果果皮檢測(cè)到的香氣物質(zhì)有37 種，果肉中25 種[2]，2-己烯醛、乙酸-2-甲基丁酯和2-甲基丁酸己酯是長(zhǎng)富2 號(hào)果皮的主要香氣成分，果肉的主要香氣物質(zhì)包括乙酸-2-甲基丁酯、2-己烯醛、2-甲基丁醇和1-己醇等，果皮中檢測(cè)到了α-法尼烯，果肉中未檢測(cè)出[26]。慈志娟等[23]的試驗(yàn)結(jié)果與此相同，與果肉相比，響富、煙富8號(hào)和煙富10 號(hào)這3種富士蘋果均僅在果皮中檢測(cè)到α-法尼烯。試驗(yàn)中，響富果皮中檢測(cè)出30 種香氣成分，果肉中檢測(cè)出20 種；煙富8號(hào)果皮中檢測(cè)出33 種香氣成分，果肉中檢測(cè)出17 種；煙富10 號(hào)果皮中檢測(cè)出27 種香氣成分，果肉中檢測(cè)出19 種。

2 富士果實(shí)香氣物質(zhì)成分的含量研究

不同產(chǎn)地或不同品種的富士果實(shí)中香氣物質(zhì)的組分含量存在差異。盧明艷等[18]對(duì)3 個(gè)富士品種的香氣物質(zhì)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，不同品種的富士果實(shí)中香氣物質(zhì)的組分含量差異很大，酯類是新富1 號(hào)、早富1 號(hào)和長(zhǎng)富2 號(hào)中香氣物質(zhì)的主要部分，占香氣物質(zhì)總量的74.66%～92.31%；其次是醇類物質(zhì)，占總量的5.54%～23.97%。新富1 號(hào)、早富1 號(hào)果實(shí)中檢測(cè)到乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸己酯等乙酸酯類的含量占酯類總含量的69.0%～71.5%，而長(zhǎng)富2 號(hào)果實(shí)中檢測(cè)到2-甲基丁酸乙酯、丁酸乙酯、2-甲基丁酸-1-甲基乙酯等丁酸酯類含量占酯類總含量的55.6%[18]。江蘇富士蘋果和市售陜西富士蘋果中均測(cè)得乙酸異戊酯是含量最高的香氣物質(zhì)組分，相對(duì)含量分別是21.18%、18.21%；其次為乙酸丁酯，相對(duì)含量分別是7.32%、6.99%[21]。此外，酯類物質(zhì)是兩地富士蘋果中含量最高的揮發(fā)性成分，且表征富士蘋果特征香氣的乙酸異戊酯在兩地富士果實(shí)中含量均最高，分別達(dá)到21.18%和18.21%，并且含量差異不顯著，其他香氣成分含量按照高低排列依次為醇類＞醛類＞酸類＞烯類[21]。孫承鋒等[12]對(duì)極早熟富士、煙富1、煙富3、最良短富果實(shí)中香氣物質(zhì)成分及含量進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)4 個(gè)品種均以醛類和酯類物質(zhì)的含量占比最高，其中煙富3、最良短富、煙富1 中以醛類為主，其相對(duì)含量分別為42.07%、51.89、37.20%；極早熟富士果實(shí)中的香味物質(zhì)以酯類為主，相對(duì)含量為45.27%。

3 富士蘋果揮發(fā)性香氣物質(zhì)的影響因素

3.1 外界條件差異

不同栽植區(qū)域環(huán)境條件和砧木類型對(duì)果樹營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收和運(yùn)輸?shù)目刂?，都?huì)影響水果生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中有機(jī)物質(zhì)的代謝和積累，進(jìn)而引起果實(shí)中芳香物質(zhì)構(gòu)成及含量的變化[29]。陜西省不同海拔的7個(gè)蘋果產(chǎn)區(qū)富士果實(shí)的香氣物質(zhì)總量隨著海拔升高呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，但不同種類香氣物質(zhì)達(dá)到最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的海拔不同[30]。何義等[31]通過(guò)對(duì)河北省保定、承德、衡水、秦皇島、石家莊和邢臺(tái)這6個(gè)栽培區(qū)富士果實(shí)的香氣成分及含量的研究，發(fā)現(xiàn)海拔較高地區(qū)的富士果實(shí)香氣成分中酯類和醛類物質(zhì)含量較高，海拔較低地區(qū)的富士果實(shí)中醇類物質(zhì)含量較高。牛自勉等[32]的試驗(yàn)結(jié)果與之相似，在不同海拔地區(qū)，富士果實(shí)中的乙醛、醇類物質(zhì)隨海拔下降呈上升趨勢(shì)，而酯類物質(zhì)含量隨海拔上升而提高。同時(shí)，牛自勉等[32]認(rèn)為，與喬化砧木相比，矮化砧木2-7 和3-19 嫁接的富士系蘋果酯類物質(zhì)含量顯著提高，而矮化砧木14-58 嫁接的富士系蘋果乙酸乙酯含量降低。姜繼芳等[33]對(duì)富士/八棱海棠和富士/YG/八棱海棠2 種砧木條件下的富士果實(shí)香氣物質(zhì)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，使用抗病中間砧YG能夠提高富士果實(shí)中酯類和酸類物質(zhì)的相對(duì)含量，同時(shí)降低醇類和醛類物質(zhì)的相對(duì)含量。

3.2 土壤施肥、葉面噴肥及噴藥等措施

史沉魚[34]研究了不同氮磷鉀組合條件下的肥料對(duì)洛川紅富士蘋果香氣成分的影響，結(jié)果表明，雖然不同氮磷鉀組合肥料對(duì)紅富士果實(shí)主要香氣成分影響不大，但不同處理情況下，各種香氣成分所占比率有差異。史沉魚等[35]認(rèn)為，分期施肥比一次性施肥處理下紅富士果實(shí)的香氣種類多、含量高?；ㄇ昂吞状笆┯糜袡C(jī)肥的紅富士蘋果檢測(cè)的香氣物質(zhì)有64 種，比對(duì)照施用化肥多13 種成分，且有機(jī)栽培的紅富士果實(shí)主要香氣成分、相對(duì)含量也高于施用化肥的蘋果[36]。葉面噴硼酸能使富士果實(shí)香氣物質(zhì)種類和含量增加明顯，且在一定濃度范圍內(nèi)，果實(shí)香氣物質(zhì)含量和種類隨濃度的增加而逐漸增加[37]。外源物質(zhì)如農(nóng)藥的使用會(huì)抑制果實(shí)中香氣物質(zhì)的合成。李錦運(yùn)等[38]指出，噴施多菌靈可以使紅富士果實(shí)香氣物質(zhì)成分明顯減少，其中酯類香氣成分顯著減少，但是減少的這些香氣成分不是其主要香氣物質(zhì)。

3.3 果實(shí)套袋

套袋會(huì)使果實(shí)的微環(huán)境溫度、光照條件發(fā)生較大的變化。馮帥帥等[39]推測(cè)可能因?yàn)樘状麑?shí)乙烯合成減少，從而使MdLOX和MdADH基因下調(diào)，影響了香氣物質(zhì)的合成。趙峰等[40]研究了套袋與未套袋情況下紅富士果實(shí)的香氣物質(zhì)組分和含量，結(jié)果表明，套袋會(huì)改變果實(shí)的特有風(fēng)味，使其變淡，套袋果實(shí)檢測(cè)到的酯類、醇類物質(zhì)含量均比未套袋果實(shí)低，芳香成分總量?jī)H相當(dāng)于未套袋果的91.38%。劉珩等[41]的研究結(jié)果與之稍有差異，通過(guò)對(duì)新富1 號(hào)和長(zhǎng)富2 號(hào)果實(shí)進(jìn)行套袋處理，雖然2個(gè)品種未套袋果實(shí)主要香氣成分總量高于套袋果實(shí)，但是套袋果醇類化合物的總含量提高，酯類化合物的總含量降低。卜萬(wàn)鎖等[42]針對(duì)不同紙袋對(duì)果實(shí)香味物質(zhì)的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，中密度及高密度雙層袋會(huì)引起酯類物質(zhì)含量下降。套袋富士與未套袋富士香氣物質(zhì)含量的差距隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)迅速縮小，到貯藏120 d 時(shí)，套雙層內(nèi)紅袋、雙層內(nèi)黑袋、不套袋果實(shí)香氣物質(zhì)相對(duì)百分含量分別為97.81%、97.78%和98.05%。這可能是因?yàn)樘状绊懝麑?shí)成熟，而果實(shí)成熟度又影響了香氣物質(zhì)的合成與產(chǎn)生[43]。

3.4 貯藏保鮮方法

貯藏方式會(huì)導(dǎo)致富士蘋果香氣成分產(chǎn)生很大差異。1-MCP（1-甲基環(huán)丙烯）是近年來(lái)應(yīng)用很廣泛的一種果蔬保鮮劑，不僅保鮮效果顯著，對(duì)果實(shí)香氣形成的影響也較大[44-46]。紅富士果實(shí)氣調(diào)貯藏180 d 后，采用1-MCP 處理的果實(shí)香氣成分總數(shù)比同期對(duì)照香氣成分總數(shù)減少56.4%，嚴(yán)重影響了蘋果的風(fēng)味品質(zhì)[47]。納他霉素可有效維持1-MCP 處理后富士蘋果固有的芳香物質(zhì)，其中1-MCP 結(jié)合800 mg/L 納他霉素處理效果最好，400、1 200 mg/L 納他霉素處理效果次之。4 種處理下富士果實(shí)主要特征香氣成分種類存在差異，香氣物質(zhì)組成及相對(duì)含量在貨架期內(nèi)發(fā)生相應(yīng)變化，隨著貨架期的延長(zhǎng)，各處理組富士果實(shí)中的己醛、壬醛含量升高，對(duì)貨架后期富士果實(shí)散發(fā)出濃郁的蘋果香味有一定貢獻(xiàn)作用[48]。

3.5 花粉直感

花粉直感也影響果實(shí)的香氣成分和含量[6]。不同授粉品種和花粉濃度對(duì)富士果實(shí)的香氣物質(zhì)成分與含量的影響不同。孫蕊[49]試驗(yàn)證明，海棠130號(hào)、海棠211 號(hào)、紅肉海棠授粉的富士果實(shí)香氣成分都屬于酯香型，均檢測(cè)出乙酸己酯、2-甲基-1-丁醇乙酸酯、2-甲基-丁酸己酯等香氣物質(zhì)。其中用海棠130 號(hào)授粉的富士果實(shí)香氣種類最豐富，而用紅肉海棠授粉的香氣物質(zhì)含量最高，達(dá)到42.09 μg/g。劉業(yè)萍等[50]認(rèn)為，酯類是富士果實(shí)中的主要香氣物質(zhì)，用一定濃度的海棠花粉授粉，富士果實(shí)總酯類物質(zhì)含量增加。王海波等[51]用5 個(gè)品種給富士授粉，結(jié)果表明，用新紅星、紅寶石授粉顯著地提高了富士果實(shí)中醇類物質(zhì)含量，金冠、新紅星和嘎拉授粉顯著提高了富士果實(shí)醛類物質(zhì)含量，金冠、新紅星和紅寶石授粉對(duì)酯類和萜烯類物質(zhì)含量的提高有顯著的促進(jìn)作用，而采用錦繡海棠授粉后果實(shí)中醇類、醛類、酯類和萜烯類物質(zhì)含量均較低。

4 問(wèn)題與展望

香氣成分是影響富士果實(shí)鮮食和精深加工品品質(zhì)的重要因素，作為我國(guó)栽培面積最大的蘋果品種，對(duì)富士果實(shí)開展香氣物質(zhì)的研究逐漸受到蘋果科研人員和從業(yè)者的重視。雖然目前通過(guò)多種方式能夠?qū)Ω皇抗麑?shí)香氣成分進(jìn)行定性定量測(cè)定，但是其在加工過(guò)程中香氣成分和含量等會(huì)發(fā)生巨大的變化，影響加工品的風(fēng)味。如何提高原料的質(zhì)量，并在加工工藝上采取相應(yīng)措施，穩(wěn)定和提高富士蘋果加工品的品質(zhì)，使富士蘋果香氣的研究真正做到與生產(chǎn)、果品加工環(huán)節(jié)密切結(jié)合，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的鮮果及香味濃郁的精深加工品還需要進(jìn)一步研究摸索。前人通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，多種因素都會(huì)對(duì)富士蘋果香氣物質(zhì)構(gòu)成和含量等產(chǎn)生重要影響，如砧木、不同肥料的使用、套袋等。因此，對(duì)于蘋果栽培者來(lái)說(shuō)，了解不同富士品種的香氣物質(zhì)組分、差異及其含量，在栽培過(guò)程中采用最適宜的配套栽培管理措施，可以更深層次地挖掘不同富士品種香氣物質(zhì)的潛力；作為育種者，了解不同富士品種果實(shí)香氣物質(zhì)組分，則有助于改進(jìn)富士果實(shí)風(fēng)味偏淡的缺點(diǎn)，培育出風(fēng)味濃郁的優(yōu)良晚熟蘋果品種，在蘋果加工過(guò)程中，可以更大程度地保留蘋果的原始風(fēng)味，能夠從根本上解決蘋果加工品中香氣不足的缺點(diǎn)，為蘋果深加工制品的研發(fā)提供最優(yōu)條件；作為果品加工科研工作者，可以借助分子生物學(xué)技術(shù)手段，對(duì)加工過(guò)程中香氣物質(zhì)的變化及其特征香氣的表達(dá)進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)一步對(duì)現(xiàn)有加工機(jī)械進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，解決蘋果加工過(guò)程中香味物質(zhì)減少或改變的難題。