富士蘋果香氣物質的研究進展*

慈志娟，田利光，劉笑宏，牟紅梅，宋來慶，陳海寧，高 源，姜法祥

（1 煙臺市農業(yè)科學研究院，山東265500）（2 煙臺市農業(yè)技術推廣中心）（3 中國農業(yè)科學院果樹研究所，農業(yè)農村部園藝作物種質資源利用重點實驗室）

香氣物質在果實鮮重中占比極低[1]，但對果品及其加工品的風味起著很重要的作用，是天然食品或加工品品質最重要的影響因素[2-3]。消費者更傾向于芳香的果品或加工品，但是果品加工過程會對水果的香氣產生影響，導致?lián)]發(fā)性的香氣物質在加工過程中損失，或產生異味，此外，不同的儲存方式也會對水果香氣有很大影響[4]。因此，近年來，果實香氣物質的研究備受關注，成為果實品質和加工研究領域中的重要部分[5-6]。香氣物質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特的風味。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青香、青草氣味；盧娟芳等[8]認為，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]；張運濤等[10]對33 個歐美草莓品種的香氣成分進行了研究，結果表明，草莓香氣或濃郁的香氣一般是在酯類成分相對含量高于30%時出現(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]認為，醇類、酯類、醛類是蘋果的主要香氣成分；劉暢[14]對K9、龍冠、123、龍豐4 個小蘋果品種的香氣組分檢測發(fā)現(xiàn)，酯類是主體香氣，1-己醇、丙酸、己醛、丁酸丁酯等24個物質是其主要揮發(fā)性物質；瑞雪蘋果中主要表現(xiàn)青香味的醛類特征香氣物質如（Z）-2-庚烯醛、己醛和壬醛等在測定品種中較高，而瑞香紅蘋果中檢測到的酯類特征香氣物質如乙酸己酯、丙酸己酯、丁酸己酯等是測定品種中最高的[15]；紅肉蘋果阿克阿爾瑪、克孜阿爾瑪?shù)南銡馕镔|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為主要香氣成分[16]。

富士為我國的蘋果主栽品種，栽培面積和總產量均占全國蘋果的60%以上[17]。富士果實成熟期晚，酸甜可口，不僅可以鮮食，還具有很好的加工適應性，可加工成蘋果濃縮汁、蘋果罐頭、蘋果脆片、蘋果醋、果酒等多種產品，深受廣大消費者的喜愛。近年來，國內外對多種水果香氣物質均進行了研究，但是對富士果實的香氣物質尚沒有系統(tǒng)的分析總結。本文從富士果實香氣物質組分、含量及其影響因素等方面進行了全面的綜述，以期為減少其加工過程中香氣物質的損失，保持加工品的特征香氣，提高富士果實及其精深加工品總體香氣品質提供參考依據(jù)。

1 富士果實中的香氣成分研究

富士果實中香氣的感官特征是由揮發(fā)性香氣物質的組分、含量及各香氣物質間的協(xié)同作用共同決定。目前已經從富士果實中分離鑒定出的香氣物質主要包括酯類、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]對江蘇富士和市售陜西富士的香氣成分進行了分析與比較，結果表明，這兩地蘋果的香氣物質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)了富士果實的共同特征，即均以酯類物質為主要的香氣物質組分[18-20]。富士系蘋果不同品種間香氣成分差異顯著，酯類為香氣物質的主要貢獻者，醇類次之，除了共有成分，不同品種都具有自己獨特的香氣物質[18-19,21-22]，如表1 所示。

表1 不同富士品種測得的香氣成分及種類

研究還發(fā)現(xiàn)，富士果實中的香氣物質，廣泛存在于果肉和果皮中，不同部位的香氣物質組分也存在差異[2,23-24]。果皮被認為是香氣釋放的一層障礙[25]。趙智淵認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生，果肉主要提供酯類背景香氣，且果肉未檢測出酮類、烷烴類和萘[24]。長富2 號蘋果果皮檢測到的香氣物質有37 種，果肉中25 種[2]，2-己烯醛、乙酸-2-甲基丁酯和2-甲基丁酸己酯是長富2 號果皮的主要香氣成分，果肉的主要香氣物質包括乙酸-2-甲基丁酯、2-己烯醛、2-甲基丁醇和1-己醇等，果皮中檢測到了α-法尼烯，果肉中未檢測出[26]。慈志娟等[23]的試驗結果與此相同，與果肉相比，響富、煙富8號和煙富10 號這3種富士蘋果均僅在果皮中檢測到α-法尼烯。試驗中，響富果皮中檢測出30 種香氣成分，果肉中檢測出20 種；煙富8號果皮中檢測出33 種香氣成分，果肉中檢測出17 種；煙富10 號果皮中檢測出27 種香氣成分，果肉中檢測出19 種。

2 富士果實香氣物質成分的含量研究

不同產地或不同品種的富士果實中香氣物質的組分含量存在差異。盧明艷等[18]對3 個富士品種的香氣物質進行了分析，結果表明，不同品種的富士果實中香氣物質的組分含量差異很大，酯類是新富1 號、早富1 號和長富2 號中香氣物質的主要部分，占香氣物質總量的74.66%～92.31%；其次是醇類物質，占總量的5.54%～23.97%。新富1 號、早富1 號果實中檢測到乙酸乙酯、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%，而長富2 號果實中檢測到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得乙酸異戊酯是含量最高的香氣物質組分，相對含量分別是21.18%、18.21%；其次為乙酸丁酯，相對含量分別是7.32%、6.99%[21]。此外，酯類物質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中含量均最高，分別達到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]對極早熟富士、煙富1、煙富3、最良短富果實中香氣物質成分及含量進行了比較，發(fā)現(xiàn)4 個品種均以醛類和酯類物質的含量占比最高，其中煙富3、最良短富、煙富1 中以醛類為主，其相對含量分別為42.07%、51.89、37.20%；極早熟富士果實中的香味物質以酯類為主，相對含量為45.27%。

3 富士蘋果揮發(fā)性香氣物質的影響因素

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果樹營養(yǎng)物質吸收和運輸?shù)目刂?，都會影響水果生長發(fā)育過程中有機物質的代謝和積累，進而引起果實中芳香物質構成及含量的變化[29]。陜西省不同海拔的7個蘋果產區(qū)富士果實的香氣物質總量隨著海拔升高呈現(xiàn)先升后降的趨勢，但不同種類香氣物質達到最高質量分數(shù)的海拔不同[30]。何義等[31]通過對河北省保定、承德、衡水、秦皇島、石家莊和邢臺這6個栽培區(qū)富士果實的香氣成分及含量的研究，發(fā)現(xiàn)海拔較高地區(qū)的富士果實香氣成分中酯類和醛類物質含量較高，海拔較低地區(qū)的富士果實中醇類物質含量較高。牛自勉等[32]的試驗結果與之相似，在不同海拔地區(qū)，富士果實中的乙醛、醇類物質隨海拔下降呈上升趨勢，而酯類物質含量隨海拔上升而提高。同時，牛自勉等[32]認為，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香氣物質進行了研究，結果表明，使用抗病中間砧YG能夠提高富士果實中酯類和酸類物質的相對含量，同時降低醇類和醛類物質的相對含量。

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洛川紅富士蘋果香氣成分的影響，結果表明，雖然不同氮磷鉀組合肥料對紅富士果實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]認為，分期施肥比一次性施肥處理下紅富士果實的香氣種類多、含量高。花前和套袋前施用有機肥的紅富士蘋果檢測的香氣物質有64 種，比對照施用化肥多13 種成分，且有機栽培的紅富士果實主要香氣成分、相對含量也高于施用化肥的蘋果[36]。葉面噴硼酸能使富士果實香氣物質種類和含量增加明顯，且在一定濃度范圍內，果實香氣物質含量和種類隨濃度的增加而逐漸增加[37]。外源物質如農藥的使用會抑制果實中香氣物質的合成。李錦運等[38]指出，噴施多菌靈可以使紅富士果實香氣物質成分明顯減少，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。

3.3 果實套袋

套袋會使果實的微環(huán)境溫度、光照條件發(fā)生較大的變化。馮帥帥等[39]推測可能因為套袋果實乙烯合成減少，從而使MdLOX和MdADH基因下調，影響了香氣物質的合成。趙峰等[40]研究了套袋與未套袋情況下紅富士果實的香氣物質組分和含量，結果表明，套袋會改變果實的特有風味，使其變淡，套袋果實檢測到的酯類、醇類物質含量均比未套袋果實低，芳香成分總量僅相當于未套袋果的91.38%。劉珩等[41]的研究結果與之稍有差異，通過對新富1 號和長富2 號果實進行套袋處理，雖然2個品種未套袋果實主要香氣成分總量高于套袋果實，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。卜萬鎖等[42]針對不同紙袋對果實香味物質的影響進行了研究，結果表明，中密度及高密度雙層袋會引起酯類物質含量下降。套袋富士與未套袋富士香氣物質含量的差距隨著貯藏時間的延長迅速縮小，到貯藏120 d 時，套雙層內紅袋、雙層內黑袋、不套袋果實香氣物質相對百分含量分別為97.81%、97.78%和98.05%。這可能是因為套袋影響果實成熟，而果實成熟度又影響了香氣物質的合成與產生[43]。

3.4 貯藏保鮮方法

貯藏方式會導致富士蘋果香氣成分產生很大差異。1-MCP（1-甲基環(huán)丙烯）是近年來應用很廣泛的一種果蔬保鮮劑，不僅保鮮效果顯著，對果實香氣形成的影響也較大[44-46]。紅富士果實氣調貯藏180 d 后，采用1-MCP 處理的果實香氣成分總數(shù)比同期對照香氣成分總數(shù)減少56.4%，嚴重影響了蘋果的風味品質[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，其中1-MCP 結合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 種處理下富士果實主要特征香氣成分種類存在差異，香氣物質組成及相對含量在貨架期內發(fā)生相應變化，隨著貨架期的延長，各處理組富士果實中的己醛、壬醛含量升高，對貨架后期富士果實散發(fā)出濃郁的蘋果香味有一定貢獻作用[48]。

3.5 花粉直感

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

4 問題與展望

香氣成分是影響富士果實鮮食和精深加工品品質的重要因素，作為我國栽培面積最大的蘋果品種，對富士果實開展香氣物質的研究逐漸受到蘋果科研人員和從業(yè)者的重視。雖然目前通過多種方式能夠對富士果實香氣成分進行定性定量測定，但是其在加工過程中香氣成分和含量等會發(fā)生巨大的變化，影響加工品的風味。如何提高原料的質量，并在加工工藝上采取相應措施，穩(wěn)定和提高富士蘋果加工品的品質，使富士蘋果香氣的研究真正做到與生產、果品加工環(huán)節(jié)密切結合，生產出優(yōu)質的鮮果及香味濃郁的精深加工品還需要進一步研究摸索。前人通過研究發(fā)現(xiàn)，多種因素都會對富士蘋果香氣物質構成和含量等產生重要影響，如砧木、不同肥料的使用、套袋等。因此，對于蘋果栽培者來說，了解不同富士品種的香氣物質組分、差異及其含量，在栽培過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的潛力；作為育種者，了解不同富士品種果實香氣物質組分，則有助于改進富士果實風味偏淡的缺點，培育出風味濃郁的優(yōu)良晚熟蘋果品種，在蘋果加工過程中，可以更大程度地保留蘋果的原始風味，能夠從根本上解決蘋果加工品中香氣不足的缺點，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技術手段，對加工過程中香氣物質的變化及其特征香氣的表達進行檢測，進一步對現(xiàn)有加工機械進行改進優(yōu)化，解決蘋果加工過程中香味物質減少或改變的難題。