不同基因型可可發(fā)酵過程中揮發(fā)性香氣成分變化規(guī)律研究

岳一輪 秦曉威 李付鵬 鐘壹鳴 賀書珍 白亭玉 初眾

關(guān)鍵詞：可可；基因型；發(fā)酵；香氣成分；頂空固相微萃取

可可（ Theobroma cacao L. ） 為梧桐科（Sterculiaceae）可可屬（Theobroma）多年生熱帶經(jīng)濟(jì)作物[1]。可可豆富含脂肪、可可堿、多酚等活性成分，具有改善心臟、腎臟、腸道功能，緩解心絞痛等作用，是制作高級飲品、巧克力、糖果等的主要原料[2]。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）統(tǒng)計，2022 年世界可可收獲面積達(dá)1.2×107 hm2，產(chǎn)量達(dá)5.8×106 t[3]，我國自20 世紀(jì)20 年代由東南亞引進(jìn)試種成功，已發(fā)展成為熱帶特色高效農(nóng)業(yè)的重要組成部分。據(jù)國際可可組織（ICCO）統(tǒng)計表明，2022 年國際優(yōu)質(zhì)可可出口占可可出口總量的12%，優(yōu)質(zhì)可可原料的供需矛盾極為突出[4]。因此，優(yōu)質(zhì)可可品種選育是國際可可提質(zhì)增效的核心科學(xué)問題。

可可豆揮發(fā)性香氣物質(zhì)數(shù)量和種類是形成可可獨(dú)特風(fēng)味的重要因素，也是評價可可品質(zhì)的重要指標(biāo)[5]。相關(guān)研究表明，可可鮮豆揮發(fā)性物質(zhì)成分與含量受可可基因型的影響[6]。QIN 等[7]利用HS-SPME-GC/MS 技術(shù)對國際可可三大遺傳類型Criollo、Forastero 和Trinitario 的揮發(fā)性成分進(jìn)行鑒定表明，可可鮮豆香氣物質(zhì)成分的組成和含量與可可的遺傳背景存在一定關(guān)聯(lián)。發(fā)酵是形成可可風(fēng)味物質(zhì)的關(guān)鍵步驟，會影響可可主要香氣物質(zhì)的形成[8]。房一明等[9]研究表明，發(fā)酵影響可可豆前體風(fēng)味物質(zhì)的形成?？煽稍诎l(fā)酵過程中產(chǎn)生具有花香和果香特征的揮發(fā)性物質(zhì)，如芳樟醇（linalool）、苯乙醇（benzene ethanol）、乙酸戊醇（pentanol acetate）、丁醛（butanal）等香氣物質(zhì)[10]。此外，段美玉等[11]、RAHARDJO 等[12]通過45 ℃和50 ℃的控溫發(fā)酵試驗研究了發(fā)酵過程對可可香氣的影響，研究表明控溫條件下可可發(fā)酵時間與香氣物質(zhì)成分之間存在顯著相關(guān)性。

目前，關(guān)于不同基因型可可發(fā)酵過程中主要揮發(fā)性香氣成分的變化規(guī)律及其差異性研究鮮見報道，且主要香氣成分與可可豆發(fā)酵階段的相關(guān)性還有待證實。頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法（SPME-GC/MS）因其方便快捷、靈敏度高、選擇性與重復(fù)性好，能較真實地反映待測物中揮發(fā)性物質(zhì)的基本組成等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于發(fā)酵食品揮發(fā)性香氣成分的分析[13]。HEGMANN 等[14]采用SPME-GC/MS 方法分析表明，旱季和雨季可可豆果肉之間的香氣成分存在顯著差異。谷風(fēng)林等[15]利用SPME-GC/MS 技術(shù)揭示了可可發(fā)酵過程中蛋白質(zhì)降解與吡嗪類化合物的變化規(guī)律。為揭示不同基因型可可發(fā)酵過程中揮發(fā)性香氣成分的變化規(guī)律與組成差異，本研究以我國篩選的3 份優(yōu)質(zhì)可可種質(zhì)資源為研究對象，采用HS-SPMEGC-MS 技術(shù)對不同發(fā)酵階段可可的揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行鑒定，分析不同基因型可可發(fā)酵過程中揮發(fā)性香氣成分的組成及差異，以期為優(yōu)質(zhì)可可新品種選育提供數(shù)據(jù)支撐及科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料：選用中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所國家熱帶植物種質(zhì)資源庫香料飲料種質(zhì)資源分庫（NTPGRC2021-014， 2022-014）保存的ZYP11-9、STS16、ZYP6-11 三份不同基因型可可資源（圖1）。

儀器設(shè)備：HYG-C 多功能搖床（太倉市實驗設(shè)備廠），DGX-9243BC-1 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（寧波海曙賽福實驗儀器廠），Aglient-7890B/5977B 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國安捷倫公司），50/30 μmDVB/CAR/PDMS 萃取頭（美國SUPELCO 公司）。

1.2 方法

材料預(yù)處理：選擇采摘好的可可鮮果，在工作臺上去殼取鮮可可豆（800±10）g 分別放置于1 L高硼硅玻璃罐中密封，置于50 ℃智能恒溫箱中進(jìn)行發(fā)酵。發(fā)酵期間每天對樣品進(jìn)行1 次攪拌處理，并每天采集發(fā)酵樣品，采集后的樣品置于32 ℃鼓風(fēng)干燥機(jī)中，干燥3 d 后在研磨機(jī)中進(jìn)行精細(xì)研磨，得到待測可可樣品，樣品編號見表1。

固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用：準(zhǔn)確稱取表1 中各可可待測樣品2.0 g 于20 mL 密封頂空樣品瓶中，使用型號為50/30 μm 的DVB/CAR/PDMS SPME纖維頭插入GC 插入萃取瓶中，置于樣品上方0.5 cm 頂空萃取30 min，萃取頭插入GC 進(jìn)樣口解析5 min，每個樣品重復(fù)3 次。

色譜條件：聚乙二醇（PEG）毛細(xì)管柱，DB-WAX（30 mm×0.25 mm， 0.25 μm）；升溫程序為初始溫度40 ℃保持4 min，以3 ℃/min 升溫至96 ℃，保持3 min，再以1.5 ℃/min 升溫至150 ℃，保持0 min；最后以10 ℃/min 升溫到210 ℃，保持2 min，進(jìn)樣口溫度為250 ℃；載氦氣，流速為1 mL/min。

質(zhì)譜條件：電離方式EI，電子能量為70 eV，離子源溫度為250 ℃，傳輸線溫度為250 ℃。掃描質(zhì)量范圍40～550 amu。

1.3 數(shù)據(jù)處理

GC/MS 實驗數(shù)據(jù)通過安捷倫儀器自帶軟件進(jìn)行處理，經(jīng)計算機(jī)檢索同時與NIST 17 譜庫和Wiley 譜庫相匹配，并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，進(jìn)一步確認(rèn)香氣物質(zhì)的具體化學(xué)成分，按峰面積歸一化法算出樣品中各組分的相對含量，使用Origin 2021軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)主成分分析和圖像處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基因型可可豆發(fā)酵過程中揮發(fā)性香氣成分種類組成分析

根據(jù)ZYP11-9、STS16、ZYP6-11 可可發(fā)酵過程中揮發(fā)性香氣成分的總離子流圖組成，進(jìn)行分譜庫檢索和相關(guān)資料分析，共檢測出32 種揮發(fā)性香氣化合物，屬于醇類、酯類、酮類、酸類、吡嗪類、呋喃類、烯烴類7 類（表2～表4）。其中，醇類12 種、酯類11 種、酮類4 種、酸類2 種、吡嗪類1 種、呋喃類1 種和烯烴類1 種。ZYP11-9可可豆發(fā)酵過程中共鑒定出25 種化合物，其中醇類10 種、酯類8 種、酮類3 種、酸類2 種、吡嗪類1 種、呋喃類1 種，其中，2，5-二甲基呋喃、2-氨基丙酸、苯甲酸戊-2-基酯、戊二酸單乙酯、亞硝酸仲丁酯、乙二醇丁醚醋酸酯和乙酸苯酯7 種物質(zhì)為特有揮發(fā)性成分；STS16 可可豆發(fā)酵過程中共鑒定出21 種化合物，其中醇類11 種、酯類4 種、酮類4 種、酸類1 種、吡嗪類1 種，其中，異丁醇、3-乙?；?2-丁酮和戊二酸單乙酯3 種物質(zhì)為特有揮發(fā)性成分；ZYP6-11 可可豆發(fā)酵過程中共鑒定出22 種化合物，其中醇類11 種、酯類5 種、酮類3 種、酸類1 種、吡嗪類1 種、烯烴類1 種，其中，3-蒈烯、3-羥基丁酸甲酯和乙酸仲戊酯3 種物質(zhì)為特有揮發(fā)性成分。箱線圖統(tǒng)計分析表明（圖2），ZYP11-9 可可豆發(fā)酵過程中的揮發(fā)性香氣成分組成為（12.50±3.31）種；STS16可可豆揮發(fā)性香氣成分組成為（11.50±2.44）種；ZYP6-11 可可豆揮發(fā)性香氣成分組成為（12.62±3.49）種。在3 種可可豆發(fā)酵中，ZYP6-11 可可豆在發(fā)酵過程中的揮發(fā)性物質(zhì)變化較豐富，STS16 可可豆則更為穩(wěn)定。

由圖3 可見，ZYP11-9、STS16、ZYP6-11 不同基因型可可豆揮發(fā)性成分的種類組成無差異，但是發(fā)酵過程中的種類組成和含量差異較大。發(fā)酵過程中3 種基因型可可豆揮發(fā)性香氣成分的種類數(shù)量呈逐漸減少的趨勢，且發(fā)酵過程中揮發(fā)性香氣成分的數(shù)量存在顯著差異。STS16 可可、ZYP6-11 可可豆發(fā)酵第5 天揮發(fā)性香氣成分?jǐn)?shù)量最少，與未發(fā)酵鮮豆揮發(fā)性成分相比分別下降33.34%和38.46%；ZYP11-9 可可于發(fā)酵第6 天揮發(fā)性香氣成分?jǐn)?shù)量最少，與未發(fā)酵鮮豆揮發(fā)性成分相比下降46.67%，其中醇類、酯類揮發(fā)性香氣成分?jǐn)?shù)量下降最為明顯。由圖4 可見，3 種基因型可可豆發(fā)酵過程中醇類、酸類揮發(fā)性香氣成分的相對含量較高，其中ZYP11-9 可可豆發(fā)酵過程中醇類物質(zhì)的相對含量基本不變，占57.22%～85.48%，酯類物質(zhì)相對含量最高占12.63%；STS16 可可豆發(fā)酵過程中醇類物質(zhì)的相對含量呈逐漸上升趨勢，與未發(fā)酵鮮豆揮發(fā)性香氣成分相比增長28.30%，酮類物質(zhì)平均相對含量較高（10.21%±7.12%），在發(fā)酵第5 天達(dá)到峰值25.79%；ZYP6-11 可可豆的醇類物質(zhì)相對含量呈逐漸下降趨勢，發(fā)酵第7d 與未發(fā)酵鮮豆揮發(fā)性香氣成分相比下降53.38%，主要原因為ZYP6-11 可可豆發(fā)酵6～7 d 其酸性揮發(fā)性物質(zhì)較多，相對含量最高為45.46%。

2.2 不同基因型可可豆發(fā)酵過程中揮發(fā)性香氣成分組成分析

可可發(fā)酵過程中醇類物質(zhì)通常被描述為“水果和植物般”風(fēng)味，較高的醇類含量也是獲得花香和糖果味可可的關(guān)鍵[16]，ZYP11-9、STS16、ZYP6-11 三種基因型可可發(fā)酵過程中主要的醇類化合物為2，3-丁二醇、2-庚醇、2-戊醇、3-甲基-1-丁醇、苯乙醇和芳樟醇。2，3-丁二醇在可可風(fēng)味評價中通常被描述為具有“水果味與黃油味”的香氣特征[17]。2，3-丁二醇在ZYP11-9、STS16 未發(fā)酵可可鮮豆階段中的相對含量分別為17.01%±8.30%和29.16%±16.32%，在發(fā)酵過程中呈逐漸增加的趨勢，發(fā)酵完成后2，3-丁二醇的相對含量分別增加220.40%和94.56%；然而，ZYP6-11 可可豆發(fā)酵過程中的2，3-丁二醇含量呈先增后減的變化趨勢，發(fā)酵第4 天其相對含量達(dá)到峰值59.65%±20.70%，相對含量增量為210.27%，但發(fā)酵完成后的2，3-丁二醇相對含量與其鮮豆期相比僅增長3.84%（表2～表4）。

2-戊醇、2-庚醇和芳樟醇被描述為具有“果香、檸檬草香和花香”的香氣特征，同時有助于產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)可可中的果味和花香[18-19]。ZYP11-9、STS16、ZYP6-11 可可豆的整體發(fā)酵過程中2-戊醇、2-庚醇相對含量呈遞減趨勢，其中2-戊醇含量均于發(fā)酵第4 天處于最低，分別為0.38%±0.04%、0.13%±0.01%和2.73%±0.11%，與未發(fā)酵階段相比分別減少97.38%、95.36%和92.01%；2-庚醇在ZYP11-9可可發(fā)酵第6 天達(dá)到最低含量（0.17%±0.02%），與鮮豆相比下降99.21%；在STS16 可可發(fā)酵第4天達(dá)到最低含量（0.41%±0.08%），與鮮豆期相比下降95.60%；在ZYP6-11 可可豆發(fā)酵第2 天達(dá)到最低含量（0.21%±0.06%），與鮮豆期相比下降96.81%。芳樟醇是可可豆揮發(fā)性物質(zhì)中的主要醇類成分，對一些可可品種的花香和茶香有顯著貢獻(xiàn)[20]，芳樟醇在ZYP11-9、STS16、ZYP6-11 可可發(fā)酵過中的相對含量均呈遞增趨勢，在發(fā)酵第6天或第7 天相對含量達(dá)到最大，分別為18.24%±3.59%、20.24%±3.02%和17.04%±6.23%（表2～表4）。

可可發(fā)酵過程中有機(jī)酸的濃度由于糖的代謝而增加，具有酸味和醋味的乙酸被認(rèn)為是發(fā)酵豆類中氣味活性最高的化合物，可可豆在發(fā)酵過程中被乙酸酸化，進(jìn)行各種可可風(fēng)味開發(fā)所需的生化修飾[10]。ZYP11-9、STS16、ZYP6-11 可可豆發(fā)酵過程的乙酸含量變化規(guī)律不一致。ZYP11-9 可可豆的乙酸含量呈先升后降的變化規(guī)律，可可鮮豆的乙酸相對含量僅為2.43%±0.77%，發(fā)酵第3天達(dá)到峰值（33.27%±3.92%），而發(fā)酵第7 天降至7.33%±2.08%。STS16 可可鮮豆的乙酸相對含量高達(dá)22.61%±2.06%，發(fā)酵第1～2 天乙酸含量呈下降趨勢，發(fā)酵第3 天乙酸相對含量達(dá)到峰值（32.37%±2.62%），但發(fā)酵第7 天乙酸相對含量降至10.83%±1.73%， 與鮮豆階段相比約減少52.11%。然而，ZYP6-11 可可豆發(fā)酵過程中的乙酸含量呈遞增趨勢，未發(fā)酵鮮豆未檢測到乙酸，發(fā)酵第1 天乙酸含量為4.17%±0.56%，發(fā)酵第6、7 天乙酸含量達(dá)45%，增長量為發(fā)酵第1 天的9.73倍（表2～表4）。

3-羥基-2-丁酮（乙偶姻）是可可、葡萄酒、黃油、草莓和乳制品的重要風(fēng)味物質(zhì)，被廣泛用作食品增味劑[21]。3-羥基-2-丁酮在發(fā)酵過程中主要作為三甲基吡嗪的前體物質(zhì)，而三甲基吡嗪為可可豆香氣的重要?dú)馕痘钚猿煞郑Ｉl(fā)出堅果味與青草味道[14]。ZYP11-9 與STS16 可可豆發(fā)酵過程中的3-羥基-2-丁酮相對含量均呈逐漸下降趨勢，發(fā)酵前后相對含量相比分別減少75.06%和65.02%；ZYP6-11 可可豆發(fā)酵過程中的3-羥基-2-丁酮相對含量呈遞增趨勢，發(fā)酵前后相對含量增長50.12%。2，3，5-三甲基吡嗪在ZYP11-9、STS16可可豆發(fā)酵過程中的相對含量均呈遞減趨勢，其中在ZYP6-11 可可豆中含量下降幅度較大，發(fā)酵前后含量減少約82.50%。酯類是僅次于吡嗪類的重要揮發(fā)性化合物，主要來源于發(fā)酵厭氧階段有機(jī)酸與醇的反應(yīng)，可提供可可豆的水果風(fēng)味[7， 22]。在3 種可可豆發(fā)酵過程中，γ-丁內(nèi)酯在ZYP11-9和STS16 可可豆未發(fā)酵鮮豆中的相對含量分別為8.18%±0.62%和8.56%± 2.13%，在發(fā)酵第7 天分別為4.53%±0.57%和5.62%±2.49%，而γ-丁內(nèi)酯在ZYP6-11 可可豆未發(fā)酵鮮豆中僅為3.99%±0.43%，在發(fā)酵第7 天為2.21%±0.49%（表2～表4）。

2.3 不同基因型可可發(fā)酵過程中主要香氣成分分析

對3 種基因型可可豆不同發(fā)酵階段揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行主成分分析，結(jié)果表明，ZYP11-9、STS16、ZYP6-11 可可豆發(fā)酵過程中PC1 與PC2 的方差總貢獻(xiàn)率分別為95.90%、95.00%、89.40%，其主要香氣成分相似，與2，3-丁二醇、乙酸、芳樟醇、2-戊醇、2-庚醇等揮發(fā)性香氣成分相關(guān)性較強(qiáng)，但不同發(fā)酵階段的主要香氣成分存在差異。由圖5A 可知，ZYP11-9 可可豆未發(fā)酵鮮豆與發(fā)酵過程的揮發(fā)性成分存在差異，發(fā)酵過程中的2-庚醇、2-戊醇、3-羥基-2-丁酮等揮發(fā)性物質(zhì)含量與鮮豆（0A）的揮發(fā)性物質(zhì)含量呈正相關(guān)，其中2-庚醇的相對含量高達(dá)21.64%±3.61%，其次為2-戊醇（ 14.55%±2.66%） 和3-羥基-2-丁酮（ 8.26%±1.31%）；乙酸、2，3-丁二醇、芳樟醇等揮發(fā)性物質(zhì)與發(fā)酵時間呈正相關(guān)，其中2，3-丁二醇的平均相對含量最高達(dá)56.54%±12.00%，其次為乙酸（14.24%±3.32%）和芳樟醇（12.70%±2.69%）。由圖5B 可知，STS16 可可豆的乙酸含量與未發(fā)酵鮮豆（0B）、發(fā)酵第3 天（3B）揮發(fā)性物質(zhì)含量呈正相關(guān)，未發(fā)酵鮮豆中的乙酸含量為22.61%±2.06%，在發(fā)酵第3 天達(dá)最高（32.37%±2.62%）；2，3-丁二醇、芳樟醇、3-羥基-2-丁酮等揮發(fā)性物質(zhì)與STS16 發(fā)酵時間呈正相關(guān)，其中2，3-丁二醇平均相對含量最高（53.26%±4.51%），其次為芳樟醇（14.72%±2.77%）和3-羥基-2-丁酮（8.90%±3.30%）。由圖5C 可知，在ZYP6-11 可可豆發(fā)酵過程中，鮮豆（0C）、發(fā)酵第1 天（1C）揮發(fā)性物質(zhì)主要有2-戊醇、3-甲基-1-丁醇、苯乙醇等，其中2-戊醇相對含量高達(dá)34.73%±1.46%，其次為3-甲基-1-丁醇（8.34%±1.73%）和苯乙醇（6.71%±0.68%）；發(fā)酵第2～5 天的揮發(fā)性物質(zhì)主要為2，3-丁二醇、芳樟醇、3-羥基-2-丁酮等，其中2，3-丁二醇相對含量高達(dá)52.97%±16.84%，其次為芳樟醇（9.41%±3.91%）和3-羥基-2-丁酮（5.74%±0.69%），發(fā)酵第6～7 天的揮發(fā)性物質(zhì)主要為乙酸、2，3-丁二醇、芳樟醇等，其中乙酸相對含量高達(dá)45.13%±2.30%， 其次為2，3-丁二醇（ 20.08%±4.58%）、芳樟醇（16.68%±7.09%）。

由圖6 可見，聚類熱圖直觀地呈現(xiàn)了ZYP11-9、STS16、ZYP6-11 不同基因型可可豆發(fā)酵過程中32 種揮發(fā)性成分的變化差異，第0～4 天發(fā)酵階段產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)的變化明顯高于第5～7 天，2，3-丁二醇、乙酸、芳樟醇、3-羥基-2-丁酮、2-戊醇、2-庚醇、3-甲基-1-丁醇等揮發(fā)性香氣成分變化顯著，這可能與可可發(fā)酵中復(fù)雜的微生物活動有關(guān)。TIGRERO-VACA 等[23]研究表明，可可豆中部分微生物菌種如酵母（Saccharomyces cerevisiae）、近平滑念珠菌（Candida metapsilosis）等在發(fā)酵過程中的活動有助于產(chǎn)生與果香、花香、巧克力味和杏仁味的香氣相關(guān)的揮發(fā)性化合物。

3 討論

可可揮發(fā)性化合物的數(shù)量和類型是影響可可品質(zhì)的重要指標(biāo)，也決定了可可的商業(yè)價值。近年來，在可可豆加工過程中已鑒定和識別的揮發(fā)性化合物約有600 種[24]。本研究以ZYP11-9、STS16、ZYP6-11 可可種質(zhì)資源為材料，利用HS-SPME-GC/MS 技術(shù)鑒定發(fā)現(xiàn)不同基因型可可豆香氣成分物質(zhì)種類主要由醇類、酸類、酯類、酮類、吡嗪類化合物組成，這與秦曉威等[25]、COUNET 等[26]的研究結(jié)論一致。本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，不同基因型可可豆的香氣成分物質(zhì)種類含量存在差異，其中ZYP6-11 的醇類含量較高，是STS16、ZYP11-9 的1.4 倍；ZYP11-9 的酯類含量較高，是ZYP6-11 的3.1 倍；STS16 的酸類物質(zhì)含量較高，是ZYP11-9 的5.7 倍。RODRIGUEZCAMPOS等[16]研究認(rèn)為醇類物質(zhì)是影響可可果香風(fēng)味的主要成分。其中，2-戊醇具有明顯的水果和花卉香氣特征，有利于可可制品的品質(zhì)提高[27]。本研究結(jié)果表明，ZYP6-11 的2-戊醇相對含量達(dá)34.16%，是STS16 的12 倍。STS16 的乙酸相對含量較高，是ZYP11-9 的9.3 倍，而KADOW 等[28]研究表明，較高的乙酸含量會增強(qiáng)可可制品的酸味，從而降低品質(zhì)。此外，在ZYP6-11 的香氣成分中三甲基吡嗪類物質(zhì)的相對含量較高，RAMLI等[29]研究表明，吡嗪類物質(zhì)表現(xiàn)出堅果味、青草味，具有可可風(fēng)味增強(qiáng)劑的特性。

可可發(fā)酵是一個自發(fā)的過程，伴隨著揮發(fā)性物質(zhì)的形成，有助于確定芳香可可豆的特性與質(zhì)量[8]。本研究中，發(fā)酵結(jié)束后ZYP11-9、STS16、ZYP6-11 的香氣物質(zhì)數(shù)量均有所減少，相對含量也有所變化。FRAUENDORFER 等[30]研究表明，一些短鏈羧酸如乙酸和異戊酸，在可可豆發(fā)酵的香氣成分中占主導(dǎo)地位。本研究表明，ZYP6-11的發(fā)酵酸類物質(zhì)變化幅度較大，在發(fā)酵中后期（第6～7 天）酸類揮發(fā)性化合物的相對含量顯著增加，是ZYP11-9、STS16 的2.46 倍，其發(fā)酵具有明顯的酸性風(fēng)味，這些酸類物質(zhì)的增加可能是可可漿中糖類物質(zhì)代謝的結(jié)果，乙酸可以通過乙醇氧化產(chǎn)生[31]，同時這與RODRIGUEZ-CAMPOS 等[32]的研究過程中酸類揮發(fā)性化合物相對含量變化一致，表明部分品種可可豆經(jīng)過長時間發(fā)酵（超過6 d）會增加如乙酸等酸類揮發(fā)性物質(zhì)的含量。此外，在ZYP11-9 可可豆發(fā)酵中存在丙酸類物質(zhì)，這類物質(zhì)通常是在發(fā)酵結(jié)束后由芽孢桿菌屬（Bacillus spp.）代謝產(chǎn)生，然而由于發(fā)酵時間過長引起的過度發(fā)酵，也會提高這些酸類物質(zhì)的濃度[14]。ZYP11-9、STS16、ZYP6-11 可可豆發(fā)酵過程中有17 種共有揮發(fā)性物質(zhì)，5 種為醇類，分別為2-戊醇、3-甲基-1-丁醇、2-庚醇、2，3-丁二醇、苯乙醇，其香氣變化特征與OBERPARLEITER 等[33]的研究結(jié)果一致，表現(xiàn)出較明顯的代謝反應(yīng)。在3 種基因型可可豆發(fā)酵過程中，3-甲基-1-丁醇的相對含量在發(fā)酵第0～4 天均出現(xiàn)明顯下降，據(jù)AFOAKWA 等[34]研究表明，3-甲基-1-丁醇是一種戊醇，在發(fā)酵過程中被氧化為乙酸酯，并有助于麥芽風(fēng)味與巧克力風(fēng)味的形成。本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，ZYP11-9、STS16 在發(fā)酵過程中醇類物質(zhì)的相對含量均較高，是ZYP6-11 的2.1 倍，與CAMU等[35]、GUEHI 等[36]的研究結(jié)論一致，醇類揮發(fā)性物質(zhì)主要由酵母在發(fā)酵的厭氧階段（發(fā)酵48 h）產(chǎn)生，而部分醇則通過氨基酸的熱降解產(chǎn)生，并在后期被氧化成酸類或酯類，高含量的醇類揮發(fā)性物質(zhì)則有利于獲得帶有花香或甜味的可可產(chǎn)品[18]。酯類與水果風(fēng)味相關(guān)，是僅次于可可中吡嗪類物質(zhì)的重要的揮發(fā)性化合物種類[37]。本研究表明，ZYP11-9、STS16、ZYP6-11 不同基因型可可豆發(fā)酵的酯類物質(zhì)相對含量均有所減少，可能是發(fā)酵過程中酵母持續(xù)代謝的結(jié)果[38]。

4 結(jié)論

本研究表明，不同基因型可可豆發(fā)酵過程中的揮發(fā)性香氣成分種類組成相似，由醇類、酸類、酯類、酮類、吡嗪類化合物組成，而部分揮發(fā)性香氣成分的相對含量變化有差異，其中2，3-丁二醇、2-庚醇、2-戊醇、3-甲基-1-丁醇、苯乙醇、芳樟醇、乙酸、3-羥基-2-丁酮及2，3，5-三甲基吡嗪9 種共有香氣物質(zhì)在不同基因型可可豆發(fā)酵過程中的相對含量變化存在顯著差異；并且，主要香氣成分與發(fā)酵時間存在一定相關(guān)性，其中2，3-丁二醇、乙酸、芳樟醇、3-羥基-2-丁酮與可可發(fā)酵時間呈正相關(guān)，3-甲基-1-丁醇、丁內(nèi)酯、苯乙酮等香氣物質(zhì)與發(fā)酵時間呈負(fù)相關(guān)。不同基因型可可豆發(fā)酵過程中的香氣成分組成及含量變化存在一定差異，且主要香氣成分與發(fā)酵時間存在一定相關(guān)性。研究結(jié)果為優(yōu)質(zhì)可可新品種的選育及應(yīng)用提供參考依據(jù)。