弓鵬娟，趙鵬

(山東濱州市林業(yè)局，山東濱州 256600)

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梨香氣化合物形成研究進展

弓鵬娟，趙鵬

(山東濱州市林業(yè)局，山東濱州 256600)

摘要：介紹了梨果實香味物質的種類及特點，從梨品種、果實與結果部位、成熟度、采后貯藏、栽培管理等方面分析影響梨果芳香物質變化的生理機制，從分子水平分析芳香化合物的合成途徑及關鍵酶調控機理，為梨深加工和品質育種提供參考。

關鍵詞：梨；芳香物質；研究進展

水果香氣使果實呈現(xiàn)特定風味，是影響果品內在品質、貯藏、加工和消費的重要因素。隨著市場對果品風味要求的不斷提高，梨果的香氣逐漸引起人們關注。果品香味物質主要分為酯類、醇類、醛類、酮類、萜類等揮發(fā)性化合物，不同果品可能具有相同的香味物質，但每種果品有其獨特的效應化合物，使其表現(xiàn)出特有的芳香特征[1]。國內對柑桔、蘋果、草莓、香蕉等水果香味物質研究報道較多，認為香蕉、葡萄和草莓的部分嗅感物是由莽草酸途徑合成的苯丙氨酸、酪氨酸等芳香族氨基酸前體物生成，與后熟密切相關[2]。萜烯類化合物是柑桔類水果的主要嗅感物成分，前體物為羧基酸，通過異戊二烯途徑合成。包括梨在內的部分水果及瓜類的嗅感物是以脂肪酸為前體物形成。Gary R等人利用SDE法(同時蒸餾萃取法)，分離了4種梨的揮發(fā)性物質，發(fā)現(xiàn)其中8種酯類和1種醛類物質是構成梨香味的主要成分[3]。隨著研究的深入，越來越多的梨芳香化合物被發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)對梨香味物質種類、形成影響條件及調控基因的研究成果進行綜述，為提高梨果實品質和育種應用提供參考。

1梨果實的芳香物質

1.1梨果實中芳香物質的種類特點

梨果實中，含有120多種芳香物質，以酯類、醛類、醇類、烷類和烯烴類化合物為主。其中，酯類主要包括乙酸丙酯、乙酸乙酯、己酸丁酯、反-2-順-4癸二烯酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸辛酯、乙酸2-苯基乙酯等；醇類主要為乙醇、丙醇、戊醇、2-乙基己醇、3-甲基-1-丁醇、辛醇等；醛類主要為己醛、壬醛等；烷類為十六烷等；烯烴類為α-法尼烯等[4]。

通常用香味物質的實際濃度與閾值相比較得到的對數(shù)閾值單位作為香味成分的實際作用效果。對國內11種不同栽培系統(tǒng)的梨果揮發(fā)性物質從相對閾值單位分析，酯類為主要揮發(fā)性物質和特征香氣成分，其中秋子梨系統(tǒng)的果實香味物質含量顯著高于其它系統(tǒng)梨品種[5]。王強等人對秋子梨寒香的香味物質進行GC-MS分析(氣象色譜-質譜聯(lián)用儀)，發(fā)現(xiàn)香氣成分主要為5種酯類化合物，分別為乙酸己酯、己酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、辛酸乙酯和(E)-2-己烯-1-醇乙酸酯[6]。泌陽瓢梨的典型香氣成分為8種，其中3種為近年發(fā)現(xiàn)的特有香味物質，分別為庚酸乙酯、大馬酮、苯甲酸乙酯[7]。鴨梨主要揮發(fā)性物質有25種，其中甲酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸乙酯含量較高[8]。田長平等人對3個白梨和3個砂梨品種香氣成分分析，發(fā)現(xiàn)乙酸己酯、己醛和1-己醇為6種梨的共有香味物質，所有參試白梨品種的香氣總量和醛類化合物(己醛等)含量都明顯高于砂梨品種[9]。商熟期庫爾勒香梨和3個砂梨品種68-3-2、金水1號和玉綠中的乙酸己酯為共有香氣成分，68-3-2中乙酸己酯含量最高，果香味濃郁，而一般砂梨香味清淡。因此68-3-2砂梨優(yōu)系對今后砂梨香味育種具有重要應用價值。此外，庫爾勒香梨香味物質總量和醛類物質含量均明顯高于3個砂梨品種，可能與兩種梨香味物質代謝途徑和酶活性差異相關[10]。

1.2不同芳香化合物對梨香味的影響

果實的香味由多種香氣成分共同調控，其中幾種起主要作用的為特征香氣成分。香味物質的含量并非越高越香，有些濃度低時香味適宜，濃度增加香味反而變差。梨果中烯酸和二烯酸酯類香味物質對梨的香氣有重要影響，C6醛類具有清香型氣味或香草(青草)氣味，C8揮發(fā)物為紫羅蘭香味，C9化合物為瓜香味，短鏈酯類化合物為果香型味。砂梨和白梨香氣主成分為C6醛類，酯類化合物種類較少且對數(shù)閾值較低，因此，白梨和砂梨具清香型風味。秋子梨系統(tǒng)品種中，酯類和醛類物質占主要成分，成熟時，酯類物質含量遠超過醛類化合物，可聞到濃郁果香[5]。泌陽瓢梨主要香味物質之一的大馬酮，具有強烈玫瑰香味，對梨深加工和香氣物質提取有重要作用[6]。

2影響梨芳香物質形成的因素

2.1品種

梨香氣物質因品種不同而存在差異，秋子梨不同地方品種香氣種類存在顯著差異，如小香水中烯烴類含量比大香水高432倍；單種香氣成分含量也有明顯差別，如苯乙醇乙酸酯在八里香中比甜秋子中多1110倍[11]。豐水梨和南果梨中含有植物中少見的香氣物質反-2-甲基-2-丁烯酸乙酯，南果梨中還含有在菠蘿和葡萄中發(fā)現(xiàn)的3-(硫甲基)丙酸乙酯[12]。晚熟梨品種的香氣成分含量明顯高于早熟品種，這與早熟品種香味相對偏淡感知一致[13]。

2.2果實部位和結果部位

果實香味揮發(fā)物在果皮和果肉中的種類和含量有區(qū)別，果皮中香氣成分多于果肉，如蘋果元帥和長富2號果皮中的香氣成分均多于果肉[14]。芒果中醇類物質的相對含量在果皮中隨著成熟度增加，卻在果肉中從半熟期開始下降[15]。張博等人對南果梨果皮和果肉香味物質對比發(fā)現(xiàn)，二者香味物質的相對含量存在差異，完整果實散發(fā)的香氣成分種類比破碎果汁中多[16]。

不同的結果部位影響果實香氣成分的種類和含量，棲霞大香水梨在樹冠外圍光照條件較好的位置，如東部和南部，果實的香味物質種類和含量顯著高于光照條件較差的內膛和北部，可能與果實接受不同光照及內部營養(yǎng)物質差異有關[17]。黃瓜在不同結果部位，香味物質的種類和含量也有明顯差異，是受果實內部亞油酸和亞麻酸含量的影響所致[18]。

2.3果實成熟度

果品香味物質的成分和含量在果實不同發(fā)育成熟階段有不同變化。秋子梨系統(tǒng)中的南果梨在采后未熟果中僅檢測到4種香味物質，自然成熟后可增加至16種，其中酯類化合物占75%，但過熟后香氣種類又逐漸下降[19]。秦改花等人對不同采收期南果梨香味物質研究發(fā)現(xiàn)，早、晚采收的果實香氣成分和含量均有差異，特征香味物質不同，晚采比早采果實多乙酸丁酯和2-己烯醛兩種特征香氣，早采比晚采果實青香味濃郁[20]。3種早熟梨隨著成熟度增加，每個品種的香氣成分總量均增加，但不同香氣成分變化有差異，如醛類物質的含量在所有品種中均隨成熟度增加，而醇類化合物卻在中梨1號和愛甘水2個品種中減少，這可能與不同品種的遺傳有關[13]。

2.4貯藏條件

梨在貯藏期間，香氣化合物含量會發(fā)生一定變化。低氧貯藏條件下，主要的酯類化合物呈下降態(tài)，但整體風味保持較好[21]。南果梨冷藏時香氣成分逐漸增加，冷藏70天后可達到貯藏前的2.5倍，冷藏與常溫后熟過程中香氣物質變化總體趨勢相似，其中區(qū)別較大的為冷藏使己酸乙酯和丁酸乙酯相對含量減少，乙酸乙酯相對含量增加[19]。也有研究表明，梨貯藏期間溫度過低會減少或破壞香氣物質，含量顯著降低。如梨經(jīng)冷藏或1-MCP(1-甲基環(huán)丙烯)處理后，果實脂肪酸含量降低，醇?；D移酶(AAT)、脂氧合酶(LOX)、脂氫過氧化物裂解酶(HPL)等酶活性鈍化，造成香氣成分合成受到抑制，影響果實風味，兩種處理結合對香氣物質的抑制更加明顯，而貯藏后再用乙烯處理，則可提高果實中主要酯類物質的相對百分含量，增加恢復果實的揮發(fā)性風味物質[22]。

2.5栽培管理

栽培條件及管理技術如施肥量及種類、水分管理、套袋等對果品糖、酸和香味物質都有較大影響。干旱條件下，蘋果成熟時果實香味與非干旱對照果實香味差異不顯著，但貯藏后香味增加[23]。桃樹增施適量氮肥后，果實芳香物中部分酯類物質含量增加，而部分烯醇和烯醛量降低[24]。庫爾勒香梨套袋后會降低香氣化合物總量，與卜萬鎖等人研究蘋果套雙層袋對果實風味影響結果一致。套袋尤其會降低香梨果香型酯類物質含量，但紫色塑料膜袋對梨風味減小的影響小于白色紙袋[25-26]。合理施用有機肥可提高梨果實內糖組分含量，降低果實硬度和有機酸含量，改善果實風味，每666.7m2施2700kg有機肥，新高和紅香酥梨品種的風味最佳[27]。梨果實香味物質的種類和含量與果園土壤有機質、堿解氮和有效鋅的含量顯著相關，與有效磷、速效鉀和有效硼相關性較高，而與有效鐵相關性較低[28]。梨園生草、菌渣覆蓋栽培模式比清耕制能顯著提高梨果實香氣物質的種類和含量，可能原因是生草和覆蓋栽培提高了土壤有機質含量，土壤中氮、磷、鉀等礦物元素供應均衡，改善了土壤理化性狀、涵養(yǎng)水源和供肥保肥能力，促進梨樹和果實發(fā)育，從而顯著提升梨果的香氣和糖酸等風味品質[28]。通過栽培管理對梨及其它果品香味物質的影響研究總結，得出合理水肥調控，增加土壤有機質含量，在一定程度上可提高梨果實香味。

3梨果實芳香物質的合成途徑及關鍵酶調控

調控果品香氣物質的生成途徑較多，主要有脂肪酸代謝途徑，包含脂氧合酶途徑和β-氧化途徑、氨基酸代謝途徑、萜類途徑、糖苷及其衍生物合成途徑，其中，亞油酸β-氧化是梨果實香味物質形成的重要途徑，LOX是梨風味形成的關鍵酶，第一步催化合成芳香物質[29]。HPL是脂氧化途徑中LOX的下游酶，可催化過氧基斷裂成短鏈醛，成為重要香味物質；AAT也是果實酯類化合物合成的關鍵酶，酸和醇類化合物可在該酶作用下，將?；D移到醇類底物合成酯類物質；乙醇脫氫酶(ADH)是乙醇代謝中的關鍵酶，與乙烯代謝呈正相關，可能受乙烯代謝調控[29]。廖鳳玲等人對愛甘水梨果實中LOX、ADH、HPL、AAT酶活性研究表明，這些酶類參與調控酯類和醛類香氣化合物的合成，其中LOX、ADH、AAT不利于醇類物質累積[30]。α-法尼烯合成酶PFS是萜類化合物合成的關鍵酶，梨PFS基因表達量在果皮中顯著高于果肉[31]。馮立國等人研究發(fā)現(xiàn)，梨果實香氣成分合成相關的醇酰基轉移酶基因PpAAT表達量在果皮中高于果肉，在商熟期高于綠熟期和完熟期[32]。碭山酥梨全基因組測序已完成，可為梨香氣成分釋放和形成，以及調控關鍵基因的研究提供分子機理和數(shù)據(jù)支持。梨果實芳香物質的合成代謝是一個復雜過程，由多途徑、多因素綜合調控，有待從分子水平進一步深入挖掘和研究。

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收稿日期：2016-01-11

作者簡介：弓鵬娟(1979-)，女，山西文水人，農藝師，主要從事植物耐逆栽培、育種和特色果業(yè)發(fā)展研究。E-mail：gongpengjuan@126.com

中圖分類號：S661.2

文獻標識碼：A

文章編號：1002-2910(2016)04-0018-04