甜瓜芳香物質(zhì)研究進(jìn)展

摘要：隨著市場對水果品質(zhì)要求的提高和食品工業(yè)對天然風(fēng)味物質(zhì)需求的增加，以及現(xiàn)代分離鑒定技術(shù)的發(fā)展，對甜瓜芳香性物質(zhì)的研究日益受到人們的重視。主要從甜瓜芳香性物質(zhì)的種類及影響其形成的關(guān)鍵因素等方面進(jìn)行了綜述，以期為甜瓜品種選育、優(yōu)質(zhì)栽培、食品工業(yè)的利用提供借鑒。

關(guān)鍵詞：甜瓜；芳香性物質(zhì)；種類；影響因素

甜瓜(Cucumis melo L.)因其特殊香味和高含糖量而得名。據(jù)統(tǒng)計，我國甜瓜的栽培面積和產(chǎn)量均居世界第1位，在世界十大水果中僅次于葡萄、香蕉、柑橘、蘋果，是中國廣大城鄉(xiāng)居民普遍喜愛的傳統(tǒng)夏季鮮食水果。隨著市場對水果品質(zhì)要求的日益提高和食品工業(yè)對天然風(fēng)味物質(zhì)需求的增加，以及現(xiàn)代分離鑒定技術(shù)的發(fā)展，有關(guān)甜瓜的風(fēng)味物質(zhì)，尤其是甜瓜芳香物質(zhì)的研究日益受到國內(nèi)外研究者的重視。

1 甜瓜芳香性物質(zhì)的種類

Wyllie和日本學(xué)者石上等研究認(rèn)為厚皮甜瓜(Cucumismelon L.)含有逾90種芳香物質(zhì)。隨著尖端分析技術(shù)的發(fā)展，越來越多的甜瓜風(fēng)味物質(zhì)被分離。到目前為止，已從甜瓜中鑒定出逾240種芳香物質(zhì)。因此，甜瓜被認(rèn)為是芳香物質(zhì)種類豐富的水果之一。

但是，并非所有揮發(fā)性成分都決定果蔬的特征風(fēng)味，只有較少的成分甚至某一種化合物決定某種果蔬的特征風(fēng)味，這類化合物被稱為“特征效應(yīng)化合物”(Characterimpace COB-pounds-CIC)。Yabunoto等在幾種甜瓜中鑒定出了大量酯類，認(rèn)為它們是甜瓜香味的主要成分。Kourkoutas等從甜瓜中鑒定出的240種化合物，酯類化合物高在50％以上。But-tery和Niisscn等的研究結(jié)果進(jìn)一步證實，飽和與不飽和的九碳脂肪醛和脂肪醇是瓜類香氣的特征成分。Ueda等認(rèn)為低分子的酯類物質(zhì)是甜瓜、香蕉等許多果實香氣的主要成分。根據(jù)果腔頂空法結(jié)合氣一質(zhì)聯(lián)用技術(shù)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，銀帝甜瓜的揮發(fā)性風(fēng)味成分主要包括乙酸乙酯、丙酸2-丁烯酯、羥氨基甲酸乙酯、丁酸甲酯乙酯和2-甲基丁酸乙酯等酯類。Bauchot等利用類似技術(shù)發(fā)現(xiàn)，乙酸丁酯、乙酸己酯對Charentais cantaloupe甜瓜芳香性也發(fā)揮著重要作用。因此甜瓜的特征香氣是由乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯、2-甲基丁酸乙酯、乙酸己酯、乙酸甲酯、甲硫基丁酸甲酯、反-2.6-壬二烯醛、順-4-壬烯醛、反-6-壬烯醛和乙醇決定的。其中以乙酸酯類為主的酯類最多，其峰面積占到了總峰面積的64.98％。它們在厚皮甜瓜香氣形成中起重要作用，其中乙酸乙酯占了50％以上。授粉后50～60d的阿魯斯甜瓜的香氣成分中乙酸乙酯所占比例更高，達(dá)到50％～60％，其他乙酸酯類含量可達(dá)香氣成分總量的20％～30％。可見，酯類、直鏈九碳醇和醛，尤其是酯類這些所謂的“特征效應(yīng)化合物”在甜瓜香味中發(fā)揮著重要作用。

除了酯類、直鏈九碳醇和醛之外，甜瓜中是否還有其他特征效應(yīng)物呢?含硫化合物是葡萄柚的重要揮發(fā)性物質(zhì)。其是否在甜瓜香氣中也扮演著一定的角色呢?1992年，Wyllie等研究了27個甜瓜品種發(fā)現(xiàn)了6種含硫化合物，包括α-(甲硫基)乙酸乙酯、3-(甲硫基)乙酸丙酷等。Sakamoto等也驗證了這一事實，通過測定M1iyabi甜瓜香氣成分，發(fā)現(xiàn)9種含硫化合物，認(rèn)為3-(甲硫基)乙酸丙酯含量最高，其次是甲硫基乙酸乙酯、3-(甲硫基)兩酸乙酯、2-(甲硫基)乙酸乙酯。其中3-(甲硫基)乙酸丙酯具有草的香甜味，甲硫基乙酸乙酯具類似黃瓜的香味，二者是賦予甜瓜品種Miyabi草香味的重要成分。甲硫基乙酸乙酯在Honey Dew、Can-taloupe甜瓜和其他一些甜瓜品種中也均有發(fā)現(xiàn)真，因此，認(rèn)為乙基(甲硫基)乙酸鹽在甜瓜芳香物質(zhì)中普遍存在。但是，Buttery等卻發(fā)現(xiàn)，(甲硫基)乙酸乙酯閥值很高，在甜瓜香氣中不發(fā)揮作用。可見，芳香物質(zhì)在香氣中的貢獻(xiàn)率不僅取決于其絕對含量，還與其閥值濃度有關(guān)。即該物質(zhì)能夠被嗅覺器官所感知的最低濃度。有人對閥值濃度也做了一些研究。Kemp等認(rèn)為(Z)-6-壬烯醛是Retieulatus甜瓜(cv.Supermarket)中主要的芳香物，其閥值為20ng/kg。Buttery等則認(rèn)為其閥值為5 ng/kg。這種差異可能是由于不同的測定方法或品種造成的。此外，宛曉春等研究哈密瓜中游離態(tài)和糖苷鍵態(tài)的風(fēng)味化合物時還發(fā)現(xiàn)了3.6-壬二烯醇、6-壬烯醇、苯甲醇、2-戊基呋喃等呋喃類物質(zhì)，并認(rèn)為它們是哈密瓜風(fēng)味的主體成分。

2 影響甜瓜香味的因素

2.1 品種

甜瓜香味是由復(fù)雜的有機(jī)混合物所產(chǎn)生，不同類型和品種間香味成分存在很大差異。DimitriosKourkoutas等利用SPME提取技術(shù)和GS技術(shù)分析了Cantaloupe、Galia、HoneyDew 3種甜瓜的芳香物質(zhì)組分，發(fā)現(xiàn)Cantaloupe甜瓜中含有大量的含硫醋類和直鏈六碳化合物，而Honey Dew甜瓜以1種九碳直鏈化合物為主，Galia甜瓜中甲基酯類相對較高，Mambo甜瓜所含的某些芳香成分明顯高于其他品種，尤其是乙基酯類(對果香特別重要)、甲酸乙酯和乙醇，甲基酯和乙酸鹽含量卻較低。乙基酯類在Baggio和Symphony甜瓜果實中含量相對較多。甲酯類在Baggio和SYmphony中顯著高于Mambo。然而，Mambo中的甲酸乙酯占絕對優(yōu)勢CnQ。

2.2 成熟度

甜瓜在成熟過程中，芳香物質(zhì)的種類和濃度都在發(fā)生顯著變化。甜瓜中的酯類含量從授粉到成熟呈增加的趨勢，成熟期酯類含量比未成熟時高10～15倍，成熟期過后有所下降，大多數(shù)醛類物質(zhì)在幼果發(fā)育初期逐漸增加，以后遞減C2，實驗表明，山農(nóng)黃金1號甜瓜果實未成熟時揮發(fā)性物質(zhì)以醛類物質(zhì)為主；近成熟時醇類、醛類物質(zhì)含量急劇降低，酯類物質(zhì)含量迅速升高：果實成熟時揮發(fā)性物質(zhì)以酯類物質(zhì)為主。SweetDellRht果實未成熟時揮發(fā)性物質(zhì)以醛類、醇類物質(zhì)為主；隨著果實的發(fā)育。醇類物質(zhì)含量逐漸降低，醛類、酯類物質(zhì)含量逐漸升高：果實成熟時，以醛類物質(zhì)為主，尚未成熟的Takami甜瓜果實中揮發(fā)性物質(zhì)醇類、醛類物質(zhì)含量較高：成熟時酯類、醛類物質(zhì)占優(yōu)勢10。由此可以看出。甜瓜果實中香氣物質(zhì)組分是一個與發(fā)育階段密切相關(guān)的動態(tài)變化過程。在甜瓜成熟過程中，伴隨著氨基酸含量顯著增加，香氣也大量產(chǎn)生，且作為氮轉(zhuǎn)移物質(zhì)的谷氨酰胺呈先增加后下降的趨勢，表明香氣形成時也伴隨著活躍的氮轉(zhuǎn)移過程。

2.3 乙烯

芳香物質(zhì)的合成是一個依賴乙烯的過程。Bauchot等利用反義ACC氧化酶mRNA(AS)技術(shù)轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)基因植株，其乙烯合成嚴(yán)重受阻，脂肪酸和脂肪醛含量也相應(yīng)降低。Flores等凹進(jìn)一步研究認(rèn)為，AS轉(zhuǎn)基因果實中脂肪酸、脂肪醛的含量下降，直接影響到直鏈酯類，比如乙酸己酯、乙酸丁酯的合成。這種效應(yīng)可以被乙烯逆轉(zhuǎn)。但是，由乙酸向醇類轉(zhuǎn)化的最后一步反應(yīng)不受乙烯影響。

2.4 采前因素

各種采前因素，諸如光照冰分、化學(xué)處理都可能影響甜瓜果實芳香物質(zhì)的形成。Lin等在120、240、360 mg/L鉀離子濃度下研究了Tiantian No.1甜瓜(Cucumis melo，cv.reculatusNaud，)品種的風(fēng)味品質(zhì)，結(jié)果表明，鉀離子濃度為240-mg/L的培養(yǎng)液能夠顯著提高新鮮果實中總糖、可溶性固形物、谷氨酸、天門冬氨酸、丙氨酸和芳香性乙酸鹽(N-乙酸戊酯、乙二醇丁醚醋酸酯)的含量。但是，不同濃度下果實外觀和大小無顯著差異，光照、灌水等因素對蘋果、草莓香氣物質(zhì)的影響有人進(jìn)行過研究，在甜瓜上還未見報道。開展這方面的研究對于通過調(diào)控栽培條件來增加甜瓜香味，改善果實品質(zhì)具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

2.5 采后因素

采后環(huán)境(貯藏時間、溫度、氣體成分、化學(xué)處理)對甜瓜果實芳香物質(zhì)的合成也有很大的影響。隨著常溫貯藏時間的延長。銀帝甜瓜釋放的酯類，如乙酸酯類的種類和含量明顯增加，而醛類如(順，反)-2-6-壬二烯醛的釋放量則呈顯著上升的趨勢。Lamikatlra等利用頂空固相微提-GS方法測定了Cantaloupe甜瓜貯藏過程中芳香成分的變化，認(rèn)為剛采摘的果實以脂肪酯和芳香酯為主。在4℃條件下貯藏24h后，其酯類含量及萜類化合物β-紫香酮、香葉基丙酮的合成下降。

品種貨架期對甜瓜果實芳香成分也有一定影響。Aubet等網(wǎng)利用二氯甲烷直接提取和GS-MS、cC-FID方法分析15個成熟期表現(xiàn)和貯藏時間有所差異的Charentais甜瓜品種時發(fā)現(xiàn)，貨架期長的品種芳香物質(zhì)顯著降低，其芳香物質(zhì)總量比野生型或貨架期適中的品種降低49％～87％，具有較長貨架期的品種其大多數(shù)酯類。比如2-甲基丁酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乙酸已酯、乙酸丁酯，以及一些含硫化合物、比如2-(甲硫基)乙酸乙酯、2-甲硫基乙醇、3-(甲硫基)丙酸乙酯、3-(甲硫基)乙酸揮發(fā)性丙酯和3一(甲硫基)丙醇，比其他品種降低2～30倍。

另外，一些化學(xué)物質(zhì)對采后甜瓜芳香成分也有很大影響。“Harpin”和“BTH”處理均可降低甜瓜果實乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯等芳香物質(zhì)的釋放量。

2.6 果實部位

同1個果實的不同部位，芳香物質(zhì)水平也有所差異。Aubert等研究發(fā)現(xiàn)，甜瓜果皮中的芳香物質(zhì)水平顯著高于果肉，其中丁子香酚占果皮香氣成分的15.3％。

3 展望

目前，甜瓜芳香物質(zhì)的組成和影響因素已基本清楚，為通過改善栽培、貯藏條件，提高甜瓜風(fēng)味物質(zhì)提供了理論依據(jù)。對甜瓜芳香物質(zhì)的研究還處于起步階段。有關(guān)甜瓜主要芳香物質(zhì)的來源、合成途徑的研究還相對匱乏，鑒定方法還有待改善。因此，甜瓜芳香物質(zhì)研究的領(lǐng)域還很廣闊。