粉蕉后熟過程中香氣品質變化及其關鍵基因表達特性

朱孝揚，李秋棉，羅 均，陳維信，陸旺金，李雪萍*

（華南農業大學園藝學院，亞熱帶農業生物資源保護與利用國家重點實驗室，南方園藝產品保鮮教育部工程研究中心，廣東省果蔬保鮮重點實驗室，廣東 廣州 510642）

香蕉是我國熱帶亞熱帶地區大量栽培的水果之一，栽培品種除香牙蕉（屬AAA群）外，還有大蕉、粉蕉（屬ABB群）等特色品種。粉蕉（Musa ABB Pisang Awak）是芭蕉屬的一個香蕉雜交栽培種，其果實外型美觀、果肉質地柔滑口感好、風味特別，廣受種植者和消費者喜愛。但是，粉蕉果實采后貨架期短、不耐貯藏，容易腐爛劣變[1]。

果實香氣成分的變化不但是衡量果實采后貯藏及貨架壽命的重要指標之一，也是評價果實品質的一個重要因素。目前已知香蕉果實的香氣成分有230 種以上，多為酯類、醇類和羰基化合物[2]。產于海南海口的香蕉果實中，主要的揮發性物質為酯類與酸類，還有少量的烷烴、烯烴、醇和酮類。其中，含量較高的有異戊酸2-甲基丁酯、丁酸異戊酯、丁酸己酯、亞油酸、丁酸丁酯和己酸異戊酯[3]。產于廣州的巴西香蕉，綠熟階段香蕉揮發性物質中絕大部分是醛類；完熟階段酯類成分的比例明顯增加，其中乙酸酯和丁酸酯是兩類主要成分；隨著香蕉由完熟向過熟階段轉變，酯類成分的比例發生明顯變化，主要表現在乙酸酯類比例下降，同時丁酸酯類比例增加[4]。影響香蕉香氣差異的因素很多，包括蕉類品種、種植區域和方式、采收時果實的飽滿度和貯藏方式等[5]。而關于粉蕉成熟過程中香氣物質變化及調控的研究報道較少[6]。

果實中香氣物質的合成，主要通過脂肪酸氧化途徑與氨基酸代謝途徑[7]，這兩個途徑中參與代謝的酶很多。在氨基酸代謝途徑中，支鏈氨基酸在氨基酸轉移酶（branched-chain amino acid transaminase，BCAT）的作用下生成支鏈酮，然后在丙酮酸脫羧酶（pyruvate decarboxylase，PDC）的作用下生成支鏈的醛，醛在醇脫氫酶（pyruvate decarboxylase，ADH）的作用下生成醇，醇與酰基輔酶A在醇酰基轉移酶（acyltransferase，AAT）的作用下生成相應的酯類[8]。在此途徑中，BCAT是支鏈酮生成的關鍵酶。脂氧合酶（lipoxygenase，LOX）參與了以脂肪酸為前體的直鏈酯的合成[9]。LOX催化亞油酸、亞麻酸產生C6、C9化合物（如己醇、己醛、己烯醛、壬醛、壬烯醛等）[9]。在蘋果中，隨著果實的成熟，香氣合成相關基因LOX、HPL、ADH、PDC2、AAT、BACT等的表達都顯著上調，而1-MCP處理顯著延緩了果實成熟，抑制了這些香氣合成相關基因的表達[10]。在香蕉果實中，這些基因在果實成熟過程中表達顯著上調，與香氣合成呈現密切的正相關關系[11]。上述研究結果都表明這些基因在果實香氣合成中起著重要的作用。

雖然果實成熟過程香氣成分分析及香氣合成的分子機理在多種水果上已經有報道，然而粉蕉香氣和風味較特別，其相關成熟過程香氣物質的變化規律鮮有報道。本研究分析了粉蕉貯藏特性、粉蕉成熟過程中揮發性物質的變化和香氣合成相關基因的表達特性以及它們之間的關系，以期揭示粉蕉主要揮發性物質在成熟過程的變化規律及其與相關生理活動的關系，為保持粉蕉采后的品質和保鮮技術提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試粉蕉‘廣粉1號’（Musa ABB Pisang Awak cv.‘Guangfen No.1’），采自廣東省番禺市南沙區。

各標準品（色譜純）、所有分離用有機溶劑（均為國產分析純） 上海生工生物工程技術服務有限公司；異菌脲 江蘇快達農化股份有限公司；輝豐百克江蘇輝豐農化股份有限公司；Invitrogen M-MLV逆轉錄酶試劑盒 美國Thermo Fisher Scientific公司；SYBR Premix ExTaq II試劑盒 寶生物工程（大連）有限公司。

1.2 儀器與設備

5542型果蔬材料硬度測試機 美國Instron公司；香氣灰色萃取頭 美國Supelco公司；G3900型氣相色譜（gas chromatography，GC）儀 日本島津有限公司；ICS3000多功能離子色譜儀 美國Dionex公司；IQ5熒光定量聚合酶鏈式反應（quantitative polymerase chain reaction，qPCR）儀 美國伯樂有限公司；BILON96-II超聲波細胞粉碎機 上海比朗公司；855-350氨基酸自動分析儀 日本日立公司；Finnigan Trace GC-質譜（mass spectrometer，MS）聯用儀 美國Thermo公司。

1.3 方法

1.3.1 材料預處理及取樣

蕉指落梳后，挑選果形端正、無機械傷、無病蟲斑和果實飽滿度一致的果實，采收后立刻運回實驗室。首先用自來水和含氯清洗劑清洗果實，然后用終質量濃度為500 mg/L的殺菌劑異菌脲和500 mg/L的輝豐百克混合液體浸泡果實1 min，取出晾干后，裝入0.02 mm厚的聚乙烯防霧袋中，放于室溫（24±1）℃貯藏，定期監測果實成熟進程，取樣及測定揮發性物質的組分與含量。

1.3.2 成熟相關指標的測定

硬度測定：采用果蔬材料硬度測試機測定，探頭直徑為8 mm。每次重復3 個果實，將蕉橫切后均勻測定3 個部位。

可溶性固形物質量分數測定：每個處理取3 根粉蕉，去皮后用榨汁機攪拌均勻，然后取5 g漿狀果肉于燒杯中加5 mL蒸餾水，再經過兩層紗布過濾，使用數顯式糖度計進行測定，3 次重復。

成熟指數測定：香蕉的成熟分級參考Zhu Hong等[2]的方法，定期觀察，測定成熟指數。

可溶性糖含量測定：可溶性糖的提取方法與分析條件參考王海藍等[12]的方法。使用ICS3000多功能離子色譜儀對粉蕉果實糖組分和含量進行測定。

脂肪酸質量分數和氨基酸含量測定：參照Zhu Xiaoyang等[11]的方法進行測定。

1.3.3 果實香氣物質的測定

參考朱虹等[4]的香氣提取方法，選用灰色萃取頭（50/30 μm DVB/CAR/PDMS）提取香蕉果實揮發性物質。選取果實不同成熟度時期進行香氣物質分析：綠熟期（剛采收的生理成熟果實，采收0 d）、轉色期（果實黃綠相間、由綠轉黃時期，采收3 d）、完熟期（果實、果皮全部轉黃，采收6 d）；過熟期（果實開始衰老，采收8 d）。取香蕉果實中段的果肉，用榨汁機壓榨成細小顆粒，取5 g果肉于20 mL采樣瓶中，密封瓶蓋，將萃取頭插入瓶中頂空部分，與樣品表面保持1.5 cm距離，萃取溫度約為常溫，萃取25 min。每個處理做3 次重復，取平均值。通過GC-MS技術，采集到的MS圖在NIST譜庫搜索，與有關文獻進行核對，同時對峰面積進行歸一化定量，得到各組分的相對含量。再結合保留時間、MS、實際成分和保留指數等參數對部分組分進一步確定，從而確定粉蕉果實中共有7 種主要揮發性物質：乙酸異戊酯、異戊酸異戊酯、異丁酸異戊酯、乙酸己酯、己醛、反-2-己烯醛以及己醇。總揮發性物質含量分別用不同時期揮發性物質峰面積總和表示。同時使用GC儀對這7 種揮發性物質在不同時期的含量進行分析，以標準樣品的保留時間對GC譜圖的組分峰定性，以峰面積法定量分析各組分在貯藏過程中的含量的變化，揮發性物質含量分別用各自物質的出峰面積表示。

G C條件：S u p e l c o W a x 1 0極性毛細管柱（30 m×0.53 mm，1 μm）。載氣He（99.99%），流速1.0 mL/min，使用氫火焰離子化檢測器檢測，檢測器溫度250 ℃，進樣口溫度220 ℃，不分流，固相微萃取進樣，熱解吸脫附時間5 min。程序升溫：40 ℃保持1 min，以2 ℃/min升溫至60 ℃，保持2 min，再以20 ℃/min升溫至180 ℃，保持1 min。

1.3.4 RNA提取、cDNA合成和qPCR分析

RNA的提取采用熱硼酸法[13]。提取各粉蕉果肉組織樣品的總RNA，按照Invitrogen M-MLV逆轉錄酶試劑盒說明書，合成cDNA第1鏈，貯存于－20 ℃低溫冰箱中。

根據獲得的各個基因的序列，設計熒光引物（表1），選取MaCAC為內參基因[14]。按SYBR Premix ExTaqII試劑盒說明配制PCR體系，運行程序為：94 ℃預變性5 min；95 ℃變性10 s，60 ℃退火30 s，72 ℃延伸1 min，40 個循環。測定其Ct值，用2－ΔΔCt法計算樣品中各個基因的相對表達量。

表1 引物序列Table 1 Primer sequences used in this study

1.4 數據處理與分析

使用Excel 2000軟件對數據進行整理，結果以平均值±標準差表示，采用SPSS 18軟件進行數據分析，方差分析采用鄧肯氏新復級差檢驗法。使用Sigmaplot 10.0軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 粉蕉在貯藏期間的品質變化

表2 粉蕉采后貯藏期間的生理變化Table 2 Physiological changes during postharvest ripening of Pisang Awak bananas

由表2可以看出，粉蕉果實不耐貯藏，在采后第6天已經完熟，在第8天就已達到過熟階段。隨著采后貯藏時間延長，果實硬度不斷下降，果皮顏色從深綠轉為黃綠至完熟時的金黃色。在室溫條件下，粉蕉果實在采后2 d內硬度急劇下降，同時果實中的可溶性固形物質量分數顯著提高；當果實過熟時，硬度降到最低，可溶性固形物質量分數達到最大值。

圖1 粉蕉果實成熟過程中總氨基酸、總揮發性物質、可溶性糖含量和脂肪酸質量分數的變化Fig. 1 Changes in the amounts of amino acids, total volatile compounds, soluble sugar, and fatty acids during fruit ripening

由圖1可以看出，隨著果實成熟，果實中總揮發性物質和可溶性糖的含量逐漸提高，總氨基酸含量先升高然后下降，而脂肪酸質量分數則呈現先下降后上升的趨勢。

2.2 粉蕉采后主要揮發性物質相對含量的變化

表3 粉蕉果實采后不同成熟階段揮發性物質成分的變化Table 3 Changes in the contents of volatiles compounds in Pisang Awak bananas at various ripening stages

從表3可以看出，不同成熟階段粉蕉果實具有的香氣物質種類和相對含量有很大的差異，綠熟期香氣物質種類少、含量少，隨著果實成熟，香氣物質含量逐漸增加，在完熟期和過熟期種類和含量達到最高。果實在剛采收后的綠熟階段，其揮發性物質主要以醛、醇、酸以及烷烴類物質為主。其中(E,Z)-2,6-壬二烯醛以及(Z)-3-壬烯-1-醇為此階段最主要的揮發性物質，占總揮發性物質的26.71%。此階段的酯類物質形成較少，只出現兩種含量較少的肉豆蔻酸異丙酯以及鄰苯二甲酸二異丙酯。

當果皮處于褪綠轉黃臨界期（轉色期），揮發性物質絕大部分是醛類，占總含量的91.11%。在這些醛類物質中以C6醛為主，如己醛、2-己烯醛、反-2-己烯醛等，而且主要以不飽和醛為主，這些醛具有類似青草味的典型氣味，代表了轉色期粉蕉的特征揮發性物質，而(E,Z)-2,6-壬二烯醛的含量與綠熟期相比下降。除此之外，在此階段未檢測到醇類，但存在烷烴類物質。同時，還出現了一些酯類，但含量較少，說明香氣還沒有完全形成。

在完熟階段，果實中的醛類含量急劇下降，酯類成分的比例明顯增加，這對于形成粉蕉濃郁的酯香氣作用很大。其中乙酸酯、丁酸酯和3-甲基丁酸酯類（異丁酸酯）是3 類主要成分，如乙酸異戊酯的相對含量達到18.81%，異丁酸異戊酯相對含量達到14.6%。除此之外，此階段的醇類以及烷烴類物質都沒有檢測到，而醛類物質含量急劇減少，部分醇類和醛類物質可能在后期形成相應的酯類物質（表3）。

隨著粉蕉后熟衰老，酯類成分的種類未發生變化，但相對含量較完熟期時顯著降低；過熟期醛類物質主要是2-己烯醛、反-2-己烯醛，這兩者的總相對含量顯著高于完熟期，5-羥甲基糠醛也在過熟期檢測到，其他醛類種類與完熟階段基本相同。酸類物質在整個貯藏過程中都有少量出現。

將上述結果結合Zhu Hong[2]、朱虹[4]、Zhu Xiaoyang[6]等對香蕉和粉蕉主要揮發性物質的分析，再結合保留時間、MS、實際成分和保留指數等參數，發現這些峰面積較大且香氣閾值較低的異戊酸異戊酯、異丁酸異戊酯、乙酸己酯、乙酸異戊酯、己醛、反-2-己烯醛以及己醇對形成粉蕉不同階段的特征香氣具有關鍵性的影響。進而利用外標法分別對這幾種特征揮發性物質在整個貯藏過程中的相對含量進一步進行定量分析。

如圖2A所示，粉蕉在完熟期的特征揮發性物質主要是酯類物質。在果實后熟過程中，異戊酸異戊酯、異丁酸異戊酯、乙酸己酯、乙酸異戊酯的含量總體上呈現逐步上升的趨勢，尤其是乙酸己酯和異丁酸異戊酯的含量上升較快，而異戊酸異戊酯的含量在整個貯藏期的變化不是很明顯。圖2B所示為粉蕉在未完全成熟時的特征揮發性物質，包括乙醇、己醛和反-2-己烯醛。在果實不斷后熟過程中，己醛與反-2-己烯醛含量在貯藏后第2天達到最高值，隨后下降，而己醇的含量則在采后貯藏過程中不斷減少。直至第8天，果實達到完全成熟期時，這3 種物質幾乎檢測不到。

圖2 粉蕉在貯藏過程中主要揮發性物質含量的變化Fig. 2 Changes in the contents of major volatile components during fruit storage

上述這些結果進一步證實，隨著果實不斷后熟，果實中糖不斷積累，氨基酸含量先上升后下降，揮發性物質的組成及含量發生顯著變化。這些變化的協同作用使得粉蕉在不同后熟階段呈現明顯的香氣和風味品質的差異，形成了相應階段的特征香氣。

2.3 香氣合成相關關鍵基因的表達分析

圖3 香氣合成相關關鍵基因表達分析Fig. 3 Expression analysis of key genes related to the synthesis of aroma compounds

本課題組前期研究發現，基因LOX、AAT、ADH、PDC、BCAT和HPL在香蕉成熟過程中的表達顯著上調，與香氣物質的合成呈現出顯著的相關性，為香氣合成的關鍵基因[10-11]。LOX基因的表達量隨著果實的后熟進程逐漸增強，完熟后迅速下降（圖3A）。當果實向完熟轉化時（0～4 d），AAT基因表達急劇上升，當果實完熟衰老時，表達量又迅速下降（圖3B）。ADH基因的表達呈現先上升后下降的趨勢，第2天達到最大，隨后急劇下降（圖3C）。PDC基因的表達量在貯藏前期與末期較高，而在果實成熟中期表達量很低（圖3D），這可能是果實在未熟與過熟期，醛類與醇類含量比完熟時高的原因。BCAT與HPL基因在采后貯藏期間隨著果實的后熟表達不斷增強，在貯藏第6天（完熟時）表達量達到最大，完熟后衰老時表達量降低（圖3E、F）。

3 討 論

3.1 粉蕉采后生理生化特性的變化

已有國內學者報道，粉蕉乙烯的釋放在采后第6天達到高峰，峰值為22.3 μL/（kg·h），第10天出現呼吸高峰，CO2釋放量峰值為69.31 mL/（kg·h）。常溫貯藏8 d，粉蕉開始出現過熟跡象[15]，與本實驗結果一致。對粉蕉淀粉顆粒性質的研究發現，粉蕉果肉淀粉色澤白，不易產生褐變[16]。果實的品質在很大程度上取決于果實中所含糖的種類與含量[17]。有研究表明，不同果實糖積累的方式存在明顯差異。在發育過程中果實通常以淀粉、蔗糖和已糖的形式積累碳水化合物。香蕉果實發育后期可溶性糖的積累主要是蔗糖、果糖和葡萄糖的積累，其來源主要是淀粉的水解。采后蔗糖、葡萄糖、果糖含量不斷上升，且這3 種糖含量差異不顯著[18]。香蕉、粉蕉、大蕉3 個品種在剛采收與軟熟期時，粉蕉的果肉淀粉含量均最高，大蕉次之，香蕉最少；可食時，香蕉果肉蔗糖含量大于還原性糖含量，粉蕉剛達可食成熟度時，蔗糖含量較高，之后以還原糖為主[15]。

本課題組前期研究發現，粉蕉和香蕉果實的成熟進程有很大差異，粉蕉果實采后極易成熟劣變。粉蕉果實常溫貯藏4 d就出現一個明顯的呼吸躍變，在第6天時出現乙烯高峰，第8天又出現一個呼吸高峰[6]，此時由于果實已經進入過熟階段且開始腐爛，病原微生物本身的呼吸作用和病原微生物侵入造成傷呼吸或傷乙烯加強，導致呼吸強度顯著增加。這些結果與前人的研究結果[15]中呼吸躍變出現差異的原因可能是由于品種、采收時生理狀態以及采后貯藏條件等不同，造成了果實耐藏能力不同。粉蕉果實中主要的可溶性糖為葡萄糖、果糖與蔗糖。在剛采收時，3 種糖的含量較低，隨著果實的不斷后熟，可溶性糖含量迅速增加。當果實完熟時主要以葡萄糖與果糖為主，蔗糖的含量有所下降[6]。

3.2 粉蕉揮發性物質的變化

粉蕉的后熟過程伴隨著一系列生理生化反應，從而影響了果實香氣揮發性物質的明顯變化。粉蕉果實主要在呼吸躍變出現前后產生揮發性芳香物質，果實在后期產生大量的酯類，這是果香型香氣的主要成分。有研究報道，不同產區、不同品種的香蕉香氣的成分與含量不同[6]。全熟香蕉（6 級成熟度）中的特征香氣物質主要有異戊醇、乙酸丁酯、乙酸異戊酯、欖香脂素、異丙醇、乙酸乙酯、丁酸丁酯、異丁酸異戊酯、丁酸異戊酯、2-甲基丁酸異戊酯、戊酸異戊酯、己酸異戊酯[2]。乙酸異戊酯被認為是最主要的特征香氣物質[19]。香蕉在采后貯藏過程中，不同成熟階段主要香氣物質不同，果實中的主要揮發性物質為己醛、乙酸異丁酯、乙酸異戊酯、乙酸乙酯、丁酸丁酯以及乙醇。己醛的含量在采后貯藏過程中先上升后下降。各酯類物質在剛采收時含量很少或者幾乎沒有出現，隨著果實的不斷成熟，含量逐漸增加，后期含量達到最高[2]。沈玲[20]研究也發現，在綠硬香蕉果肉中主要是不飽和的烯醛和飽和的正己醛；完熟香蕉中酯類物質所占的峰面積比例增大，對形成完熟香蕉的特征香氣起到了主要作用，因而完熟香蕉濃郁的香氣主要是酯類香氣，主要是乙酸、丁酸和戊酸等酸類和支鏈醇類脫羧形成的酯類，其中的乙酸異戊酯、丁酸異戊酯、丁酸丁酯、乙酸異丁酯4 種香氣物質在香蕉完熟和后熟時期含量較高且閾值較低，呈現典型香氣，推測這幾種物質為香蕉的特征性香氣物質。

本課題組前期對比了香蕉和粉蕉在后熟期間香氣成分的變化，結果發現香蕉和粉蕉果實中都是隨著果實成熟，香氣物質不斷增加，但粉蕉與香蕉香氣物質的含量和種類在后熟階段有很大的差異[6]。在綠熟階段，香蕉和粉蕉果實香氣物質都是主要以醛和醇類為主，且含量差異不顯著，而到了成熟階段，在粉蕉中，酯類物質含量的變化趨勢是先緩慢上升，然后迅速增加。與此相反，香蕉呈現酯類物質含量先迅速增加、后緩慢增長的趨勢，但總的變化都是隨著果實的不斷完熟，酯類物質的組分與相對含量均不斷增加。成熟粉蕉富含乙酸酯與丁酸酯類物質，其次是一些甲基乙酸、甲基丙酸和甲基丁酸酯類，且有一些少量其他的酯類，如辛酸酯類與癸酸酯類，這與香蕉不同，從而形成粉蕉特有的香氣[6]。本研究中測定的粉蕉果實成熟過程中香氣物質和前期結果有少許差異，主要體現在果實綠熟時期的醛類物質包括己醛和2-己烯醛＋反-2-己烯醛含量、成熟期一些酯類如丁酸酯含量存在一定差異，但是總體的香氣物質含量和特征香氣物質含量及變化趨勢基本一致。相對于完熟期，過熟期果實中酯類物質含量減少，而醛類物質含量顯著增加。總體而言，粉蕉果實香氣物質變化的基本趨勢為：粉蕉果實在未成熟階段主要以C6的醛與醇為主，并且隨著果實的不斷成熟，其含量不斷下降，且酯類物質含量較低；到果實處于完熟期時，酯類物質大量產生，其中乙酸乙酯、乙酸異戊酯、乙酸丁酯、乙酸己酯、3-甲基丙酸-3-甲基丁酯（異丁酸異戊酯）含量較高，且參考相關文獻以及前人對香氣閾值的研究[2,4,19]，推測這幾種物質為粉蕉的特征性香氣物質。而綜合所有的酯類發現，乙酸酯、丁酸酯以及異丁酸異戊酯為主要的酯類物質。

3.3 香氣合成相關基因與香氣的關系

果實中香氣物質的合成主要通過脂肪酸氧化途徑與氨基酸代謝途徑[7]。在香氣合成的氨基酸代謝途徑中可能參與的酶有氨基酸轉移酶、脫羧酶、乙醇脫氫酶；通過氨基酸合成途徑產生的香氣物質主要是前體物質氨基酸在轉氨酶和PDC兩種關鍵酶的作用下通過轉氨基和脫羧基兩步反應得到的[21]。在氨基酸代謝途徑中的BCAT在哈密瓜果實（Cucumis melo L.）中首次被證明可能與支鏈氨基酸的轉氨基反應有關[22]。在微生物中，支鏈氨基酸的轉氨基作用被認為是支鏈揮發性香氣物質合成途徑的第一步[23]。成熟香蕉釋放大量與3-甲基丁酯和3-甲基丙酯類似支鏈結構的揮發性香氣物質，因此BCAT可能參與了香蕉支鏈揮發性香氣物質的合成[24]。

目前認為，LOX參與了植物不飽和脂肪酸的代謝，為直鏈揮發性香氣物質的生物合成提供了重要的底物。LOX途徑中包括LOX、氫過氧化物裂解酶（hydroperoxide lyase，HPL）和ADH等酶類。首先，LOX參與了不飽和脂肪酸的過氧化作用，在直鏈香氣物質的生物合成途徑中起到了關鍵性的作用[25]。在HPL的作用下，果實能夠進一步將LOX的產物降解為己烯醛或己醛類[26]，然而其表達模式可能存在組織特異性，這說明LOX途徑對于香氣物質的合成起到重要的作用。

AAT是酯類合成的關鍵酶，催化酯類合成的最后一步。在AAT的作用下，底物酰基輔酶A能夠通過轉酰基化與醇類底物結合，形成酯類化合物。Gonza?lez等[27]研究表明，草莓果實采后AAT活性的變化與酯類（尤其是乙酸酯與己酸酯類）的總增加量呈正相關，且與香氣相關的酯類含量變化一致，因此，AAT基因可能對于酯類的生物合成起重要作用。蘋果果實在成熟期間酯類揮發性物質釋放量增加，但是AAT活性沒有大的變化。因此推測，酯類物質的增加還可能與底物的供給有關[28]。

果實香氣物質的形成與果實的成熟進程有很大關系，乙烯作為果實成熟的主要信號因子，調控著香氣物質合成相關基因的表達。在‘Golden Delicious’蘋果果實中，乙烯參與AAT2基因調控酯類物質的形成[10,29]。粉蕉果實中，隨著果實的不斷成熟，伴隨BCAT、AAT以及LOX基因的表達量不斷增加，酯類物質的含量也在不斷上升，尤其是乙酸酯類。當果實逐漸成熟到達完熟并進入衰老時，3 個基因的表達都表現為不同程度的降低，此時，乙酸己酯與異丁酸異戊酯的含量達到最大，乙酸異戊酯的含量有下降的趨勢，這些結果與前人的結論[11]相同，表明BCAT、AAT以及LOX基因的表達可能受乙烯的調控，并對果實中酯類物質的生物合成起重要作用。

在果實中，ADH與香蕉香氣中醇類和醛類的含量有著密切的聯系[5]。本研究也發現，當果實中的醛類與醇類物質含量最高時（表3），ADH基因的表達量最大（圖4C）。參與糖酵解途徑中丙酮酸的脫羧反應，與果實在脅迫條件下的無氧呼吸密切相關，在PDC作用下，果實產生大量乙醇及乙酯類物質，并且在支鏈氨基酸的合成時，可將支鏈的酮酸催化為支鏈的醛類，進而形成支鏈的酯類；因此，其基因表達以及酶活性水平直接影響果實的香氣品質[22]。粉蕉中，PDC基因在果實貯藏前期與后期表達量較大（圖3D），前期的大量表達可能與醇類物質的產生有關，而后期可能與酯類物質的生成有關。

4 結 論

粉蕉果實總香氣物質含量隨著果實成熟不斷增加，而醇類物質和醛類物質的合成主要在果實貯藏前期，酯類物質則是在果實成熟的中后期大量合成。除基因PDC外，香氣合成關鍵基因的表達均隨著果實的成熟呈現出現先上升后下降的趨勢，其中ADH和PDC基因在果實貯藏前期的表達量很高，對應果實前期大量的醇類和醛類物質的產生，可能主要參與了粉蕉果實醛類和醇類物質的合成；而AAT、LOX、BACT和HPL基因表達高峰主要出現在果實成熟的中后期，對應果實在中后期特征香氣物質酯類物質的合成，表明其可能主要參與了粉蕉果實酯類物質的合成。

本實驗初步揭示了特色蕉類粉蕉的貯藏特性、成熟過程中揮發性物質的變化和香氣合成相關關鍵基因的表達特性以及它們之間的關系，為粉蕉采后的保鮮技術提供理論指導，也為后續的粉蕉果實品質形成分子機制研究提供參考。