摘要香氣作為消費者衡量水果及其加工產品品質的關鍵指標，其優劣可以顯著影響消費者對水果及其加工產品的接受程度。香氣主要以游離態和鍵合態兩種形式存在于果實中，其中糖苷鍵合態香氣物質因其以糖苷形式存在而不易被人直接感知，糖苷鍵合態香氣物質的研究對于提升、平衡、恢復水果及其加工產品的風味至關重要。該文綜述了水果及其加工產品中糖苷鍵合態香氣物質的結構、提取和分析方法、香氣釋放方式及一些常見香氣化合物的保留指數與氣味，以期為今后水果增香產業化應用提供理論參考。

　　關鍵詞水果及其加工產品;鍵合態香氣物質;釋放方式;增香;

　　香氣不但可以間接的反映出水果及其加工產品的口感及風味，而且其在提升消費者口碑及市場競爭力方面也起了關鍵性的作用。水果中的香氣物質包括游離態、鍵合態香氣物質，且呈香的是游離態香氣物質。鍵合態香氣物質一般以糖苷鍵合態的形式與水果中的糖類物質相結合，其在酸、酶或者超聲作用下會釋放出游離態芳香物質進而被人感知達到增香的目的[1]。

　　糖苷鍵合態香氣物質的研究起源于Francis和Allcock在1969年對玫瑰花瓣中以糖苷形式存在的單萜醇進行的研究[2]，到了1974年Cordonnier等證實了水果中糖苷鍵合態香氣物質的存在[3]，此后水果中糖苷鍵合態香氣物質的研究逐漸增多，包括葡萄、柑橘、蘋果、獼猴桃、櫻桃等方面，其中以葡萄、柑橘、蘋果中糖苷鍵合態香氣物質的研究較為系統。

　　20世紀80年代糖苷鍵合態香氣物質于葡萄中的首次發現[4]激發了人們對于葡萄和葡萄酒中香氣前體物質的研究興趣，研究發現葡萄中糖苷鍵合態香氣物質含量較游離態高，其中單萜類物質是麝香型葡萄品種中最為常見的糖苷配基，且閾值較低，一般作為麝香型葡萄酒的特征香氣物質[5-7]。同樣，柑橘汁作為銷量最多且最受青睞的果汁，人們對其糖苷鍵合態香氣物質的研究也較早，早在1991年宛曉春等即發現萜醇在檸檬中有很大一部分以糖苷鍵合態形式存在[8]。此后，范剛[9]、Ren[10]等相繼較為全面的測定了不同柑橘汁中糖苷鍵合態香氣物質。范剛[9]研究得出不同橙汁水解得到的鍵合態香氣物質含量從高到低依次為酸橙、臍血橙、哈姆林甜橙、錦橙。

　　Ren等[10]分別在Hamlin、GrapefruitWhite、GrapefruitRed、Guoqing、MiyagawaWase、Owarisatsuma中檢測到5、6、3、12、10、5種鍵合態揮發性化合物，其中對乙烯基愈創木酚在六種柑橘汁中均能被檢測到，芳樟醇氧化物同時以游離態、鍵合態形式存在于兩類柚子中，且在GrapefruitRed中以鍵合態形式存在的芳樟醇氧化物含量約為游離態含量的兩倍以上，故該化合物的釋放可能是GrapefruitRed花香氣味的一大貢獻者。此外，蘋果作為最重要的鮮果之一，人們對蘋果中鍵合態香氣物質的研究由早期的單一蘋果品種Braziliancashew到逐漸的品種多元化，研究發現Braziliancashew蘋果中主要配基為烷基醇、芳香醇、芳香酸等[11]，而在CrimsonCrisp,GoldenDelicious,Fuji,GalaRoyalandPinkLady蘋果中則以脂肪醇為主要配基，其次為芳香醇、羧酸、苯丙醇、酯類[12]。

　　本文從如何提升水果及其加工產品的香氣質量出發，綜述了水果及其加工產品中糖苷鍵合態香氣物質的結構、提取和分析方法、香氣釋放方式及一些常見香氣化合物的保留指數與氣味的研究進展，以期更好地滿足消費者對水果及其加工產品品質的要求。

　　1糖苷鍵合態香氣物質的化學結構

　　1.1配基部分(Aglycone)

　　配基為糖苷中與活性糖供體相結合的揮發性化合物，此類揮發性化合物中-OH、-NH2、-COOH、-SH、C-C等受體基團可在糖基轉移酶的催化作用下將其與活性糖供體相結合形成糖苷鍵合態香氣物質。糖苷鍵合態香氣物質的配基主要包括萜烯類物質、降異戊二烯類物質、酚類化合物及一些苯基衍生物等。其中，萜烯類化合物作為最重要的一類鍵合態香氣物質，其具有5的倍數個碳原子，以異戊二烯為基本結構單位，主要包括半萜、單萜、倍半萜等，且已在植物、動物、微生物中發現了不同結構的萜烯類分子超過2萬種[13]。

　　目前，研究人員對水果及其加工產品中萜烯類化合物已經有了較為廣泛的研究，主要包括葡萄、柑橘、芒果、櫻桃等。萜烯類化合物不僅作為柑橘果實中含量最多的揮發性化合物，而且不同的萜烯類物質也代表了不同品種柑橘汁中特有的香氣信息[14]。

　　同樣，“lexandria”玫瑰香葡萄及葡萄酒中單萜烯類香氣糖苷作為其最重要的潛在香氣源[15]，且不同葡萄品種單萜含量的變化與某些VviTPS和VviGT基因的轉錄水平有關，如雷司令(Riesling)中，VviGT14和VviUGT88AL1轉錄水平與香葉醇積累有關，在漢堡麝香(uscatHamburg)中，VviPNLGl2和VviPNLGl4轉錄水平與芳樟醇積累有關[16]。此外，櫻桃、芒果中亦是如此，萜烯類物質賦予二者主要的特征香氣成分，并且構成了二者所具有的獨特香氣框架[17-18]。所謂構成水果中獨特香氣框架的香氣成分并不是指可以被人簡單感知到的揮發性化合物，而是基本可以決定水果本身特有香氣的揮發性化合物。

　　其中，這些化合物大多數是由香氣活性值(OdorActivityValue，OAV)值一般大于1的香氣活性物質所組成，但因OAV值僅僅是基于水果體系中各香氣化合物不存在相互作用的理想條件下來評估它們在總香氣體系中所發揮的作用，故OAV值小于1的化合物也有可能與其他香氣物質相互作用后成為香氣框架的主要構成部分[19-20]。由此可見，由萜烯類化合物為配基的糖苷鍵合態香氣物質所釋放的香氣化合物不論是OAV值大于或小于1的香氣化合物均可能是構成水果及其加工產品中特有風味的揮發性化合物，這將使得水果及其加工產品中風味物質的香氣強度基于原有基礎上進一步得到提升。因此，水解以萜烯類化合物為配基的糖苷鍵合態香氣物質對于改善水果及其加工產品的香氣質量至關重要。

　　1.2糖基部分(Gglycone)糖苷鍵合態香氣物質的糖基部分通常以雙糖苷及單糖苷為主，三糖苷罕見[21]，它們對于果汁整體風味的增香而言發揮了不容忽視的作用。其中以柑橘類產品為例，柑橘果實隨著貯藏時間的延長或者加工溫度的過高均會出現“后苦”現象，這將掩蓋果實及其加工產品的香味，影響產品的銷量。而若對柑橘類產品中糖苷鍵合態香氣物質進行水解，則柑橘類產品的甜度將會伴隨著糖苷鍵合態香氣物質中糖基的釋放而得到提升進而達到降低苦味的目的。就糖苷而言，β-D-葡萄糖苷會與配基直接相連，而額外的糖單元可以選擇性的添加到β-D-葡萄糖基團部分，從而實現糖基結構的多樣性。

　　近年來，已有相關研究人員對鍵合態香氣物質的糖基部分進行了研究，并且相繼研究發現檸檬汁中糖基可能是葡萄糖和鼠李糖[8]、樹莓汁中糖基為甘露糖和葡萄糖[22]、石榴汁中糖基主要以果糖和葡萄糖為主[23]、刺梨汁中糖基為葡萄糖、甘露糖及鼠李糖[24]。因此，目前已鑒定出糖苷的糖基部分一般均以甘露糖、鼠李糖和葡萄糖等單糖多為常見。

　　2糖苷鍵合態香氣物質的提取方法

　　糖苷類香氣前體物質在水果芳香化合物中占據了很大比例，要通過這些鍵合態香氣物質來改善水果及其加工產品香氣質量，就需要準確分析糖苷類前體化合物的組成及含量，一般分析分為三個步驟：樣品制備、樣品純化及前體化學結構的鑒定。水果及其加工產品中的糖苷鍵合態香氣物質通常選用不同固相吸附材料來提取，然后依次用水、弱極性的有機溶劑來除去多糖、酸及游離態香氣化合物，最后將經過分離純化后的鍵合態香氣化合物以甲醇等相應的有機溶劑將其洗脫出來。

　　C18反相吸附劑、反相C-18硅膠、AmberliteXAD-2樹脂、LiChrolutEN樹脂為提取水果中糖苷鍵合態前體物質的幾種常用吸附劑。目前，AmberliteXAD-2樹脂因其對糖苷鍵合態香氣物質具有極強的吸附能力而成為了提取水果中糖苷鍵合態香氣物質最為常用的方法[25]。LiChrolutEN樹脂的萃取容量在C18反相吸附劑及AmberliteXAD-2樹脂之上，但其常被用于分離鑒定葡萄中以糖苷鍵合態形式存在的萜烯類物質[26]。

　　此外，微波提取法也可用來提取水果中的糖苷鍵合態香氣物質，并具有預處理步驟簡捷，提取速度快等優點。但微波提取法因其提取物需要進一步分離純化且提取物中容易殘留非鍵合態香氣成分而應用較少，故僅僅作為一種參考的方法。因糖苷鍵合態香氣物質以糖苷形式存在而不易被檢測器所直接檢測，故應在糖苷鍵合態香氣前體物質得到富集后對其進行水解處理，從而迫使其釋放出可被檢測器檢測到的游離態香氣物質后再進行分析。目前，水果香氣物質提取技術主要有溶劑輔助風味蒸發法(Solvent-AssistedFlavorEvaporation,SAFE)，頂空固相微萃取法(Headspace-SolidPhaseMicroExtraction,HS-SPME)，攪拌棒吸附萃取法(StirBarSorptiveExtraction,SBSE)。

　　其中，針對于水果基質容易受到溫度影響導致果實風味劣變的問題，研究人員一般采用溶劑輔助風味蒸發法，原因在于其限制了熱效應，并且具有著萃取率較高、靈敏性較好的優點，但溶劑輔助風味蒸發法操作繁瑣復雜，耗時較長限制了其的進一步發展。頂空固相微萃取法相比于溶劑輔助風味蒸發法而言考慮了基質中揮發性化合物的動態釋放，并且具有操作簡捷，低成本、無溶劑的特點而更加適合于水果中香氣化合物的富集，但其提取的準確度容易受到頂空空間，恒定溫度，提取時間，纖維涂層材料及萃取纖維頭伸展深度的影響[27]。

　　頂空固相微萃取法報道不久，攪拌棒吸附萃取法提出，其與頂空固相微萃取法優勢相近，但其萃取能力主要因聚二甲基硅氧烷吸附材料(PDMS)的增加而提升了將近100倍之多[28]。此后研究人員針對不同提取方法提取水果中揮發性化合物的效果作了對比，結果表明溶劑輔助風味蒸發法鑒定的揮發性化合物種類最多，其次為攪拌棒吸附萃取法，頂空固相微萃取法最少。

　　但此并不代表溶劑輔助風味蒸發法的萃取效果優于其他二者，只有不同提取技術相互補充才能對樣品中揮發性化合物進行較為完整的分析。Liu等[29]對頂空固相微萃取法和溶劑輔助風味蒸發法提取西瓜汁中風味物質的效果進行了比較，得出溶劑輔助風味蒸發法對硫化物的提取效率較高，而頂空固相微萃取法提取飽和醛、烯醛、醇和酮類化合物的效率則較高，并表明兩種技術相結合的情況下可以更好的實現對西瓜汁中香氣組分的提取。

　　3糖苷鍵合態香氣物質的釋放方式

　　水果在生長成熟過程中由于果實體內β-葡萄糖苷酶酶活性的逐漸升高，糖基則會與配基部分相互分離而釋放出可被人們所感知到的游離態香氣物質。如在不同成熟階段橙、葡萄、插田泡等水果中游離態香氣物質種類隨著果實成熟度的增加而上升，從而賦予了果實更加濃郁的果香、花香及草本香味[30-32]。此外，水果不同的加工方式也會破壞糖苷鍵進而影響鍵合態香氣物質的含量。

　　王可興等[33]研究了巴氏熱殺菌對橙汁中鍵合態香氣物質含量的影響，研究發現熱處理很大程度地影響了橙汁中鍵合態香氣物質的含量。Ananthakumar等[34]研究發現肉豆蔻中鍵合態香氣物質總量在輻照劑量達到5kGy時下降了50%，但輻照相對于酶解法、酸解法而言操作較為繁瑣，條件難以控制。周志等[35]研究發現相比于單獨的酸水解而言，微波輔助酸水解可以更好地釋放出野生刺梨汁中的鍵合態香氣物質。目前，酸水解、酶水解是釋放鍵合態香氣物質的兩種最為常用的方法，而Sun等[36]在近期針對酸水解及酶水解的一些缺點而研究了一種釋放鍵合態香氣物質的新方法，并且稱此方法為超聲水解法(Ultrasonichydrolysis)。

　　4糖苷鍵合態香氣物質的分析方法

　　鍵合態香氣組分的分析方法主要分為兩個步驟，首先采用上述水解方法對其進行水解，然后再通過氣象色譜(GasChromatography,GC)與不同檢測器相結合的方法對水解后的鍵合態香氣組分進行定性、定量分析。如常見檢測器有火焰光度檢測器(FlamePhotometricDetector,FPD)、電子捕獲檢測器(ElectricalCondactivityDetector,ECD)、氫火焰離子化檢測器(FlameIonizationDetector,FID)及質譜檢測器(MassSpectrometry,MS)等。其中，FPD、ECD及FID檢測器主要用于含硫、磷等有機化合物的檢測。而MS檢測器作為通用型檢測器，其具有用量少、靈敏度高、可信度高等優點，是當前水果中最為常用的香氣物質檢測手段[54]。

　　目前，水果中大多水解游離出的香氣組分經過氣相色譜-質譜聯用(GasChromatography-MassSpectrometry,GC-MS)技術檢測時均已有相應標準品，但對于缺少標準品的少數香氣組分可以C5~C25正構烷烴的保留時間為標準計算其保留指數(Retentionindex,RI)并與相應分析系統的圖譜庫進行匹配對比，從而可在完成較為準確、快速定性的同時大大提升其鑒定結果的可信度[55]。近期，Vendel等[56]針對GC-MS測定配基用時長且易受到頂空中水分的影響等不足而采用了離子流管質譜法(SelectedIonFlowTube-MassSpectrometry,SIFT-MS)作為快速、無損、定量測定揮發性有機化合物的一種新技術，研究發現將掃描模式下的SIFT-MS與多元統計相結合可以快速鑒別草莓品種間及品種內的香氣差異，并且總分析時間相比于GC-MS而言減少了11倍。

　　此外，水果及其加工產品整體香氣程度的確定并非是將各香氣組分簡單地累計求和，這是因為各香氣組分之間存在著相互作用地效應，其會表現出協同或拮抗現象進而影響某些整體香氣效果。故準確對糖苷鍵合態香氣物質水解釋放的香氣組分與果實及產品中原有游離態香氣組分進行定性及快速的確定出其本身所攜帶的氣味對于糖苷鍵合態香氣組分在提升、恢復、還原水果及其加工產品整體香氣而言尤為重要。氣相色譜-嗅覺辨別法(GasChromatography-Olfactometry,GC-O)可對水果中游離出的香氣組分在輔助GC-MS定性定量的基礎上進行氣味判別，這將為鍵合態香氣物質水解釋放的香氣組分與果實及產品中原有游離態香氣組分相互作用的研究提供可靠的理論參考依據。

　　但對于糖基部分的測定則不能采用以上幾種方法，因為劇烈的水解作用力在斷開糖苷鍵之間的同時打開了二糖、多糖之間的鍵，導致無法準確鑒定出二糖的結構。因此，一般對糖苷鍵合態香氣物質的糖基部分采用三氟乙酰衍生法測定，其不會斷開糖苷鍵，鑒定出的二糖苷準確性也較高[23]。比如相關研究采用了三氟乙酰衍生法，先后對樹莓汁、石榴汁中糖苷鍵合態香氣物質進行鑒定，發現甘露糖基-β-D-葡萄糖苷、果糖基-β-D-葡萄糖苷可能分別為樹莓汁、石榴汁中的二糖苷[22-23]。

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　　5展望

　　香氣是衡量水果及其加工產品品質的關鍵指標，如何準確、快速地釋放出賦有愉悅性氣味的糖苷鍵合態香氣物質以提升、平衡、恢復水果本身及其加工產品的香氣是整個果汁產業所面臨的挑戰。目前，鍵合態香氣物質的水解方法仍然以酸解法和酶解法最為常用，但超聲波水解法將是提升果汁香氣質量的一種賦有潛力的新方法，其在縮短反應時間的的同時，水解釋放的配基可能更接近橙汁本身關鍵香氣組分。因此，就水果及其加工產品中鍵合態香氣物質而言，尋求一種精準、快速且釋放的配基能夠最大程度的貼近果實及產品本身關鍵香氣組分的水解方法將為今后的研究重點，同時也是果汁產業的一個新里程碑。

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　　作者：馬亞琴*，張晨，鄧涂靜，周佳