植物香味影响因素及其副产品研究进展

石方刚，蒋顺红，何龙飞，王爱勤

（广西大学 农学院，广西 南宁 530000）

1 果实香气产生及其影响因素

不同的植物和果实具有不同的香气，怡人的香气是植物和果实吸引消费者和增强市场竞争力的重要因素之一。因此，农户想要提高销量进而提升利润，掌握提高和保留香气是关键所在。江西是我国葛根主要的产区，几乎每个市都有葛根的种植，以横峰最为集中，目前江西己经选育出横葛1号等优良品种；在葛根产品研发方面，南昌开发饮料如葛汁露等葛根饮料，抚州开发醒酒宝、葛根保健酒。

通过分析，国内外对果实香气产生及其影响因素的研究，笔者认为，应该从果实的主要香气成分着手，学习与分析果蔬香气产生的影响因素上的相关问题进行分析，与相关的研究进行了对植物香味影响因素及其副产品综述研究，同时，笔者认为在此基础上对其挥发性成分的萃取方法非常重要。其主要的内容如下：

1.1 果实的主要香气成分

在果实的香气研究中，对其物质的挥发性有了进一步的研究进展，在国内外对其此物质挥发性的分类诸多。（Tandonetal.，2012）进行对番茄进行鉴定与研究的品种很多，特别是研究了苹果中的香气360种左右。同时，对（Wyllie and Leach，1992）瓜果进行了对香气进行了分析与分类研究。茶叶香气成分目前检测出的有700多种，包括，醇类、醛类、酮类、酯类、内酯类、酸类、酚类物质等。

对苹果的低分子脂类的澄粉进行了研究，（Pyrus bretschneideri Rehd.，2011）对多种水果进行了对香气的主要成分进行了分析与处理。菠萝挥发性成分中酯类物质占44.9%（Teaietal.,2001）。

在果实的香气成份研究中，对物质的分类进行了诸多的研究，特别是在醛类、酮类、醇类等此类物质进行研究挥发性物质为主要研究内容。苹果中的醇类物质占总挥发性物质的6%～12%，主要醇类为丁醇和己醇，还有少量酮类和醛类物质（Yahia,1994）。甜瓜未成熟果实中存在大量中链醇和醛类物质（Shalitetal，2001）。

对衍生物质中的香气在植物香味影响因素及其副产品的物质分类中酚类物质，对香蕉等果实在挥发性原理中的运用与现象特别多。甜瓜中含有乙酸苯酯类物质（Shalletal.,1994）；番茄的香气成分中有 2-苯基乙醇（Tandonetal.,2000）。

1.2 果蔬香气产生的影响因素

1.2.1 品种之间的差异

在植物香味影响因素及其副产品中，对果蔬香气中的影响因素的研究现象在国内外都存在。（王明智，2016）对苹果品种、定性、定量分析、相对含量值等理论进行了对比研究与分析运用。（Local Kangra，2015）甲醇和2-甲基丁醇的含量是金冠的3倍左右，而富士中没有检测到这2种物质；各种高级饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸都远远低于富士和金冠。

（Rawat等，2010）对克隆茶树茶梢中对香气产生的因素，对相关的糖苷类键合含量进行了试验分析与运用，对其结果采取了克隆技术进行分析其参数变量的观察值进行了对比研究[6]，其中UPASI-10品种的香气含量最高参数进行了记录与处理，而（Local Kangra，2009）品种的最低，只有（5.11±0.20）%。

1.2.2 贮藏条件与贮藏时间

（姜浩，2013）在储藏水果等方面，对水果香气进行了研究与记录，同时进行了对比的分析与研究，对其研究的结果进行了分析其香气的变化值对于苹果和香蕉等果实，贮藏期间用香气前体物质的气体处理，可显著增加其香味，使果实具有优质和谐的香气（汪秋安和碧云,2002）。

1.2.3 果实成熟度

对农产品的研究中，需要对其水果的成熟程度进行研究，主要以果蔬香气产生的影响因素等为重点进行了研究。（李江明，2011）进行对香气与水果的变化参数与相关的变型值进行对比试验，对产生的香气进行了分析与对不同水果的特征与随着成熟度进行了对比研究与分析。

Bangerth等（1998）研究表明，草莓果实在成熟前缺乏酯类，花后36～41 d进入成熟阶段才开始产生酯类，果实不同成熟阶段，酯的种类含量也有差异。另外，在果蔬香气产生的影响因素中，还主要对环境的相关要求与栽培对策与处理方法等进行了实验性研究，还对实验的数据进行了研究与记录，为以后对植物香味影响因素及其副产品研究等进行了诸多的研究与对后人给予借鉴性奠定基础。比如，Mpelasoka等（2002）报道缺水管理的果实在成熟时，香气与对照无显著差异，但贮藏期间香气较对照增加。而负载量对果实香气无显著影响。

1.3 挥发性成分的萃取方法

目前，食品风味成分研究领域中针对关键呈香成分的研究方法主要包括香气萃取、香气鉴定和香气重组等。常用的香气萃取方法主要有同时蒸馏萃取、固相微萃取（Solid phase microextraction，SPME）、搅拌棒吸附萃取（Stir Bar Sorptive Extraction，SBSE）、超临界萃取（Supercritical fluid extraction，SFE）、减压蒸馏萃取（Vacuum distillation extraction，VDE）等。各萃取方法优缺点见表1。

2 葛根资源现状

通过对其葛根资源现状与植物香味影响因素及其副产品的现状分析，笔者认为应该从国外葛属种类及其基本情况与国内葛属种类及其基本情况，以及从国内葛根深加工产业现状的文献综述的资料作出了总结，对葛根资源现状的内容作出如下。

表1 挥发性成分萃取方式Tab.1 Extraction ofvolatile components

2.1 国外葛属种类及其基本情况

葛根（RadixPueraria）葛根又名葛、甘葛等，指来源于豆科蝶形花亚科葛属野葛和甘葛块根（Pueraria DC.）（中国药典，2010），为多年生藤本，富含淀粉和异黄酮，是中国卫生部首批批准的药食同源两用植物（杨旭东等，2014）。世界上的葛属植物约35种，广泛分布在亚洲东北、南部、东南部、大洋洲、北美等地的热带及亚热带地区。野葛和粉葛，是商品“葛根”的主要来源。根据《中国高等植物图鉴》（2016）、《中国药用植物志》（2016）及 Egan AN，Pan B（2015）对我国葛属植物的具体分类，我国主要利用葛属种类共7种，具体情况如表2。

表2 主要葛属种类及其基本情况Tab.2 Major genus species and their basic conditions

2.2 国内葛属种类及其基本情况

我国的葛根资源主要分布在南方的省份。江西是主要的产区，几乎每个市都有葛根的种植，以横峰最为集中，目前江西己经选育出横葛1号等优良品种；在葛根产品研发方面，南昌开发饮料如葛汁露等葛根饮料，抚州开发醒酒宝、葛根保健酒，赣州主要开发葛根粉丝，其余地区如横峰、玉山、上饶等，主要加工葛根淀粉、葛根茶等间。

湖南省野生葛根资源丰富，野生葛根种植面积达到1.33×104hm2以上，人工粉葛栽培面积达到444.4 hm2以上。葛根种植主要分布在张家界市，近些年来吉首、保靖、凤凰等地都进行了一定规模的人工种植；葛根加工以生产天然葛根纯粉为主，还开发出了葛花茶、葛片茶、葛根挂面等。

湖北种植葛根历史悠久，从19世纪80年代钟样县就开始种植葛根并大批量出口鲜葛到日本，恩施、襄阳等地均有大规模的葛根种植。然而湖北葛根加工企业规模普遍比较小，家庭作坊式生产仍然占据主要地位，所生产的绝大多数是初级加工品，如葛根淀粉、葛根挂面、葛花茶、葛片茶等。随着葛根加工工艺的改进，湖北街有关公司开始生产高附加值的葛根解酒胶囊等。

19世纪80年代，广西就开始了在葛根规模种植实践方面进行摸索，如葛根和其他作物的立体种植。近些年来，广西葛根产业迅速发展，其中粉葛种植规模占全国的1/6以上，梧州藤县和桂林临桂是粉葛的主要产地。广西粉葛种植面积达8 432 hm2，年产鲜葛约29.07×104t；加工以生产葛粉为主，进一步加工为葛茶、葛面，还有一定量的切丁切片等。广东、云南、桂东南是菜葛的主要消费市场，广东以及桂东南粤语片区一带素有用葛根煲汤的传统，甚至有的地方流传着“无葛不成席”的说法。目前，广西葛根主要以食用和初级加工为主，普遍存在加工产品种类少、档次低、综合利用弱等问题。我国葛根主要产区分布概况如图表3。

表3 我国葛根主要产区分布概况Tab.3 Distribution ofmain producingareas ofGegen in China

2.3 国内葛根深加工产业现状

在产品研发方面，国内目前己经开发出多种葛根药品；（1）葛根素浸膏粉，用于升阳止泻，退烧，生津等；（2）葛根岑连片，用于止泻止痢，清热解肌；（3）葛根素针剂、胶囊剂、片剂，用于治疗冠心病、心肌梗塞、糖尿病、心绞痛等；（4）心血宁片，用于通络止痛，活血化瘀等；（5）愈风宁心片，用于增强冠脉血流量等；（6）用于制作含有葛根成分的中成药。葛根不仅有丰富的药用价值，其价值还体现在食用方面上。国内目前还开发出了葛根解酒保健茶、葛根解酒饮料等功能食品；葛糊、葛根全粉咀嚼片；葛汁、葛冻、葛泥、葛浸膏等菜肴配料。

在我国葛根生产量及老百姓的购买力度远不及国外，与日本、韩国以及西方等国的差距比较明显。目前，葛根的深加工产品依然以葛根相关的食品为主，含葛根的医药制剂产品开发和推广力度远远不足。在葛根食品方面，国内的生产企业迟迟没有建立完善的产品质量管理系统，也没有产生葛根产品的生产标准体系，导致国内葛根深加工企业在葛根产品生产过程中质量控制不足，市场上以次充好的现象时有发生。此外，在葛根产品质量方面国家标准长期缺失，导致葛根产品质量参差不齐，给国内的葛根深加工行业带来了不利影响。所以，如何栽培深加工出更优质的葛根及附加产品，提高葛根的利用率，延长葛根产业链，提高葛根产品附加值，是摆在我们面前的重大难题。

3 葛根及其副产品风味研究进展

葛根香气是衡量葛根品质的重要因素之一，不同品种、不同产区、不同深加工处理都会对葛根香气组分产生一定的影响。因此，在葛根及其副产品风味研究进展的研究中，笔者认为，应该首先对葛根汁发酵前后风味成分变化，同时，对酒曲发酵葛根酒的风味物质变化与葛根甜面酱中的挥发性成分进行分析。因此，对此分析与文献综述研究的进展资料进行分析作出如下：

3.1 葛根汁发酵前后风味成分变化

王振斌等（2016）对葛根汁发酵前后风味成分变化进行了研究，结果发现，葛根汁经乳酸菌发酵后，醇类、酯类和有机酸的含量和种类明显高于葛根汁。江海林（2015）乙醇具有特殊的、令人愉快的香味。另外乳酸菌和酵母菌发酵会产生一些酯类化合物，如辛酸乙酯、葵酸已酯。大多数酯类化合物具有花、果香气。

3.2 酒曲发酵葛根酒的风味物质变化

仲桢玉等（2017）分别用茅台酒曲、高效酒曲、甜酒曲、酵母及曲王5种单一或复合的曲种发酵葛根，发酵前加入果胶酶和葡萄糖供微生物分解利用，分析不同酒曲发酵得到的葛根酒中挥发性成分差异。结果发现5种酒曲中挥发性香气成分含量最高的都是乙醇和苯乙醇，茅台酒曲发酵的葛根酒另外含3-甲基1-丁醇；高效酒曲发酵的葛根酒含有3-甲基1-丁醇和乙酸乙酯；甜酒曲发酵的葛根酒含有乙酸和3-甲基1-丁醇；酵母发酵的葛根酒含有3甲基1-丁醇、乙酸和3-甲基1-丙醇；曲王发酵的葛根酒含有乙酸、3-甲基1-丙醇和3-甲基1-丁醇；由于茅台酒曲、高效酒曲、甜酒曲和曲王都是复合曲，酵母是单曲，单从挥发性成分气味上对比来看，复合曲尤其是高效酒曲发酵的葛根酒气味最佳。另外，茅台酒曲发酵酒发酵时间最长，对温度要求也高于其他曲种，其次是甜酒曲发酵酒，而其他3种酒曲发酵酒对温度和时间要求不高。因此考虑到时间与效益，仍是高效酒曲发酵酒最为合适。

3.3 葛根甜面酱中的挥发性成分

陈芩等（2012）分析葛根甜面酱中挥发性风味成分，检测出月桂酸乙酯、9-十六碳烯酸乙酯、棕榈酸乙酯、亚麻油酸乙酯、油酸乙酯、硬脂酸乙酯是甜面酱共有的挥发性成分且相对含量较高，这些可能对葛根甜面酱的风味有重要贡献作用，为进一步确定葛根甜面酱风味成分提供了基础。

4 讨论

香气是衡量果实品质的重要标准之一，可以说只要了解并掌握影响果实香气的影响因素，就可以利用其来选择更有利的种植方式，从而提高收益。根据《中国高等植物图鉴》（2016）、《中国药用植物志》（2016）及 Egan AN，Pan B（2015）对我国葛属植物的具体分类，我国主要利用葛属种类共7种。目前，学术界对葛根及其附加产品的香气研究报道相对较少，还需加大力度跟进研究。