小宗特色野果风味物质研究进展

谢雅婷 ，冯 亮 ，刘双双 ，严文怡 ，杨 艳 *，余爱农

（1.湖北民族大学 化学与环境工程学院，湖北 恩施 445000；2.生物资源保护与利用湖北省重点实验室 湖北 恩施 445000）

中国野生果树、野果资源丰富，具有很大的开发利用潜力。据相关研究报道，中国野生、半野生果树占果树总量的80%以上［1］。部分野生果树的果实可以食用，并由于其独特的风味口感、显著的食疗价值以及纯天然、少污染等独特优势，已经成为第三代水果食品加工业的关注焦点［2］。但很多营养及药用价值较高的野果资源至今尚未得到很好的开发利用［3］。因此可以在统计各地区野果资源的基础上，有针对性地对小宗特色野果进行深入研究与产品开发，发掘其潜在的商业价值。同时随着食品工业对天然风味物质需求的增加［4］，小宗特色野果中风味物质的研究也逐渐受到广大学者的关注。

现代食品工业中，风味作为重要的感官指标，很大程度上影响消费者的选择［5］。小宗特色野果中的风味是由其在成熟过程中形成的挥发性物质决定的，每种组分含量极少，常以1×10-6g/L、1×10-9g/L、1×10-12g/L作为计量单位。分析探究风味物质的化学组成、探索风味物质形成和释放机制是目前食品工作者研究的热点［6-7］。

目前，小宗特色野果研究的文献相对零散，特别是对小宗特色野果中风味物质的种类分布、提取、含量研究缺乏系统性的综合报道。本论文通过收集整理小宗特色野果风味物质研究相关文献，从小宗特色野果科属、风味研究方向及方法、风味物质分布与含量入手，对小宗特色野果风味物质研究进行了综述。在前述工作基础上对小宗特色野果在食品加工工业中的应用进行了分析与展望。此研究以期继续为开发小宗特色野果风味物质及小宗特色野果纵深开发提供帮助，同时为天然产物研究与开发、果树品种改良及新品种培育提供参考。

1 小宗特色野果介绍

小宗特色野果是指不同于大众水果、量少且可直接或间接供人类食用，或作为加工原料的野生果树的果实［8］。我国以独特的地理位置和优越的自然条件造就了境内丰富多样的野生果树资源，且拥有丰富的野果资源。

1.1 小宗特色野果研究

目前，小宗特色野果除直接食用外，其营养成分、药用价值和风味物质成分也深受关注［9］，还有一部分利用野果的独特风味等优势进行产品深加工和开发。关于小宗特色野果的主要研究方向如图1所示。

图1 小宗特色野果的主要研究方向Fig.1 The main research directions about small-scale characteristic wild fruits

1.2 小宗特色野果产地及科属

调查统计发现小宗特色野果产地主要为海南、福建、新疆、四川、广西、贵州、云南、陕西秦巴山区、武陵地区等地［10-11］。小宗特色野果种类丰富，科属均有上百种，常见的有蔷薇科、壳斗科、猕猴桃科、芸香科、桑科等。

小宗特色野果的研究一般集中在八月瓜、山葡萄、桑葚、刺梨、山黄皮、欧李、沙棘、软枣猕猴桃、山莓、拐枣等野生果树。其风味物质的研究主要包括风味物质成分分析、产品研发、风味整体控制及成熟期风味物质的变化等。本文通过文献调研总结报道相对多的小宗特色野果，从它们风味物质的提取方法、分析技术，风味物质含量与分布等方面进行了综述。表1为小宗特色野果科属及其风味研究的主要内容。

表1 小宗特色野果科属及其风味研究主要内容Tab. 1 The main species and the flavor study on the small-scale characteristic wild fruits

2 小宗特色野果风味物质研究

小宗特色野果风味物质的研究主要包括风味物质的提取、分离、定性定量分析、风味组学分析，以及特定组分对野果整体风味贡献的评价等。其小宗特色野果风味物质研究技术路线如图2所示。

图2 小宗特色野果风味物质研究技术路线Fig. 2 The technical research route on flavor substances of small-scale characteristic wild fruits

2.1 风味物质提取方法

风味物质提取方法是小宗特色野果中研究比较多的内容，其主要提取方法见表2所示。

表2 小宗特色野果风味提取方法Tab. 2 The flavor extraction methods in small-scale characteristic wild fruits

小宗特色野果风味成分构成复杂，风味物质提取一般根据风味物质的含量及组成进行提取方法优化选择。目前主要使用的方法有溶剂辅助风味蒸发法（Solvent-assisted flavor evaporation， SAFE）、溶剂萃取法（Solvent extraction， SE）、固相微萃取法（Solid phase micro extraction， SPME）、顶空固相微萃取法（head-space solid-phase micro extraction， HSSPME）等，提取方法各有优缺点。近些年来，HSSPME在小宗特色野果风味成分的提取上应用较为广泛。

2.1.1 SAFE法

SAFE技术能避免产生氧化和水解产物，也能防止色素、油脂等成分进入到馏出液中干扰分析，得到的萃取物香气自然逼真，适用小宗特色野果风味成分分析。李婷婷等［22］使用SAFE方法检测到刺梨汁中含有86种化合物，发现相比较其它提取方法，SAFE技术提取到更多高沸点较难挥发的化合物。

2.1.2 SE法

SE法设备简单、操作方便，提取分离小宗特色野果中风味物质较理想。吴莹等［14］使用SE法提取八月瓜中风味成分，检测得到42种香气成分，占总化学成分的94.2%，主要的呈香物质为醇类、酮类和酸类等。

2.1.3 SPME法

SPME无需溶剂、选择性好且灵敏度高，对小宗特色野果这类可固体状进行风味成分分析的野果非常适用。张欣欣等［19］利用SPME对桑葚中风味成分进行了提取分析，检测到28种风味物质，桑葚的气味活性物质包括6种醛类，4种酯类，3种有机酸类，2种芳香族和2种醇类。

2.1.4 HS-SPME法

HS-SPME是近些年流行起来有别于传统提取方法和萃取技术，具有简便、灵敏度高、重现性好的提取技术。使用HS-SPME提取浓缩小宗特色野果中风味成分，能很好地反映野果样品的自然状态。周立华等［44］通过HS-SPME分析冷冻对欧李风味的影响，发现欧李果实经-20 ℃冷冻保藏后，香气物质占总挥发性物质的含量减少了6.67%，主体香气物质均为乙酸-3-甲基-3-丁烯-1-醇酯和梨醇酯。使用HS-SPME提取山莓在不同成熟度时的风味成分，发现随着果实成熟，游离醛类、醇类、酯类和酚类物质增加，而游离萜类物质减少。键合态的醛、醇、萜类、酯类和酚类化合物在成熟过程中逐渐减少。山莓在所有成熟阶段的整体香气主要来自游离态香气化合物，包括β-大马酮、己醛、2-己烯醛和芳樟醇等［32］。

2.1.5 其他风味提取方法

除上述小宗特色野果风味研究中常用的四种提取方法，风味分析研究中还常用到超临界流体萃取法（Supercritical fluid extraction， SFE，如超临界CO2、超临界水技术等）、吹扫捕集法（Purge and trap， P&T）、水蒸气蒸馏法（Steam distillation， SD）以及同时蒸馏萃取（Simultaneous distillation extraction， SDE）等［46］样品风味物质提取方法。这些提取方法在其他物质的风味研究中应用广泛，但目前在小宗特色野果风味研究中应用较少。

在以后小宗特色野果风味物质的提取中，可根据各风味物质的特点选择较合适的提取方法，或多种提取方法相结合的方式，以获取小宗特色野果较全面的风味物质。

2.2 风味物质分析及表征

根据小宗特色野果样品特点再结合每种分析方法的优缺点，发现选择适合风味物质分析及表征技术是准确获取风味物质特征的关键所在。表3为小宗特色野果风味物质主要的分析技术。

表3 小宗特色野果风味分析技术Tab. 3 The flavor analysis technology on small-scale characteristic wild fruits

在小宗特色野果风味物质分析技术中，气相色谱-质谱联用技术（Gas chromatography mass spectrum， GC-MS）应用最为广泛，多功能联用技术如气相色谱-嗅闻-质谱联用技术（Gas Chromatography Olfactometry Mass Spectrometry， GC-O-MS）在小宗特色野果风味物质分析中也有涉及，但尚未常规化使用。

2.2.1 气相色谱-嗅闻（Gas chromatography olfactometry， GC-O）技术

许多小宗特色野果具有典型的香气特征，使用GC-O可以通过仪器和人的感官共同去分析，更准确地获得其果实特征风味物质。Yang等［47］利用GC-O得出软枣猕猴主要香气成分为丁酸乙酯和4-羟基-2，5-二甲基-3-（2H）-呋喃酮，其次是乙基乙烯基酮、1-烯-3-辛醇、戊醛、己醛。

2.2.2 GC-MS技术

GC-MS具有所需样品少、分析速度快、灵敏度高等特性。它可以分析出特定的风味化合物，被广泛应用于小宗特色野果风味物质分析领域。王伟军等［16］使用GC-MS技术分析山葡萄中的风味成分，醛类、醇类、烯类含量较高，分别占风味成分总量的47%、20%、12%。Yang等［51］利用GC-MS研究了拐枣在低温贮藏过程中游离态和键合态化合物的变化，发现游离态的醇、醛、酮、异丁酸、萜烯、酚类的总含量随着拐枣的贮藏期增加。其中1-己醇、己醛和异丁酸乙酯是拐枣中主要的游离态风味物质，键合态风味物质的主要贡献化合物是龙脑、β-大马酮和丁子香酚。

2.2.3 GC-O-MS技术

GC-O-MS联用技术不仅能分析出小宗特色野果中风味物质的结构，也能有效地通过嗅闻技术分析其中关键的风味活性成分。周志等［23］通过GCO-MS分析发现刺梨汁中游离态风味物质有28种，键合态香气活性物质有17种。其游离态和键合态香气物质主要为叶醇、正辛醇和辛酸。

2.2.4 其他风味分析技术

目前在风味物质分析领域，除GC-O、GC-MS、GC-O-MS三种主要分析技术外，还有其他很多分析技术可用于小宗特色野果风味研究，如电子鼻、电子舌智能感官仿生技术等，以及以快速、无损、高灵敏度著称的气相色谱-离子迁移谱（Gas chromatography-Ion mobility spectrometry， GC-IMS）检测技术等［54］。GC-IMS是近些年流行起的检测技术，已广泛应用风味物质检测中，但在小宗特色野果风味物质的研究中应用较少。不同小宗特色野果的特点及风味物质种类存在差异，在进行风味成分分析时应根据具体情况，综合选择或联用相关检测设备，从而达到更理想的分析检测目的。

2.3 小宗特色野果主要风味成分

小宗特色野果具有特殊风味，主要原因是含有不同种类和含量的风味物质，且一些风味物质具有特征香气，香气化合物的释放直接影响人们的感官。风味化合物种类主要有酯类、烯类、醛类、醇类、酮类、烷类、呋喃类、苯环类和杂环类等，不同类型风味化合物也会呈现不同的香型。小宗特色野果主要风味化合物种类及香气成分如表4所示。

表4 小宗特色野果主要风味化合物种类及风味成分Tab. 4 The main flavor compounds in small-scale characteristic wild fruits

小宗特色野果中的风味物质主要为酯类、醇类、酸类、醛酮类、萜烯类及芳香族化合物等，这些物质主要通过脂肪酸氧化、氨基酸代谢和次生代谢等方式产生［14］。不同种类风味化合物通过相互作用赋予小宗特色野果独特风味。

3 小宗特色野果应用及发展前景

目前中国可食野果资源丰富，开发利用程度较低。小宗特色野果具有较高的营养价值，且含有较多生物活性物质和特征风味成分，具有广阔的发展前景和利用价值。

3.1 小宗特色野果的综合深加工

以小宗特色野果作为原材料，经深加工制成具有野果独特风味的食品，在一定程度上能更好的带动小宗特色野果产业发展。图3为小宗特色野果可加工的部分产品。深加工产品既可保存野果优质独特风味，还可提高贮藏性，打破野果利用时遇到的季节和地域限制。

图3 小宗特色野果风味产品Fig.3 The flavor substances of small-scale characteristic wild fruits

3.2 风味物质形成机制及释放机理

目前关于小宗特色野果风味物质的香型研究还不够充分，了解小宗特色野果中各风味物质之间的相互作用、形成机理及释放机制，这对深入认识各小宗特色野果独特风味形成的实质具有重要意义。今后对小宗特色野果风味研究可加强风味成分形成的动态变化，及相关合成酶的活性规律的研究等，更好达到控制香气、改善果实的风味形成及提高果实品质的目的。

4 展望

我国拥有丰富的野果资源，如能合理利用这些资源对其进行深入研究具有非常重要的意义。鉴于野果的生长环境，其风味物质具有特殊和复杂的特点。因此可以在注重资源保护和可持续发展的前提下，对可食用小宗特色野果资源的合理开发利用与保护同时进行，对小宗特色野果其中的风味物质进行深入研究，既有利于提高野果高效利用，也为中国丰富的野果资源的开发利用提供理论基础。小宗特色野果深入开展风味研究，同时能促进相关天然产物的研究与开发，具有非常重要的科研价值。

小宗特色野果中所含的风味物质成分与含量、成熟过程中风味物质的相互转化，以及同种属野果间风味差异等领域值得重点探索研究。随着高精密测试仪器的发展以及风味物质提取和分离技术的愈发成熟，小宗特色野果风味成分的研究也将会更加系统及深入。这样在提升野果价值的同时也能扩大食品风味研究面，构建更加丰富全面的风味体系。