桃果實(shí)香氣物質(zhì)生物合成研究進(jìn)展

桃果實(shí)香氣物質(zhì)生物合成研究進(jìn)展

水果的味道主要包括甜味、味道和味道（etal.，2012b）。糖和酸決定果實(shí)品質(zhì)的基本感官,香氣物質(zhì)賦予果實(shí)特征風(fēng)味,構(gòu)成每種果實(shí)特有的“香氣特征譜”或“香氣指紋”,在果實(shí)風(fēng)味構(gòu)成中具有決定性作用(張上隆和陳昆松,2007;Husain,2010)。桃果實(shí)香味獨(dú)特,是世界上重要的大宗水果。截止2011年,全世界桃樹(shù)栽培面積已經(jīng)達(dá)到157.05萬(wàn)hm2,產(chǎn)量達(dá)到2152.86萬(wàn)t,中國(guó)是世界上桃生產(chǎn)大國(guó),目前栽培面積已達(dá)76.73萬(wàn)hm2,產(chǎn)量達(dá)到1152.88萬(wàn)t(FAO,2012)。目前市場(chǎng)上供應(yīng)的桃品種在香氣品質(zhì)方面主要存在如下三方面的問(wèn)題:一是一些桃品種,如白鳳、大久保、湖景蜜露、錦繡等香味偏淡;二是部分香氣品質(zhì)較好的品種隨栽培時(shí)間的延長(zhǎng)出現(xiàn)香味變淡或喪失等品種退化現(xiàn)象;三是大部分桃品種采后香氣品質(zhì)保持時(shí)間較短。如何通過(guò)栽培措施、育種途徑和貯運(yùn)技術(shù)來(lái)調(diào)控、維持和改進(jìn)桃果實(shí)香氣品質(zhì),已成為當(dāng)前的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)。本文中對(duì)當(dāng)前桃果實(shí)香氣物質(zhì)合成的研究情況進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié),并對(duì)目前存在的問(wèn)題和未來(lái)應(yīng)開(kāi)展的工作及策略進(jìn)行了探討,旨在為進(jìn)一步開(kāi)展桃及其它果實(shí)香氣品質(zhì)研究提供參考。1分離桃果實(shí)主要功能特性目前已從桃果實(shí)中鑒定出100多種香氣物質(zhì),包括醛、醇、酯、內(nèi)酯、萜和酮類等(Aubert&Milhet,2007;Wangetal.,2009)。在這些香氣物質(zhì)中,只有為數(shù)不多的特征性香氣物質(zhì)對(duì)其香氣品質(zhì)具有重要作用,這些物質(zhì)主要包括C6醛、醇、酯和內(nèi)酯(李明等,2006)。C6醛和醇屬于“青香型”香氣物質(zhì),而酯和內(nèi)酯屬“果香型”香氣物質(zhì)(Zhangetal.,2010)。桃果實(shí)中的C6醛和醇主要有反–2–己烯醇、順–3–己烯醛和反–2–己烯醛(Zhangetal.,2010),其中反–2–己烯醛的含量最高,順–3–己烯醛閾值較低(0.25μg·kg-1),是桃果實(shí)主要的“青香型”香氣物質(zhì)(表1)。內(nèi)酯在桃中普遍存在,是對(duì)桃果實(shí)香味影響最大的特征香氣物質(zhì),被稱為“桃味”化合物,具有果香和甜香味,主要以C6~C12偶數(shù)碳原子的γ和δ內(nèi)酯的形式存在(表1)。γ–癸內(nèi)酯在各類桃果實(shí)中都能檢測(cè)到,而且屬高含量低閾值香氣物質(zhì),其閾值為11μg·kg-1。γ–辛內(nèi)酯和γ–十二內(nèi)酯在桃果實(shí)中也屬于低閾值組分,其閾值僅為7μg·kg-1,但其含量比γ–癸內(nèi)酯低得多。γ–己內(nèi)酯在內(nèi)酯類香氣物質(zhì)中閾值最高(1600μg·kg-1),對(duì)果實(shí)香氣形成的作用較小。乙酸乙酯等低閾值酯類對(duì)桃果實(shí)香氣形成也有一定的貢獻(xiàn)(表1)。萜類和酮類是桃果實(shí)中最主要的“花香型”香氣物質(zhì),以芳樟醇為主的萜類物質(zhì)在油桃中比較多,且閾值較低(1.5μg·kg-1),對(duì)油桃香味影響較大。以β–紫羅蘭酮及其衍生物為主的酮類在大多數(shù)桃品種中都可檢測(cè)到,這類物質(zhì)大多數(shù)屬于低閾值香氣物質(zhì)(如β–紫羅蘭酮閾值為0.007μg·kg-1),盡管含量較低,但對(duì)桃香氣品質(zhì)的影響仍然較大(表1)。(2008)并加以總結(jié)補(bǔ)充]。脂肪酸途徑是大多數(shù)植物香氣物質(zhì)形成的主要來(lái)源,是桃果實(shí)特征香氣物質(zhì)合成的最主要途徑,通過(guò)該途徑可形成醇、醛、酯和內(nèi)酯。脂肪酸途徑有LOX(脂氧合酶,Lipoxygenase)氧化和β–氧化兩條分支(Schwabetal.,2008;Sanz&Pérez,2010)。LOX途徑以亞油酸和亞麻酸為底物形成氫過(guò)氧化物,氫過(guò)氧化物在HPL(氫過(guò)氧化物裂解酶,Hydroperoxidelyase)的作用下形成己醛或己烯醛,醛在ADH(醇脫氫酶,Alcoholdehydrogenase)的作用下形成相應(yīng)的醇,醇在AAT(醇?；D(zhuǎn)移酶,alcoholacyltransferases)的作用下形成相應(yīng)的酯。β–氧化以飽和脂肪酸為底物,首先在ACX(乙酰輔酶A氧化酶,Acyl–CoAoxidase)的作用下形成反–2–酮酰輔酶A,隨后在一些酶的作用下形成內(nèi)酯(Xietal.,2012a)。異戊二烯途徑是形成桃果實(shí)“花香型”香氣物質(zhì)的主要途徑,該途徑可以合成芳樟醇、萜烯醇、萜品烯等萜類和β–紫羅蘭酮等C13–脫輔基類胡蘿卜素類香氣物質(zhì)。首先在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的MVA途徑和質(zhì)體內(nèi)的MEP途徑下形成異戊烯基焦磷酸,然后在TS(萜類合成酶,Terpenesynthase)的作用下形成單萜、倍半萜或類胡蘿卜素,類胡蘿卜素最后在CCD(類胡蘿卜素雙加氧酶,Carotenoidcleavagedioxygenases)的作用下降解形成β–紫羅蘭酮等C13–脫輔基類胡蘿卜素(Brandietal.,2011)。氨基酸途徑是芳香族香氣物質(zhì)的合成途徑,目前發(fā)現(xiàn)桃果實(shí)能以亮氨酸、異亮氨酸、半胖氨酸和蛋氨酸為前體物質(zhì),在ATF(氨基轉(zhuǎn)移酶,Aminotransferase)和PDC(丙酮酸脫羧酶,Pyruvatedecarboxylase)的作用下形成甲基支鏈芳香族香氣物質(zhì)(Schwabetal.,2008)。也可以色氨酸、絡(luò)氨酸和苯丙氨酸為前體,合成芳香族的醇、酸和酯類物質(zhì)?，F(xiàn)有研究結(jié)果表明,氨基酸合成香氣物質(zhì)都要經(jīng)過(guò)脫羧和轉(zhuǎn)氨基作用,其關(guān)鍵酶為ATF和DC(脫羧酶,Decarboxylase)(Gondaetal.,2010)。2.2對(duì)桃果實(shí)香味物質(zhì)合成的重要基因的研究2.2.1成熟過(guò)程中桃果實(shí)中adh的變化LOX是脂肪酸途徑LOX氧化的起始酶,主要以基因家族形式存在于植物界中,目前已經(jīng)從番茄(Chenetal.,2004)、獼猴桃(Zhangetal.,2006)、蘋果(Schafferetal.,2007)和橄欖(Padillaetal.,2009)等果實(shí)中鑒別出參與香氣形成的LOX家族成員。Zhang等(2010)從桃果實(shí)中獲得4個(gè)基因家族成員,發(fā)現(xiàn)PpLOX1~PpLOX4在成熟衰老過(guò)程具有不同的表達(dá)模式,PpLOX2和PpLOX3在采收初期表達(dá)水平較高,采后成熟過(guò)程中逐漸下調(diào),PpLOX1和PpLOX4隨躍變乙烯的產(chǎn)生上調(diào),相關(guān)性分析表明,PpLOX2和PpLOX3與“青香型”C6醛的形成有關(guān),而PpLOX1和PpLOX4在“果香型”香氣物質(zhì)內(nèi)酯和酯類的形成中具有重要作用。Pirona等(2012)報(bào)道,桃果實(shí)兩個(gè)基因家族成員LOX1(ppa001082m)和LOX2(ppa001631m)分別定位于第Ⅵ和第Ⅱ條染色體上,LOX1在果實(shí)完全成熟時(shí)表達(dá)上調(diào),伴隨有酯類物質(zhì)含量的明顯增加,LOX2在未成熟時(shí)表達(dá)很高,成熟時(shí)迅速下調(diào),與C6醛的合成相關(guān)?；蚍治霭l(fā)現(xiàn),LOX1和LOX2因啟動(dòng)子區(qū)具有不同的反式作用元件而在不同成熟階段的香氣物質(zhì)形成中發(fā)揮作用。通過(guò)與其它植物蛋白的序列比對(duì)發(fā)現(xiàn),桃LOX具有C9位的裂解活性,主要參與了9–氫過(guò)氧化物的形成(Eduardoetal.,2013)。綜合上述研究可以發(fā)現(xiàn),LOX在桃果實(shí)由“青香型”向“果香型”轉(zhuǎn)變中有重要作用,也是桃果實(shí)香氣物質(zhì)合成的關(guān)鍵調(diào)控點(diǎn),該基因是通過(guò)各階段啟動(dòng)不同家族成員來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)桃果實(shí)香氣物質(zhì)種類的調(diào)控,并通過(guò)改變各家族成員的表達(dá)豐度來(lái)影響香氣物質(zhì)的含量,從LOX裂解脂肪酸的位置來(lái)看,該基因主要負(fù)責(zé)桃果實(shí)C6類香氣物質(zhì)及其相應(yīng)酯的合成。HPL是LOX氧化中的第二個(gè)酶,屬于植物細(xì)胞色素P450酶,能夠裂解亞油酸和亞麻酸對(duì)應(yīng)的9–HPOT(十八碳三烯酸,Hydroperoxyoctadecatrienoicacid)和13–HPOT,形成C6或C9醛(Howeetal.,2000)。Zhang等(2010)獲得一個(gè)桃HPL基因,發(fā)現(xiàn)隨著果實(shí)采后成熟衰老,PpHPL1的表達(dá)水平不斷下降,伴隨有C6醛含量的顯著減少。ADH是一種氧化還原酶,能將HPL形成的醛還原形成相應(yīng)的醇。ADH編碼基因在果實(shí)成熟進(jìn)程表達(dá)模式具有差異。桃果實(shí)在采后成熟衰老進(jìn)程中PpADH1表達(dá)水平下降(Zhangetal.,2010),與蘋果中的結(jié)果(Schafferetal.,2007)相同。而番茄(Longhurstetal.,1994)、甜瓜(Manriquezetal.,2006)和杏(González-Agüeroetal.,2009)成熟過(guò)程中ADH編碼基因表達(dá)增強(qiáng)。葡萄(Tesnière&Verriès,2000)和甜瓜(El-Sharkawyetal.,2005)ADH不同基因家族成員在同一發(fā)育階段具有不同表達(dá)模式。因此,ADH在果實(shí)醇類香氣物質(zhì)形成中起作用,但在不同種類的果實(shí)中ADH可能具有明顯的功能差異。AAT能將乙酰CoA的乙?；D(zhuǎn)移到醇上形成酯類,直接參與酯類的合成。AAT參與桃果實(shí)酯類的合成作用已經(jīng)被實(shí)驗(yàn)證明。Zhang等(2010)報(bào)道,‘玉露’桃PpAAT1的表達(dá)在采后迅速上調(diào),第4天達(dá)到峰值,然后逐漸下降,與酯類變化相一致。筆者研究發(fā)現(xiàn),PpAAT1負(fù)責(zé)采后低溫下桃果實(shí)酯類的合成(Xietal.,2012b)。Pirona等(2012)報(bào)道,桃AAT定位于第Ⅴ條染色體上,‘Bolero’和‘OroA’桃,從未成熟期到完熟過(guò)程中,AAT在果實(shí)中的表達(dá)都迅速上調(diào),伴隨有酯類含量的明顯增加,AAT在‘OroA’桃中的表達(dá)水平明顯高于‘Bolero’,與兩個(gè)品種中酯類含量差異一致。體外底物測(cè)定發(fā)現(xiàn),桃果實(shí)PpAAT1能特異結(jié)合相應(yīng)醇形成乙酸己酯、順–3–乙酸己酯和反–2–乙酸己酯,這一結(jié)果表明,桃果實(shí)AAT主要通過(guò)同一基因結(jié)合不同底物來(lái)實(shí)現(xiàn)酯類物質(zhì)合成的多樣性(Xietal.,2012b)。類似的結(jié)果也在草莓中被發(fā)現(xiàn),草莓AAT能特異結(jié)合多種底物合成己酸甲酯、乙酸己酯、丁酸己酯和乙酸辛酯(Aharonietal.,2000)?，F(xiàn)有研究表明,AAT在大多數(shù)果實(shí)中是以單個(gè)基因的底物特異性來(lái)實(shí)現(xiàn)酯類合成的多樣性,但甜瓜3個(gè)AAT基因家族成員是形成不同酯類的主要原因(El-Sharkawyetal.,2005),是否在桃果實(shí)中還存在其它AAT基因家族成員目前還不確定。2.2.2桃果實(shí)acx、滿足脂肪酸-氧化和環(huán)氧化物酶抑制劑的結(jié)構(gòu)及演化ACX是脂肪酸β–氧化的第一個(gè)關(guān)鍵酶(Schwabetal.,2008;Xietal.,2012a),參與植物生長(zhǎng)和發(fā)育的許多過(guò)程,包括種子發(fā)育需要的脂質(zhì)降解(Eastmondetal.,2000),逆境脅迫下茉莉酸(Jasmonicacid,JA)和吲哚–3–乙酸(indole-3-aceticacid,IAA)(Eastmondetal.,2000;Adhametal.,2005;Lietal.,2005)的生物合成。作者研究發(fā)現(xiàn),桃果實(shí)ACX中長(zhǎng)鏈活性與內(nèi)酯的合成呈明顯的正相關(guān)關(guān)系,分離得到的5個(gè)基因家族成員中,PpACX1在低溫、冷害和成熟溫度下的表達(dá)與桃果實(shí)內(nèi)酯的合成高度相關(guān),PpACX1參與了桃果實(shí)內(nèi)酯的合成,推測(cè)ACX可能通過(guò)對(duì)不同長(zhǎng)度脂肪酸的特異性結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)多種內(nèi)酯類物質(zhì)的合成(Xietal.,2012a),證明飽和脂肪酸β-氧化在桃果實(shí)特征性香氣物質(zhì)內(nèi)酯的合成中具有非常重要的作用。Pirona等(2012)報(bào)道,環(huán)氧化物酶(Epoxidehydrolase,EPH)催化內(nèi)酯合成中脂肪酸環(huán)化基團(tuán)的水解,發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)基因家族成員EPH2(ppa008854m)和EPH3(ppa009153m)都定位在第Ⅶ條染色體上,它們?cè)谔页墒爝^(guò)程中的表達(dá)均明顯上調(diào),而完熟期下調(diào)。由于內(nèi)酯的合成途徑非常復(fù)雜,目前發(fā)現(xiàn)至少有5條內(nèi)酯合成途徑,各途徑在桃果實(shí)內(nèi)酯合成中的貢獻(xiàn)也不盡相同(Schwabetal.,2008)。2.2.3cds基因家族在桃果實(shí)中的表達(dá)TS是桃“花香型”香氣物質(zhì)合成的關(guān)鍵酶。盡管油桃中含有大量的萜類香氣物質(zhì),其它一些水蜜桃品種如‘湖景蜜露’和‘玉露’等果實(shí)中均檢測(cè)到較高含量的芳樟醇,但目前在桃果實(shí)上還沒(méi)有克隆到任何萜類合成基因。可喜的是,最近Eduardo等(2013)用高密度的SNP定位了兩個(gè)負(fù)責(zé)桃果實(shí)萜類合成的基因(ppa002670m和ppa003380m),分別負(fù)責(zé)芳樟醇和松油醛的合成,這一成果為桃果實(shí)萜類合成基因的分離和功能驗(yàn)證奠定了基礎(chǔ)。在對(duì)番茄的研究中發(fā)現(xiàn),芳樟醇合成酶基因的過(guò)量表達(dá),不但可以提高芳樟醇的含量,還可以提高γ、α–生育酚、番茄紅素、β–胡蘿卜素和葉黃素等單萜類物質(zhì)的含量,證明番茄可通過(guò)單個(gè)基因?qū)崿F(xiàn)多種萜類的合成(Schieetal.,2007)。桃果實(shí)中特別是油桃中萜類物質(zhì)種類比較多,其多樣性合成機(jī)理是否與番茄相同,還需要進(jìn)一步的試驗(yàn)來(lái)證明。CCD屬非血紅素加氧酶,是形成C13–脫輔基類胡蘿卜素類香氣物質(zhì)的關(guān)鍵酶。Brandi等(2011)發(fā)現(xiàn),CCD4在不同品種桃果實(shí)色澤形成和香氣物質(zhì)的形成中具有重要作用,CCD4能夠特異裂解‘Redhaven’桃中的類胡蘿卜素,導(dǎo)致該品種中有較高含量的C13–脫輔基類胡蘿卜素。Pirona等(2012)報(bào)道,果實(shí)成熟過(guò)程中,兩個(gè)CCDs基因家族成員ppa003814m和ppa006109m表達(dá)各異,定位于第Ⅱ條染色體上的ppa003814m在‘Bolero’中的表達(dá)量明顯高于‘OroA’,序列分析表明ppa003814m與CCD4高度同源,位于第1條染色體上的pa006109m在‘OroA’中的表達(dá)量卻高于在‘Bolero’中的表達(dá),pa006109m與CCD1高度同源。與CCD1相比,CCD4中有質(zhì)體信號(hào)肽,定位于質(zhì)體中,參與了類胡蘿卜素的降解,保證了C13–脫輔基類胡蘿卜素前體物質(zhì)供應(yīng),CCD1參與了β–紫羅蘭酮的合成(Pironaetal.,2012)。3影響桃果實(shí)品質(zhì)的外部因素3.1桃果實(shí)主要成分桃品種比較多,盡管大多數(shù)桃品種的主要香氣物質(zhì)基本相同,但不同品種間香氣物質(zhì)的種類和含量不盡相同,其組成和含量受遺傳因素影響。Wang等(2009)發(fā)現(xiàn),50個(gè)桃品種中,中國(guó)野生桃‘Wutao’的特征性香氣物質(zhì)含量最高,‘瑞蟠14’和‘金童6號(hào)’以含有較高的內(nèi)酯和苯甲醛為特點(diǎn),這類桃品種中γ–癸內(nèi)酯和δ–癸內(nèi)酯的含量特別高,中國(guó)野生桃和‘Wutao’以含有較高的萜類、酯類為特點(diǎn),起源于美國(guó)和歐洲的品種主要以含量較高的芳樟醇為主。Robertson等(1990a)報(bào)道,白肉桃果實(shí)中己醛、反–2–己烯醛、芳樟醇、水芹烯、γ–癸內(nèi)酯和δ–癸內(nèi)酯的含量顯著高于黃肉桃。油桃品種主要以積累較高具有“花香味”的萜類物質(zhì)為主。與普通桃不同,黃肉油桃‘Springbright’主要以積累較高含量的萜類和C13–脫輔基類胡蘿卜素為主,這些物質(zhì)包括芳樟醇、芳樟醇衍生物、α–萜品醇、順–8–羥基香葉醇、反–8–羥基香葉醇、β–紫羅蘭酮和紫羅蘭醇及其衍生物,對(duì)于桃品種中普遍存在的內(nèi)酯,在該品種內(nèi)僅檢測(cè)到δ–癸內(nèi)酯,而且含量很低(Aubertetal.,2003)。‘MariaLaura’油桃成熟時(shí)因積累更多的萜類物質(zhì),特別是芳樟醇和異松油烯,比普通桃品種‘Glohaven’更具香味(Visai&Vanoli,1997)。因此,桃果實(shí)的香氣物質(zhì)構(gòu)成了不同品種桃果實(shí)的“特征指紋”,可用于品種鑒別和起源分析。Montero-Prado等(2013)建立了基于桃香氣物質(zhì)的判別模型,并證實(shí)使用該模型能有效鑒別未知桃品種。3.2果實(shí)采后溫度對(duì)桃果實(shí)主要理化性質(zhì)的影響不同成熟期和采后后熟均對(duì)桃果實(shí)香氣品質(zhì)形成有重要影響,各種香氣物質(zhì)的種類和含量發(fā)生了顯著變化,果實(shí)完成由“青香型”向“果香型”的轉(zhuǎn)變(張曉萌,2005;張梅,2007)。桃果實(shí)在幼果發(fā)育成熟過(guò)程中,前期香氣物質(zhì)以種類變化為主,后期以含量變化為主。一般在幼果期以“青香型”的醛和醇為主,特征性香氣物質(zhì)內(nèi)酯和酯只有在發(fā)育后期或采收前才能被檢測(cè)到。張曉萌(2005)報(bào)道,4月中旬‘湖景蜜露’桃果實(shí)主要以積累反–2–己烯醛和順–3–己烯醇含量為主,檢測(cè)不到內(nèi)酯和酯,6中旬至7中旬反–2–己烯醛和順–3–己烯醇顯著下降,γ–己內(nèi)酯、γ–辛內(nèi)酯、γ–癸內(nèi)酯、δ–癸內(nèi)酯和γ–十二內(nèi)酯的含量顯著增加并達(dá)到峰值。Su等(2013)使用電子鼻(E-nose)對(duì)不同采收期的桃果實(shí)整體香味進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)盡管39個(gè)桃品種香氣物質(zhì)種類和含量不同,但在PCA模型中,全部桃品種能依據(jù)采收時(shí)間(6、7、8和9月)聚集為明顯不同的4類,這一結(jié)果進(jìn)一步證明了采收成熟度對(duì)桃果實(shí)香氣品質(zhì)有很大影響。采后成熟過(guò)程是桃果實(shí)香味急劇增加的時(shí)期,以“青香型”香氣物質(zhì)的大量減少和“果香型”香氣物質(zhì)含量的急劇增加為主要特征?！衤丁以诓珊?周內(nèi)正己醛、反–2–己烯醛、反–2–己烯醇和順–3–己烯醇的含量迅速減少,而乙酸順–3–己烯酯、γ–己內(nèi)酯,γ–癸內(nèi)酯和δ–癸內(nèi)酯迅速增加,并隨躍變乙烯峰值的出現(xiàn)達(dá)到最大值(Zhangetal.,2010)?！坐P’桃果實(shí)采后成熟過(guò)程中“青香型”CIC(特征香氣,Chracteristicimpactcompound)降低,而“果香型”CIC不斷增加(張懷予,2008)?，F(xiàn)有研究表明,桃果實(shí)成熟時(shí)香味最佳,這時(shí)“青香型”和“果香型”香氣物質(zhì)對(duì)香味的貢獻(xiàn)明顯不同,“青香型”香氣成分含量的降低對(duì)香味的影響大于“果香型”香氣成分的增加對(duì)香味的影響,當(dāng)“青香型”與“果香型”香氣成分的比值最低時(shí)果實(shí)香味最佳(李楊昕等,2011)。3.3對(duì)桃果實(shí)香氣物質(zhì)的影響果實(shí)香氣物質(zhì)合成還受施肥、套袋、灌溉和光照等栽培技術(shù)的影響。Jia等(1999)研究了不同施氮水平對(duì)‘Hakuho’桃果實(shí)香氣物質(zhì)形成的影響,結(jié)果顯示,40mg·L-1的氮肥施肥有利于γ–癸內(nèi)酯的積累,80mg·L-1氮肥處理的果實(shí)中,γ–己內(nèi)酯、γ–辛內(nèi)酯和γ–癸內(nèi)酯的含量高于其它果實(shí),而反–2–己烯醛和順–3–己烯醇的含量較低,180mg·L-1的氮肥處理不利于香氣物質(zhì)的積累。Jia等(1999)同時(shí)報(bào)道,過(guò)量施氮肥的桃樹(shù)果實(shí)盡管大于適量施肥的果樹(shù),但這些大果實(shí)香味偏淡,小果實(shí)中γ–癸內(nèi)酯的含量明顯高于大果實(shí),而大果實(shí)中“青香型”香氣物質(zhì)順–3–己烯醇的含量卻高于小果實(shí)。Daane等(1995)報(bào)道,缺氮的桃果實(shí)香味較淡。因此,適量施肥對(duì)桃果實(shí)香氣品質(zhì)的形成非常重要。果袋的使用也可以改變桃果實(shí)香氣物質(zhì)的組成和含量,改善其香味品質(zhì)。Wang等(2010)報(bào)道,‘晚蜜’桃套袋果實(shí)C6化合物和酯類的含量明顯低于未套袋果實(shí),但套袋能顯著促進(jìn)特征性香氣物質(zhì)γ–己內(nèi)酯和δ–癸內(nèi)酯的合成。Jia等(2005)研究認(rèn)為,套袋雖然不影響‘湖景蜜露’桃果實(shí)總香氣物質(zhì)的產(chǎn)生,但各處理間香氣物質(zhì)組成和含量差異較大,套單層袋的果實(shí)中香氣物質(zhì)含量最高,未套袋的最低,各套袋處理對(duì)不同香氣物質(zhì)的影響也不盡相同,不同果袋的應(yīng)用可以導(dǎo)致γ–癸內(nèi)酯和δ–癸內(nèi)酯的變化,果實(shí)照光越多果實(shí)香氣越低。灌溉條件也影響果實(shí)香氣物質(zhì)的形成。Mpelasoka和Hossein(2002)報(bào)道,成熟時(shí)虧缺灌溉的果實(shí)采收時(shí)香氣物質(zhì)與對(duì)照無(wú)明顯差異,但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的貯藏,其香氣物質(zhì)含量明顯高于對(duì)照。此外,光照條件也會(huì)直接影響香氣物質(zhì)合成。Bureau等(2000)報(bào)道,人工遮光降低了果實(shí)中萜類等香氣物質(zhì)的含量,認(rèn)為果實(shí)所處的環(huán)境條件(溫度和光照)比枝條所處的環(huán)境條件對(duì)果實(shí)香氣物質(zhì)合成的影響更大。3.4不同處理桃果實(shí)主要理化指標(biāo)和組分含量的變化低溫、氣調(diào)(ControlledAtmosphere,CA)、壓力和紫外處理等貯藏的環(huán)境條件對(duì)桃果實(shí)香氣合成有明顯影響。一般來(lái)說(shuō),采后低溫貯藏能有效保持桃果實(shí)的香氣物質(zhì),但隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)其香氣物質(zhì)逐漸減少,香氣品質(zhì)也不斷下降甚至喪失(Xietal.,2012a,2012b)。Robertson等(1990b)報(bào)道,‘Cresthaven’桃0℃貯藏2周后,γ–癸內(nèi)酯可正常合成,貯藏4周后其合成能力顯著下降。Raffo等(2008)報(bào)道,桃果實(shí)1℃貯藏1周后,飽和內(nèi)酯γ–癸內(nèi)酯和δ–癸內(nèi)酯以及不飽和內(nèi)酯γ–茉莉酸內(nèi)酯的含量顯著增加,貯藏2周后內(nèi)酯的含量與采收時(shí)接近。Ortiz等(2009)報(bào)道,2℃貯藏的桃果實(shí),隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),特異酯類的含量下降。作者前期研究也表明,0℃貯藏能較好維持‘湖景蜜露’桃果實(shí)的香氣物質(zhì)的合成能力,5℃貯藏僅能在較短時(shí)間內(nèi)維持其香氣品質(zhì),貯藏2周后發(fā)生冷害的桃果實(shí)中“果香型”香氣物質(zhì)內(nèi)酯和酯的合成受阻,其香味基本喪失(Zhangetal.,2011),而間歇升溫能明顯提高酯類物質(zhì)的合成,改善香氣品質(zhì)(Xietal.,2012b)。氣調(diào)是采后桃果實(shí)品質(zhì)維持的重要技術(shù),已有研究表明,氣調(diào)能改善桃果實(shí)香氣品質(zhì)。Ortiz等(2009)報(bào)道,與貯藏在2℃的果實(shí)相比,氣調(diào)可通過(guò)增加可溶性固形物和酯類物質(zhì)的含量來(lái)提高消費(fèi)者對(duì)‘RichLady’桃的接受度,其主要原因是氣調(diào)修飾了AAT上游相關(guān)酶,提高了香氣物質(zhì)合成前體物質(zhì)的含量。采后單獨(dú)紫外處理對(duì)香氣物質(zhì)的合成的影響不明顯,但貯藏前的紫外和高壓組合處理,對(duì)香氣物質(zhì)濃度影響大于空氣組成,高壓處理均能減少總香氣物質(zhì)和酯類。高壓和氣調(diào)組合處理能顯著改變桃果實(shí)香氣物質(zhì)種類與含量,尤其改變一些主要的特征性香氣物質(zhì)內(nèi)酯和酯的種類(Yangetal.,2009)。貯藏前的高溫處理也能顯著促進(jìn)桃果實(shí)香氣物質(zhì)的合成。經(jīng)過(guò)貯藏前高溫(熱水46℃,25min)處理的白肉桃,在(1±1)℃貯藏1周后,長(zhǎng)鏈飽和內(nèi)酯(γ–癸內(nèi)酯和δ–癸內(nèi)酯)和不飽和內(nèi)酯(茉莉內(nèi)酯)以及總內(nèi)酯含量明顯增加(Raffoetal.,2008)。總的來(lái)看,溫度、氣調(diào)、壓力和紫外等環(huán)境條件調(diào)控措施,主要通過(guò)改變“果香型”香氣物質(zhì),特別是內(nèi)酯和酯的組成和含量,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)桃果實(shí)香氣品質(zhì)的調(diào)控。4外源乙烯hd乙烯是果實(shí)成熟的主要調(diào)控子,對(duì)果實(shí)品質(zhì)形成具有重要作用。成熟過(guò)程中乙烯合成的增加,誘導(dǎo)了色澤、質(zhì)地、風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)等品質(zhì)因子的顯著變化,促進(jìn)了果實(shí)品質(zhì)的全面形成。乙烯對(duì)果實(shí)香氣物質(zhì)的調(diào)控作用已經(jīng)在蘋果(Defilippietal.,2005)、甜瓜(Floresetal.,2001)、杧果(Laleletal.,2003)、香蕉(Goldingetal.,1998)和李(Abdietal.,1998)等呼吸躍變型果實(shí)中得到證明。目前已經(jīng)有較多研究報(bào)道了乙烯對(duì)桃果實(shí)香氣物質(zhì)合成的調(diào)控作用?！懊勐丁夜麑?shí)采收前成熟過(guò)程中,內(nèi)酯類香氣物質(zhì)γ–己內(nèi)酯、γ–辛內(nèi)酯、γ–癸內(nèi)酯、δ–癸內(nèi)酯和γ–十二內(nèi)酯的合成受乙烯調(diào)控,其含量隨乙烯躍變出現(xiàn)峰值(張曉萌,2005)。采后成熟過(guò)程中,桃香氣物質(zhì)的合成也受乙烯調(diào)控?！衤丁也珊?d,γ–己內(nèi)酯、γ–辛內(nèi)酯、γ–癸內(nèi)酯和δ–癸內(nèi)酯合成受內(nèi)源乙烯誘導(dǎo)(Zhangetal.,2010)。低溫條件下發(fā)生冷害的‘湖景蜜露’桃果實(shí)不能產(chǎn)生躍變乙烯,特征香氣物質(zhì)內(nèi)酯的合成也受到抑制,不能從“青香型”向“果香型”轉(zhuǎn)變(Zhangetal.,2011)。外源乙烯處理能顯著提高貯藏后期桃果實(shí)中的己醛和反式–2–己烯醛的含量,對(duì)苯甲醛、芳樟醇和γ–癸內(nèi)酯亦有一定的調(diào)控作用(胡花麗,2007)。乙烯參與桃果實(shí)香氣物質(zhì)的合成調(diào)控也已被抑制乙烯產(chǎn)生的試驗(yàn)所證明。Bellincontro等(2005)報(bào)道,氮?dú)夂?-MCP處理顯著抑制了‘RoyalGem’桃果實(shí)內(nèi)源乙烯的產(chǎn)生,香氣物質(zhì),特別是酯類物質(zhì)的合成明顯受到抑制,正常釋放乙烯的果實(shí),酯類能正常合成。上述研究結(jié)果表明,桃果實(shí)香氣物質(zhì)的合成明顯受乙烯的影響,其合成直接依賴乙烯,屬乙烯依賴型。但在桃果實(shí)中也發(fā)現(xiàn)了非乙烯依賴型因子調(diào)控香氣合成。胡花麗(2007)報(bào)道,外源乙烯對(duì)桃果實(shí)主要香氣物質(zhì)有調(diào)節(jié)作用,但對(duì)不同物質(zhì)的調(diào)控機(jī)理可能不同。外源乙烯處理對(duì)己醛和反式–2–己烯醛的調(diào)控作用很明顯,屬于乙烯依賴性,盡管乙烯對(duì)苯甲醛、芳樟醇和γ–癸內(nèi)酯也有一定的調(diào)控作用,但其作用規(guī)律不明顯,推測(cè)這3種物質(zhì)的生物合成途徑除了受乙烯的影響外,還依賴于其它的因素,說(shuō)明在桃果實(shí)中也有非乙烯依賴型因子參與其香氣合成調(diào)控,這種作用機(jī)制在呼吸躍變型果實(shí)甜瓜中也被發(fā)現(xiàn)(Yahyaouietal.,2002)。從現(xiàn)有的研究結(jié)果來(lái)看,乙烯對(duì)桃果實(shí)香氣物質(zhì)合成調(diào)控主要通過(guò)3個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn):一是通過(guò)促進(jìn)果實(shí)增強(qiáng)呼吸作用,為香氣物質(zhì)合成提供物質(zhì)和能量,增加香氣物質(zhì)合成底物,促進(jìn)香氣合成。Zhang等(2010)報(bào)道,采后成熟過(guò)程中,‘湖景蜜露’桃果實(shí)香氣物質(zhì)合成的前體物質(zhì)亞油酸和亞麻酸含量在乙烯躍變前1d出現(xiàn)峰值,乙烯通過(guò)提高脂肪酸合成基因PpFAD1和PpFAD2的表達(dá),增加前體物質(zhì)的供應(yīng)進(jìn)而調(diào)控香氣物質(zhì)的合成。二是乙烯直接提高香氣物質(zhì)合成相關(guān)酶活性或提高香氣物質(zhì)合成基因的表達(dá)水平來(lái)促進(jìn)香氣合成。作者前期研究發(fā)現(xiàn),‘錦繡’桃果實(shí)采后成熟過(guò)程中PpAAT1的表達(dá)水平迅速增加,酶活性也隨之增強(qiáng),酯類物質(zhì)特別是順–3–乙酸己酯和反–2–乙酸己酯含量顯著增加。Ortiz等(2009)報(bào)道,乙烯處理能提高LOX和HPL酶活性,促進(jìn)了桃果實(shí)酯類物質(zhì)的合成能力。三是通過(guò)類似于非躍變型果實(shí)的間接依賴方式或乙烯以外的調(diào)控因子進(jìn)行調(diào)控。柑橘果實(shí)中萜類的積累對(duì)乙烯有明顯響應(yīng),乙烯是通過(guò)調(diào)控柑橘成熟來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其香氣物質(zhì)合成的調(diào)控,這種調(diào)控屬于間接依賴型(Sharon-Asaetal.,2003)。桃果實(shí)內(nèi)源乙烯的釋放,導(dǎo)致果實(shí)成熟軟化,促進(jìn)脂質(zhì)裂解,香氣合成底物自由脂肪酸增多,促進(jìn)了香氣合成。果實(shí)成熟過(guò)程中,隨著躍變乙烯的產(chǎn)生,類胡蘿卜素的種類和含量發(fā)生了明顯變化,因而改變了桃果實(shí)中C13–脫輔基類胡蘿卜素類香氣物質(zhì)的種類和含量。因此,C13–脫輔基類胡蘿卜素的合成屬于典型的乙烯間接依賴型。此外,桃果實(shí)成熟過(guò)程中,許多與成熟相關(guān)的因子被啟動(dòng),乙烯以外的成熟因子可能成為調(diào)控桃果實(shí)香氣物質(zhì)合成最主要的非乙烯依賴型因子。5桃果實(shí)香氣合成相關(guān)基因桃果實(shí)香氣研究開(kāi)始于1990年,經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展,相關(guān)研究已經(jīng)從生化分析鑒定階段進(jìn)入到分子生物學(xué)階段。目前,桃香氣研究盡管已取得較大進(jìn)展,但還存在以下問(wèn)題:(1)桃果實(shí)香氣合成的多樣性和復(fù)雜性問(wèn)題。桃果實(shí)香氣物質(zhì)不但種類居多,而且同一種類包括多種香氣物質(zhì),如桃果實(shí)中常見(jiàn)的內(nèi)酯就有6~8種。油桃中發(fā)現(xiàn)的萜類物質(zhì)既有單萜類,又有β–紫羅蘭酮及其衍生物,這些物質(zhì)雖然都來(lái)自異戊二烯途徑,涉及不同支路。特別是各途徑中末端關(guān)鍵基因并未得到克隆。(2)內(nèi)酯是“桃味”化合物,是桃果實(shí)最重要的特征香氣物質(zhì),關(guān)于內(nèi)酯合成的具體途徑仍需要進(jìn)一步研究。目前發(fā)現(xiàn)至少有5條途徑參與內(nèi)酯合成:(1)酮酸被NAD依賴的還原酶還原;(2