不同貯藏條件下花椒香氣成分及代謝關鍵酶活性的變化規(guī)律

羅 凱 張 琴 李美東 王 麗 黃秀芳

（湖北民族大學生物科學與技術(shù)學院 湖北恩施445000）

植物及其果實的香氣成分與植物種類、 遺傳及生產(chǎn)地域有直接的關聯(lián)性[1-3]，然而其香氣成分在采摘后的變化不僅與植物本身種類有關， 還與貯藏溫度、貯藏方式、貯藏時間以及果實體內(nèi)的與香氣成分代謝相關的生物酶對其香氣成分的保存與變化有十分顯著的影響[4-8]。文獻報道，低溫貯藏能夠延緩獼猴桃果實的成熟速度， 從而保持獼猴桃的品質(zhì)[9-10]；趙云峰等[11]研究了熱處理對龍眼果實采后品質(zhì)變化的影響， 發(fā)現(xiàn)熱處理能夠抑制果實的呼吸強度，從而延緩其衰老速度；梁爽等[12]研究發(fā)現(xiàn)能量調(diào)控可以延緩草莓果實的衰老速度；張鵬等[13]發(fā)現(xiàn)氣調(diào)保藏對櫻桃貯藏有利。 果實香氣成分的合成代謝途徑研究發(fā)現(xiàn)， 香氣成分的合成主要有脂肪酸代謝途徑、氨基酸代謝途徑、單糖途徑以及其它代謝途徑[14-15]。研究發(fā)現(xiàn)脂肪酸代謝途徑的關鍵酶為脂氧合酶， 果實中的部分清香型的揮發(fā)性物質(zhì)與其代謝途徑相關； 乙醇脫氫酶與醇類香氣成分的合成關系明顯； 醇?；D(zhuǎn)移酶是酯類香氣成分合成過程中的關鍵酶之一， 其活性高低與酯類香氣成分合成關系顯著[16-17]。

花椒被稱作“八大調(diào)味品”之一，既是家庭常用烹調(diào)調(diào)料，又是一種傳統(tǒng)的中藥，有散寒、殺蟲等功效，花椒的香氣在這些功效中起到重要作用，然而花椒采摘后在貯藏期間香氣會不斷減弱。 本文研究花椒果實采后不同貯藏條件下香氣成分及與其代謝相關的酶活性的變化規(guī)律， 研究其香氣成分變化與貯藏條件的關系以及與代謝關鍵酶活性的關聯(lián)性。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

苯甲基磺酰氟、 萘乙酰胺、5，5'-二硫代雙（2-硝基苯甲酸）、乙酰輔酶A、聚乙二醇辛基苯基醚、亞油酸鈉均為分析純級，購于上海源葉生物科技有限公司；聚乙烯吡咯烷酮、三羥甲基氨基甲烷等均為分析純級， 購于國藥集團化學試劑有限公司；其余試劑均為分析純級。超純水；花椒果實，購于湖北恩施九葉青花椒公司， 于田間現(xiàn)場采收后及時處理。

氣相色譜-質(zhì)譜儀（Agilent 7890B/5977b），美國安捷倫公司；低速冷凍離心機（DL-8000C），上海安亭科學儀器廠；電熱鼓風干燥箱（GZX-9140 MBE），上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠；紫外-可見分光光度計（WFZ-UV-2000），尤尼柯（上海）儀器有限公司；電子天平（BS224S），賽多利斯科學儀器（北京）有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗材料處理 選取新鮮的花椒， 采用不同的貯藏方式：常溫貯藏，0～4 ℃低溫非真空貯藏，真空包裝常溫貯藏，真空包裝低溫貯藏（0～4 ℃），風干后常溫貯藏。

花椒香氣提取前處理：稱取2.0 g 花椒于頂空瓶，立即密封頂空瓶。將樣品瓶置于加熱的磁力攪拌器上， 在50 ℃的恒溫水浴鍋中平衡40 min，將萃取頭（取樣前在氣相色譜進樣口老化處理1 h，老化溫度250 ℃）插入頂空瓶中萃取40 min，然后將手動SPME 裝置插入氣相色譜（GC）進樣口，在相同溫度下解吸附3.5 min，同時啟動儀器收集數(shù)據(jù)[11]。

1.2.2 脂肪氧合酶活性檢測 脂肪氧合酶活性檢測參考文獻[17]、[18]。

1.2.3 乙醇脫氫酶活性檢測 乙醇脫氫酶活性檢測參考文獻[19]。

1.2.4 醇酰基轉(zhuǎn)移酶活性檢測 醇?；D(zhuǎn)移酶活性檢測參考文獻[20]。

1.2.5 香氣成分提取與檢測分析 花椒揮發(fā)性成分的分析方法采用氣相色譜質(zhì)譜法[21]。 氣相色譜條件： 色譜柱122-5532 為DB-5MS （30 m×0.25 mm×0.25 μm）色譜柱，進樣口溫度250 ℃；升溫梯度：以5 ℃/min 升至150 ℃梯度，再以4 ℃/min 升至250 ℃。載氣He。檢測器溫度280 ℃。質(zhì)譜條件：EI 離子源，離子源溫度230 ℃，電離電壓70 eV，前進樣口溫度250 ℃，四極桿溫度150 ℃，掃描范圍35 ～450m/z，電離方式：EI，檢索譜庫：NIST[5][22]。

2 結(jié)果與討論

2.1 新鮮花椒香氣成分分析

為了檢測花椒的新鮮狀況， 檢測了剛采摘的新鮮花椒的香氣成分，結(jié)果見表1。

表1 新鮮花椒香氣物質(zhì)成分檢測結(jié)果Table 1 Detection results of the aroma components of fresh Zanthoxylum bungeanum Maxim

（續(xù)表1）

結(jié)合現(xiàn)有文獻資料及試驗檢測結(jié)果得出花椒中的主要香氣成分有烴、醇、酮、酯等幾類物質(zhì)，其中烴類15 種，醇13 種，酮、酸的種類和數(shù)量都較少。 花椒的主要呈香物質(zhì)包括芳樟醇、β-月桂烯、α-蒎烯、反式β-羅勒烯、松油醇、橙花叔醇、乙酸芳樟酯等。從物質(zhì)的結(jié)構(gòu)看，大部分主要香氣成分為異戊二烯類物質(zhì)， 而且主要香氣成分很多是異構(gòu)體，如芳樟醇、香葉醇、橙花醇和香草醇[22]。

2.2 真空包裝常溫貯藏花椒香氣與酶活的關系

在開始試驗的1 周， 因未經(jīng)處理的新鮮花椒已發(fā)霉變質(zhì)，不能食用，此時測定沒有意義，故未檢測相關指標。 只對其它4 種貯藏條件下的花椒進行酶活測定和香氣成分的提取、分析。

分析圖1、2、3 可知， 真空常溫處理的花椒在存放過程中特征香氣成分芳樟醇含量先上升后下降，第1 次試驗時芳樟醇含量為41.025%，第3 次為53.787%，之后不斷下降，其它主要芳香物質(zhì)如β-月桂烯、橙花叔醇、α-蒎烯、反式β-羅勒烯、松油醇、乙酸芳樟酯等的含量大都呈下降趨勢，如乙酸芳樟酯含量的變化，3 次檢測結(jié)果分別為2.847%，0.987%， 提取的花椒香氣種類也有所減少。隨著存放時間的延長，乙醇脫氫酶和脂肪氧合酶活性均不斷降低，最后下降很慢，而醇?；D(zhuǎn)移酶活性先增加后降低， 且乙醇脫氫酶活性均大于脂肪氧合酶活性。

2.3 真空包裝冷凍貯藏花椒香氣與酶活的關系

分析圖4、5、6 可得出， 真空冷凍處理的花椒隨著存放時間的延長，芳樟醇含量先上升后下降，初次測定其含量是35.672%， 第3 次測定為40.248%，之后隨存放時間的延長，其含量不斷下降。其它芳香物質(zhì)如β-月桂烯、α-蒎烯、反式β-羅勒烯、松油醇、橙花叔醇、乙酸芳樟酯等含量大都呈下降趨勢，如α-蒎烯含量變化為0.511%，0.429%，之后不斷下降。 除花椒的主要香氣物質(zhì)減少外，提取并分析花椒香氣成分，其香氣物質(zhì)的種類有所減少。隨著存放時間的延長，乙醇脫氫酶和脂肪氧合酶活性均不斷降低，最后下降很慢，而醇?；D(zhuǎn)移酶活性先增加后降低。

2.4 低溫（0～4℃）貯藏條件下花椒香氣與酶活的關系

分析圖7、8、9 可得出，隨著存放時間的延長，低溫放置處理的花椒香氣物質(zhì)變化為： 芳樟醇含量先上升后下降， 其含量變化為30.968%，35.992%，之后其含量不斷下降；其它主要芳香物質(zhì)如β-月桂烯、α-蒎烯、反式β-羅勒烯、松油醇、橙花叔醇、乙酸芳樟酯等含量大都呈下降趨勢，如α-蒎烯變化為0.546%，0.355%，之后不斷降低?；ń返闹饕銡馕镔|(zhì)總體呈減少趨勢。 隨著存放時間的延長， 乙醇脫氫酶和脂肪氧合酶活性均不斷降低，最后下降很慢，而醇酰基轉(zhuǎn)移酶活性先增加后下降。

圖1 花椒真空常溫包裝貯藏1 周的香氣成分氣相色譜圖Fig.1 Gas chromatographic analysis of volatile components of Zanthoxylum bungeanum after vacuum storage for one week

圖3 真空包裝常溫貯藏的花椒香氣成分代謝關鍵酶活性變化Fig.3 Changes of key enzyme activities of aroma components in Zanthoxylum bungeanum Maxim stored in vacuum at room temperature

2.5 烘干后常溫貯藏花椒香氣與酶活的關系

圖4 花椒真空包裝冷凍（-18 ℃）貯藏1 周的香氣成分氣相色譜圖Fig.4 Gas chromatograph of aroma components of Zanthoxylum bungeanum after vacuum storage （-18 ℃）for one week

圖5 花椒真空包裝常冷凍（-18 ℃）貯藏3 周的香氣成分氣相色譜圖Fig.5 Gas chromatograph of aroma components of Zanthoxylum bungeanum after vacuum storage （-18 ℃）for three weeks

圖6 真空包裝冷凍的花椒貯藏過程中香氣成分代謝關鍵酶活性變化Fig.6 Changes of key enzymes activities of volatile components in Zanthoxylum bungeanum Maxim stored in vacuum packaging

分析圖10、11、12 可得出，烘干常溫處理的花椒隨著存放時間的延長， 芳樟醇含量先上升后下降，其含量變化為16.820%，21.629%，之后不斷下降；其它芳香物質(zhì)如β-月桂烯、α-蒎烯、反式β-羅勒烯、松油醇、橙花叔醇、乙酸芳樟酯等含量大都呈下降趨勢， 如β-月桂烯含量變化為1.062%，0.511%，其后不斷降低。根據(jù)吸光度與酶活之間的關系，隨著存放時間的延長，乙醇脫氫酶和脂肪氧合酶活性均不斷降低，最后下降很慢，而醇?；D(zhuǎn)移酶活性先增加后降低。

圖7 花椒保鮮袋包裝低溫（0～4℃）貯藏1 周的香氣成分氣相色譜圖Fig.7 Gas chromatograph of aroma components in Zanthoxylum bungeanum Maxim after packaging at low temperature （0-4 ℃）for one wee

圖8 花椒保鮮袋包裝低溫（0～4 ℃）貯藏3 周的香氣成分氣相色譜圖Fig.8 Gas chromatograph of aroma components in Zanthoxylum bungeanum Maxim after packaging at low temperature （0-4 ℃）for three weeks

圖9 低溫（0～4 ℃）貯藏的花椒貯藏過程中香氣成分代謝關鍵酶活性變化Fig.9 Changes of key enzymes activities of volatile components in Zanthoxylum bungeanum Maxim stored at low temperature （0-4 ℃）

圖10 花椒烘干后常溫貯藏1 周的香氣成分氣相色譜圖Fig.10 Gas chromatogram of volatile components in dried Zanthoxylum bungeanum Maxim after one week of storage at room temperature

圖11 花椒烘干常溫貯藏3 周的香氣成分氣相色譜圖Fig.11 Gas chromatogram of volatile components in dried Zanthoxylum bungeanum Maxim after three weeks of storage at room temperature

圖12 烘干常溫保存花椒貯藏過程中香氣成分代謝關鍵酶活性變化Fig.12 Changes of key enzymes activities of volatile components in Zanthoxylum bungeanum Maxim stored at ambient temperature after drying

3 結(jié)論

植物果實在貯藏過程中香氣成分隨貯藏時間的延長而發(fā)生改變， 通常狀況下香氣成分含量下降。 然而， 部分香氣成分在其內(nèi)在代謝酶的作用下， 也會出現(xiàn)增加的現(xiàn)象。 在花椒果實貯藏過程中，本試驗設計4 種貯藏條件，其中真空包裝常溫貯藏的花椒香味物質(zhì)保存最好， 且同一香氣成分含量在相同貯藏時間內(nèi)也較其它貯藏方式的高，香味物質(zhì)含量下降趨勢最為緩慢。 烘干后常溫貯藏的花椒香味物質(zhì)種類和相對含量最少， 這可能是因為烘干過程中花椒的一部分香味物質(zhì)揮發(fā)或受到破壞， 相對于其它貯藏條件的花椒香氣保存最不完整。 未經(jīng)其它處理的低溫貯藏的花椒存放過程中可能受到外界空氣的影響， 香味物質(zhì)出現(xiàn)異構(gòu)化，致香味物質(zhì)含量降低。真空包裝后冷凍貯藏的花椒香氣成分含量及種類變化僅次于真空包裝常溫貯藏，其原因是在冷凍狀態(tài)下保存的花椒，其關鍵酶活性受到抑制， 致部分香味物質(zhì)無法生成或生成速率下降，最終使香氣成分含量較低。

花椒采后貯藏過程中，其生理作用并未停止，與新鮮狀態(tài)比較，發(fā)生一定的變化，因此與香氣成分合成相關的代謝關鍵酶活性也隨之變化。 花椒在存放過程中， 醇?；D(zhuǎn)移酶活性呈先增加后下降趨勢， 結(jié)合花椒香氣成分中醇類物質(zhì)尤其是芳樟醇出現(xiàn)的規(guī)律， 花椒香氣代謝中醇?；D(zhuǎn)移酶活性的變化規(guī)律與芳樟醇物質(zhì)含量的變化規(guī)律一致。 芳樟醇為花椒的主要香氣成分，其含量最高，結(jié)合其閾值，芳樟醇為花椒的特征呈味物質(zhì)，推斷花椒香氣代謝也呈先活躍后減慢的趨勢。 醇?；D(zhuǎn)移酶活性在真空常溫下最高， 其它兩種酶在低溫放置時酶活較另兩種處理酶活高，保存效果好。然而，隨著貯藏時間的延長，其活性下降很快，這一規(guī)律也與花椒香氣成分在貯藏過程中的變化規(guī)律一致。 本文的缺陷在于未檢測每條合成途徑的系列關鍵酶活性， 如果能夠?qū)Ρ确治鱿盗嘘P鍵酶活性與香氣成分的變化， 則可明確花椒在貯藏過程中香氣成分的變化規(guī)律。 后續(xù)將從這方面及蛋白表達等方面開展研究， 為花椒采后貯藏提供更科學的依據(jù)。