食用酵素是以一种或多种新鲜蔬菜、水果和谷豆类、海藻类、食药两用本草类、菌菇类等食材为原料，加（或不加）糖类物质，经多种有益菌通过较长时间发酵而生产的功能性微生物发酵产品，拥有丰富的次生代谢产物、原料本身营养成分和益生菌等功能性成分，特别是富含小分子功能成分。

苹果梨是蔷薇科（Rosaceae）梨属果树的果实，是吉林省延边地区的特产水果。苹果梨可食率高，营养丰富，富含氨基酸、维生素等多种营养物质，具有健脾和胃、祛火清心、消痰驱热、止呕止泻、软化血管等保健功效。目前，市场上的苹果梨以鲜食和果脯干等初级加工产品为主，尚且缺乏苹果梨的精深加工产品。

1苹果梨酵素发酵过程中甲醇和乙醇质量浓度的变化

甲醇、乙醇是反映植物酵素质量控制的重要指标，苹果梨酵素发酵过程中甲醇、乙醇质量浓度的变化结果如图1所示。发酵第15～20天，甲醇质量浓度由（0.±0.）g/L显著上升至（0.±0.）g/L（P＜0.05），造成上述现象的原因主要是苹果梨果胶含量较高，发酵前期会被分解为果胶酸和甲醇。发酵20d后，甲醇质量浓度持续下降，并于发酵第80天降至（0.±0.）g/L，这表明发酵过程中甲醇含量得以有效控制，从而保证了苹果梨酵素的品质质量。发酵前50d，乙醇质量浓度逐渐上升至最大值（3.±0.）g/L，随后，乙醇质量浓度于发酵第80天快速下降至（92.±0.）g/L。由此可知，苹果梨酵素中乙醇质量浓度始终低于5g/L，符合植物酵素行业标准QB/T—《植物酵素》的要求，故参考各香气成分在水中的感官阈值进行ROAV分析。

2苹果梨酵素发酵过程中香气成分的变化

结果显示，苹果梨酵素发酵过程中共检出40种香气成分，其中醇类4种，醛类3种，酸类7种，酯类20种，酚类4种，烷烃类1种，醚类1种。从发酵5、10、15、20、30、40、50、80d的苹果梨酵素中分别检出18、18、14、33、23、25、23、20种香气成分，分别占总峰面积的（79.18±3.87）%、（77.58±4.94）%、（76.87±4.84）%、（92.47±4.95）%、（96.58±2.31）%、（94.86±1.67）%、（98.08±2.80）%、（92.35±1.71）%。不同发酵时期的共有香气成分有：乙醇、辛酸、乙酸乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、丁香酚5种。发酵前15d，苹果梨酵素的香气成分由以乙酸乙酯为主的酯类化合物组成；发酵20d后，随着醇类化合物相对含量的上升，醇类与酯类化合物在整体香气成分中占比较大。发酵第5天，苹果梨酵素的主要香气成分为乙酸乙酯（45.89±3.87）%、1-己醇（8.43±1.21）%、邻苯二甲酸二丁酯（7.29±0.82）%、辛酸（5.13±0.93）%、丁酸乙酯（2.92±0.13）%；发酵第10天，其主要香气成分为乙酸乙酯（44.71±3.26）%、乙醇（9.87±0.56）%、1-己醇（5.20±0.41）%、丁香酚（3.92±0.36）%、辛酸（3.61±0.61）%；发酵第15天，其主要香气成分为乙酸乙酯（42.84±4.52）%、乙醇（21.49±1.93）%、丁香酚（3.75±0.62）%、丁酸乙酯（2.06±0.41）%、异戊醇（1.42±0.12）%；发酵20d后，其主要香气成分为乙酸乙酯（22.50±1.90）%～（32.94±0.80）%、乙醇（20.07±2.83）%～（26.86±1.14）%、苯乙醇（12.89±1.33）%～（13.66±1.15）%、异戊醇（1.69±0.18）%～（8.71±0.03）%、丁香酚（5.10±0.19）%～（7.96±0.40）%。由此可知，苹果梨酵素发酵过程中香气成分的种类及相对含量存在明显差异，且随着发酵时间的延长，整体上呈现先增长后下降的趋势。

苹果梨酵素发酵过程中共检出4种醇类化合物，其相对含量呈现持续上升趋势，并于发酵第20天达到（42.37±3.38）%。由此可知，醇类化合物随着发酵时间的延长逐渐成为苹果梨酵素中的主要香气成分。其相对含量从发酵第5天的（1.39±0.09）%显著上升至发酵第15天的（21.49±1.93）%（P＜0.05），并随发酵时间延长趋于动态稳定，这可能是醋酸菌利用乙醇代谢生成醋酸，且乙醇与脂肪酸酯化生成脂肪酸乙酯所致。

苯乙醇主要是由酿酒酵母以L-苯丙氨酸为前体，通过艾利希途径、戊糖磷酸途径等代谢途径产生，此外部分苯乙醇还可由酿酒酵母利用葡萄糖通过莽草酸途径生成。发酵前10d，苯乙醇均未被检出；发酵第20天，苯乙醇的相对含量由（0.45±0.11）%显著上升至（13.49±1.14）%（P＜0.05）；发酵20d后其相对含量趋于稳定。

1-己醇是一种富有水果芬芳香气的高级脂肪醇，但过高含量的1-己醇对人的神经系统具有一定的生理毒性，进而引发头疼、恶心等症状。发酵过程中，1-己醇相对含量由发酵第5天的（8.43±1.21）%显著下降至发酵第20天的（0.10±0.08）%（P＜0.05），可能是由于其发生了酯化、氧化还原等一系列反应。

苹果梨酵素发酵过程中共检出3种醛类化合物，其相对含量呈现先下降后上升的变化趋势。发酵前期，壬醛和癸醛的相对含量迅速下降直至未检出，主要是由于发酵过程中醛类化合物极不稳定，进一步氧化或酯化成酸类及酯类化合物；发酵第40天，由于苯乙醇发生氧化反应导致苯乙醛的生成及其相对含量的持续增加。

苹果梨酵素发酵过程中共检出7种酸类化合物，其相对含量呈先下降后上升再下降的趋势，并于发酵第20天达到最大值（9.67±2.03）%。发酵第20天酸类化合物的种类及相对含量的增加，可能是因为酵母菌等微生物在发酵过程中积累了大量的代谢副产物。同时，随着发酵时间的延长，苹果梨酵素中的醇类及醛类化合物会进一步氧化形成酸类化合物。辛酸和癸酸是苹果梨酵素中的主要酸类化合物，两者相对含量的降低主要归因于发酵过程中与乙醇酯化生成对应的脂肪酸乙酯。

酯类化合物是苹果梨酵素中一类种类丰富且含量高的香气成分，为苹果梨酵素独特果香风味的主要来源。苹果梨酵素发酵过程中共检出17种酯类化合物，其相对含量呈现先下降再上升的趋势。乙酸乙酯是苹果梨酵素中相对含量最高的主要香气成分，占总香气含量的（22.50±1.90）%～（45.89±3.89）%，这与南果梨、砀山梨、西洋梨等研究结果一致。乙酸乙酯与丁酸乙酯广泛存在于苹果、梨等水果中，是构成苹果梨酵素令人愉悦的花果香气的主体成分。

3-甲硫基丙酸乙酯具有奇异的热带水果香韵和浓郁的菠萝特征风味，是一种较罕见的香气成分，自苹果梨酵素发酵第20天开始检出，其相对含量为（0.16±0.00）%～（0.33±0.03）%；乙酸苯乙酯多产生于酒精、醋酸发酵过程中，由苯乙醇在酯酶的作用下合成。

苹果梨酵素中检出的己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、月桂酸乙酯、十四酸乙酯、棕榈酸乙酯、油酸乙酯分别为C6～C18偶数碳脂肪酸与乙醇酯化生成的高级脂肪酸乙酯。在发酵后期，高级脂肪酸乙酯的形成增加了苹果梨酵素的醇厚感和后味，并且有效降低其中的干涩味。

邻苯二甲酸二异丁酯和邻苯二甲酸丁二酯作为苹果梨中的预存抗菌物质，其相对含量随着发酵时间的延长逐渐降低，分别由发酵第5天的（2.58±0.74）%和（7.29±0.82）%降至发酵第80天的（0.00±0.00）%和（0.06±0.01）%。研究表明，邻苯二甲酸酯类具有一定的生物毒性，能够干扰内分泌、免疫、神经系统的正常调节，苹果梨酵素发酵过程中其相对含量的降低说明微生物发酵起到有效的生物降毒、脱毒作用。

苹果梨酵素发酵过程中共检出4种酚类化合物，其相对含量呈现总体上升的变化趋势。发酵过程中酚类化合物相对含量的变化主要是由丁香酚含量变化引起的。研究表明，丁香酚、异丁香酚可以提供食品一种独特的烟熏香味，此外丁香酚还具有良好的抑菌防腐功效及较强的保鲜作用；2,4-二叔丁基苯酚具有轻微甜香味，在发酵过程中相对含量较低。

对苹果梨酵素发酵过程中的40种香气成分含量进行PCA，将数据标准化处理后，提取特征值大于3的3个成分为PC，其中PC1的特征值为24.73，贡献率为61.83%；PC2的特征值为7.34，贡献率为18.34%；PC3的特征值为3.61，贡献率为9.02%。3个PC的累计贡献率达到89.19%，能够较好地反映原始数据的绝大部分信息，符合PCA要求。

苹果梨酵素发酵过程中40种香气成分的PCA载荷图如图2所示。PC1与1-己醇（C2）、壬醛（Q5）、癸醛（Q6）、辛酸（S9）、庚酸（S14）、γ-戊基丁内酯（Z15）、十四酸异丙酯（Z30）、邻苯二甲酸二异丁酯（Z31）、邻苯二甲酸二丁酯（Z32）呈高度正相关，与乙醇（C1）呈高度负相关；PC2与己酸乙酯（Z18）、苯甲酸乙酯（Z19）、3-甲硫基丙酸乙酯（Z20）、乙酸苯乙酯（Z24）、棕榈酸乙酯（Z33）、油酸乙酯（Z34）、丁香酚（F35）呈高度正相关；PC3与壬酸（S10）、癸酸（S11）、月桂酸（S12）、十四酸（S13）、肉桂酸乙酯（Z27）、对烯丙基苯酚（F38）呈高度正相关。上述结果说明，PC1主要反映了苹果梨酵素发酵过程中醇类、醛类、邻苯二甲酸酯类化合物含量的变化；PC2主要反映了发酵过程中脂肪酸乙酯类、酚类化合物含量的变化；PC3主要反映了发酵过程中酸类化合物含量的变化。

由于酸类化合物（PC3）阈值较高，对苹果梨酵素的总体风味贡献较小，故以PC1为横坐标，PC2为纵坐标，绘制PCA散点图如图3所示，并且散点图中样品间距的远近表明其差异性的大小。PC1可以很好地将发酵第5、10、15天及发酵第20～80天区分开来，说明发酵前期醇类及醛类化合物含量变化显著，不同发酵时间的香气特征差异较大。为进一步分辨发酵中后期苹果梨酵素中香气成分的异同，通过PC2对集中于PC1负半轴的各发酵时间点进行载荷距离区分。发酵第20、30、40天三者之间载荷距离较远，说明酯类及酚类化合物可能是决定发酵中期风味特征的重要香气成分；发酵第50天和发酵第80天分别位于PC2的正、负半轴，说明影响发酵后期的主要香气成分为酯类及酚类化合物；发酵第40天和发酵第80天的载荷距离较近，说明两者在PC1和PC2上均无显著差异，香气特征较为一致。

3ROAV分析苹果梨酵素发酵过程中关键香气成分的变化

苹果梨酵素的总体风味是由各香气成分的相对含量及其感官阈值共同决定的结果。为分析苹果梨酵素发酵过程中关键香气成分的变化，根据已有水中香气阈值的相关报道，对其中检出的主要化合物进行ROAV分析。结果显示，苹果梨酵素发酵过程中共有7种关键香气成分（ROAV≥1）以及4种修饰香气成分（0.1≤ROAV＜1），其中乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、丁香酚、壬醛具有较高的ROAV，对苹果梨酵素发酵过程中的总体香气有较大贡献。

醇类化合物对苹果梨酵素的总体香气具有重要修饰作用。1-己醇具有青草与植物香气；苯乙醇具有玫瑰香、茴香、栀子香和先苦后甜的桃香味；异戊醇具有花果香味并有少许苦杏仁味。随着发酵时间的延长，发挥修饰作用的香气由发酵前10天的青草香变为发酵第20天后的诱人花香。乙醇香气柔和甜润，但由于其香气阈值很高（μg/kg），ROAV均小于0.01，对整体香贡献很少。

发酵前10d，壬醛和癸醛的ROAV分别为3.64、3.70和30.51、31.49，对苹果梨酵素的总体风味贡献大；发酵15～30d，由于醛类化合物的不稳定性，无醛类化合物检出；发酵后期，苯乙醛的ROAV从发酵第40天的0.72上升至发酵第50天的1.08，成为关键香气成分，进而为苹果梨酵素增添了玫瑰香型香气。酸类化合物由于其感官阈值较高，在发酵过程中对总体香气均无明显影响（ROAV＜0.1）。

酯类化合物是苹果梨酵素发酵过程中最为重要的主体香气成分，多具有诱人的果香。乙酸乙酯极高的相对含量及其较低的感官阈值（5μg/kg），使其独特的水果风味成为对苹果梨酵素贡献最大的主体香气（ROAV=）。发酵中后期，具有菠萝、香蕉型水果香气的己酸乙酯逐渐代替呈甜苹果香的丁酸乙酯成为关键香气成分，丰富了苹果梨酵素的香型与风格。

丁香酚作为甲氧基酚类化合物，其ROAV自发酵第5天的3.02快速上升至发酵第20天的26.57，随后呈现波动下降趋势。丁香酚具有典型的丁香花香气，同时也是关键性烟熏风味成分，对产品花香、辛香及烟熏风味的形成起了重要作用。

结论

本文《苹果梨酵素发酵过程中香气成分的变化》来源于《食品科学》2年42卷2期-页，作者：范昊安，沙如意，杜柠，戴静，方晟，崔艳丽，毛建卫。DOI:10./spkx2---。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

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