水果香气成分的形成及变化
香气和滋味是水果风味的重要特征，水果的香气取决于构成特征香气的化合物，水果大都具有天然青香或浓郁芳香气味。水果间香气的差别，首先与水果的类别和品种有关，特征香味料的种类不同，构成了各种不同的水果风味。
在水果成熟与储藏过程中，芳香物质的生成和变化起特别重要的作用。通过水果香味成分研究，不仅可以使人们获得最基本的有关水果天然成分的化学信息，了解香料成分在植物体内的形成、积累和演变过程，外界因素对其的影响；同时 还为人们选育、加工、储藏水果品种以及合理调配水果香精提供科学依据。
一、常见水果的特征香气成分
1、柑橘类
柑橘属水果种类很多，主要包括甜橙、苦橙、柠檬、椪柑、桶柑及葡萄柚等。 全世界每年柑橘属精油的需求量约为9000t，其中60%-70%用于食品工业。
柑橘属精油的香味化合物组成相似，但其含量及某些特殊化合物的存在有差异。甜橙、苦橙、葡萄柚及桶柑的柠檬烯含量在90%以上。柠檬、椪柑的柠檬烯含量在40%-80%之间，并含有较多的β-派烯及γ-萜品烯，这些萜烯对柑橘香精油香气贡献不大，且对热、光敏感，易氧化而产生异味。因此生产上需进一步浓缩香精油，以脱除萜烯烃类化合物。因此，柑橘特征香气是油中含量只占百分之几的醇、醛、酮、酯和有机酸。如甜橙中的特征香气成分有β-甜橙醛、2,4-癸二烯醛、乙酸芳樟酯、乙醛、辛醛等。癸醛及辛醛在柳橙、葡萄柚及椪柑中含量较丰富，椪柑油中的百里酚、N-甲基邻氨基苯甲酸甲酯，柚子中的诺卡酮、枯茗醛为重要的香气成分。一般而言，椪柑及桶柑油的香味具有头香，柠檬及葡萄柚油的香味则偏向于基香，甜橙、苦橙油则兼具头香和基香的特性。
2、苹果
目前已知构成苹果的香味化合物达250种以上，其中醇类、酸类、醛类是特征香气成分。例如，日本产红玉苹果的香气以丁醇、3-甲基丁醇、已醇等醇类为主；美国的Delicious苹果香气以丁酸乙酯、乙酸丁酯、2-甲基丁酸等酯类为主。 一般认为苹果精油中的许多成分不一定都与苹果香气有关，显示苹果特征香气的只是异戊酸乙酯、己醛和(2E)-己烯醛等。
3、草莓
草莓香气具有一种独特的甜味，主要的香味成分有丁酸乙酯、已酸乙酯、顺-3-已烯醛、γ癸内酯、草莓醛，其独特的甜味可能是由2,5-二甲基-4-羟基-3-二氢吹喃酮所产生。
4、香蕉
产生香蕉特有甜果香的特征化合物主要是含C4~ C6醇的低沸点酯类，如乙酸异戊酯、乙酸、丁酯、异戊酸异戊酯、丁子香酚、丁香酚甲醚、榄香素等。
5、桃类
桃子的香气成分中以含C6- C11的γ-内酯及δ-内酯为特征，特别是γ-癸内酯含量很多，γ-十一内酯又叫桃醛，δ-十一内酯有椰子香气，在其他水果中很少含有这种化合物。
6、香瓜和西瓜
香瓜的特征香气成分为(6Z)-壬烯酸、(6Z)-壬烯醇、(3Z,6Z)-壬二烯醇。西瓜的香气与香瓜一样，以含有C9的醇类和醛类为特征，特别是(3Z,6Z)-壬二烯醇、(3Z)-壬烯醇，它们使西瓜具有独特的青香气味。
7、猕猴桃
猕猴桃香气成分为具有4~10个碳原子的脂肪羧酸酯类，特别是以丁酸酯类为主构成浓郁而甜美的果香和浆果香，C6的醇类和醛类如2-己烯醛、(2E)-己烯醇、已醇等赋以新鲜清爽的香气，氧化芳樟醇、α-松油醇、β-苯乙醇等含氧单萜及芳香醇酯类赋以轻快柔和的花香。
8、菠萝
菠萝香气特征是酯类多，特别是以己酸甲酯和乙酸乙酯为主。此外，还有3-（或4-）辛烯酸甲酯、3-羟基已酸甲酯、5-乙酰基已酸甲酯等不饱和酯类。还发现有3-甲硫基丙酸甲（或乙）酯，它们在稀薄状态时呈现菠萝香气；2,5-二甲基-4-羟基-3-二氢呋喃酮是它有焦甜香气的成分之一。
9、葡萄
葡萄的主要香气成分是邻氨基苯甲酸甲酯、2-甲基-3-丁烯-2-醇、巴豆酸酯类、芳樟醇和香味醇等。
10、荔枝
荔枝的柑橘香调是由于含有柠檬烯、香茅醛、橙花醛，其花香香气特征是由于含有β-苯乙醇及其衍生物，玫瑰醚、香茅醇、香叶醇及其乙酸酯类。此外还含有硫化物成分如苯并噻唑等。
11、芒果
芒果的主要香气成分为萜烯烃，如α-蒎烯、α-律草烯、二甲基苯乙烯、顺-β-罗勒烯、柠檬烯以及苯乙酮、苯甲酸、α-松油醇、3-羟基丁酸乙酯、已酸等。
12、番木瓜
番木瓜的主要香气成分是酯类，如丁酸甲酯含量为48%，此外，还含有异硫氧酸节酯、氧化芳樟醇等特异香气成分。
二、水果香味形成机制
水果香气的形成属于较典型的生物合成过程。水果在生长期一般不呈现有香气，其香气是在后期才逐渐显现出来的。水果香气成分随着果实的成熟而增加，人工催熟的果实不如自然成熟的水果香气成分含量高。根据测定，水果中含有的挥发性香味成分通常在200种以上，例如萜类、酯类、醛类、醇类、酚醚类等各种香气物质前驱体和形成机制大致有如下几种途径。
1、萜类形成途径
萜类和异戊二烯在结构上有一定关系，但萜烯并不是在生物体内由异戊二烯生成的。现在证明萜类的真正前驱体是甲羟戊酸，经生物合成转化为磷酸香叶酯。
萜类生物合成的基本物质就是焦磷酸香叶酯。下图为单萜化合物的生物合成过程。
香叶醇、芳樟醇的生物合成过程通过同位进一步得到证实。其生物合成路线如下图所示。
2、直链脂肪族醇类、醛类、酯类形成途径
人们对香气成分的形成机制研究表明，在生成香气的各种重要因素中，就果实而言，酶的作用最重要。
在果实中经常测出的C6和C9的醛类和醇类，按照下图所示，从亚油酸和亚麻酸两条路线生成的。在各种酶的作用下，从不挥发性的前驱体物质生成多种香味成分的现象已引起了人们的注意。
人们知道在水果中（如草莓）加入醇或酸时会生成酯，但是经过加热的草莓即使加入醇和酸也不生成酯。 这是因为经过加热，草莓中的酶失去活性的缘故。 在草莓中究竟是在哪种酶的作用下把醛还原成醇然后再生成酯的；通过辛酸的标记实验，发现了香蕉中的酯类是从辛酸本身被酯化，和辛酸的一部分变为辛醇后，经酯化生成各种酯类。如下图表示了从辛酸生成酯的简略过程。
在生成低沸点酯类时也存在同样的变化过程。果实除了在酶的作用下可以生成有香气的物质以外，在热、光、氧化、化学调控等因素作用下，也会生成多种复杂的香气物质。
3、支链脂肪族醇类、醛类、酯类的形成途径
现在已经知道，带支链的脂肪族酯类、醇类、醛类化合物是由氨基酸（如 L-亮氨酸、L-异亮氨酸，L-缬氨酸）分解生成的。
通过[14c]的标记实验得知，在香蕉中存在的3-甲基丁醇、3-甲基丁酸及二者生成的酯类，是从L-亮氨酸生成的。2-甲基丁醇、2-甲基丁酸及二者生成的酯类，是从L-异亮氨酸生成的。2-甲基丙醇、2-甲基丙酸及二者生成的酯类，是从L-缬氨酸生成的。
4、酚醚类形成途径
下图说明了苯丙氨酸(2)和酪氨酸(1)作为前驱体物质的变化过程。在香蕉中含有多量榄香素及其前驱体物质5-甲氧基丁香酚。这些化合物作为香蕉的特征香气成分之一是很重要的。葡萄和草莓中存在的桂皮酸酯也是按下图所示过程生成的。
三、水果在成熟于储藏过程中香气的变化
1、水果在成熟过程中香气的变化
果实在成熟过程中逐渐产生香气。但是像苹果、香蕉、洋梨之类靠催熟增香的果实，呼吸量在某一时期变成最大，并伴随这种急剧变化产生香气。如洋梨的特征香气成分2,4-癸二烯酸酯的生成量在呼吸量和乙烯生成量达峰值后的2~3日间升到最高值。这时洋梨吃起来滋味也最好。两者恰好一致。
Muscat品种的葡萄，未熟果实的香气成分和叶子的香气成分类似，反-2-已烯醛在熟化中途急剧增加然后减少，已醛也有同样倾向，葡萄的特征香气成分芳樟醇在未熟阶段根本不能测出，但是随着果实成熟，其含量逐渐增加。
对于香蕉在成熟过程中香气的变化用顶空气相色谱进行了比较。随着香蕉逐渐成熟，在香蕉的香气成分中，一般认为有香蕉或酯样香气特征的酯类化合物，例如乙酸-3-甲基丁酯、乙酸戊酯、丙酸戊酯、丁酸戊酯等成分增加。另外，有人对于有香蕉香气的C6和C9化合物进行了专门研究，结果表明果实采下以后，当果皮呈绿色时，（2E,6Z)-2,6-壬二烯醛含量多。
2、水果在储藏过程中香气的变化
水果经过储藏后，新鲜香气便消失了。苹果比其他水果耐储藏。有人把苹果放在各种温度(3°C、6°C、10°C、15°C)下储藏时，发现苹果的香气生成量随储藏温度升高而大量增加，在两个月左右达最大值，然后逐渐减少。并且发现在各种温度下储藏两周之后，再于15°C下催熟的苹果，或者在3°C下储藏的苹果，香气生成量最大。若把收获后在0°C储藏了4个月的苹果，再于8~20°C温度下催熟一个星期时，发现已醛、反-2-已烯醇、已醇等生成量减少，但是丙酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯类增加。
通过用气体对香味前体的PA储藏(Precursoratmospher storage)，进行生成香气成分的试验，把水果放在浓度为1X 10-6-1 X 10-3mol/L的气体中1~2天，结果增加了相当多的香味效果。像苹果、香蕉的香气那样，PA储藏可以将劣质香气改善为优质和谐的香气，适合于酯成分多的水果。
