《Food Chemistry: X》：Postharvest ethephon treatment of commercial maturity peaches to improve the wine quality: a comparative study focusing on volatile and non-volatile profiles
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采后乙烯利处理商业成熟度桃以改善桃酒品质：一项聚焦挥发性和非挥发性轮廓的比较研究。研究人员探究了不同成熟度桃所酿桃酒的挥发性和非挥发性轮廓。桃的采收成熟度显著影响桃酒品质。乙烯利处理的商业成熟度桃所酿酒的品质得到改善。这为生产高品质桃酒提供了一种潜在途径。桃（
采后乙烯利处理商业成熟度桃以改善桃酒品质：一项聚焦挥发性和非挥发性轮廓的比较研究。研究人员探究了不同成熟度桃所酿桃酒的挥发性和非挥发性轮廓。桃的采收成熟度显著影响桃酒品质。乙烯利处理的商业成熟度桃所酿酒的品质得到改善。这为生产高品质桃酒提供了一种潜在途径。桃（Prunus persica (L.) Batsch）原产于中国，因其风味、口感及高营养价值而成为全球广受欢迎的水果。作为一种典型的呼吸跃变型果实，桃在夏季高温高湿条件下集中采收，极易腐烂、耐贮性差且货架期短。因此，桃的深加工是延伸桃产业链和减少采后损失的重要途径。目前最常见的桃深加工产品包括桃罐头、果汁、果酱、桃酒等。桃酒是以鲜桃果实或桃汁为原料发酵而成的酒精饮料，风味宜人、营养丰富，随着消费者对健康食品需求的增长而更具前景。桃品种和成熟度作为采前因素，与加工工艺和酵母菌株相互作用影响桃酒特性。果实成熟度是影响酒品质的关键决定因素。随着果实成熟度增加，理化品质、香气、风味、色泽和酚类特征可能发生一系列变化，导致不同成熟度桃所酿酒在营养、香气和风味上存在显著差异。前人研究已记载桃酒品质随果实成熟度提高而改善。此外，成熟过程使香气和风味物质释放与积累，增强果实的花香和果香特征，这可能有利于酒风味的改善。然而，由于桃的呼吸跃变特性及完全成熟后货架期有限，桃通常以商业80%成熟度采收并运至加工。尽管桃采后可自然成熟，但该过程难以控制，且由于成熟期长及影响因素多，大规模生产中存在腐烂变质风险。采后施用催熟剂可能加速桃成熟并使果实质地和风味发育均一化，从而有利于酿酒工业加工。乙烯利（2-氯乙基膦酸），又称乙基膦，是一种释放乙烯的化合物，与乙烯相比处理更为便捷，已作为催熟剂广泛应用于采后果实。已有研究表明，乙烯利处理可缩短成熟期、增强果实色泽和风味品质并改善成熟均一性。然而，关于采后乙烯利处理早采果实以改善加工产品品质的可能性，尤其是在一些易腐烂的呼吸跃变型果实（如桃、杏、李）上，目前知之甚少；这些果实通常以商业成熟度采收以避免采后损失，但需要乙烯调控的成熟过程以形成其特征风味。本研究旨在探究采后乙烯利处理商业成熟度桃在工业实践中改善果酒品质的潜力，假设乙烯利处理可增强成熟过程中的代谢物和风味变化，进而影响相应的酒。研究人员通过考察理化品质、挥发性和非挥发性组成、电子鼻指标及感官轮廓，对不同成熟度桃及经不同浓度乙烯利处理的商业成熟度桃所酿酒进行了比较。本研究将为采后乙烯利处理作为酿酒技术以改善工业实践中桃酒品质提供科学依据。
研究背景：桃（Prunus persica (L.) Batsch）为典型呼吸跃变型果实，夏季集中采收，采后易腐烂、货架期短，深加工是延伸产业链和减少采后损失的重要途径。桃酒作为发酵酒精饮料，风味宜人且营养丰富，具有良好市场前景。果实成熟度是影响桃酒品质的关键因素，成熟度提高可改善桃酒品质，成熟过程促进香气和风味物质释放与积累。然而，由于桃的呼吸跃变特性及完全成熟后货架期有限，生产中桃通常以商业80%成熟度采收加工；采后自然成熟过程难以控制，大规模生产中存在腐烂变质风险。乙烯利（ethephon，2-氯乙基膦酸）作为释放乙烯的催熟剂已广泛用于采后果实，可缩短成熟期、增强色泽和风味品质、改善成熟均一性，但其用于采后早采果实以改善加工产品品质的研究甚少。因此，研究人员开展本研究以探究采后乙烯利处理商业成熟度桃改善桃酒品质的潜力，假设乙烯利处理可增强成熟过程中的代谢物和风味变化，进而影响相应酒的质量。研究意义在于为采后乙烯利处理作为酿酒技术改善工业桃酒品质提供科学依据。
关键技术方法：研究人员以‘中桃红玉’桃为材料，采集8 M（80%成熟度，2023年6月21日）、9 M（90%成熟度，6月26日）、10 M（100%成熟度，7月1日）三个成熟度果实；8 M果实分别经0、200、500、800 μL/L乙烯利溶液浸渍3 min，室温（20–25 °C）、80–90%相对湿度贮藏2 d后酿酒（分别记为ET0、ET200、ET500、ET800）。以EC-1118酵母发酵，发酵前用蔗糖调整桃浆至23±1°Brix。采用质构仪测定硬度，手持折光仪测定可溶性固形物（SSC），滴定法测定可滴定酸（TA）；采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC-MS）测定挥发性有机化合物（VOCs）并计算香气活性值（OAVs）；采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF/MS）分析非挥发性化合物；采用定量描述感官分析（QDA）由10名培训评价员评价香气和滋味；采用主成分分析（PCA）和偏最小二乘判别分析（PLS-DA）进行统计分析。
研究结果：
3.1 桃的理化指标：随成熟度由8 M升至10 M，果实硬度、TA和总酚（TPC）分别显著下降71.55%、27.94%和23.46%，SSC升高18.04%。乙烯利处理使8 M桃硬度显著下降，但ET200、ET500、ET800硬度较自然成熟10 M桃高46.30%–133.41%，其中ET200差异显著（P<0.05），有利于运输和加工中避免机械损伤。乙烯利处理桃SSC与8 M相近但显著低于9 M、10 M；TA和TPC与8 M相当且显著高于9 M/10 M。乙烯利处理使总黄酮（TFC）和抗氧化能力显著升高（P<0.05），TFC与10 M相当。
3.2 桃酒的一般理化特性：各酒酒精度10.70%–11.80%（v/v），10 M酒最高。乙烯利处理桃酒无糖浸出物与10 M相当且高于8 M酒（P<0.05）。挥发酸均低于0.63 g/L，表明无不良发酵途径。乳酸含量1280.09–1817.79 mg/L，苹果酸1549.10–2278.18 mg/L，10 M及乙烯利处理组乳酸较高（P<0.05）。甲醇250.12–339.37 mg/L，均未超过OIV红酒400 mg/L限值。10 M酒TA和TPC最低，乙烯利处理酒TA和TPC较高、与8 M酒相当；乙烯利处理酒TFC和抗氧化能力显著高于其他成熟度及ET0酒（P<0.05），与桃果实结果一致，表明酒理化轮廓主要取决于原料桃。
3.3 桃酒的挥发性有机化合物：共鉴定93种VOCs，分为品种香气和发酵香气。热图分析显示乙烯利处理桃酒与10 M桃酒聚类紧密，与8 M、9 M酒距离较远。总VOCs相对浓度21.76–28.07 mg/L，9 M酒最低。共识别38种可能的气味活性化合物，其中17种OAV>1.0直接贡献香气。总OAV随成熟度升高而增加，乙烯利处理酒OAV高于8 M组，与9 M、10 M酒相近。PCA显示不同成熟度和乙烯利处理酒沿PC1、PC2、PC3轴明显分离，10 M酒桃香、花香、木香、成熟果香、发酵香和蜜甜香突出而青草香较弱；乙烯利处理酒香气轮廓与10 M酒相似，但青草香、紫罗兰香和苦杏仁味更明显。以VIP≥1且FC≥2或FC≤0.5为标准，10 M酒相对8 M酒鉴定出18种差异挥发性代谢物（11种上调、7种下调）；乙烯利处理酒相对8 M酒鉴定出8种差异挥发性代谢物，其中γ-癸内酯、β-紫罗兰酮、2-甲基丁酸乙酯、茶螺烷A和2-羟基苯甲酸乙酯5种上调，乙酸2-苯乙酯和3-甲基-1-丁醇乙酸酯2种下调，另1,2-二氢-1,1,6-三甲基萘在乙烯利处理酒中差异上调。品种香气中，C6醇在除10 M外酒中最丰富，其占品种香气比例随成熟度由74.27%降至26.03%；乙烯利处理酒C6组分低于8 M组但高于10 M组。萜烯类为桃酒主要香气贡献者，芳樟醇占单萜56.02%–69.39%，OAV 17.71–27.64；乙烯利处理酒芳樟醇、α-松油醇和总单萜较8 M酒增加26.03%–100.93%。去甲类异戊二烯中茶螺烷A/B、β-大马酮和β-紫罗兰酮为主要贡献者，10 M酒中茶螺烷A/B、β-二氢紫罗兰醇、β-紫罗兰酮和总去甲类异戊二烯较8 M酒分别高13.24、8.09、20.37和4.27倍（P<0.05）；乙烯利处理酒这些成分较8 M酒增加1.52–24.36倍（P<0.05），与9 M、10 M酒接近；首次在桃酒中检测到TDN，OAV 0.26–1.22。内酯中γ-癸内酯占25.19%–85.48%，10 M酒γ-癸内酯、δ-癸内酯和总内酯较8 M酒分别高22.04、10.30和7.02倍；乙烯利处理酒γ/δ-癸内酯和总内酯较8 M酒高10.74–76.80倍、较ET0酒高1.60–3.35倍、较10 M酒高0.46–1.75倍（P<0.05），表明乙烯利处理商业成熟度桃经2 d采后成熟所酿酒内酯积累更高、甜桃香更强。发酵香气中酯类种类最多、含量最高，乙酸酯106.62–306.97 μg/L、脂肪酸乙酯4450.68–6756.25 μg/L、其他酯152.51–266.50 μg/L；己酸乙酯和辛酸乙酯含量及OAV最高。随成熟度由8 M升至10 M，乙酸3-甲基-1-丁酯和己酸乙酯分别显著下降77.60%和58.53%（P<0.05），乙烯利处理酒介于9 M和10 M酒之间且随乙烯利浓度升高而下降。高级醇4231.57–5865.66 μg/L，占总发酵香气20.61%–28.07%；8 M和ET800酒高级醇高于10 M酒（P<0.05）。苯丙烷类2807.62–6324.35 μg/L，占16.14%–27.35%，苯甲酸甲酯和苯甲酸乙酯OAV较高。脂肪酸总量1.72–2.58 mg/L。醛酮中壬醛和癸醛OAV较高（分别为1.88–7.39和1.67–6.85），10 M酒显著高于8 M和9 M组，ET200组最高且与10 M酒相当。
3.4 UPLC-Q-TOF/MS分析：共鉴定91种非挥发性化合物，包括23种有机酸、23种酚类、15种氨基酸、8种碳水化合物及衍生物、4种维生素、9种其他含氮化合物、2种萜类、4种脂肪酸及衍生物和3种其他。热图显示14种有机酸随成熟度下降，而2-羟基丁酸、半乳糖醛酸和乳酸在10 M酒中较高。PLS-DA鉴定13种有机酸和4种碳水化合物VIP≥1。乙烯利处理酒中2-羟基-2-甲基丁酸、奎宁酸和L-苹果酸较8 M酒升高，其中奎宁酸高于ET0组；而L-(+)-鼠李糖、2-羟基己酸、α-酮异戊酸、6-磷酸葡萄糖、肉桂酸、3-苯丙酸、甲基琥珀酸、半乳糖醛酸、戊二酸、柠苹酸、富马酸和抗坏血酸下降，这些是区分乙烯利处理酒的主要贡献物。酚类中多数酚酸和原花青素B2随成熟度下降，而7-羟基香豆素、异槲皮苷、山奈酚-3-桑布双糖苷、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷和没食子儿茶素在10 M酒中较高；乙烯利处理酒中7-羟基香豆素、8-羟基-6,7-二甲氧基香豆素、咖啡酸、山奈酚-3-桑布双糖苷和矢车菊素-3-O-葡萄糖苷较8 M酒升高。PLS-DA鉴定10种酚类VIP≥1，乙烯利处理组与其他样品明显分离。氨基酸热图显示乙烯利处理酒与10 M组聚类，PLS-DA双标图亦显示三种浓度乙烯利处理酒紧密聚类；10 M、ET200、ET500和ET800酒中L-缬氨酸、谷氨酸和L-异亮氨酸较高。前5种差异氨基酸为L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸、哌啶酸、L-缬氨酸、组氨酸和谷氨酸（VIP≥1）。
3.5 感官评价：7种桃酒均以果香、甜香和花香为主，8 M酒这三种香气显著弱于其他6组（P<0.05）。10 M酒发酵香最强，酒精香和青草香较弱；乙烯利处理酒发酵香显著高于ET0组（P<0.01），但酒精香和青草香高于10 M组。10 M、ET200、ET500和9 M酒总体香气协调性高于8 M、ET0和ET800组（P<0.01）。滋味上10 M酒醇厚、无苦味，甜度、饱满度和可接受性高，酸度、苦味和辛辣感低；ET200和ET500酒可接受性分别居第二、第三；8 M组以酸和辛辣为特征，可接受性最低。乙烯利处理组酸度显著高于10 M组，但该酸度并非感官缺陷，而增强感官复杂性，可通过调配（适当增甜）调控以生产风味层次丰富的新型桃酒。相关性分析显示酒精香与青草香正相关（r=0.849，p<0.05），果香、甜香、花香、发酵香和协调性之间正相关；甜香与总挥发性酚类和芳樟醇显著正相关（r>0.798，P<0.05），花香与芳樟醇、α-松油醇和茶螺烷A显著正相关（r>0.789，P<0.05）。酸度、苦味和辛辣感之间显著正相关（r>0.912，P<0.01），且对可接受性有极显著负面影响（r0.770，P<0.05）。
讨论与结论翻译：本研究考察了不同成熟度及经不同浓度乙烯利处理的桃所酿桃酒的理化品质、挥发性、非挥发性和感官轮廓。结果表明，不同成熟度采收桃所酿酒与乙烯利处理商业成熟度桃所酿酒之间存在明显品质差异。采收成熟度提高导致桃硬度、TA和TPC大幅下降。值得注意的是，较高成熟度桃所酿酒共有18种差异香气活性化合物（VIP≥1，FC≥2或FC≤0.5）和16种差异非挥发性物质（VIP≥1），包括2-甲基丁酸乙酯、γ-癸内酯、茶螺烷A/B、2-羟基苯甲酸乙酯、癸醛、β-紫罗兰酮、9-癸烯酸乙酯、壬醛、苯乙酸乙酯和α-松油醇以及2-羟基丁酸、6-磷酸葡萄糖、半乳糖醛酸、没食子儿茶素、L-哌啶酸、L-缬氨酸和谷氨酸水平升高，而乙酸2-苯乙酯、3-甲基-1-丁醇乙酸酯、(E)-3-己烯-1-醇、己酸乙酯、1-己醇、(Z)-3-己烯-1-醇和苯甲醛以及甲基琥珀酸、戊二酸、柠苹酸、咖啡酸、香草酸、尿黑酸、异绿原酸、原花青素B2和L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸水平降低。10 M桃酒果香、甜香、花香和发酵香增强，口感甜、饱满且可接受性高。采后乙烯利处理商业成熟度桃，尤其是200 μL/L乙烯利，可在2 d成熟后维持较高硬度，有利于运输和工业加工；相应酒具有较高TFC和抗氧化能力。热图聚类分析显示乙烯利处理桃酒分别基于VOCs和氨基酸与10 M组聚类。乙烯利处理桃酒中5种香气活性化合物（γ-癸内酯、β-紫罗兰酮、2-甲基丁酸乙酯、茶螺烷A和2-羟基苯甲酸乙酯）（VIP≥1，FC≥2）和4种非挥发性物质（奎宁酸、L-缬氨酸、谷氨酸和咖啡酸）（VIP≥1）显著升高。这些酒表现出更强的花香、甜香、果香和发酵香，其花香、甜香和果香与10 M桃酒相当。总之，采后乙烯利处理商业成熟度桃可增强桃酒营养和风味，同时因其对果实硬度影响较小而降低腐烂变质风险，表明其可作为替代自然完全成熟果实以改善桃酒品质的潜在途径。然而，本研究仅限于评估不同乙烯利水平对单一桃品种酿酒品质的影响，未来需扩展桃品种实验并优化采后乙烯利处理工艺（如处理时间和后熟时间）以验证其工业适用性。
