海南省芒果主產(chǎn)區(qū)主栽品種果實(shí)揮發(fā)性成分的對比

謝若男 馬晨 張群 劉春華

摘? 要? 采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（HS-SPME-GC-MS）測定芒果香氣成分，分析HS-SPME的平衡時(shí)間、萃取溫度、萃取時(shí)間及解吸時(shí)間對香氣成分分析結(jié)果（包括總峰數(shù)目、總峰面積）的影響，得到最佳萃取條件，并通過譜庫比對鑒定芒果香氣成分的組成及相對含量。旨在明確HS-SPME-GC-MS測定芒果果實(shí)香氣成分的最佳萃取條件及海南省芒果主產(chǎn)區(qū)主栽品種貴妃、臺農(nóng)果實(shí)的香氣成分組成及差異，為芒果香氣品質(zhì)判斷及種質(zhì)資源評價(jià)提供依據(jù)。結(jié)果表明：（1）HS-SPME最佳萃取條件為平衡時(shí)間10 min，萃取溫度45 ℃，萃取時(shí)間60 min，解吸時(shí)間5 min。（2）海南省芒果主產(chǎn)區(qū)主栽品種貴妃、臺農(nóng)共鑒定出102種匹配度大于70%的揮發(fā)性香氣化合物，2個品種的香氣成分主要由萜烯類構(gòu)成，貴妃萜烯類占香氣成分總含量的74.70%，臺農(nóng)萜烯類占香氣成分總含量的86.79%，另外還有少量的醇、醛、酮、酯、羧酸類。（3）貴妃、臺農(nóng)共有的揮發(fā)性香氣化合物有α-異松油烯、3-蒈烯、檸檬烯、3-己烯-1-醇、2-己烯醛、γ-己內(nèi)酯、異佛爾酮、棕櫚酸等15種。因此，α-異松油烯、3-蒈烯為海南省芒果主產(chǎn)區(qū)主栽品種貴妃、臺農(nóng)的主要特征香氣成分，且臺農(nóng)的主要特征香氣成分相對含量明顯高于貴妃。

關(guān)鍵詞? 芒果;香氣成分;頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用

中圖分類號? S667.7? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼? A

芒果因其風(fēng)味獨(dú)特、香味濃郁而深受消費(fèi)者的喜愛，香氣是鮮食芒果和加工芒果產(chǎn)品品質(zhì)評價(jià)的重要品質(zhì)特性，同時(shí)對果品風(fēng)味的形成起著重要作用[1]。海南省是我國重要的芒果生產(chǎn)基地，其中三亞、樂東、東方、昌江為海南芒果主產(chǎn)區(qū)，主栽品種為貴妃和臺農(nóng)[2]。研究海南芒果主產(chǎn)區(qū)主栽品種香氣成分可為海南省芒果特征香氣成分的研究提供參考，并對芒果的香氣品質(zhì)和綜合品質(zhì)、加工芒果品種篩選和評價(jià)具有指導(dǎo)性的意義。研究表明，芒果的香氣物質(zhì)主要有單萜、倍半萜、酯、醛、酮、醇、酸等[3]。目前已有較多關(guān)于芒果香氣成分的報(bào)道，劉傳和等[4]對凱特芒、象牙芒、臺農(nóng)1號、四季芒的香氣物質(zhì)進(jìn)行分析，檢出20種香氣物質(zhì);馬玉華等[5]分析了8個芒果品種（鸚鵡芒、豐順無核、大白玉、白象牙等）的香氣組成特征;San等[6]分析了澳大利亞芒果品種果實(shí)和汁液的關(guān)鍵性香氣揮發(fā)物;Musharraf等[7]分析了產(chǎn)于巴基斯坦9種芒果果汁的香氣成分。但已有文章并未對芒果香氣HS-SPME萃取條件詳細(xì)討論，同時(shí)系統(tǒng)性的針對海南地區(qū)芒果香氣成分分析的研究也罕有報(bào)道。

本文采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（HS-SPME-GC-MS）測定芒果香氣成分，研究HS-SPME平衡時(shí)間、萃取溫度、萃取時(shí)間、解吸時(shí)間以得到最佳萃取條件，通過譜庫比對鑒定海南芒果主產(chǎn)區(qū)（三亞、樂東、東方、昌江）主栽品種貴妃、臺農(nóng)的香氣成分，旨在了解該地區(qū)芒果香氣成分特征，為芒果香氣品質(zhì)判斷、加工芒果品種篩選和評價(jià)提供參考。

1? 材料與方法

1.1? 材料

貴妃、臺農(nóng)樣品采自海南四大芒果產(chǎn)區(qū)（三亞、樂東、東方、昌江）芒果園，采摘時(shí)果實(shí)成熟度需達(dá)到7～8成及以上，自然后熟后將可食部分打漿，18 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Agilent公司;HP-5MS色譜柱（30 m 250 μm 0.25 μm），美國Agilent公司;自動頂空固相微萃取裝置、50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取針，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司;磁力攪拌器，上海杰理科技有限公司。

1.2? 方法

1.2.1? 萃取針老化? 將萃取針置于GC-MS手動進(jìn)樣口進(jìn)行老化，使萃取針進(jìn)空針時(shí)譜圖顯示無雜峰，老化溫度為250 ℃，時(shí)間為60 min。

1.2.2? 香氣萃取條件優(yōu)化? 取2.0 g芒果樣品置于頂空瓶中，加入1.5 mL飽和NaCl溶液，密封后恒溫磁力攪拌下達(dá)到氣-液平衡。將老化好的萃取頭插入頂空瓶頂空部分，萃取一定時(shí)間，然后將萃取頭取出，插入氣-質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)樣口，于250 ℃下解析一定時(shí)間?？疾燧腿r(shí)間（30、40、50、60、70 min）、萃取溫度（40、45、50、55、60 ℃）、平衡時(shí)間（5、10、15、20、25 min）、解吸時(shí)間（2、5、10、15、20、25 min）等因素對固相微萃取效果的影響，采用優(yōu)化后的HS-SPME萃取條件分析樣品香氣成分。

GC條件：起始溫度為35 ℃，保留6 min，以5 ℃/min的速率升溫至150 ℃，保留2 min，再以10 ℃/min的速率升溫至250 ℃，保留3 min;進(jìn)樣口溫度為250 ℃;載氣為99.999% He氣，流速為1.2 mL/min，不分流。

MS條件：電子轟擊離子源，電子轟擊能量為70 eV，離子源溫度為230 ℃，傳送接口溫度為250 ℃，掃描范圍35～350 m/z，MS四級桿溫度150 ℃。

1.3? 數(shù)據(jù)處理

用NIST08.L標(biāo)準(zhǔn)譜庫對質(zhì)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行自動檢索對照，根據(jù)各個物質(zhì)的分子式、CAS號確定化學(xué)成分，利用峰面積歸一化法計(jì)算各組分相對含量。采用Excel 2007軟件和Origin 6.1軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和制圖。

2? 結(jié)果與分析

2.1? HS-SPME萃取條件優(yōu)化

2.1.1? 平衡時(shí)間? 樣品中揮發(fā)性物質(zhì)在氣相中達(dá)到平衡所需要的時(shí)間為平衡時(shí)間[8-9]。由圖1可知，在其他萃取條件一致時(shí)（萃取溫度45 ℃、萃取時(shí)間60 min、解吸時(shí)間5 min），隨著平衡時(shí)間的變化，總峰數(shù)目變化不大，在50～70之間;總峰面積呈先升后降的趨勢，平衡時(shí)間為10 min時(shí)，總峰面積達(dá)到最大值，為1.02×109，此時(shí)總峰數(shù)目亦最大，為67。此外，過長的萃取時(shí)間會導(dǎo)致?lián)]發(fā)性物質(zhì)發(fā)生解吸或使組分間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，10 min后總峰面積隨著時(shí)間延長持續(xù)下降，因此，10 min為萃取芒果揮發(fā)性香氣成分的最佳平衡時(shí)間。

of mango aroma

2.1.2? 萃取溫度? 研究表明，萃取溫度對HS-SPME具有雙重效應(yīng)：溫度升高可加快分子熱運(yùn)動，使揮發(fā)性成分快速溢出;但溫度過高，會使分子動能的升高而降低吸附與解吸的平衡系數(shù)，反而使吸附量降低[10-12]。由圖2可知，在其他萃取條件一致時(shí)（平衡時(shí)間10 min、萃取時(shí)間60 min、解吸時(shí)間5 min），隨著萃取溫度上升，總峰面積和總峰數(shù)目變化趨勢基本一致，呈先升

后降，在萃取溫度為45 ℃達(dá)到頂峰，總峰面積為1.28×109;總峰數(shù)目為107。此外，針頭吸附過程是一個散熱過程，溫度的升高對吸附效率產(chǎn)生了負(fù)影響，45 ℃后隨著溫度的升高，總峰數(shù)和峰面積持續(xù)降低。因此，45 ℃為萃取芒果揮發(fā)性香氣成分的最佳萃取溫度。

2.1.3? 萃取時(shí)間? 萃取時(shí)間直接影響萃取效果，萃取時(shí)間過短，造成揮發(fā)性物質(zhì)吸附不完全;萃取時(shí)間過長，會使已吸附的某些揮發(fā)性物質(zhì)發(fā)生解吸[13-14]。由圖3可知，在其他萃取條件一致時(shí)（萃取溫度45 ℃、平衡時(shí)間10 min、解吸時(shí)間5 min），總峰面積和總峰數(shù)目隨著萃取時(shí)間的變化呈先升后降的趨勢，在萃取時(shí)間為60 min時(shí)達(dá)到頂峰，總峰面積和總峰數(shù)目分別為1.48×109和129。60 min后，隨著萃取時(shí)間增加，半揮發(fā)性成分揮發(fā)出來后被針頭吸附，而易揮發(fā)的成分被針頭解脫附，導(dǎo)致總峰面積和總峰數(shù)目下降。因此，60 min為萃取芒果揮發(fā)性香氣成分的最佳萃取時(shí)間。

2.1.4? 解吸時(shí)間? 解吸時(shí)間通過影響揮發(fā)性成分解吸程度進(jìn)而影響萃取效果。解吸時(shí)間過短，揮發(fā)性成分解吸不完全，使分析結(jié)果不理想;解吸時(shí)間過長，揮發(fā)性成分雖完全解析，但長時(shí)間的高溫不僅會造成一些揮發(fā)性成分相互反應(yīng)也會導(dǎo)致針頭中硅氧烷流失從而縮短萃取頭使用壽命[15-16]。因此在香氣物質(zhì)完全解吸的前提下，解吸時(shí)間越短越好。由圖4可知，解析時(shí)間為2 min時(shí)總峰面積和總峰數(shù)目峰偏低，即解析時(shí)間較短，揮發(fā)性成分解析不完全;隨著解析時(shí)間的增加，解吸時(shí)間為5 min時(shí)總峰面積和總峰數(shù)目達(dá)到最大值，5 min后隨著時(shí)間的增加總峰面積與總峰數(shù)呈降低趨勢。即解吸時(shí)間為5 min時(shí)，揮發(fā)性成分已完全解吸，為萃取芒果揮發(fā)性香氣成分的最佳解吸時(shí)間。

2.2? 芒果香氣成分分析

通過考察不同萃取條件對芒果樣品萃取效果的影響，建立了一種優(yōu)化的HS-SPME萃取方法：平衡時(shí)間10 min，萃取溫度45 ℃，萃取時(shí)間60 min，解吸時(shí)間5 min。采用優(yōu)化的HS-SPME萃取條件，經(jīng) GC-MS分析海南省芒果主產(chǎn)區(qū)（三亞、樂東、東方、昌江）主栽品種貴妃、臺農(nóng)的

香氣成分，按各峰的質(zhì)譜圖經(jīng) NIST.08數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，鑒定出102種匹配度大于70%的香氣化合物，其主要成分及相對含量見表1和表2。其中三亞貴妃檢測出38種，樂東貴妃檢測出37種，東方貴妃檢測出39種，昌江貴妃檢測出38種，三亞臺農(nóng)檢測出39種，樂東臺農(nóng)檢測出37種，東方臺農(nóng)檢測出48種，昌江臺農(nóng)檢測出26種。這2個品種的香氣成分主要由萜烯類構(gòu)成，貴妃萜烯類占香氣成分總含量的74.70%，臺農(nóng)萜烯類占香氣成分總含量的86.79%，另外還有少量的醇類、醛類等成分。

由表2可知，鑒定出的102種香氣成分包括 37種萜烯類，18種醇類，19種醛類，18種酯類，4種酮類，6種羧酸類。貴妃香氣成分中，萜烯類23種，醇類15種，醛類15種，酮類4種，酯類12種，羧酸類6種，其中相對含量較高的成分有α-異松油烯（三亞52.84%;樂東37.57%;東方49.34%;昌江41.53%）、3-蒈烯（三亞21.22%;樂東16.06%;東方21.22%;昌江21.25%）、檸檬烯（三亞3.11%;樂東2.22%;東方3.06%;昌江2.64%）等，還有少量的β-月桂烯（三亞1.49%;樂東1.15%;東方1.60%;昌江1.43%）、正己醇（三亞1.34%;樂東1.25%;東方1.61%;昌江0.50%）、3-己烯-1-醇（三亞1.12%;樂東3.64%;東方2.31%;昌江1.98%）、2-己烯醛（三亞0.29%;樂東0.21%;東方0.41%;昌江0.28%）、異佛爾酮（三亞0.13%;樂東0.39%;東方0.23%;昌江0.31%）等成分。此外，貴妃揮發(fā)性香味成分中有7種萜烯類、5種醇類、3種醛類和2種酯類僅在個別樣品中被檢測到。

臺農(nóng)香氣成分中，萜烯類30種，醇類12種，醛類16種，酮類3種，酯類13種，羧酸類2種，其中相對含量較高的成分有α-異松油烯（三亞71.41%;樂東68.92%;東方69.18%;昌江63.35%）、3-蒈烯（三亞6.85%;樂東5.72%;東方6.24%;昌江5.42%）、檸檬烯（三亞3.35%;樂東2.76%;東方3.47%;昌江2.74%）等，還有少量的β-月桂烯（三亞1.58%;樂東1.16%;東方1.82%;昌江1.12%）、α-水芹烯（三亞1.13%;樂東0.94%;東方1.10%;昌江0.95%）、3-己烯- 1-醇（三亞0.34%;樂東0.47%;東方0.65%;昌江2.17%）、2，6-壬二醛（三亞2.31%;樂東2.30%;東方1.47%;昌江1.10%）、丁酸（三亞0.33%;樂東1.03%;東方0.24%;昌江0.58%）等成分。此外，臺農(nóng)揮發(fā)性香氣成分中有11種萜烯類，2種醇類，6種醛類僅在個別樣品中被檢測到。同時(shí)，貴妃、臺農(nóng)芒果品種共有揮發(fā)性香氣成份有α-異松油烯、3-蒈烯、檸檬烯、β-月桂烯、α-水芹烯、α-松油烯、羅勒烯、Β-瑟林烯、1，3，8-對-孟三烯、γ-松油烯、3-己烯-1-醇、2-己烯醛、γ-己內(nèi)酯、異佛爾酮、棕櫚酸15種，在不同品種間相對含量有所差異。

3? 討論

本文應(yīng)用HS-SPME-GC-MS法分析了海南省芒果果實(shí)的揮發(fā)性成分，并以色譜峰總數(shù)和總峰面積為依據(jù)，建立了一種分析芒果揮發(fā)性成分的最佳頂空固相微萃取條件，結(jié)果表明，最佳萃取條件為平衡時(shí)間10 min，萃取溫度45 ℃，萃取時(shí)間60 min，解吸時(shí)間5 min;研究結(jié)果表明α-異松油烯、3-蒈烯為芒果的主要特征香氣成分，不同品種間揮發(fā)性香氣成分差異顯著，為芒果香氣品質(zhì)判斷及種質(zhì)資源評價(jià)等相關(guān)研究提供了參考。

據(jù)報(bào)道，芒果的香氣物質(zhì)有270 多種，主要有單萜、倍半萜、酯、醛、酮、醇、酸等，其中萜烯類物質(zhì)是最主要的香氣成分[17-19]。Lalel等人[20]通過研究澳大利亞最常見的芒果栽培品種‘Kensington Pride，得到α-異松油烯、3-蒈烯為主要揮發(fā)性化合物。研究表明α-異松油烯具有芳香松木氣味，3-蒈烯具有強(qiáng)烈的松木樣香氣[21]，本研究檢測出的萜烯類香氣物質(zhì)主要是α-異松油烯、3-蒈烯，其組分?jǐn)?shù)及相對含量占芒果香氣物質(zhì)的絕大部分，但不同芒果品種萜烯類香氣物質(zhì)組分?jǐn)?shù)及相對含量均存在明顯差異，臺農(nóng)萜烯類香氣物質(zhì)（86.79%）高于貴妃（74.70%）其中臺農(nóng)檢測到的α-異松油烯明顯高于貴妃，3-蒈烯的相對含量則比貴妃低得多。貴妃中α-異松油烯相對含量最高，為37.57%～52.84%，3-蒈烯次之，為16.06%～21.22%;臺農(nóng)α-異松油烯相對含量最高，為63.35%～71.41%，3-蒈烯相對含量僅為5.42%～6.85%。此外，Pino等人[22]報(bào)道檸檬烯和α-松油烯也是芒果香氣中的主要成分，其中α-松油烯是果實(shí)成熟軟化的主要揮發(fā)性成分。本研究中，芒果樣品中均檢測出一定含量檸檬烯，其相對含量為2.22%～3.47%，東方貴妃、東方臺農(nóng)、昌江臺農(nóng)樣品中未檢出α-松油烯，其原因可能與產(chǎn)地、栽培方式等有關(guān)。王云舒等人[23]認(rèn)為芒果

香氣成分主要是由烴類、醇類和醛類物質(zhì)組成。本研究在芒果樣品中均檢測出醇、醛類物質(zhì)，其相對含量為3.65%、1.59%，與前人的研究結(jié)果相似[24-25]。Bonneau等人[26]發(fā)現(xiàn)辛酸乙酯在果實(shí)達(dá)到完全成熟階段后，取代α-異松油烯占優(yōu)勢，是芒果果實(shí)衰老的潛在指標(biāo)。本研究中三亞貴妃、樂東臺農(nóng)均檢測出一定含量的辛酸乙酯，但相對含量較低，分別為0.08%、0.12%。此外，本研究檢測出的相對含量較低的酮、酸、酯類，它們對芒果果實(shí)香氣的貢獻(xiàn)大小有待進(jìn)一步研究。

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