不同品種芒果的營養(yǎng)成分及風味物質分析

王貴一，孟嘉珺，許文靜，陳昌琳，劉思琪，呂遠平,3,

（1.四川大學輕工科學與工程學院, 四川成都610065；2.四川省農業(yè)科學院經濟作物育種栽培研究所, 四川成都610300；3.四川大學食品科學與技術四川省高校重點實驗室, 四川成都610065）

芒果（Mangifera indicateL.）素有“熱帶果王”之美譽，為世界五大水果之一[1]。地處金沙江干熱河谷區(qū)的四川省攀枝花市，其芒果產業(yè)在全國領先，已有芒果品種超300個[2]。以大黃芒、大青芒、鷹嘴芒、臺芒為代表的晚熟“攀芒”品種，市場占有率最高，廣受消費者喜愛。

研究表明，芒果營養(yǎng)成分豐富且含量較高，同時還富含多酚等天然抗氧化劑，具有抗氧化、防治心腦血管疾病等功效[3]。目前國內外學者對芒果的研究主要包括貯藏與保鮮[4-6]、芒果產品的營養(yǎng)與功能特性[7-8]、芒果的無損檢測[1,9]、芒果香氣成分[10-11]等方面，但缺乏對芒果營養(yǎng)物質和香氣兩者結合的評價，如趙家桔[12]只對不同品種芒果的品質特征進行了研究，PINO等[13]只對比了不同地區(qū)芒果品種香氣成分種類和含量的差異。

基于現(xiàn)有研究基礎，并結合四種晚熟“攀芒”的品質特征無深度研究，品種優(yōu)勢得不到凸顯的研究現(xiàn)狀。本研究以上述四種芒果為研究對象，對其營養(yǎng)特性進行探究，依據主成分分析方法，采用降維思想，建立芒果綜合品質評價體系，更客觀、全面地描述樣品的相對地位。同時采用頂空固相微萃?。℉S-SPME）技術結合氣質聯(lián)用儀（GC-MS），對芒果樣品的揮發(fā)性香氣進行采樣分析。為消費者進行芒果品種的選擇以及攀枝花芒果優(yōu)良品種的后續(xù)開發(fā)利用、優(yōu)勢芒果品牌創(chuàng)建提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大黃芒、大青芒、鷹嘴芒、臺芒 購于成都青石橋菜市場，鮮果，成熟度一致，產地均為四川省攀枝花市；考馬斯亮藍、牛血清蛋白、氫氧化鈉、酚酞、苯酚、濃硫酸、蔗糖、福林酚、抗壞血酸、丙酮，石油醚、HCl、NaOH 均為分析純，成都科隆化學品有限公司；β-胡蘿卜素 阿拉丁試劑（上海）有限公司；MgCO3、2-辛醇 上海麥克林生化科技有限公司。

SQP型分析天平 賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；GZX-9140MBE型電熱鼓風干燥箱 上海博迅醫(yī)療生物儀器股份有限公司；UV-1800BPC型分光光度計 尤尼柯（上海）儀器有限公司；GC-MSQP2010SE SYSTEM氣質聯(lián)動儀 日本島津制作社株式會社；173R高速冷凍離心機 丹麥Scanspeed公司；VORTEX-GENIE5型可調速漩渦混合器 美國Scientific Industries公司； Milli-Q Element 超低元素型超純水系統(tǒng) 上海晶儀科學儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 營養(yǎng)成分測定

1.2.1.1 果實重量測定 對新鮮、洗凈的芒果進行剝皮及去核處理，削皮厚度約1 mm，緊貼果核進行切割，盡可能保證芒果果肉被切割，稱量其凈果肉重量，四種芒果均進行同樣的處理。

1.2.1.2 水分含量的測定 參考《果蔬采后生理生化實驗指導》中“果蔬組織含水量的測定”方法進行[14]。將芒果烘至恒重，烘干后減少的質量占鮮重的質量分數(shù)即為芒果的水分含量。

1.2.1.3 可溶性蛋白質的測定 參考鄧麗莉等[15]采用的考馬斯亮藍法。分別將0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL的標準蛋白質溶液（100 μg/mL牛血清白蛋白）和1.0、0.8、0.6、0.4、0.2、0 mL蒸餾水與5 mL考馬斯亮藍G-250溶液混勻，靜置5 min后在595 nm波長處測定吸光度。以蛋白質含量為橫坐標，以吸光度為縱坐標繪制標準曲線。分別取不同品種芒果果肉2 g，加入5 mL水，充分研磨后于4 ℃、12000 r/min離心處理15 min，取上清液得到可溶性蛋白質提取液。吸取1.0 mL提取液，加入5.0 mL考馬斯亮藍G-250溶液，靜置5 min后在波長595 nm處比色，按照制作標準曲線同樣的方法測定吸光度。

式中：m1為從標準曲線查得的蛋白質的含量（μg）；V為樣品提取液總體積（mL）；Vs為測定時所取樣品提取液體積（mL）；m為樣品質量（g）。

1.2.1.4 可滴定酸含量的測定 參考《果蔬采后生理生化實驗指導》中“果蔬中可滴定酸含量的測定”方法進行[14]。稱取研磨后的芒果樣品10.0 g于100 mL容量瓶中，定容并靜置30 min。吸取20.0 mL濾液，加入2滴1%酚酞指示劑，用0.1 mol/L氫氧化鈉溶液滴定。滴定至溶液初顯粉色并在0.5 min內不褪色時為終點（pH=8.1～8.3），記錄氫氧化鈉滴定液的用量，重復三次。以蒸餾水代替濾液進行滴定作為空白對照。

式中：V1滴定濾液所消耗的氫氧化鈉溶液體積，mL；V0為滴定蒸餾水消耗的氫氧化鈉溶液體積，mL；m為樣品質量，g；0.067為折算系數(shù)。

1.2.1.5 可溶性糖含量的測定 參考《果蔬采后生理生化實驗指導》中“果蔬中可溶性糖含量的測定”方法進行[14]。分別將0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL的100 μg/L的蔗糖標準液和2.0、1.8、1.6、1.4、1.2、1.0 mL蒸餾水混合，再按順序加入1.0 mL 90 g/L苯酚溶液、5 mL濃硫酸并混勻，室溫下反應30 min。以空白為參比，在波長485 nm處比色，以蔗糖質量為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制標準曲線。分別取1 g不同品種芒果果肉研磨，再加入5～10 mL蒸餾水，沸水煮沸提取30 min，于100 mL容量瓶中定容，制成可溶性糖提取液。吸取0.5 mL提取液，加入1.5 mL蒸餾水，測定步驟與制作標準曲線相同，根據下式計算芒果中可溶性糖含量。

式中：m1為從標準曲線查得的蔗糖質量，μg；V為樣品提取液總體積，mL；N為樣品提取液稀釋倍數(shù)；Vs為測定時所取樣品提取液體積，mL；m為樣品質量，g。

1.2.1.6 糖酸比的測定 糖酸比根據可溶性糖和可滴定酸的含量計算。

1.2.1.7 總酚含量的測定 參照Folin-Ciocalteus法進行[16]。取5 g研磨好的芒果樣品于50 mL離心管中，用51%的丙酮提?。ㄒ毫媳?:1，提取溫度為47 ℃，提取時間為43 min），并6000 r/min離心10 min，取上清液旋轉蒸發(fā)除去溶劑，加蒸餾水至10 mL，4 ℃條件保存。分別吸取0.1 mL不同濃度（0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 mg/mL）的沒食子酸標準溶液與2.0 mL碳酸鈉溶液（20 mg/mL）混合，25 ℃孵育2 min后加入已用蒸餾水對倍稀釋的Folin－Ciocalteu試劑溶液0.9 mL，混勻，25 ℃反應30 min，于波長750 nm處測定反應溶液的吸光度值，繪制沒食子酸標準曲線。樣品的測定：取樣品溶液0.1 mL替代沒食子酸標準溶液按上述步驟反應，將所測吸光度值代入標準曲線，計算得到樣品提取物的總酚含量。標準曲線方程為：Y=0.5605X+0.01725，R2=0.99932，式中Y：吸光度，X：總酚含量（mg）。以求得的總酚含量乘以稀釋倍數(shù)再除以所稱的芒果重量（g），即得到每克芒果中所含總酚含量，單位為mg/g。

1.2.1.8 維生素C的測定 采用馬宏飛等[17]的方法，并略做改進。以蒸餾水為參比，以1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、8.0、10.0 μg/mL維生素C標準溶液在243 nm處的吸光度繪制標準曲線。稱取10.0 g芒果果肉于研缽中，加入10 mL 1% HCl研磨。以蒸餾水定容至50 mL后離心處理10 min，上清液為芒果提取液。將1 mL上清液與2 mL 10% HCl混合于50 mL容量瓶中，蒸餾水定容后在243 nm處測定其吸光度。將1 mL芒果提取液、10 mL 蒸餾水和4 mL 1 mol/L NaOH 溶液于50 mL容量瓶中，混合靜置反應20 min ，加入4 mL 10% HCl后以蒸餾水定容，在243 nm處測定其吸光度。利用兩次吸光度計算出芒果中維生素C的含量（mg/100 g）。標準曲線方程為：Y=0.05571X+0.01231，R2=0.99943，式中Y：吸光度，X：維生素C含量（μg/mL）。

1.2.1.9β-胡蘿卜素的測定 參照ORTEGA等[18]的方法，并做適當修改。取10.0 g芒果果肉，加入30 mL丙酮與石油醚混合液（ V（丙酮）: V（石油醚） = 4:1） 研磨均勻，再加入1.0 g MgCO3，超聲30 min后離心20 min。取上清液置于分液漏斗中，加入75 mL 20% NaCl 溶液萃取，分離后排出水相，用石油醚定容至50 mL，在450 nm波長下測定吸光值[19]。以石油醚溶解β-胡蘿卜素標品，分別配制0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 μg/mL的β-胡蘿卜素溶液，在450 nm下測定吸光值，以β-胡蘿卜素含量為橫坐標，吸光度為縱坐標繪制標準曲線。將所測樣品的吸光度值代入標準曲線，計算得到樣品的β-胡蘿卜素含量。標準曲線方程為：Y=0.28211X+0.0048，R2=0.99956，式中Y：吸光度，X：β- 胡蘿卜素含量（μg/mL）。

1.2.2 風味物質測定 選用2-辛醇（20 μg/mL）做內標物，該成分不出現(xiàn)在樣品香氣中，出峰位置附近無干擾峰出現(xiàn)，且出現(xiàn)在組分中前部，是較為理想的內標物[20]。

1.2.2.1 HS-SPME 提取香氣成分 在尚朝杰[21]方法的基礎上有所改動。取7.0 g芒果果肉，磨成勻漿，置于15 mL樣品瓶中，加入2-辛醇（20 μg/mL）作為內標物，加蓋密封并使用漩渦振蕩器混合均勻。平衡10 min后插入100 μm PDMS-DVB 固相微萃取頭，于45 ℃條件下頂空萃取60 min，將萃取頭插入氣-質聯(lián)用儀進樣口，萃取頭在GC-MS進樣口解吸附5 min。

1.2.2.2 GC-MS 分析 色譜條件：色譜柱為DB-5MS毛細管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣為He，流速1 mL/min，不分流；進樣溫度為250℃，柱箱溫度為50 ℃；升溫程序為起始溫度35 ℃，保持6 min，以5 ℃/min，升至150 ℃，保留2 min，以8 ℃/min升至250 ℃，保留3 min；質譜條件：EI電離源，能量70 eV，倍增電壓1400 V；離子源溫度230 ℃，接口溫度250 ℃，四極桿溫度150 ℃；掃描范圍35～350 m/z。

1.3 數(shù)據處理

除特殊說明外，所有數(shù)據均為 3 次平行實驗的平均值。采用Excel 2019進行數(shù)據整理，結果用測定指標的平均值±標準差表示，利用SPSS Statistics 26軟件進行數(shù)據相關性分析、主成分分析，SIMCA14.1進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 營養(yǎng)成分分析

四種芒果的功能指標及營養(yǎng)品質的檢測結果見表1。由表1可知，大黃芒、大青芒的凈果肉含量均高于鷹嘴芒、臺芒，而水分含量與可溶性蛋白質含量四種芒果均相差不大，分別在80%、7 mg/g左右。

表1 不同品種芒果果實的營養(yǎng)成分Table 1 Nutritional composition of different varieties of mangoes

糖酸含量是形成果品營養(yǎng)價值和風味特點的重要基礎物質。糖酸比越高，水果越甜，反之則越酸[22]，水果中多種糖和有機酸的綜合作用會對水果的風味、貯藏性、加工性質等產生重要的影響[23]。鷹嘴芒和臺芒的含糖量高出其他兩個品種40%以上，其可滴定酸的含量也高出另外兩個芒果品種110%以上，致使它們的糖酸比反而低于另外兩個品種。當水果糖酸比小于14.9時，風味多為甜酸或酸澀，表明鷹嘴芒和臺芒的風味濃郁且偏甜酸[24]。而大黃芒與大青芒在風味上更偏甜一些。蘋果酸與檸檬酸這兩種有機酸在芒果總酸中起主要作用，而總糖又包括蔗糖、果糖和葡萄糖，四種芒果糖酸比及口感出現(xiàn)差異可能是因為不同品種有機酸和糖類在組分、含量以及對甜度的貢獻度方面存在差異[25]。

鷹嘴芒的總酚含量在幾種品種中最高，與其他品種有顯著差異（P＜0.05）。酚類化合物是一種廣泛存在于水果中的次生代謝產物[26]，除了參與水果風味及色澤等感官品質的形成外，還具有清除機體體內自由基、抗脂質氧化等生物活性功能[27]，酚類物質的存在賦予了芒果更多的營養(yǎng)價值。

四種芒果的維生素C含量均不高于10 mg/100 g，與其他水果相比，雖低于柑橘（維生素C含量約為32 mg/100 g）、西瓜（19 mg/100 g）、葡萄（16 mg/100 g）等，但也高于梨（5 mg/100 g）、香蕉（0.4 mg/100 g）等水果[18,28]。維生素C又稱抗壞血酸，它既是鑒定水果品質的重要生理生化指標，也具有廣泛的生理功能。

從表1可看出，四種芒果的β-胡蘿卜素含量非常高，大黃芒高達4.06 mg/100 g，最低的大青芒也達到2.67 mg/100 g。四種芒果的β-胡蘿卜素含量雖有一定的差別，但均遠遠高于普通常見水果，約為桂圓的185倍、草莓的123倍、楊梅的93倍、桑葚的65倍、葡萄的61倍、桃的41倍、蘋果和梨的37倍、獼猴桃的27倍、西瓜的8倍[29]。β-胡蘿卜素作為類胡蘿卜素的一種，占總類胡蘿卜素含量的48%～84%[30]，所以芒果是補充類胡蘿卜素的良好食物來源。類胡蘿卜素作為維生素A的前體物質，當人體需要維生素A時，它能迅速轉化[31]，所以對于維生素A缺乏人群，可多食用芒果。

2.2 不同品種芒果果實品質主成分分析

由于所測定的9個營養(yǎng)成分指標間存在差異且各個指標間有一定相關性，故利用主成分分析法進行營養(yǎng)品質的評價。提取到2個特征值大于1的主成分，累積的方差貢獻率達到95.599%，反應了四個品種芒果的原始數(shù)據信息的95.599%，選擇前2個主成分代替原始9個指標，將9個營養(yǎng)成分指標轉化為2個不相關的綜合指標，從而起到降維的作用[32-33]，如表2所示。第1主成分貢獻率為73.766%，主要反映了可滴定酸、糖酸比、可溶性糖、凈果肉含量、總酚、可溶性蛋白質及水分含量的信息。第2主成分貢獻率為21.833%，主要反映了維生素C和β-胡蘿卜素的信息。

表2 主成分的特征值及貢獻率Table 2 Eigenvalues and contribution rate of the principal components

由圖1可知，不同品種芒果的區(qū)分效果較好，四個實驗樣品數(shù)據點均分布于95%置信區(qū)間內。將得分圖分為4個象限，可看到大黃芒分布于第一象限，與第四象限的大青芒有著較好的聚集性，說明其營養(yǎng)品質含量相近，同理，鷹嘴芒和臺芒兩者有較好的聚集性，即這兩種芒果營養(yǎng)品質含量相近。但大黃芒、大青芒與鷹嘴芒、臺芒并沒有較好的聚集，表明其營養(yǎng)品質存在一定差別。

圖1 不同品種芒果PCA得分圖Fig.1 PCA score diagram of different varieties of mangoes

由圖2可知，大黃芒和大青芒的維生素C、凈果肉含量、糖酸比較高，故分布于PC1正方向，鷹嘴芒和臺芒的可溶性糖、可滴定酸、總酚、可溶性蛋白質等含量較高，故分布于PC2負方向。綜上可知，芒果品種與營養(yǎng)品質存在著一定的對應關系，不同的芒果品種有著不同的營養(yǎng)品質。

圖2 不同品種芒果PCA載荷圖Fig.2 PCA loading diagram of different varieties of mangoes

2.3 不同品種芒果的綜合評價

為了消除不同單位及數(shù)據量綱的影響，對各理化及營養(yǎng)品質等原始數(shù)據進行標準化處理。根據標準化后的各品質指標及因子荷載矩陣計算[34]。利用主成分載荷矩陣（表3）中各指標數(shù)據除以主成分相對應的特征值開平方根，得到2個主成分中各指標所對應的系數(shù)即特征向量，設2個主成分得分依次為 Y1、Y2，以特征向量為權重構建2個主成分的得分表達式。

表3 主成分載荷矩陣Table 3 Principal components loading matrix

以2個主成分的方差貢獻率為權重，構建芒果綜合評價模型：Y=0.73766Y1+0.21833Y2。根據上述綜合評價模型計算出各不同品種芒果的綜合評價分值，分值越高，該品種芒果的綜合價值越高，不同品種芒果的主成分得分及排名如表4所示。

表4 不同品種芒果的主成分得分Table 4 Principal component scores of different varieties of mangoes

由結果可知，四種芒果中，鷹嘴芒綜合得分最高，表明其品質表現(xiàn)最好，排名第二為臺芒，而大青芒主成分綜合得分最低，表明其品質表現(xiàn)最差。

2.4 不同品種芒果的揮發(fā)性香氣

實驗得到的各芒果揮發(fā)性香氣成分經計算機譜庫（NIST）檢索及資料分析，四種芒果品種檢出的主要香氣成分及相對含量如表5所示[35]。

表5 不同品種芒果的揮發(fā)性香氣Table 5 Volatile aroma of different varieties of mangoes

續(xù)表 5

續(xù)表 5

本次檢測的四種芒果中共檢測出74種香氣成分（大黃芒19種，大青芒29種，鷹嘴芒29種，臺芒32種）。其中萜烯類化合物37種，烯烴類化合物8種，烷烴類化合物5種，芳香烴1種，醛類化合物7種，酯類化合物10種，酸類化合物4種以及醇類化合物2種。各個品種芒果的揮發(fā)性香氣成分的種類相對含量差異明顯。從表5可知，4種芒果樣品中都含有2-蒎烯、B-瑟林烯、1,2,3,4,4a,5,6,8a-八氫-4a,8-二甲基-2-（1-甲基乙烯基）-、正十四烷這幾種物質，它們是組成芒果香氣的重要成分，但含量各有不同[36-37]。

本研究的四種不同品種芒果中，各品種所含有的揮發(fā)性組分差異較大，這必然導致此四種芒果在香型特征上各不相同。研究表明，芒果的香氣物質有270 多種，主要有單萜、倍半萜、酯、醛、酮、醇、酸等，其中萜烯類物質是最主要的香氣成分[38]，萜烯類化合物具有特殊香氣及生理活性，賦予作用較大。

萜烯類組分又以單萜為主，最大含量的單萜組分的不同決定了不同品種各自獨特的香氣特征[39]。不同品種芒果中含有的單萜組分不同，主要有：蒎烯、月桂烯、檸檬烯、蒈烯等。大黃芒中2-蒎烯、2-蒈烯的含量突出，其含量甚至是低含量物質的上百倍，這種成分一般來說對芒果的整體香氣都起到一定的作用，這些組分主要含有橘、松和果香等香韻[39]，可能對大黃芒整體香韻有一定的貢獻。大青芒中除了2-蒎烯、2-蒈烯、B-瑟林烯等成分含量較高外，其醛類含量占總揮發(fā)性成分的12.83%，是四種芒果之最，這使得其香氣與其他三種芒果有一些差別。鷹嘴芒中含量最高的是羅勒烯，羅勒烯包含果香、青香和蘭香韻，含量第二高的是2-蒎烯，具有非常典型的松香韻，它們對鷹嘴芒的香氣有重要貢獻。臺芒中的2-蒎烯、2-蒈烯含量突出，除此之外，臺芒的酯類含量是四種芒果之最，反映出臺芒除了有非常典型的橘香和果香外，還具有較濃的甜香和脂香味。

此研究以萜烯類化合物占其總揮發(fā)性香氣成分的比例為評價指標，萜烯類化合物含量由高到低分別為：大黃芒、鷹嘴芒、臺芒、大青芒。從這一角度來看，大黃芒和鷹嘴芒的芒果特征香氣強度表現(xiàn)得較為明顯。

3 結論

芒果果實的營養(yǎng)成分和風味成分是決定其是否有市場競爭力的重要因素，對不同品種芒果的營養(yǎng)品質進行分析，能更好了解其品質特性，對新品種選育、未來產品開發(fā)、產品深加工乃至指導攀枝花芒果產業(yè)轉型發(fā)展具有重要意義。

本研究對四種芒果品種的9項營養(yǎng)成分指標進行系統(tǒng)測定，結果表明，四種芒果營養(yǎng)成分在含量上均有一定程度的差異。糖酸比、β-胡蘿卜素含量最高的是大黃芒，分別為16.47和4.06 mg/100 g；水分含量、可溶性糖、可滴定酸和總酚含量最高的是鷹嘴芒，分別為82.96%、21.22%、2.03%和0.73 mg/g；可溶性蛋白質含量最高的是臺芒，為7.83 mg/g。利用主成分分析法對四種芒果進行全面的評價中，鷹嘴芒綜合得分最高，說明其綜合價值最高，之后分別是臺芒、大黃芒、大青芒。揮發(fā)性香氣成分的檢測結果顯示，四種芒果共檢測出74種揮發(fā)性香氣成分，其中含有萜烯類、酯類、醇類、醛類、酸類化合物，這些化合物的共同作用，使芒果呈現(xiàn)出特殊的香甜氣味。不同芒果品種的香氣物質含量不同，在萜烯類化合物的占比上，大黃芒＞鷹嘴芒＞臺芒＞大青芒。

本研究結果是基于現(xiàn)有實驗條件及分析方法而做出的結論，在下一步研究中，需要考慮對不同品種芒果的黃酮、氨基酸含量等進行測定，還應結合其抗氧化性能進行芒果理化品質的綜合評價。對于芒果中活性香氣成分，還應結合香氣特征及氣味閾值進行更深入、透徹地分析。