不同品种芒果的营养成分及风味物质分析

王贵一，孟嘉珺，许文静，陈昌琳，刘思琪，吕远平,3,

（1.四川大学轻工科学与工程学院, 四川成都610065；2.四川省农业科学院经济作物育种栽培研究所, 四川成都610300；3.四川大学食品科学与技术四川省高校重点实验室, 四川成都610065）

芒果（Mangifera indicateL.）素有“热带果王”之美誉，为世界五大水果之一[1]。地处金沙江干热河谷区的四川省攀枝花市，其芒果产业在全国领先，已有芒果品种超300个[2]。以大黄芒、大青芒、鹰嘴芒、台芒为代表的晚熟“攀芒”品种，市场占有率最高，广受消费者喜爱。

研究表明，芒果营养成分丰富且含量较高，同时还富含多酚等天然抗氧化剂，具有抗氧化、防治心脑血管疾病等功效[3]。目前国内外学者对芒果的研究主要包括贮藏与保鲜[4-6]、芒果产品的营养与功能特性[7-8]、芒果的无损检测[1,9]、芒果香气成分[10-11]等方面，但缺乏对芒果营养物质和香气两者结合的评价，如赵家桔[12]只对不同品种芒果的品质特征进行了研究，PINO等[13]只对比了不同地区芒果品种香气成分种类和含量的差异。

基于现有研究基础，并结合四种晚熟“攀芒”的品质特征无深度研究，品种优势得不到凸显的研究现状。本研究以上述四种芒果为研究对象，对其营养特性进行探究，依据主成分分析方法，采用降维思想，建立芒果综合品质评价体系，更客观、全面地描述样品的相对地位。同时采用顶空固相微萃取（HS-SPME）技术结合气质联用仪（GC-MS），对芒果样品的挥发性香气进行采样分析。为消费者进行芒果品种的选择以及攀枝花芒果优良品种的后续开发利用、优势芒果品牌创建提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

大黄芒、大青芒、鹰嘴芒、台芒 购于成都青石桥菜市场，鲜果，成熟度一致，产地均为四川省攀枝花市；考马斯亮蓝、牛血清蛋白、氢氧化钠、酚酞、苯酚、浓硫酸、蔗糖、福林酚、抗坏血酸、丙酮，石油醚、HCl、NaOH 均为分析纯，成都科隆化学品有限公司；β-胡萝卜素 阿拉丁试剂（上海）有限公司；MgCO3、2-辛醇 上海麦克林生化科技有限公司。

SQP型分析天平 赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；GZX-9140MBE型电热鼓风干燥箱 上海博迅医疗生物仪器股份有限公司；UV-1800BPC型分光光度计 尤尼柯（上海）仪器有限公司；GC-MSQP2010SE SYSTEM气质联动仪 日本岛津制作社株式会社；173R高速冷冻离心机 丹麦Scanspeed公司；VORTEX-GENIE5型可调速漩涡混合器 美国Scientific Industries公司； Milli-Q Element 超低元素型超纯水系统 上海晶仪科学仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 营养成分测定

1.2.1.1 果实重量测定 对新鲜、洗净的芒果进行剥皮及去核处理，削皮厚度约1 mm，紧贴果核进行切割，尽可能保证芒果果肉被切割，称量其净果肉重量，四种芒果均进行同样的处理。

1.2.1.2 水分含量的测定 参考《果蔬采后生理生化实验指导》中“果蔬组织含水量的测定”方法进行[14]。将芒果烘至恒重，烘干后减少的质量占鲜重的质量分数即为芒果的水分含量。

1.2.1.3 可溶性蛋白质的测定 参考邓丽莉等[15]采用的考马斯亮蓝法。分别将0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL的标准蛋白质溶液（100 μg/mL牛血清白蛋白）和1.0、0.8、0.6、0.4、0.2、0 mL蒸馏水与5 mL考马斯亮蓝G-250溶液混匀，静置5 min后在595 nm波长处测定吸光度。以蛋白质含量为横坐标，以吸光度为纵坐标绘制标准曲线。分别取不同品种芒果果肉2 g，加入5 mL水，充分研磨后于4 ℃、12000 r/min离心处理15 min，取上清液得到可溶性蛋白质提取液。吸取1.0 mL提取液，加入5.0 mL考马斯亮蓝G-250溶液，静置5 min后在波长595 nm处比色，按照制作标准曲线同样的方法测定吸光度。

式中：m1为从标准曲线查得的蛋白质的含量（μg）；V为样品提取液总体积（mL）；Vs为测定时所取样品提取液体积（mL）；m为样品质量（g）。

1.2.1.4 可滴定酸含量的测定 参考《果蔬采后生理生化实验指导》中“果蔬中可滴定酸含量的测定”方法进行[14]。称取研磨后的芒果样品10.0 g于100 mL容量瓶中，定容并静置30 min。吸取20.0 mL滤液，加入2滴1%酚酞指示剂，用0.1 mol/L氢氧化钠溶液滴定。滴定至溶液初显粉色并在0.5 min内不褪色时为终点（pH=8.1～8.3），记录氢氧化钠滴定液的用量，重复三次。以蒸馏水代替滤液进行滴定作为空白对照。

式中：V1滴定滤液所消耗的氢氧化钠溶液体积，mL；V0为滴定蒸馏水消耗的氢氧化钠溶液体积，mL；m为样品质量，g；0.067为折算系数。

1.2.1.5 可溶性糖含量的测定 参考《果蔬采后生理生化实验指导》中“果蔬中可溶性糖含量的测定”方法进行[14]。分别将0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL的100 μg/L的蔗糖标准液和2.0、1.8、1.6、1.4、1.2、1.0 mL蒸馏水混合，再按顺序加入1.0 mL 90 g/L苯酚溶液、5 mL浓硫酸并混匀，室温下反应30 min。以空白为参比，在波长485 nm处比色，以蔗糖质量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。分别取1 g不同品种芒果果肉研磨，再加入5～10 mL蒸馏水，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蒸馏水，测定步骤与制作标准曲线相同，根据下式计算芒果中可溶性糖含量。

式中：m1为从标准曲线查得的蔗糖质量，μg；V为样品提取液总体积，mL；N为样品提取液稀释倍数；Vs为测定时所取样品提取液体积，mL；m为样品质量，g。

1.2.1.6 糖酸比的测定 糖酸比根据可溶性糖和可滴定酸的含量计算。

1.2.1.7 总酚含量的测定 参照Folin-Ciocalteus法进行[16]。取5 g研磨好的芒果样品于50 mL离心管中，用51%的丙酮提取（液料比7:1，提取温度为47 ℃，提取时间为43 min），并6000 r/min离心10 min，取上清液旋转蒸发除去溶剂，加蒸馏水至10 mL，4 ℃条件保存。分别吸取0.1 mL不同浓度（0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 mg/mL）的没食子酸标准溶液与2.0 mL碳酸钠溶液（20 mg/mL）混合，25 ℃孵育2 min后加入已用蒸馏水对倍稀释的Folin－Ciocalteu试剂溶液0.9 mL，混匀，25 ℃反应30 min，于波长750 nm处测定反应溶液的吸光度值，绘制没食子酸标准曲线。样品的测定：取样品溶液0.1 mL替代没食子酸标准溶液按上述步骤反应，将所测吸光度值代入标准曲线，计算得到样品提取物的总酚含量。标准曲线方程为：Y=0.5605X+0.01725，R2=0.99932，式中Y：吸光度，X：总酚含量（mg）。以求得的总酚含量乘以稀释倍数再除以所称的芒果重量（g），即得到每克芒果中所含总酚含量，单位为mg/g。

1.2.1.8 维生素C的测定 采用马宏飞等[17]的方法，并略做改进。以蒸馏水为参比，以1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、8.0、10.0 μg/mL维生素C标准溶液在243 nm处的吸光度绘制标准曲线。称取10.0 g芒果果肉于研钵中，加入10 mL 1% HCl研磨。以蒸馏水定容至50 mL后离心处理10 min，上清液为芒果提取液。将1 mL上清液与2 mL 10% HCl混合于50 mL容量瓶中，蒸馏水定容后在243 nm处测定其吸光度。将1 mL芒果提取液、10 mL 蒸馏水和4 mL 1 mol/L NaOH 溶液于50 mL容量瓶中，混合静置反应20 min ，加入4 mL 10% HCl后以蒸馏水定容，在243 nm处测定其吸光度。利用两次吸光度计算出芒果中维生素C的含量（mg/100 g）。标准曲线方程为：Y=0.05571X+0.01231，R2=0.99943，式中Y：吸光度，X：维生素C含量（μg/mL）。

1.2.1.9β-胡萝卜素的测定 参照ORTEGA等[18]的方法，并做适当修改。取10.0 g芒果果肉，加入30 mL丙酮与石油醚混合液（ V（丙酮）: V（石油醚） = 4:1） 研磨均匀，再加入1.0 g MgCO3，超声30 min后离心20 min。取上清液置于分液漏斗中，加入75 mL 20% NaCl 溶液萃取，分离后排出水相，用石油醚定容至50 mL，在450 nm波长下测定吸光值[19]。以石油醚溶解β-胡萝卜素标品，分别配制0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 μg/mL的β-胡萝卜素溶液，在450 nm下测定吸光值，以β-胡萝卜素含量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。将所测样品的吸光度值代入标准曲线，计算得到样品的β-胡萝卜素含量。标准曲线方程为：Y=0.28211X+0.0048，R2=0.99956，式中Y：吸光度，X：β- 胡萝卜素含量（μg/mL）。

1.2.2 风味物质测定 选用2-辛醇（20 μg/mL）做内标物，该成分不出现在样品香气中，出峰位置附近无干扰峰出现，且出现在组分中前部，是较为理想的内标物[20]。

1.2.2.1 HS-SPME 提取香气成分 在尚朝杰[21]方法的基础上有所改动。取7.0 g芒果果肉，磨成匀浆，置于15 mL样品瓶中，加入2-辛醇（20 μg/mL）作为内标物，加盖密封并使用漩涡振荡器混合均匀。平衡10 min后插入100 μm PDMS-DVB 固相微萃取头，于45 ℃条件下顶空萃取60 min，将萃取头插入气-质联用仪进样口，萃取头在GC-MS进样口解吸附5 min。

1.2.2.2 GC-MS 分析 色谱条件：色谱柱为DB-5MS毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；载气为He，流速1 mL/min，不分流；进样温度为250℃，柱箱温度为50 ℃；升温程序为起始温度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；质谱条件：EI电离源，能量70 eV，倍增电压1400 V；离子源温度230 ℃，接口温度250 ℃，四极杆温度150 ℃；扫描范围35～350 m/z。

1.3 数据处理

除特殊说明外，所有数据均为 3 次平行实验的平均值。采用Excel 2019进行数据整理，结果用测定指标的平均值±标准差表示，利用SPSS Statistics 26软件进行数据相关性分析、主成分分析，SIMCA14.1进行绘图。

2 结果与分析

2.1 营养成分分析

四种芒果的功能指标及营养品质的检测结果见表1。由表1可知，大黄芒、大青芒的净果肉含量均高于鹰嘴芒、台芒，而水分含量与可溶性蛋白质含量四种芒果均相差不大，分别在80%、7 mg/g左右。

表1 不同品种芒果果实的营养成分Table 1 Nutritional composition of different varieties of mangoes

糖酸含量是形成果品营养价值和风味特点的重要基础物质。糖酸比越高，水果越甜，反之则越酸[22]，水果中多种糖和有机酸的综合作用会对水果的风味、贮藏性、加工性质等产生重要的影响[23]。鹰嘴芒和台芒的含糖量高出其他两个品种40%以上，其可滴定酸的含量也高出另外两个芒果品种110%以上，致使它们的糖酸比反而低于另外两个品种。当水果糖酸比小于14.9时，风味多为甜酸或酸涩，表明鹰嘴芒和台芒的风味浓郁且偏甜酸[24]。而大黄芒与大青芒在风味上更偏甜一些。苹果酸与柠檬酸这两种有机酸在芒果总酸中起主要作用，而总糖又包括蔗糖、果糖和葡萄糖，四种芒果糖酸比及口感出现差异可能是因为不同品种有机酸和糖类在组分、含量以及对甜度的贡献度方面存在差异[25]。

鹰嘴芒的总酚含量在几种品种中最高，与其他品种有显著差异（P＜0.05）。酚类化合物是一种广泛存在于水果中的次生代谢产物[26]，除了参与水果风味及色泽等感官品质的形成外，还具有清除机体体内自由基、抗脂质氧化等生物活性功能[27]，酚类物质的存在赋予了芒果更多的营养价值。

四种芒果的维生素C含量均不高于10 mg/100 g，与其他水果相比，虽低于柑橘（维生素C含量约为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]。维生素C又称抗坏血酸，它既是鉴定水果品质的重要生理生化指标，也具有广泛的生理功能。

从表1可看出，四种芒果的β-胡萝卜素含量非常高，大黄芒高达4.06 mg/100 g，最低的大青芒也达到2.67 mg/100 g。四种芒果的β-胡萝卜素含量虽有一定的差别，但均远远高于普通常见水果，约为桂圆的185倍、草莓的123倍、杨梅的93倍、桑葚的65倍、葡萄的61倍、桃的41倍、苹果和梨的37倍、猕猴桃的27倍、西瓜的8倍[29]。β-胡萝卜素作为类胡萝卜素的一种，占总类胡萝卜素含量的48%～84%[30]，所以芒果是补充类胡萝卜素的良好食物来源。类胡萝卜素作为维生素A的前体物质，当人体需要维生素A时，它能迅速转化[31]，所以对于维生素A缺乏人群，可多食用芒果。

2.2 不同品种芒果果实品质主成分分析

由于所测定的9个营养成分指标间存在差异且各个指标间有一定相关性，故利用主成分分析法进行营养品质的评价。提取到2个特征值大于1的主成分，累积的方差贡献率达到95.599%，反应了四个品种芒果的原始数据信息的95.599%，选择前2个主成分代替原始9个指标，将9个营养成分指标转化为2个不相关的综合指标，从而起到降维的作用[32-33]，如表2所示。第1主成分贡献率为73.766%，主要反映了可滴定酸、糖酸比、可溶性糖、净果肉含量、总酚、可溶性蛋白质及水分含量的信息。第2主成分贡献率为21.833%，主要反映了维生素C和β-胡萝卜素的信息。

表2 主成分的特征值及贡献率Table 2 Eigenvalues and contribution rate of the principal components

由图1可知，不同品种芒果的区分效果较好，四个实验样品数据点均分布于95%置信区间内。将得分图分为4个象限，可看到大黄芒分布于第一象限，与第四象限的大青芒有着较好的聚集性，说明其营养品质含量相近，同理，鹰嘴芒和台芒两者有较好的聚集性，即这两种芒果营养品质含量相近。但大黄芒、大青芒与鹰嘴芒、台芒并没有较好的聚集，表明其营养品质存在一定差别。

图1 不同品种芒果PCA得分图Fig.1 PCA score diagram of different varieties of mangoes

由图2可知，大黄芒和大青芒的维生素C、净果肉含量、糖酸比较高，故分布于PC1正方向，鹰嘴芒和台芒的可溶性糖、可滴定酸、总酚、可溶性蛋白质等含量较高，故分布于PC2负方向。综上可知，芒果品种与营养品质存在着一定的对应关系，不同的芒果品种有着不同的营养品质。

图2 不同品种芒果PCA载荷图Fig.2 PCA loading diagram of different varieties of mangoes

2.3 不同品种芒果的综合评价

为了消除不同单位及数据量纲的影响，对各理化及营养品质等原始数据进行标准化处理。根据标准化后的各品质指标及因子荷载矩阵计算[34]。利用主成分载荷矩阵（表3）中各指标数据除以主成分相对应的特征值开平方根，得到2个主成分中各指标所对应的系数即特征向量，设2个主成分得分依次为 Y1、Y2，以特征向量为权重构建2个主成分的得分表达式。

表3 主成分载荷矩阵Table 3 Principal components loading matrix

以2个主成分的方差贡献率为权重，构建芒果综合评价模型：Y=0.73766Y1+0.21833Y2。根据上述综合评价模型计算出各不同品种芒果的综合评价分值，分值越高，该品种芒果的综合价值越高，不同品种芒果的主成分得分及排名如表4所示。

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

由结果可知，四种芒果中，鹰嘴芒综合得分最高，表明其品质表现最好，排名第二为台芒，而大青芒主成分综合得分最低，表明其品质表现最差。

2.4 不同品种芒果的挥发性香气

实验得到的各芒果挥发性香气成分经计算机谱库（NIST）检索及资料分析，四种芒果品种检出的主要香气成分及相对含量如表5所示[35]。

表5 不同品种芒果的挥发性香气Table 5 Volatile aroma of different varieties of mangoes

续表 5

续表 5

本次检测的四种芒果中共检测出74种香气成分（大黄芒19种，大青芒29种，鹰嘴芒29种，台芒32种）。其中萜烯类化合物37种，烯烃类化合物8种，烷烃类化合物5种，芳香烃1种，醛类化合物7种，酯类化合物10种，酸类化合物4种以及醇类化合物2种。各个品种芒果的挥发性香气成分的种类相对含量差异明显。从表5可知，4种芒果样品中都含有2-蒎烯、B-瑟林烯、1,2,3,4,4a,5,6,8a-八氢-4a,8-二甲基-2-（1-甲基乙烯基）-、正十四烷这几种物质，它们是组成芒果香气的重要成分，但含量各有不同[36-37]。

本研究的四种不同品种芒果中，各品种所含有的挥发性组分差异较大，这必然导致此四种芒果在香型特征上各不相同。研究表明，芒果的香气物质有270 多种，主要有单萜、倍半萜、酯、醛、酮、醇、酸等，其中萜烯类物质是最主要的香气成分[38]，萜烯类化合物具有特殊香气及生理活性，赋予作用较大。

萜烯类组分又以单萜为主，最大含量的单萜组分的不同决定了不同品种各自独特的香气特征[39]。不同品种芒果中含有的单萜组分不同，主要有：蒎烯、月桂烯、柠檬烯、蒈烯等。大黄芒中2-蒎烯、2-蒈烯的含量突出，其含量甚至是低含量物质的上百倍，这种成分一般来说对芒果的整体香气都起到一定的作用，这些组分主要含有橘、松和果香等香韵[39]，可能对大黄芒整体香韵有一定的贡献。大青芒中除了2-蒎烯、2-蒈烯、B-瑟林烯等成分含量较高外，其醛类含量占总挥发性成分的12.83%，是四种芒果之最，这使得其香气与其他三种芒果有一些差别。鹰嘴芒中含量最高的是罗勒烯，罗勒烯包含果香、青香和兰香韵，含量第二高的是2-蒎烯，具有非常典型的松香韵，它们对鹰嘴芒的香气有重要贡献。台芒中的2-蒎烯、2-蒈烯含量突出，除此之外，台芒的酯类含量是四种芒果之最，反映出台芒除了有非常典型的橘香和果香外，还具有较浓的甜香和脂香味。

此研究以萜烯类化合物占其总挥发性香气成分的比例为评价指标，萜烯类化合物含量由高到低分别为：大黄芒、鹰嘴芒、台芒、大青芒。从这一角度来看，大黄芒和鹰嘴芒的芒果特征香气强度表现得较为明显。

3 结论

芒果果实的营养成分和风味成分是决定其是否有市场竞争力的重要因素，对不同品种芒果的营养品质进行分析，能更好了解其品质特性，对新品种选育、未来产品开发、产品深加工乃至指导攀枝花芒果产业转型发展具有重要意义。

本研究对四种芒果品种的9项营养成分指标进行系统测定，结果表明，四种芒果营养成分在含量上均有一定程度的差异。糖酸比、β-胡萝卜素含量最高的是大黄芒，分别为16.47和4.06 mg/100 g；水分含量、可溶性糖、可滴定酸和总酚含量最高的是鹰嘴芒，分别为82.96%、21.22%、2.03%和0.73 mg/g；可溶性蛋白质含量最高的是台芒，为7.83 mg/g。利用主成分分析法对四种芒果进行全面的评价中，鹰嘴芒综合得分最高，说明其综合价值最高，之后分别是台芒、大黄芒、大青芒。挥发性香气成分的检测结果显示，四种芒果共检测出74种挥发性香气成分，其中含有萜烯类、酯类、醇类、醛类、酸类化合物，这些化合物的共同作用，使芒果呈现出特殊的香甜气味。不同芒果品种的香气物质含量不同，在萜烯类化合物的占比上，大黄芒＞鹰嘴芒＞台芒＞大青芒。

本研究结果是基于现有实验条件及分析方法而做出的结论，在下一步研究中，需要考虑对不同品种芒果的黄酮、氨基酸含量等进行测定，还应结合其抗氧化性能进行芒果理化品质的综合评价。对于芒果中活性香气成分，还应结合香气特征及气味阈值进行更深入、透彻地分析。