8個杧果品種膠乳揮發性成分及膠乳的灼傷機制初探

母軍霞 高兆銀 弓德強 李敏 吳家禮 于婧 李俊國 胡美姣

摘 ?要：以‘臺農1號’‘貴妃’‘金煌’‘玉文’‘紅象牙’‘四季蜜杧’‘金穗’和‘紅杉林’8個杧果品種的膠乳為材料，利用氣相色譜-質譜聯用技術對其揮發性成分進行測定，用NIST 11標準譜庫對測定的質譜數據進行自動檢索對照，保留匹配度大于90%的化合物，并對不同杧果品種的膠乳揮發性成分進行差異性分析，旨在為確定杧果膠乳中灼傷果皮的主要揮發性成分提供科學參考，并采用超景深三維顯微鏡觀察果皮灼傷前后變化，為初步探索膠乳灼傷果皮機制提供參考。結果表明：（1）8個杧果品種共鑒定出30種匹配度大于90%的化合物，這些化合物分為萜烯類、酚類、醛類和烷烴類。其中，萜烯類是主要揮發性成分，酚類、醛類和烷烴類占比極少。8個杧果品種膠乳中共有的化合物有α-蒎烯、3-蒈烯、α-水芹烯、4-蒈烯、（R）-（+）-檸檬烯、檜烯、（1R）-（+）-α-蒎烯、萜品油烯、L-石竹烯和2，4-二叔丁基苯酚共10種。其中，3-蒈烯和萜品油烯為8個杧果品種膠乳的主要揮發性成分。（2）根據8個杧果品種膠乳中各揮發性成分的相對含量為數據源進行主成分分析將其分為5類：第一類為‘貴妃’和‘金煌’，第二類為‘臺農1號’和‘四季蜜杧’，第三類為‘紅象牙’和‘金穗’，第四類為‘玉文’，第五類為‘紅杉林’。同一類別杧果品種其膠乳的主要揮發性成分及相對含量相似，不同類別杧果品種其膠乳的主要揮發性成分及相對含量差異較大。（3）杧果膠乳導致果皮皮孔褐變損傷，‘臺農1號’接觸膠乳的1 h后發生輕微灼傷，貴妃接觸膠乳10 min時明顯灼傷。研究結果明確了8個杧果品種乳膠中揮發性成分及其在不同品種中相對含量的差異，為揭示不同杧果品種膠乳灼傷果皮機制提供了基礎。

關鍵詞：杧果;膠乳;甲醇提取物;萜烯

中圖分類號：S667.7 ? ? ?文獻標識碼：A

Abstract： In order to provide scientific references for the identification of main volatile components of mango latex， the latex from eight mango cultivars， including ‘Tainoung No.1’， ‘Guifei’， ‘Chun Hwang’， ‘Yuwen’， ‘Red Ivory’， ‘Sijimi mango’， ‘Jinsui’ and ‘Hongshanlin’， were determined by the GC-MS method. The compounds with matching degree more than 90% were reserved according to NIST 11 standard mass spectrometry library and analyzed the differences among latex from different mango cultivars. The changes before and after peel burned were observed under a VHX-5000 Super-high magnification lens zoom 3D microscope， which provided a reference for preliminary exploration of the mechanism of latex. Thirty kinds of compounds with a matching degree greater than 90% were detected from the cultivars. The compounds were composed of terpenes， phenols， aldehydes and alkanes. The main volatile components were terpenes， and there were a small amount of phenols， aldehydes and alkanes. Ten common compounds were detected in the latex from the cultivars， including α-pinene， 3-carene， α-phellandrene， 4-carene， （R）-（+）-limonene， sabinene， （1R）-（+）-α-pinene， terpinolene， L-caryophyllene and 2，4-Di-tert-butylphenol， among which the main volatile components were 3-carene and terpinolene. The latex from different mango cultivars were clustered into different groups according to the PCA score map. Based on the distance among the cultivars， they were classified into five groups. The first group included ‘Guifei’ and ‘Chun Hwang’， the second group included ‘Tainoung No.1’ and ‘Sijimi mango’， the third group included ‘Red Ivory’ and ‘Jinsui’， the fourth group was ‘Yuwen’， and the fifth group was ‘Hongshanlin’. The distance between two mango cultivars in the same group was small， which indicated the great similarity between them. The distance was large in different groups， which indicated that the main volatile components and relative content were quite different. Mango latex caused browning damage in the lenticels of fruit skin. ‘Tainoung No.1’ had slight burn after contacting with the latex for 1 hour， and ‘Guifei’ had obvious burn after contacting with the latex for 10 min. This study would provide a theoretical basis for revealing the mechanism of latex.

Keywords： mango; latex; methanol extract; terpene

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.12.032

杧果（Mangifera indica L.）是漆樹科杧果屬熱帶果樹，是僅次于香蕉的世界第二大熱帶水果，對熱區農業經濟發展有著重要意義[1]。目前杧果果實采收時膠乳外溢灼傷果皮的問題比較突出，膠乳接觸到果皮以后會在皮孔處形成褐化傷口，使其容易受到真菌侵染，從而造成蒂腐、炭疽等病害的發生[2]，嚴重影響杧果的商品價值[3]。

杧果膠乳是一種黏稠液體，具有杧果香氣，靜置后分為兩層：上層為黃褐色油相，約占膠乳總體積的10%;下層為乳白色水相，約占膠乳總體積的90%。油相中含有大量的萜烯類化合物，在接觸到果皮后產生嚴重的灼傷癥狀，而水相中不含灼傷果皮的成分[2-5]。國外的研究報道發現，檸檬烯、羅勒烯、β-月桂烯和α-蒎烯是造成幾個印度杧果品種果皮灼傷的主要揮發性成分[6]，萜品油烯是造成澳大利亞‘Kensington’品種果皮灼傷的主要揮發性成分，3-蒈烯是造成‘Irwin’品種果皮灼傷的主要揮發性成分[2]。然而目前尚無造成我國杧果品種果皮灼傷的膠乳成分的相關報道。

杧果生產是廣西的特色水果產業，早在2015年，廣西的杧果產量就已超過國內最早發展杧果產業的海南省，躍居全國首位[7]。本研究中采用的8個杧果品種果實均采自廣西。其中，‘臺農1號’、‘貴妃’和‘金煌’為代表性品種。‘臺農1號’是杧果內銷量最高，人氣最旺的品種。該品種早熟、美觀、抗病、耐貯運，且肉質細膩、香氣濃郁，深受消費者喜愛，具有廣闊的發展前景，主要分布區域為廣西、廣東、海南等華南地區。‘貴妃’又名‘紅金龍’，臺灣省選育品種，1997年引入海南省，在海南已經成為主栽品種之一，在廣西和福建也有分布。‘金煌’果實特大，品質上等，主要分布在廣東、廣西、云南、福建、臺灣等省（區）。‘四季蜜杧’肉厚多汁，主要分布在廣西壯族自治區百色市田陽縣右江河谷地區。金穗是廣西靈山縣地方優質品種。‘玉文’、‘紅象牙’和‘紅杉林’為高校及科研院選育的優良品種。8個品種市面常見，因此，本研究以‘臺農1號’‘貴妃’‘金煌’‘玉文’‘紅象牙’‘四季蜜杧’‘金穗’和‘紅杉林’為代表性材料，測定其膠乳的揮發性成分，分析不同品種膠乳揮發性成分的差異，為確定8個杧果品種膠乳中灼傷果皮的主要揮發性成分提供科學參考。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

1.1.1 ?植物材料及處理 ?‘臺農1號’‘貴妃’‘金煌’‘玉文’‘紅象牙’‘四季蜜杧’‘金穗’和‘紅杉林’8個杧果品種果實采自廣西百色國家農業科技園區杧果品種園，采摘時果實成熟度均為7～8成熟，果柄長度3～5 cm，立即帶回實驗室，并用剪刀自果蒂根部剪下果柄，收集傷口中流出的膠乳于2 mL離心管，每個品種采集3管，?40 ℃保存備用。

1.1.2 ?儀器與設備 ?Mikro 200R微量冷凍離心機（德國Hettich公司），MS3 basic 渦旋混合儀（德國IKA公司），7890A/5975C GC-MS聯用儀（美國安捷倫公司），VHX-5000超景深三維顯微鏡（日本Keyence公司）。

1.2 ?方法

1.2.1 ?膠乳前處理 ?膠乳混勻后取200 μL至2 mL離心管，接著加入500 μL甲醇混勻，渦旋儀2500 r/min渦旋1 min，常溫下8000 r/min離心10 min。注射器取其上清液，用0.22 μm濾膜過濾后取100 μL加入內襯管，將內襯管置于1.5 mL進樣瓶中。設置3組重復。

1.2.2 ?GC-MS定性分析[8] ?利用氣相色譜-質譜聯用儀進行測定，色譜柱為Agilent DB-225MS （30 m×0.25 mm， 0.25 μm）。GC條件：高純氦氣為載氣，恒定流速1 mL/min;進樣口溫度250 ℃;進樣量：1 μL;分流比5∶1。升溫程序：初始溫度60 ℃，保持10 min，以4 ℃/min的速率升溫至120 ℃，以8 ℃/min的速率升溫至220 ℃。MS條件：傳輸線溫度230 ℃;電離方式：EI源;電離能量：70 eV;離子源溫度：230 ℃;四極桿溫度：150 ℃。掃描質量范圍m/z 40～600;掃描模式：全掃描。溶劑延遲3 min。

1.2.3 ?主成分分析 ?以8個杧果品種膠乳中揮發性成分的相對含量為數據源進行主成分分析，根據主成分在PCA得分圖上的距離來確定各個品種膠乳成分的相關性。

1.2.4 ?顯微觀察 ?以‘臺農1號’和‘貴妃’2個品種為材料，在超景深三維顯微鏡下，觀察2個品種健康果皮和膠乳灼傷果皮的結構;將2個杧果品種的膠乳分別涂抹在健康果實的果皮上，觀察果皮的變化。

1.3 ?數據處理

用NIST 11標準譜庫對質譜數據進行自動檢索對照，保留匹配度大于90%的化合物，根據各個物質的分子式、CAS號確定化學成分，利用峰面積歸一化法計算各組分相對含量。采用Excel 2007軟件進行數據處理和制圖，IBM SPSS Statistics 25軟件進行差異顯著性分析，SIMCA14.1軟件進行主成分分析。

2 ?結果與分析

2.1 ?8個杧果品種膠乳揮發性成分的分析

用GC-MS對8個杧果品種的膠乳進行分析，通過標準譜庫檢索和人工解析各峰相應的質譜圖（圖1），8個杧果品種膠乳揮發性成分共檢測出4類30種，其中萜烯類26種，酚類2種，醛類1種，烷烴類1種（表1）。

‘臺農1號’的膠乳揮發性成分共檢測出2類14種，其中萜烯類13種，酚類1種，相對含量分別為99.84%和0.16%;相對含量高于1%的揮發性成分依次為：萜品油烯>3-蒈烯>4-蒈烯> （R）-（+）-檸檬烯>檜烯，5種成分占膠乳總成分的96.68%。

‘貴妃’的膠乳揮發性成分共檢測出3類17種，其中萜烯類14種，酚類2種，醛類1種，相對含量分別為99.33%、0.42%和0.25%;相對含量高于1%的揮發性成分依次為：萜品油烯>3-蒈烯>β-瑟林烯>4-蒈烯>（R）-（+）-檸檬烯>檜烯，6種成分占膠乳總成分的96.26%。

‘金煌’的膠乳揮發性成分共檢測出3類17種，其中萜烯類14種，酚類2種，烷烴類1種，相對含量分別為99.52%、0.36%和0.11%;相對含量高于1%的揮發性成分依次為：萜品油烯>3-蒈烯>β-瑟林烯，3種成分占膠乳總成分的91.55%。

‘玉文’的膠乳揮發性成分共檢測出3類17種，其中萜烯類14種，酚類2種，烷烴類1種，相對含量分別為99.73%、0.22%和0.05%;相對含量高于1%的揮發性成分依次為：3-蒈烯>萜品油烯>β-瑟林烯>（R）-（+）-檸檬烯>α-水芹烯>檜烯> α-蒎烯，7種成分占膠乳總成分的98.40%。

‘紅象牙’的膠乳揮發性成分共檢測出3類27種，其中萜烯類24種，酚類2種，烷烴類1種，相對含量分別為99.92%、0.06%和0.02%;相對含量高于1%的揮發性成分依次為：萜品油烯>α-蒎烯>3-蒈烯>4-蒈烯>L-石竹烯>（R）-（+）-檸檬烯>檜烯>1，4，7，-環十一碳三烯>左旋-β-蒎烯，9種成分占膠乳總成分的95.94%

‘四季蜜杧’的膠乳揮發性成分共檢測出2類19種，其中萜烯類17種，酚類2種，相對含量分別為99.76%、和0.24%;相對含量高于1%的揮發性成分依次為：萜品油烯>3-蒈烯>α-蒎烯> 4-蒈烯>（R）-（+）-檸檬烯>檜烯，6種成分占膠乳總成分的93.91%。

‘金穗’的膠乳揮發性成分共檢測出2類23種，其中萜烯類21種，酚類2種，相對含量分別為99.86%和0.14%;相對含量高于1%的揮發性成分依次為：萜品油烯>3-蒈烯>α-蒎烯>4-蒈烯> （R）-（+）-檸檬烯>L-石竹烯>α-布藜烯>1，4，7，-環十一碳三烯>檜烯，9種成分占膠乳總成分的96.17%。

‘紅杉林’的膠乳揮發性成分共檢測出2類19種，其中萜烯類17種，酚類2種，相對含量分別為99.92%和0.08%。相對含量高于1%的揮發性成分依次為：3-蒈烯>α-蒎烯>萜品油烯>左旋-β-蒎烯>（R）-（+）-檸檬烯>L-石竹烯>1，4，7，-環十一碳三烯>檜烯>α-水芹烯，9種成分占膠乳總成分的97.18%。

8個杧果品種膠乳的共有揮發性成分有10種，分別為：α-蒎烯、3-蒈烯、α-水芹烯、4-蒈烯、（R）-（+）-檸檬烯、檜烯、（1R）-（+）-α-蒎烯、萜品油烯、L-石竹烯、2，4-二叔丁基苯酚。另有6種成分僅在個別品種中存在：莰烯和大根香葉烯D只存在于‘紅象牙’中，γ-摩勒烯、naphthalene，1，2，3， 4，4a，7-hexahydro-1， 6-dimethyl-4-（1-methylethyl）-和cyclohexene，6-ethenyl-6-methyl-1-（1-methy-le-thyl）-3-（1-methylethylidene）-， （S）-只存在于‘紅象牙’和‘金穗’中，5-羥甲基糠醛只存在于‘貴妃’中。

8個杧果品種膠乳的主要揮發性成分有2種，分別為3-蒈烯和萜品油烯。以3-蒈烯為主要成分的品種為‘玉文’和‘紅杉林’，其相對含量分別為85.39%和61.34%;其次是‘金煌’和‘貴妃’，相對含量分別為27.45%和23.22%。以萜品油烯為主要成分的品種有‘臺農1號’‘四季蜜杧’‘金穗’‘紅象牙’‘貴妃’和‘金煌’，相對含量分別為84.63%、76.44%、75.04%、71.00%、65.99%和59.05%。此外，α-蒎烯為紅杉林膠乳中的主要揮發性成分之一，含量達到了21.28%。

2.2 ?8個杧果品種膠乳揮發性成分的差異分析

對8個杧果品種膠乳揮發性成分進行分析發現，萜烯類是杧果膠乳中最重要的成分，相對含量在99%以上，酚類、醛類和烷烴類在杧果膠乳中的占比極少，不同杧果品種的膠乳揮發性成分存在差異（表2）。

其中，‘紅象牙’和‘紅杉林’2個品種萜烯類含量最高，大于99.90%，顯著高于其他6個品種;‘金穗’‘臺農1號’‘四季蜜杧’和‘玉文’的相對含量次之;‘金煌’和‘貴妃’最少。酚類物質以‘貴妃’和‘金煌’的相對含量最高，分別為0.43%和0.36%，其余6個品種均低于0.3%，含量較低。對于醛類物質，僅在‘貴妃’品種膠乳中出現，其相對含量為0.26%，其他品種中均不含此類成分。‘金煌’‘玉文’和‘紅象牙’3個品種含有烷烴類物質，兩兩之間存在顯著性差異，但含量極低。

以8個杧果品種的膠乳揮發性成分及其相對含量為數據源，進行主成分分析（圖2）。在PCA模型中，PC1（37.4%）和PC2（24.4%）累計方差貢獻為61.8%，能夠反映樣本的基本信息。

不同杧果品種的膠乳分別聚集在PCA得分圖的不同區域，根據其在PCA得分圖上的距離間隔的大小分為5類。第一類為‘貴妃’和‘金煌’，2個品種在得分圖上距離間隔較小，主要成分及相對含量差異較小;‘貴妃’和‘金煌’的主要揮發性成分為萜品油烯，相對含量分別為65.99%和59.05%，其次是3-蒈烯，相對含量分別為23.22%和27.45%。第二類為‘臺農1號’和‘四季蜜杧’，2個品種在得分圖上距離間隔較小，主要成分及相對含量差異較小;‘臺農1號’和‘四季蜜杧’的主要揮發性成分為萜品油烯，相對含量分別為84.63%和76.44%。第三類為‘紅象牙’和‘金穗’，2個品種在得分圖上距離間隔較小，主要成分及相對含量差異較小;‘紅象牙’和‘金穗’的主要揮發性成分為萜品油烯，相對含量分別為71.00%和75.04%。第四類為‘玉文’，在得分圖上與‘臺農1號’‘貴妃’‘金煌’‘紅象牙’‘四季蜜杧’、‘金穗’和‘紅杉林’距離間隔較大，主要成分及相對含量差異較大;‘玉文’的主要揮發性成分為3-蒈烯，相對含量為85.39%。第五類為‘紅杉林’，在得分圖上與‘臺農1號’‘貴妃’‘金煌’‘玉文’‘紅象牙’‘四季蜜杧’和‘金穗’距離間隔較大，主要成分及相對含量差異較大;‘紅杉林’的主要揮發性成分為3-蒈烯和α-蒎烯，相對含量分別為61.34%和21.28%。

2.3 ?‘臺農1號’和‘貴妃’品種果皮顯微觀察

在超景深三維顯微鏡下分別觀察‘臺農1號’和‘貴妃’2個品種的健康果皮和膠乳灼傷的果皮結構后初步發現：膠乳對杧果果皮氣孔無損傷，對果皮的灼傷主要發生在皮孔處。2個品種的健康皮孔均呈圓形或近圓形，開孔周圍覆蓋厚的蠟質層;膠乳灼傷的果皮處蠟質層薄，皮孔開裂，皮孔周圍發生褐變（圖3）。分別將‘臺農1號’和‘貴妃’的膠乳涂抹在健康果皮上，顯微鏡下觀察發現‘臺農1號’在接觸到膠乳1 h后，皮孔周圍發生輕微褐變;‘貴妃’在接觸到膠乳的10 min后就產生明顯褐變（圖4）。

3 ?討論

對我國8個杧果品種膠乳的成分研究表明，萜烯類是杧果膠乳的主要揮發性成分。這與Loveys等[2]研究的澳大利亞‘Kensington’品種和美國‘Irwin’品種的結果相一致。‘臺農1號’‘貴妃’‘金煌’‘紅象牙’‘四季蜜杧’和‘金穗’品種膠乳的主要揮發性成分為萜品油烯，與‘Kensington’品種相一致，其中，‘臺農1號’的萜品油烯相對含量與‘Kensington’品種最為相似，分別為84.63%和83.70%。‘玉文’和‘紅杉林’品種膠乳的主要揮發性成分為3-蒈烯，與‘Irwin’品種的相一致，其中，‘玉文’的3-蒈烯相對含量與‘Irwin’品種最為相似，分別為85.39%和89.80%。

John等[9]在研究7個印度杧果品種的膠乳時發現，其主要揮發性成分是β-月桂烯、順式/反式羅勒烯和檸檬烯，而我國的8個杧果品種其膠乳的主要揮發性成分為3-蒈烯和萜品油烯，檸檬烯較少，相對含量在1.46%～2.43%，不含β-月桂烯和順式/反式羅勒烯。Musharraf等[10]對9個巴基斯坦杧果品種的膠乳成分測定后發現，9個品種共同含有L-石竹烯、β-月桂烯和α-蒎烯3種成分，而我國的8個杧果品種有α-蒎烯和L-石竹烯，未檢測出β-月桂烯。San等[4， 11]在研究澳大利亞的“Honey Gold”杧果采摘時間及膠乳成分對果皮褐變的影響時發現，14：00采摘的杧果中果皮褐變的發生率較高，其膠乳中的主要揮發性成分為萜品油烯、2-蒈烯、3-蒈烯、α-萜品烯和對傘花烴，其中萜品油烯的含量最高。本研究中的8個杧果品種的膠乳中未檢測出2-蒈烯、α-萜品烯和對傘花烴。Krishnapillai等[12]對斯里蘭卡的4個杧果品種的膠乳進行測定后發現，‘Karuthakolumban’和‘Ambalavi’品種的主要揮發性成分為β-羅勒烯，我國的8個品種膠乳中未檢測出此成分;‘Willard’的主要揮發性成分為萜品油烯，與我國的‘臺農1號’‘四季蜜杧’‘金穗’‘紅象牙’‘貴妃’和‘金煌’一致;‘Chembaddan’的主要揮發性成分為3-蒈烯，與我國的‘玉文’和‘紅杉林’一致。以上結果表明，不同杧果品種膠乳揮發性成分存在差異。

8個杧果品種膠乳的揮發性成分為萜烯類、酚類、醛類和烷烴類，其中萜烯類相對含量最高。3-蒈烯和萜品油烯是8個杧果品種膠乳的主要揮發性成分。根據主成分分析結果可將8個杧果品種分為5類：第一類為‘貴妃’和‘金煌’，第二類為‘臺農1號’和‘四季蜜杧’，第三類為‘紅象牙’和‘金穗’，第四類為‘玉文’，第五類為‘紅杉林’。同一類別杧果品種其膠乳的主要成分及相對含量相似，不同類別杧果品種其膠乳的主要揮發性成分及相對含量差異較大。

膠乳對杧果果皮的灼傷主要發生在皮孔處。皮孔是氣體交換的通道，皮孔數量越少，開口越小，受病原體和微生物入侵的機會也越少，杧果果實表皮覆蓋的蠟質，對抑制微生物入侵起著保護作用[13]。膠乳流經果皮，從皮孔進入果實，使皮孔開裂褐變，病原體和微生物入侵導致杧果極易染病。由此推測，膠乳灼傷果皮的程度可能與皮孔數量及大小有關。‘臺農1號’和‘貴妃’杧果在接觸到膠乳后發生褐變的時間和程度不同，由此推測不同杧果品種對膠乳的敏感性不同。膠乳成分和果皮灼傷的關系有待進一步研究。

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責任編輯：崔麗虹