不同成熟度‘桂熱82號’芒果加工成原味果干前后關(guān)鍵香氣成分變化

檀業(yè)維，劉帥民，馮春梅, ，李建強，姜宗伯，王淋靚，黎新榮

（1.廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所，廣西南寧 530001；2.海南大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，海南海口 570228）

圖 1 不同成熟時期芒果關(guān)鍵香氣化合物萜烯類加工前后變化Fig.1 Changes of key aroma compounds terpene in mangoes before and after processing at different ripening stages

芒果（Mangifera indicaL.）作為世界上最重要的水果之一，因其含有大量的β-胡蘿卜素、維生素C、膳食纖維、可溶性糖和多種礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分而被公認(rèn)為熱帶和亞熱帶地區(qū)的水果之王[1-3]。芒果誘人的香氣是吸引消費者購買的主要因素之一，并且伴隨著成熟度不同，其香氣物質(zhì)組成發(fā)生著動態(tài)變化[4]。以往的流行病學(xué)資料表明，水果中如萜烯類、醛類等活性香氣物質(zhì)對預(yù)防心血管、腫瘤等疾病有積極效應(yīng)[5-6]。芒果中有數(shù)百個香氣成分，但只有部分香氣成分對芒果的整體風(fēng)味有貢獻(xiàn)，這些香氣成分通常被稱作關(guān)鍵香氣化合物，這其中包含萜烯、酯、醇、類醛和酮五種主要物質(zhì)，并且醛和萜烯在芒果的特征香氣中起著至關(guān)重要作用[7-8]。芒果是典型的呼吸躍變型水果，伴隨乙烯呼吸躍變峰的出現(xiàn)將加速軟化及病理疾病的發(fā)展[3,9]。同時芒果也是冷敏性水果，在低于13 ℃的溫度下貯藏會發(fā)生果皮變黑、凹陷、香氣、風(fēng)味和營養(yǎng)物質(zhì)流失等冷害癥狀，這給芒果的采后貯藏帶來了很大挑戰(zhàn)[10-11]。Ittafaqul等[12]早在2009年指出，芒果的貯藏品質(zhì)很大程度上取決于收獲的階段。這也被其他學(xué)者所證實，芒果在完熟時收獲會明顯縮短保質(zhì)期，而早期收獲能表現(xiàn)出更好的耐貯性，但也會導(dǎo)致更多的重量及理化品質(zhì)缺失[12-14]。

為了減少芒果鮮銷過程中帶來的不可逆損失，鮮果也被用于果干、果汁、果醬等休閑食品加工以提高經(jīng)濟(jì)附加值，延伸芒果產(chǎn)業(yè)鏈[15-16]。其中，芒果干因其果香濃郁、口感酸甜軟糯、攜帶方便，受到國內(nèi)外市場的青睞[17-18]。芒果干的干燥是一個復(fù)雜的過程，同時涉及傳熱和傳質(zhì)的過程，其中水通過擴散從果干內(nèi)部轉(zhuǎn)移到空氣-果干界面，再通過對流從界面轉(zhuǎn)移到氣流來實現(xiàn)水分流失[18-19]。在干燥過程中，果干會發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，一些學(xué)者分別從營養(yǎng)物質(zhì)變化[19]、酶活性[20]和顏色變化等方面[18]做了重要研究，但關(guān)于加工過程中香氣化合物變化的研究尚未見報道。

本研究通過GC-MS對三個不同生長期鮮芒果及其制得的原味芒果干關(guān)鍵香氣成分（醇類、萜烯、酯、醛和酮）進(jìn)行分析，定量檢測加工前后主香氣成分保留率。以期獲得‘桂熱82號’芒果適合加工成果干的最佳時期，從而推動芒果精深加工產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試‘桂熱82號’芒果 采摘自廣西壯族自治區(qū)百色市田陽區(qū)悅和芒果專業(yè)合作社（分三批，每批相隔三天）。采摘后于當(dāng)天立即運回果蔬保鮮實驗室，待采完最后一批樣品后在三批果實中分別挑選三個不同成熟度，且無病蟲害及機械傷的果實進(jìn)行試驗[18]；丁酸乙酯、β-蒎烯、2-蒈烯、β-月桂烯、己酸乙酯、鄰傘花烴、3-己烯-1-醇、辛酸乙酯、癸醛、β-紫羅蘭酮、苯乙醇 分析純，西格瑪奧德里奇（上海）貿(mào)易有限公司；高錳酸鉀、D-異抗壞血酸鈉、檸檬酸、蘋果酸食品級，南寧市越前食品添加劑有限公司；乙酸苯乙酯 Sigma-Aldrich；白砂糖 廣西良圻糖廠；大塑料筐、食品級大塑料袋 市售。

冷庫 自制；KB-40型烤霸 北京華珍烘烤系統(tǒng)設(shè)備工程有限公司；7890氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（7890 GC System，5973C MSD）、HP-5MS色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）、DB-17色譜柱（0.8 m×0.18 mm，0.18 μm） 美國安捷倫科技公司；SM1800固態(tài)熱調(diào)制器 雪景科技。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗材料準(zhǔn)備 每批果實運抵實驗室后進(jìn)行分級和清洗，自然晾干后選擇顏色、形狀、大小一致的果實置于室溫條件（20±1 ℃），相對濕度（85%±5%）貯藏。待最后一批芒果采完樣后，經(jīng)過前兩批貯藏后熟，從三批果實中分別挑選三個不同成熟度果實分別進(jìn)行果肉取樣，用液氮快速冷凍、搗碎，貯存在-80 ℃冰箱中待測。

1.2.2 原味芒果干無硫加工工藝 原味果干制作參照本實驗室先前確定的方法[17]。挑選綠熟（第三批），半熟（第二批），完熟（第一批）三個不同成熟時期果實，且果肉堅實、無腐爛的鮮芒果為原料。將挑選好的芒果放入0.1%的高錳酸鉀溶液中浸泡2～3 min后，用清水沖洗干凈。去除果蒂和皮，用不銹鋼刀切片（寬大約2 cm左右，長大約10 cm左右，厚度為1.5 cm左右）。切好的芒果片要立刻放入加有護(hù)色液的30°Brix糖水中浸泡，期間添加白砂糖直至糖液達(dá)到45°Brix。將浸泡好的芒果片抽真空，真空度為0.07 MPa，維持3 h后破除真空。單層鋪開在烘盤上，60～70 ℃熱風(fēng)干燥至不粘手為止。低溫入庫貯藏，包裝成品出庫。

1.2.3 關(guān)鍵香氣化合物GC-MS的定量分析 GCMS分析參照Xiao等[7]先前確立的實驗條件，從抽樣好的500 g新鮮果肉或500 g原味果脯取10 g至100 mL燒杯內(nèi)，加入50 mL蒸餾水，用榨汁機搗碎勻均，稱取1 g樣品至20 mL頂空瓶中，添加1 μL內(nèi)標(biāo)乙酸苯乙酯（濃度為110.0 mg/L），然后在40 ℃條件下頂空平衡20 min，再用固相微萃取纖維頭（DVB/CAR/PDMS，Supelco）進(jìn)行頂空吸附30 min，最后進(jìn)行全二維氣相高分辨質(zhì)譜儀分析（7890 GC System，5973C MSD）。全二維氣相色譜條件：固態(tài)熱調(diào)制器；調(diào)制柱（HV，1.2 m×0.25 mm）；色譜柱（1D:HP-5MS30 m×0.25 mm，0.25 μm；2D: DB-17 0.8 m×0.18 mm，0.18 μm）；進(jìn)樣口：250 ℃，不分流，解析5 min；載氣為氦氣，流速恒定為1.0 mL/min；將柱溫從50 ℃的初始溫度（保持2 min），以5 ℃/min的速度上升至260 ℃（保持3 min），后運行260 ℃（保持3 min），調(diào)制周期：6 s。質(zhì)譜條件：傳輸線溫度280 ℃，離子源溫度200 ℃，四級桿溫度150 ℃。電離模式：EI 70 eV，質(zhì)量范圍：45～400 m/z。采用內(nèi)標(biāo)物：乙酸苯乙酯進(jìn)行定量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 25.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，利用Origin進(jìn)行圖表繪制。同一成熟時期，同一指標(biāo)不同字母表示加工前后差異顯著（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同成熟度芒果加工前后萜烯類化合物分析

Sung等[4]采用溶劑輔助風(fēng)味蒸發(fā)法（SAFE）技術(shù)分析了不同芒果品種中揮發(fā)性化合物，并通過GCMS分析，認(rèn)為萜烯類和內(nèi)酯類是貢獻(xiàn)芒果風(fēng)味的兩種關(guān)鍵化合物。Zhang等[6]采用香氣活力值（OAV）結(jié)合檢測頻率分析對新鮮芒果香氣活性成分分析，首次確認(rèn)2,4-二甲基苯乙烯為芒果的香氣化合物，且萜烯類在關(guān)鍵香氣成分中起決定作用，且不同品種具體的萜烯類會有不同。本實驗發(fā)現(xiàn)芒果三個不同成熟時期，萜烯類化合物的變化如圖1所示。只在半熟期檢測到鄰傘花烴化合物，綠熟期和完熟期均沒有鄰傘花烴存在，加工成原味芒果干與鮮果相比，鄰傘花烴發(fā)生了顯著減少（P＜0.05）（圖1A）。以往的研究中，烯烴類化合物常被描述成具有輕微薄荷香味和草本氣息的關(guān)鍵香氣化合物[21-22]。在此前報道的芒果中（吉祿、和委內(nèi)瑞境內(nèi)未告知品種）所含的烯烴類化合物主要為對傘花烴[7,22]，在本研究中發(fā)現(xiàn)‘桂熱82號’所含的烯烴主要為鄰傘花烴，這個可能與地域有關(guān)，同為廣西栽培的樟樹精油提取物中檢測出的主要香氣化合物也為鄰傘花烴[23]。

蒎烯是一種有木質(zhì)、松香和松節(jié)油氣味的化合物，這種氣味也在木瓜[24]和檸檬[25]和其它芒果品種中均有分布[7]。β-蒎烯含量隨著果實的成熟度增高逐漸降低，并且在加工后的綠熟、完熟階段發(fā)生了顯著降低（P＜0.05），其中完熟期降低最為明顯（圖1B）。這是由于果實中不僅存在游離狀態(tài)的揮發(fā)性組分，還有一類是要通過水解芳香基或烴基與糖苷基之間的糖苷鍵才能釋放的鍵合態(tài)芳香化合物[26]。

2-蒈烯在綠熟期含量最高，之后隨著成熟度增高發(fā)生減少，到達(dá)完熟后又出現(xiàn)稍微增加，β-月桂烯在‘桂熱82號’成熟過程中都逐漸降低。這與Xiao等[7]在分析‘臺農(nóng)’芒果主要香氣化合物的實驗結(jié)果一致。隨著鮮果加工成原味果干，二者含量均出現(xiàn)了明顯下降，2-蒈烯在半熟期加工成果干后保留較好（圖1C、D）。蒈烯含有花香和芒果葉的香味，會伴隨果實成熟而自動氧化成其它香氣化合物[27]，β-月桂烯具有綠色氣息，被認(rèn)為是青芒果主要特征香氣成分[28]。這兩種特征香氣的保留能有效維持原味果干類似于鮮果的綠色氣息。

2.2 不同成熟度芒果加工前后酯類化合物分析

酯類香氣化合物主成分分析（PCA）顯示，酯類是賦予芒果特征風(fēng)味的關(guān)鍵香氣化合物[8]。芒果品種之間酯類存在明顯差異，表明它們對各個品種感官特征有獨特的貢獻(xiàn)，其易揮發(fā)性是使芒果具有令人愉悅的風(fēng)味的主要原因[4]。本實驗中己酸乙酯和丁酸乙酯在‘桂熱82號’芒果中隨著成熟度增高逐漸積累，在加工成原味果干后己酸乙酯含量出現(xiàn)明顯下降，尤其在綠熟期和完熟期加工成原味果干后己酸乙酯未檢出，丁酸乙酯加工后保留較好，尤其半熟期加工后保留率明顯高于其它兩個成熟期（圖2）。這可能是酯類化合物在芒果中以游離態(tài)形式存在，加工方式不可避免的造成果實在受熱過程游離態(tài)香氣物質(zhì)的損失或以其它異味形式生成[29]。值得注意的是半熟期丁酸乙酯含量在加工成原味果干后保留率明顯高于其它兩個時期，這可能是鮮果在加工成果干過程中脂肪酸通過β-氧化代謝產(chǎn)生新的丁酸乙酯造成[30]，也可能是原本存在的風(fēng)味前體物質(zhì)與糖類物質(zhì)結(jié)合成穩(wěn)定的鍵和態(tài)，由于高溫條件下發(fā)生糖苷鍵水解斷裂進(jìn)而釋放出丁酸乙酯[29]。具體原因需進(jìn)一步研究來證實。己酸乙酯天然存在于菠蘿等水果中，有令人愉快的氣味[31]，丁酸乙酯能表現(xiàn)出類似蘋果的風(fēng)味，被認(rèn)為是芒果特征風(fēng)味的重要貢獻(xiàn)者[30]。另外本實驗還檢測出乙酸異丁酯、己酸異戊酯和癸酸乙酯等酯類化合物，由于這幾種酯類氣味檢測閾值在以往文獻(xiàn)中還尚未確定，因此它們對不同成熟度芒果香氣的貢獻(xiàn)仍不清楚。

圖 2 不同成熟時期芒果關(guān)鍵香氣化合物酯類加工前后變化Fig.2 Changes of key aroma compounds ester in mangoes before and after processing at different ripening stages

2.3 不同成熟度芒果加工前后醇類化合物分析

果酯和醇類是芒果的主要揮發(fā)性成分，其內(nèi)部化學(xué)成分之間的相互作用可能決定了芒果品種的特殊感官風(fēng)味[26]。Xiao等[7]在凱特、臺農(nóng)和吉祿芒果中檢測出的醇類為（Z）-3-己烯-1-醇和2-苯乙醇，且OAV分析均大于2，被認(rèn)為對芒果的香氣有很大貢獻(xiàn)，是關(guān)鍵香氣化合物。本實驗芒果樣品中檢測出的醇類化合物為3-己烯-1-醇和苯乙醇，關(guān)鍵香氣化合物3-己烯-1-醇隨著果實成熟先呈下降趨勢，達(dá)到完熟后又出現(xiàn)了上升趨勢，加工后均明顯減少，但半熟期3-己烯-1-醇保留率均高于其它兩個時期；苯乙醇在成熟過程中呈不斷增加趨勢，在加工成原味果干后仍得到了較好保留（圖3）。3-己烯-1-醇具有綠色和青草的味道[28]，苯乙醇被認(rèn)為有玫瑰花的香氣[32]。由于醇類香氣化合物很容易被脂肪酸氧化降解，造成加工前后含量變化較大，這與Ndlela 等[33]用熱處理芒果鮮果在芳香族醇類變化的結(jié)果一致。

圖 3 不同成熟時期芒果關(guān)鍵香氣化合物醇類加工前后變化Fig.3 Changes of key aroma compounds alcohol in mangoes before and after processing at different ripening stages

2.4 不同成熟度芒果加工前后醛類化合物分析

Xiao等[7]利用頂空固相微萃取（HS-SPME）技術(shù)結(jié)合GC-MS在三個芒果品中檢測出8種醛類，其中癸醛OAV大于1對芒果風(fēng)味貢獻(xiàn)很大，是關(guān)鍵香氣化合物。本研究在芒果綠熟階段檢測到癸醛，但隨著成熟度的增加，半熟和完熟期均未檢測到癸醛存在，在加工成原味果干的過程中半熟時期癸醛含量最高，其次是完熟時期，綠熟時期加工成果干后未檢出（圖4）。癸醛類化合物揮發(fā)能形成清新的水果氣味，加工后的果干保持這一氣味有利于提高果干的新鮮度[34]。如前所述，果實成熟過程中醛類化合物容易被加氫還原成醇類，也容易在加工過程中由于脂肪酸的氧化降解造成積累或消耗[33]。

圖 4 不同成熟時期芒果關(guān)鍵香氣化合物癸醛加工前后變化Fig.4 Changes of key aroma compounds decanal in mangoes before and after processing at different ripening stages

2.5 不同成熟度芒果加工前后酮類化合物分析

以往采用定量描述性感官分析（QDA）驗證感官差異的研究發(fā)現(xiàn)，芒果受歡迎程度與6種氣味屬性的差異有很大的相關(guān)性，其中在酮類化合物中β-紫羅蘭酮起到很重要的作用，是關(guān)鍵香氣化合物[4,6-7]。β-紫羅蘭酮是香氣活性最強的化合物，因其具有紫羅蘭的香氣被稱為紫羅蘭酮，在芒果中可以通過光氧化、熱降解和脂氧合酶催化類胡蘿卜素共氧化而生成[4]。本研究中β-紫羅蘭酮含量隨著果實不斷成熟而上升，在半熟期含量最高，完熟期又明顯下降，經(jīng)過加工后β-紫羅蘭酮在三個成熟階段中都呈現(xiàn)上升趨勢，并且在半熟期上升最明顯（圖5）。β-紫羅蘭酮作為芒果關(guān)鍵香氣化合物在國內(nèi)外芒果品種中都已明確，如Kensington Pride[4]、臺農(nóng)、吉祿品種中均有報道[7]。

圖 5 不同成熟時期芒果關(guān)鍵香氣化合物β-紫羅蘭酮加工前后變化Fig.5 Changes of key aroma compounds β-ionone in mangoes before and after processing at different ripening stages

2.6 不同成熟度芒果加工前后主香氣成分保留率分析

主香氣成分是由幾種香氣閾值低、相對含量高的芳香物質(zhì)成分在果實成熟過程中逐步形成的，不同成熟度主香氣成分存在一定差異[4,7-8]。以往研究表明芒果主香氣成分為羅勒烯、α-蒎烯、2-蒈烯和β-月桂烯等[7,29]。酯類是果香型香氣成分，C2-C6的乙酯類被認(rèn)為是成熟芒果風(fēng)味的主香氣成分，對果實濃郁香味起主要貢獻(xiàn)[8,12]。因此，本文綜合選取萜烯類成分異松油烯、羅勒烯、β-月桂烯、檸檬烯、石竹烯、β-蒎烯、蒈烯，醇類物質(zhì)3-己烯-1-醇、苯乙醇等大多數(shù)品種芒果中的關(guān)鍵香氣成分[26]以及低氣味閾值的丁酸乙酯、己酸乙酯、苯甲酯、癸醛和β-紫羅蘭酮等14種芳香成分[6-7]作為干燥后芒果主香氣成分保留率的考察指標(biāo)。

上述主香氣成分在不同成熟度芒果鮮果及原味果干中的保留情況如表1所示，異松油烯是各個成熟時期檢測到相對含量最高的主香氣成分，含量第二高的在綠熟期和半熟期是檸檬烯，完熟期是苯乙醇；除此之外，綠熟期的主香氣成分為石竹烯，半熟期是苯乙醇，完熟期主要為石竹烯（綠熟期的關(guān)鍵香氣化合物為2-蒈烯，半熟期和完熟期主要為苯乙醇）。不同成熟時期加工后主香氣成分種類（原果風(fēng)味）保留率分別為85.71%、100%和84.62%；主香氣成分含量保留率分別為40.14%、66.28%和63.0%，半熟期主香氣成分含量保留率最高。加工后綠熟期減少了己酸乙酯和癸醛，半熟期新增癸醛，完熟期減少了丁酸乙酯和己酸乙酯，增加了癸醛，這可能是由于游離狀態(tài)的揮發(fā)性組分在制作芒果干過程中加熱揮發(fā)或者鍵合態(tài)芳香化合物受熱分解釋放所致[28]，具體原因還需進(jìn)一步實驗證實。

表 1 不同成熟期芒果關(guān)鍵氣成分保留率（%）Table 1 Retention rate of key aroma components in mango at different ripening stages (%)

3 結(jié)論

成熟度不同的芒果在加工過程中，關(guān)鍵香氣化合物萜烯類（鄰傘花烴、β-蒎烯、2-蒈烯和β-月桂烯）、酯類（己酸乙酯和丁酸乙酯）、醇類（3-己烯-1-醇和苯乙醇）、醛類（癸醛）、酮類（β-紫羅蘭酮）等均發(fā)生明顯變化。結(jié)果表明芒果在完熟期關(guān)鍵香氣化合物種類豐富，含量也較其它兩個時期較高，但加工后關(guān)鍵香氣化合物損失也比較嚴(yán)重，在半熟期盡管香氣化合物種類、含量未達(dá)到完熟期級別，但加工后關(guān)鍵香氣化合物保留較好。從主香氣成分分析，半熟期芒果14種主香氣成分加工后均未見消失，主香氣成分種類（原果風(fēng)味）保留率達(dá)100%。以上結(jié)果表明從關(guān)鍵香氣化合物變化和主香氣成分（原果風(fēng)味）保留率來判斷，半熟期‘桂熱82號’適合于加工成原果風(fēng)味果脯，這將為芒果干加工過程中香氣回填提供技術(shù)參考。