采后催熟對‘臺農(nóng)一號’芒果理化品質(zhì)及營養(yǎng)特性的影響

胡隆孝，曹琳彩，王 凱，趙 雷,

（1.廣州市果美味食品有限公司，廣東廣州 510800；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東廣州 510642）

芒果（Mangifera indicaL.）在全世界超過90個國家都有種植，是最重要的熱帶水果之一[1-2]。成熟的芒果具有鮮艷的顏色，香甜的味道、濃郁的風(fēng)味以及豐富的營養(yǎng)成分（糖、維生素、礦物質(zhì)、纖維和植物化學(xué)成分），素有“熱帶果王”之美譽。近年來，在中國的海南省、廣西省百色市、四川省攀枝花市形成芒果的主產(chǎn)區(qū)，以臺農(nóng)一號、金煌芒、紅玉、貴妃、紅象牙芒、鷹嘴芒和青芒等形成了“早”、“中”、“晚”熟的主栽品種，其中臺農(nóng)一號以其營養(yǎng)豐富、品質(zhì)優(yōu)良、豐產(chǎn)性好、適應(yīng)性強等特點在我國海南、廣西等省份得到大面積的推廣種植。

芒果是一種典型的呼吸躍變型果實，在脫離母體后仍能夠繼續(xù)成熟。芒果的品質(zhì)受成熟階段等因素的影響，在成熟過程中發(fā)生的生理生化和分子等變化直接影響其品質(zhì)性狀[3]。芒果采后成熟的過程中，一方面，葉綠素的消解及類胡蘿卜素的生物合成導(dǎo)致其果皮和果肉顏色的變化，細(xì)胞壁降解酶活性增加導(dǎo)致細(xì)胞壁的變化，總酚含量的變化[4]、維生素C含量的下降，以及總可溶性固體增加等[5]，于此同時，果實的成熟，芳香性物質(zhì)的增多，果實香氣愈發(fā)濃烈；另一方面，隨著果實的成熟和衰老，其自身的抗病性大大減弱，果實腐爛亦會加劇。一般而言，芒果采摘后自然成熟需要5～8 d[6]。外源乙稀（乙稀利）作為催熟劑已被廣泛應(yīng)用于具有后熟現(xiàn)象的園藝產(chǎn)品上[7]，與溫度、濕度及封閉狀況等共同調(diào)節(jié)采后芒果的成熟時間。

優(yōu)質(zhì)水果的產(chǎn)品不僅依賴于加工技術(shù)，還依賴于對水果成熟度的合理選擇，因此需加強對芒果采收后催熟過程的研究，深入探討果實采后催熟過程中主要品質(zhì)及營養(yǎng)的變化規(guī)律，以期獲得更優(yōu)質(zhì)的芒果產(chǎn)品，并促進對健康更有益的芒果的加工。因此本文以生芒果（臺農(nóng)一號）為研究對象，探討不同催熟階段芒果理化指標(biāo)、營養(yǎng)物質(zhì)、色澤及香氣成分的變化，為完善芒果采后品質(zhì)調(diào)控技術(shù)提供實驗依據(jù)。

1 材料與儀器

1.1 材料與儀器

生芒果（臺農(nóng)一號） 采摘于廣西；乙烯利 上海華誼集團華原化工有限公司；環(huán)己酮、乙腈 色譜純，Sigma公司；2,6-二氯靛酚、抗壞血酸、草酸、牛血清蛋白、考馬斯亮藍(lán) 分析純，上海麥克林生化科技有限公司。

Uvmini-1240紫外分光光度計、EZ-Test EZ-SX單柱式電子萬能試驗機 日本島津公司；PR-201α數(shù)顯糖度計 日本ATAGO公司；NR60CP精密色差儀 深圳三恩時科技有限公司；1260 Infinity高效液相色譜儀、7890B-5977A型GC-MA質(zhì)譜聯(lián)用儀美國安捷倫公司；100 μm PDMS型萃取頭 美國Supelco公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 芒果催熟方法 催熟方法參考梁敏華等[1]，選取果形、成熟度、大小一致芒果20±1個（15 kg），將15 g乙烯利置于紙巾上，卷成一個紙球，放置于芒果中的中心位置。保持環(huán)境溫度30 ℃，相對濕度40%～50%左右。每12 h取樣20個芒果，每個采樣時間為一個催熟期，催熟期標(biāo)記為從1到10。每個催熟期的樣品立即進行硬度的測試，而后打漿放置于-20 ℃的冰箱中待測。

1.2.2 果肉硬度測定 采用電子萬能試驗機測定樣品果肉硬度，將果實赤道軸中心處果皮削去，沿中心處測定上中下三點位置的硬度取平均值。探頭尖端為直徑2 mm圓柱形。測定條件：前速率5 mm/s，貫入速度1 mm/s，后速度5 mm/s，最小感知力5 g，穿刺深度8 mm，硬度單位以牛頓（N）表示。

1.2.3 果皮色澤指數(shù)測定 利用色差計測定芒果表皮的中L*、a*和b*值，其中L*表示亮度，a*表示紅綠度變化，b*表示黃藍(lán)度變化。根據(jù)公式計算黃色指數(shù)。

1.2.4 可滴定酸測定 參照國標(biāo)GB 12456-2008中的指示劑滴定法，以蘋果酸計。稱取芒果果肉勻漿100 g，定容至250 mL，在75～80 ℃水浴30 min，過濾后取50 mL樣液，加入酚酞，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，微紅色30 s不褪色為終點，記下消耗體積。

式中：C為NaOH濃度，mol/L；V1為滴定消耗的NaOH體積，mL；V0為吸取的樣液體積，mL；K為蘋果酸的換算系數(shù)，0.067；F為試樣的稀釋倍數(shù)；m為試樣的質(zhì)量，g。

1.2.5 可溶性固形物含量測定 芒果打漿過濾后采用數(shù)顯糖度儀測定可溶性固形物（Total Soluble Solids，TSS）。

1.2.6 可溶性糖含量測定 參考《果蔬采后生理生化實驗指導(dǎo)》[8]中“果蔬中可溶性糖含量的測定”苯酚-硫酸法稍作修改，以無水葡萄糖制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，芒果勻漿（1.0 g），加入10 mL蒸餾水，沸水中煮沸提取30 min冷卻、過濾，殘渣加入5～10 mL蒸餾水二次煮沸10 min，過濾收集。取2 mL稀釋后的樣液，加入6%苯酚1.0 mL及濃硫酸5.0 mL，搖勻后室溫放置20 min，待冷卻后于490 nm測光值，計算總糖含量。

1.2.7 類胡蘿卜素含量測定 參照Ibarra-Garza等[5]的方法略有改進，芒果勻漿（3.0 g），用80%的丙酮在避光冰浴中充分研磨，直至無色，8000 r/min離心10 min，在440 nm處測定吸收計算類胡蘿卜素含量，以μg/g FW表示。

1.2.8 維生素C含量測定 將10 g果肉在冰水浴中用50 mL草酸（2%，v/v）研磨并過濾，用2,6-二氯苯酚法測定維生素C含量[9]。

1.2.9 可溶性蛋白質(zhì)含量測定 參考王貴一等[10]采用的考馬斯亮藍(lán)法。芒果勻漿（2.0 g），加入5 mL蒸餾水搖勻后于4 ℃、12000 r/min離心20 min，收集上清液。取1mL上清液，加入5 mL考馬斯亮藍(lán)，混合均勻后放置20 min，在595 nm下測定吸光值，計算蛋白質(zhì)含量。

1.2.10 果實香氣成分分析

1.2.10.1 頂空固相萃取（HS-SPME）檢測方法 取樣品8.0 g樣品于20 mL頂空樣品瓶，密封。室溫25 ℃平衡12 h，固相微萃取纖維PDMS 100 μm頂空萃取40 min，220 ℃解吸3 min進樣。

1.2.10.2 氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS） 參考劉華南等[11]的方法有所改動。色譜柱HP-5（30 m×0.25mm）；載氣高純氦氣：1.0 mL/min；程序升溫：初始溫度50 ℃保持1 min，以5 ℃/min升至250 ℃保持10 min，進樣口溫度250 ℃；進樣方式：不分流。質(zhì)譜條件：離子源溫度200 ℃；EI離子源：70 eV，質(zhì)量范圍為m/z 35～500。

選用環(huán)己酮（0.5 mg/mL）做內(nèi)標(biāo)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(nèi)標(biāo)物利用NIST標(biāo)準(zhǔn)譜庫自動檢索各組分質(zhì)譜數(shù)據(jù)，參考有關(guān)文獻(xiàn)資料及標(biāo)準(zhǔn)譜圖對機檢結(jié)果進行核對和確認(rèn)，按面積歸一化法計算各組分相對含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

取3次測定結(jié)果的平均值，所得數(shù)據(jù)采用OriginPro8.0作圖。利用Duncan's新復(fù)極差檢驗（P＜0.05），評價樣品平均值之間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同催熟階段芒果理化指標(biāo)的變化

果實的硬度反應(yīng)果實的質(zhì)地，是評價其采后成熟衰老程度的重要指標(biāo)之一[12]。表1為不同催熟階段芒果理化指標(biāo)，如表1所示，生芒果的硬度為19.76 N，隨著催熟時間的延長，其硬度呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。其中，催熟時間從0 h達(dá)到48 h時，芒果的硬度下降至2.14 N，在此階段中果肉的硬度顯著性下降（P＜0.05）；而催熟時間從48 h達(dá)到108 h時，芒果的硬度繼續(xù)下降至0.99 N，雖然硬度仍然處于下降趨勢，但是與48 h相比并無顯著性差異。在乙烯利的調(diào)控下，芒果的呼吸躍變可由體內(nèi)乙烯觸發(fā)，呼吸躍變一旦發(fā)生，果皮細(xì)胞膜通透性逐漸增大，多糖的降解及葡聚糖酶、糖苷酶和酯酶等作用下果肉發(fā)生軟化[13]。

表1 不同催熟階段芒果理化指標(biāo)Table 1 Physicochemical properity of mango at different ripening stages

采后催熟過程中芒果可滴定酸和TSS的變化如表1所示，芒果在催熟過程中，可滴定酸的含量呈現(xiàn)下降趨勢，從1.37%下降至0.27%，催熟時間從0 h達(dá)到24 h的過程中，可滴定酸下降顯著（P＜0.05），催熟期間可滴定酸度的下降歸因于芒果中的有機酸作為呼吸底物的被氧化分解為糖，促進了有機酸的分解[5]。于此同時，芒果催熟過程中TSS呈現(xiàn)上升趨勢，果肉中TSS質(zhì)量分?jǐn)?shù)到催熟72 h內(nèi)快速增大，從12.92%上升至23.64%，繼續(xù)增加催熟時間，其TSS含量相對變化不明顯，這與先前的報道相類似，梁敏華等采用外源乙烯催熟“圣心”芒果，其TSS也隨著催熟時間的延長呈現(xiàn)上升趨勢。TSS的增加可能是由于淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖和果糖，而葡萄糖和果糖是果實呼吸過程中的底物[14-15]。

2.2 不同催熟階段芒果果皮色澤的變化

顏色是芒果成熟度最直接的感官指標(biāo)[16]。由圖1可見，隨著催熟時間的延長，芒果果皮的顏色由綠色逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色、橙色。大量樣本的基礎(chǔ)上由圖1可觀察到當(dāng)催熟時間達(dá)到60 h以后，約85%以上的果皮顏色均轉(zhuǎn)為黃色。圖2為不同催熟階段芒果表皮黃色指數(shù)的變化，色差儀檢測的指標(biāo)中，a*為果實表皮由紅色轉(zhuǎn)為綠色的色澤指標(biāo)，b*為果實表皮由黃色轉(zhuǎn)為藍(lán)色的色澤指標(biāo)，根據(jù)式（1），YI是黃色指數(shù)即反應(yīng)果皮的發(fā)黃程度。從圖2中可以明顯發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)催熟的芒果表皮的黃度值為112.17，在催熟至12 、48 及108 h時，其黃度值均顯著增加至119.71、134.38和146.66（P＜0.05），說明隨著催熟程度的增加，芒果果皮的顏色逐漸轉(zhuǎn)黃，這與果肉和果皮中類胡蘿卜素的增加有一定的關(guān)聯(lián)[17]，隨著芒果的成熟胡蘿卜素在質(zhì)體中合成并積累，促使果皮和果肉的顏色轉(zhuǎn)黃。

圖1 不同催熟階段芒果表皮色澤的變化Fig.1 Changes of mango skin color at different ripening stages

圖2 不同催熟階段芒果表皮黃色指數(shù)的變化Fig.2 Changes of mango yellow index at different ripening stages

2.3 不同催熟階段芒果營養(yǎng)品質(zhì)的變化

類胡蘿卜素作為一種脂溶性色素，具有抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、抗癌、延緩衰老等功效，在水果中作為一種重要的功能因子目前逐漸被人們所重視[18]。表2為不同催熟階段芒果中主要營養(yǎng)成分的變化。如表2所示，芒果中的類胡蘿卜素含量在催熟過程變化分為三個階段，第一個階段從0 h到催熟48 h，在這個過程中類胡蘿卜素含量雖有所波動，但是并無顯著性差異；第二個階段從當(dāng)催熟60到84 h，催熟至60 h后類胡蘿卜素含量可升高至4.90 μg/g，顯著高于第一個階段的；第三個階段催熟至96 h之后，類胡蘿卜素的含量進一步上升，當(dāng)催熟至108 h時，含量可達(dá)到最高10.93 μg/g，與0 h（3.37 μg/g）相比含量上升了3倍。報道顯示芒果中存在的類胡蘿卜素主要包含反式-β-胡蘿卜素、順式-葉黃素、玉米黃素、反式-紫黃素、反式-α-胡蘿卜素、反式-β-隱黃質(zhì)、13或15-順-α-胡蘿卜素、9-順-β胡蘿卜素、順-玉米胡蘿卜素和13-順-β胡蘿卜素等物質(zhì)[19]。因此為了探討催熟過程中類胡蘿卜素代謝趨勢，其被認(rèn)為是總胡蘿卜素和總?cè)~黃素的總和。芒果催熟過程中，顏色中黃度的變化與中果皮組織中類胡蘿卜素的積累和胡蘿卜素的形成有關(guān)。許多報道已經(jīng)證明隨著芒果的成熟胡蘿卜素在質(zhì)體中合成并積累，其合成基因是在組織成熟過程中激活的，短時間內(nèi)可以迅速累積至高濃度[20-21]。但是從表2中卻發(fā)現(xiàn)在催熟60 h內(nèi)，其類胡蘿卜素的含量并無顯著變化，甚至還有下降的趨勢。這主要是因為類胡蘿卜素中另外一類物質(zhì)，葉黃素作為一種植物激素在果實成熟過程中參與不同的代謝變化，如細(xì)胞壁代謝和果實軟化、糖代謝、酸代謝和乙烯代謝。而葉黃素是脫落酸生產(chǎn)的前體，而在果實催熟過程中葉黃素含量會發(fā)生下降是由于脫落酸大量的形成。因此，在催熟60 h內(nèi)類胡蘿卜素的變化不大，而隨著催熟時間的延長，其胡蘿卜素的累積進一步增加，從而導(dǎo)致其含量上升。

表2 不同催熟階段芒果營養(yǎng)成分的變化Table 2 Changes of nutritional ingredients of mango at different ripening stages

作為水果中重要的抗氧化物質(zhì)抗壞血酸（維生素C）的變化如表2所示，隨著催熟時間的延長，芒果中維生素C的含量呈現(xiàn)下降趨勢。在前60 h內(nèi)，其維生素C的下降速度很快，從326.66 mg/100 g（0 h）下降至180.00 mg/100 g（60 h），約45%的維生素C損失。然而60 h之后，其含量雖然下降，但其下降并無顯著性差異，尤其是從72到96 h階段內(nèi)。雖然有報道顯示，果實成熟過程中產(chǎn)生的乙烯能增加抗壞血酸含量，促進果實成熟[5]。但是累積的維生素C在水果存放過程中也會參與不同的反應(yīng)從而被消耗[22]。例如，它可以用來中和自由基，用于植物激素（乙烯和赤霉素）的生物合成，作為草酸和酒石酸生物合成的底物，葉黃素循環(huán)中被紫黃素脫環(huán)氧酶氧化等。這就解釋了在芒果催熟過程中維生素C下降的主要原因。

芒果中蛋白質(zhì)主要集中在芒果核中，其干物質(zhì)含量可達(dá)到6%～13%[23]。而在果肉中含量相對較低，剛剛采摘下來的芒果中僅有0.14 mg/g，在催熟過程中蛋白的含量呈現(xiàn)上升趨勢，從0.14 mg/g（0 h）上升至1.07 mg/g（72 h），而72 h之后幾乎不再變化。

芒果催熟過程中可溶性糖含量的變化如表2所示，隨著催熟時間的延長，其含量呈現(xiàn)增加的趨勢，尤其是在0～60 h之間，含量迅速增加，從73.93 mg/mL上升至136.71 mg/mL，隨著催熟時間的進一步延長其含量相對變化不大。增加的主要原因為在催熟過程中，由于酶的作用，淀粉逐漸轉(zhuǎn)化為糖，淀粉的含量下降，果實甜度增加[24]。

2.4 不同催熟階段芒果香氣成分的變化

芒果果肉的香氣成分采用HS-SPME-GC-MS法進行指紋識別。圖3是芒果果實在催熟不同階段揮發(fā)物成分的總離子流圖（TIC圖）。結(jié)合NIST2011譜庫采用計算機檢索，將TIC中峰的質(zhì)譜碎片圖與文獻(xiàn)進行核對[25-26]，以鑒定出香氣成分的具體物質(zhì)。從檢測到香氣成分的數(shù)量上來看，生芒果果肉中的香氣成分被檢測到的僅僅只有43種，隨著催熟時間的延長，達(dá)到24 h時，檢測到50種香氣成分，進一步延長催熟時間（60 h），74種香氣成分被檢測出來，直到84 h時，香氣成分的種類達(dá)到最高的78種，然而不能簡單的從香氣成分的數(shù)量上來判斷種類多的一定風(fēng)味最強，因為不同化合物的相對氣味強度會影響總感知強度[27]，因此需進一步對其相對含量進行分析。從檢測到的香氣成分的種類來看，主要為萜烯類、烯烴類、芳香烴類、烷烴類、醇類、醛類、脂類和酮類共8大類，其中萜烯類無論是在數(shù)目還是總含量上，在不同催熟階段的芒果肉中含量均是最高的。根據(jù)對芒果果肉香氣物質(zhì)的鑒定及含量的測定，表3列出了其中含量較高的11種化合物，從表中可以明顯的發(fā)現(xiàn)3-蒈烯、4-蒈烯和異松油烯的相對含量較高，對形成芒果特有的香氣都有重大的貢獻(xiàn)[28-29]，其中異松油烯相對含量最高，這與前期的報道結(jié)果相類似[14,30]，如小臺芒中異松油烯的含量也可達(dá)到20%以上，說明異松油烯對于臺農(nóng)一號的特征香氣成分貢獻(xiàn)最大，需進一步探討其在催熟過程中的變化規(guī)律。

圖3 不同催熟階段芒果香氣成分的總離子流圖Fig.3 Total ionic current chromatogram of volatile components in mango fruit at different ripening stages

表3 成熟芒果果實（108 h）中主要揮發(fā)物質(zhì)的鑒定Table 3 Identification of main volatile components in mango fruit (108 h)

因此，以異松油烯為研究對象，選取環(huán)己酮作為內(nèi)標(biāo)進行定量分析。圖4為不同催熟階段芒果果肉中異松油烯含量的變化。從圖4中可以看出，隨著催熟時間的延長，其含量呈現(xiàn)增加的趨勢。未催熟的芒果中異松油烯的含量僅為0.5171 mg/mL時，當(dāng)催熟時間達(dá)到36 h時，其含量顯著 （P＜0.05） 增加至0.9031 mg/mL，進一步增加催熟時間至60 h時，異松油烯的含量達(dá)到最大值1.0508 mg/mL，隨后繼續(xù)延長催熟時間，異松油烯的含量反而有所下降，但是并不明顯，且均高于48 h的含量。以上結(jié)果說明，在前60 h之內(nèi)，外源乙烯利加快了果實中異松油烯的合成速率，對其合成起到促進的作用。植物果實中的香氣是在成長發(fā)育過程中以脂肪酸、碳水化合物或氨基酸等物質(zhì)為前體，經(jīng)酶修飾而形成[30]。芒果果肉中的特色香氣異松油烯及色澤的主要成分類胡蘿卜素的合成代謝都是以異戊二烯為前體物質(zhì)，遵循類異戊二烯生物合成途徑[31-32]。因此，結(jié)合表2中類胡蘿卜素的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)和異松油烯的有所類似，生芒果采摘后成熟過程中，色澤和香氣是其成熟度的兩個重要的外在表現(xiàn)形式，兩者的變化往往是同步進行的。

圖4 不同催熟階段芒果中異松油烯的變化Fig.4 Changes of mango terpinolene content at different ripening stages

3 結(jié)論

“臺農(nóng)一號”芒果在乙烯利的催熟下，芒果的理化指標(biāo)、營養(yǎng)品質(zhì)及香氣成分等都發(fā)生了顯著的變化。其中硬度和可滴定酸隨著催熟時間的增加而下降，TSS質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高。催熟0～60 h之內(nèi)，約85%以上的果皮顏色均轉(zhuǎn)為黃色；類胡蘿卜素含量變化不大；維生素C下降速度明顯，損失約45%；總糖含量迅速增加。進一步延長催熟時間，類胡蘿卜素在108 h時，含量可達(dá)到最高10.93 μg/g；維生素C雖然下降但不顯著。芒果果實香氣物質(zhì)主要是萜烯類化合物，其中異松油烯含量最高，在催熟60 h之內(nèi)其含量迅速增大，外源乙烯利加快了果實中異松油烯的合成速率。從色澤和香氣等數(shù)據(jù)說明60 h的催熟后芒果已經(jīng)基本達(dá)到成熟的特性，可依據(jù)芒果產(chǎn)品需求和加工特性來選擇合適的催熟時間，本研究結(jié)果可為芒果果實采后催熟及加工特性提供有利的理論依據(jù)。