泰国六个芒果品种果肉中影响风味的代谢物鉴定

《Food Chemistry》：Identification of metabolites that influence flavor in the flesh of six mango cultivars from Thailand

　　

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  多平台代谢组学表征了芒果中的风味挥发性和非挥发性成分。
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  鉴定出63种挥发性物质；β-紫罗兰酮和（E）-2-壬烯醛的嗅值最高。
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  R2E2表现出最高的醛类丰富度和复杂的香气特征。
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  Nam Dok Mai Si Thong（NDM）芒果的GABA含量最高可达其他品种数的18倍。
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  NDM中GABA的绝对含量在成熟过程中增加了1.6倍（从2.14到3.33 mg/g DW）。

引言

芒果（Mangifera indica L.）是一种全球重要的水果作物，广泛种植于热带和亚热带地区，包括中国、印度、台湾、泰国、印度尼西亚、菲律宾和澳大利亚（Chaiwan et al., 2024）。芒果以其独特的风味、甜味和营养价值而闻名，其果肉成分随地理环境、品种和成熟阶段而变化（Sagar et al., 1999）。泰国是全球主要生产国之一，年产量超过125万吨，其中Nam Dok Mai Si Thong（NDM）是当地偏爱的鲜食品种。除了本土品种外，泰国还种植来自台湾和澳大利亚的热门芒果品种，包括玉文（YW）、贵妃（GF）、红象牙（HSY）、夏雪（XX）和R2E2（RE）。每个品种都具有独特的挥发性物质特征，对香气产生贡献。例如，在Nam Dok Mai No. 4（NDM4）和NDM中鉴定出了β-石竹烯、辛酸乙酯和癸酸乙酯（Aung et al., 2022; Laohaprasit et al., 2011）；GF和RE表现出1-己醇、p-异丙基甲苯、d-柠檬烯、（E）-β-奥西烯、γ-萜品烯、1-壬醛、癸醛、γ-辛酸、α-萜品烯、α-蒎烯、榄香烯、-3-烯、α-萜品和β-荜澄茄油烯等主要的挥发性代谢物（Lalel & Singh, 2006; Liu et al., 2020）。关于芒果挥发性代谢物的大多数研究都集中在特定的芒果品种上，单个代谢物在定义芒果风味中的作用——这是评估水果质量的重要方面——了解甚少。

代谢组学提供了强大的工具来鉴定影响水果质量的关键小分子。在果实发育和成熟过程中，非挥发性化合物如糖类、有机酸和氨基酸会发生代谢变化，这些变化显著影响许多水果（芒果、榴莲、草莓和桃）的甜味、酸味和鲜味等特征（Lombardo et al., 2011; Sangpong et al., 2021; Sangpong et al., 2025; Sirijan et al., 2020; Sung et al., 2019）。水果风味是其口感和气味的结合。Sung et al.（2019）报道，芒果果实的口感受到葡萄糖、果糖和蔗糖等糖类的比例和浓度，以及柠檬酸、奎宁酸和莽草酸等有机酸的影响，这些化合物贡献了负责风味感知的化学刺激。包括氨基酸在内的初级代谢物通过与挥发性化合物的生物合成前体作用与水果香气相关联（Tieman et al., 2006）。各种研究评估了芒果品种中的非挥发性化合物。Sung et al.（2019）使用LC-MS/MS分析了Glenn、Mamme和Saigon品种的成熟芒果，结果表明丙氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、谷氨酸和蛋氨酸影响风味感知。Aung et al.（2021）在适当的衍生化程序后，使用GC-FID分析将蔗糖、柠檬酸、苹果酸、甘氨酸和亮氨酸鉴定为NDM芒果的潜在质量生物标志物，反映了不同成熟阶段的风味质量。Sato et al.（2021）使用气相色谱/质谱（GC/MS）分析了五个印度尼西亚品种 Mature 芒果，报道甘氨酸和来檬糖与甜味相关；天冬氨酸、柠檬酸和柠檬酸与酸味相关；蛋氨酸和苯丙氨酸与苦味和香气相关。这些研究强调，芒果风味主要受品种、成熟度和地理来源等因素的影响，正如Munafo Jr et al.（2014）所强调的那样。这些因素共同塑造了芒果的独特风味特征，每个品种都表现出独特的特点。

综合来看，挥发性和非挥发性化合物对芒果果实的整体风味起着至关重要的作用。然而，尽管已有大量研究，但对某些氨基酸相关化合物的了解仍然有限。虽然天冬氨酸和谷氨酸已在芒果中被报道（Sato et al., 2021; Sung et al., 2019），但在我们的研究中，这些代谢物是根据标准代谢组学数据库命名法和基于质谱的标注惯例标注和报告为天冬氨酸盐和谷氨酸盐，而非暗示不同的化学物种或依赖于提取方式的化学形式。类似地，γ-氨基丁酸（GABA）虽然在包括榴莲在内的水果中含量丰富（Pinsorn et al., 2018; Sangpong et al., 2021），但在芒果中的检测结果不一致——在一些研究中不存在（Sato et al., 2021; Sung et al., 2019），而在其他研究中则随品种和成熟阶段而变化（Aung et al., 2021）。此外，对成熟芒果品种的全面代谢组学表征仍然有限，特别是关于定义风味和香气的品种依赖性变异。然而，仅依赖相对代谢组学表征会引入关于这些水果基质实际营养价值的不确定性。为了客观验证特定的营养和功能食品声明，从相对筛选转向绝对定量是非常必要的。确定目标活性成分的明确浓度——并追踪它们在未成熟和成熟等关键生理过渡时期的变化行为——对于准确评估每天需要食用多少水果才能达到真正的功能性剂量是必需的。

在本研究中，我们采用了一种结合固相微萃取-气相色谱/质谱（SPME-GC/MS）和毛细管电泳-飞行时间质谱（CE-TOF/MS）的双平台代谢组学方法，对泰国种植的六个芒果品种的果肉中风味相关和营养代谢物进行表征，并结合靶向液相色谱-Orbitrap质谱（LC-Orbitrap-MS）对GABA动态进行绝对定量。这种多方面分析为代谢物在关键成熟阶段和食用成熟度时的变化提供了全面的视角，为调控芒果香气、风味和营养功能的生化网络提供了见解。我们的研究结果将支持有针对性的育种工作，以提高品种利用率和满足消费者偏好。

章节摘要

植物材料与样品制备

本研究所用的芒果果实包括一个泰国品种（NDM）、四个台湾品种（YW、GF、HSY和XX）和一个澳大利亚品种（RE）。所有品种均在泰国琅南府、温农龙县、农隆镇（19.65926573442724, 98.98525958435711）的Prathumthip果园中统一条件下种植。在2024年果实发育和收获季节期间，该果园经历了泰国北部典型的热带气候。根据官方

成熟芒果果实的理化与质量特性

芒果果实的质量特性，如外观、质地、颜色、pH、TSS/TA和挥发性化合物组成，决定了风味和消费者接受度（Oldoni et al., 2022）。表1和表2总结了六个芒果品种理化参数的均值、标准差和ANOVA p值。

硬度是关键的采后特性，常被用作成熟度的指标，反映了由于生化过程引起的果实质地变化。所有品种均在以下条件下进行评估：

结论

本研究通过整合挥发性与非挥发性代谢物表征与理化性状，对泰国NDM、YW、GF、HSY、XX和RE品种的成熟芒果果肉进行了全面的代谢组学表征。品种依赖性差异在甜味、酸度和颜色参数上显而易见，其中NDM表现出最高的甜度指数和独特的黄色色泽。挥发性分析揭示醛类是主要成分，其中13种化合物

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我们在本稿件的撰写过程中未使用生成式人工智能。

CRediT作者贡献声明

Mongkon Sirijan：写作—审阅与编辑，写作—初稿，方法学，调查，形式分析，数据管理，概念化。Misaki Ishibashi：写作—审阅与编辑，指导，方法学。Umaporn Uawisetwathana：验证，调查，数据管理。Ryosuke Sasaki：写作—审阅与编辑，方法学，调查。Akira Oikawa：写作—审阅与编辑，指导，方法学，资金获取。Supaart Sirikantaramas：写作—审阅与

资金来源

本研究由大学人员发展基金2001（编号 11/2567）（Naresuan University授予M.S.）和泰国科学与创新基金，朱拉隆功大学（资助编号 FOOD_FF_69_205_2300_045）资助。

未引用参考文献

Tran, Afanador, Buydens and Blanchet, 2014

利益冲突声明

作者声明不存在已知的竞争经济利益或个人关系，这些关系可能会影响本文报告的工作。

致谢

作者感谢京都大学农学院质量分析评估实验室提供分析仪器使用权。同时特别感谢泰国琅南府Prathumthip果园的工作人员，他们慷慨地提供了本研究所用的芒果样品。

Mongkon Sirijan|Misaki Ishibashi|Umaporn Uawisetwathana|Ryosuke Sasaki|Akira Oikawa|Supaart Sirikantaramas