不同品系菠蘿蜜化學成分比較與營養綜合評價

王穎倩　朱科學張彥軍　吳剛　賀書珍　張偉　譚樂和

摘 要 菠蘿蜜作為一種典型的熱帶水果，具有很高的研究價值。對馬來西亞1（M1）、2（M2）、3（M3）、4（M4）、5（M5）號果、香飲所11（XYS11）、18（XYS18）號、珍珠果（ZZ）和四季菠蘿蜜（SJ）9份不同品系菠蘿蜜果實中維生素C、多酚、膳食纖維、灰分、總糖、還原糖、蛋白質、氨基酸含量進行測定，并利用隸屬函數對營養指標進行綜合評價。研究結果表明：菠蘿蜜不同品系間營養價值存在顯著差異，其中M3的多酚和維生素C含量最高；SJ的膳食纖維含量最高；M1、M5、SJ的蛋白質含量較高；9個品系均含有7種人體必需的氨基酸和10種非必需氨基酸。綜合評價分析發現，菠蘿蜜營養價值由高到低為：M1>M5>M3>SJ>M4>ZZ>XYS11>M2>XYS18，M1的營養價值最高，具有良好的產業利用前景。

關鍵詞 菠蘿蜜 ；化學成分 ；隸屬函數 ；營養指標 ；綜合評價

中圖分類號 S667.8 文獻標識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2017.08.011

Abstract Jackfruit is a typical tropical fruit， which deserves research and development. Fruits of 9 jackfruit lines， i.e. M1， M2， M3， M4， M5， XYS11， XYS18， ZZ， SJ， were sampled to determine their contents of vitamin C， polyphenols， dietary fiber， ash， total sugar， reduced sugar， protein and amino acids， and their nutritional indexes were evaluated by using membership functions. The results showed that there were significant differences in nutritional value among the jackfruit strans， of which M3 had the highest contents of polyphenols and vitamin C， SJ had the highest dietary fiber content， and M1， M5 and SJ contained higher protein than other varieties. All the jackfruit lines were detected to contain 7 essential amino acids and 10 non-essential amino acids. Comprehensive evaluation and analysis showed that all the jackfruit varieties had a nutritional value in the order of M1 > M5 > M3 > SJ > M4 > ZZ > XYS11 > M2 > XYS18. M1 was highest in nutritional value and had a high potential of commercial development.

Keywords jackfruit ； chemical composition ； membership function ； nutritional index ； comprehensive evaluation

菠蘿蜜是一種典型的熱帶水果，果實碩大，果肉味道甘甜、香氣濃、營養豐富，素有“熱帶水果之王”的美譽[1-2]。菠蘿蜜在中國的廣東、廣西、海南、云南和福建等地均有栽培，尤其以海南省種植最多，已成為海南農民增加收入的重要來源。研究發現，菠蘿蜜果實中含有豐富的碳水化物、蛋白質、礦物質等營養成分[3]。Zhu等[4]研究發現，菠蘿蜜果肉中的多糖類化合物具有較強的DPPH和OH自由基清除能力和相對較低的還原能力，是一種天然有效的抗氧化物。

目前，中國種植的菠蘿蜜品種多，國內主要栽培品種包括‘馬來西亞1號、‘馬來西亞3號、‘馬來西亞5號、‘馬來西亞6號和‘四季菠蘿蜜[5-6]。呂慶芳等[7]對6個特色菠蘿蜜株系（E2、E5、E6、E7、E9、E10）果實中單果重、總糖、還原糖、蔗糖、有機酸、可溶性蛋白、維生素C和可溶性固形物8項品質指標進行了測定與比較分析，結果發現株系E6和E5屬于果實品質較好的株系。房一明等[8]對6份不同品系菠蘿蜜（海南本地果、馬來西亞1、2、5、6 號果、香飲所11號果）的品質和感官進行比較，發現品系的不同導致口感上的差異。在前期研究基礎上，作者擬以中國熱帶農業科學院香料飲料研究所培育的馬來西亞1、2、3、4、5號果、香飲所11、18號、珍珠果和四季菠蘿蜜9份不同品系菠蘿蜜為研究對象，通過對維生素C，多酚、膳食纖維、灰分、總糖、還原糖、蛋白質和氨基酸含量等指標進行化學組分比較，并利用隸屬函數對菠蘿蜜營養指標進行綜合評價。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗原材料

馬來西亞1（M1）、2（M2）、3（M3）、4（M4）、5（M5）號果、香飲所11（XYS11）、18（XYS18）號、珍珠果（ZZ）和四季菠蘿蜜（SJ） 9份不同品系菠蘿蜜原料，均由中國熱帶農業科學院香料飲料研究所（興隆熱帶植物園）提供。

1.1.2 試劑與儀器

葡萄糖（美國Sigma公司）；Mes、Tris、硫脲（阿拉丁生化科技股份有限公司）；α-淀粉酶、蛋白酶、淀粉葡萄糖苷酶（愛爾蘭Megazyme公司）；苯酚（天津市永大化學試劑開發中心）；酒石酸鉀鈉（汕頭市光華化學廠）；高錳酸鉀（天津市大茂化學試劑場）；草酸（廣州市番禺強化工廠）；抗壞血酸（廣東光華化學廠有限公司）；硫酸銅、硫酸鐵、氫氧化鈉、鹽酸、硫酸、乙醇、乙酸和硅藻土均為分析純試劑（西隴化工股份有限公司）。endprint

JDG-0.2T型凍干機（蘭州科近真空凍干技術有限公司）；海爾DW-86L728J超低溫保存箱（海爾集團）；MB45型快速水分測定儀[奧豪斯儀器（上海）有限公司]；SPECORD 250 PLUS型紫外可見分光光度計（德國耶拿分析儀器公司）；NDA701型杜馬斯定氮儀（意大利VELP公司）；Fibertee E型膳食纖維測定系統（丹麥FOSS公司）；S-433D型氨基酸分析儀[德國sykam（賽卡姆）]；TDL1800箱式高溫爐（鶴壁大宇儀器儀表有限公司）；Master-S-Plus UVF型實驗室專用超純水機（上海和泰有限公司）；PP-20型pH儀（瑞士Startorius公司）。

1.2 方法

1.2.1 原料預處理

菠蘿蜜鮮果去除果皮、果絲和種子，收集菠蘿蜜果肉，參照張彥軍等[9]的方法進行冷凍干燥，磨粉，備用。

1.2.2 維生素C測定

用1%硫脲溶液（1.0 g硫脲溶解于100 mL 1%草酸溶液）配制1 mg/mL的抗壞血酸標準溶液，并用1%硫脲溶液分別配制濃度為10、20、40、80、160、320 μg/mL的抗壞血酸溶液。

稱取2.0 g菠蘿蜜粉，用1%草酸定容到100 mL容量瓶中，搖勻、過濾；量取25 mL濾液，加入2.0 g酸洗后的活性炭，搖晃1.0 min，過濾，取10 mL提取液，加入2%硫脲10 mL，混勻，備用；量取4.0 mL不同濃度的抗壞血酸標準溶液和樣品溶液，各加入1.0 mL濃度為2% 2，4-二硝基苯肼溶液（2.0 g 2，4-二硝基苯肼溶解于100 mL 4.5 mol/L H2SO4，過濾，備用），37℃水浴鍋3 h，冷卻后置于冰水中，然后向每支試管中緩慢加入5.0 mL 85%H2SO4，室溫放置30 min后，500 nm波長測定吸光值。根據抗壞血酸標準曲線計算不同品系菠蘿蜜樣品維生素C的含量。

1.2.3 總酚含量測定

參照王佳珺[10]測定多酚的方法，并稍加改進。稱取0.5 g菠蘿蜜粉，加入60%乙醇溶液10 mL，溫度為60℃情況下，水解2 h，過濾，超純水定容至50 mL。取0.5 mL樣液與0.5 mL Folin-Ciocalteu regent（10×dilution）混合反應3 min后，加入0.5 mL 10%（W/V）Na2CO3于暗處反應90 min，725 nm波長下測吸光值。以焦性沒食子酸為標品繪制標準曲線，計算不同品系菠蘿蜜樣品中總酚含量。

1.2.4 總膳食纖維的測定

參照國標GB 5009.88-2014對不同品系菠蘿蜜樣品中總膳食纖維進行測定：稱取一定質量（mC）菠蘿蜜樣品2份，85%乙醇溶液進行脫糖處理后稱重（mD），準確稱量一定質量（m）試樣置于燒杯中，加入0.05 mol/LMES-ERIS緩沖液（取4.88 g MES和3.05 g TRIS，用0.425 L水溶解，6 mol/L NaOH調節pH至8.1）40.0 mL，攪拌至菠蘿蜜樣品溶解，依次采用50.0 μL熱穩定α-淀粉酶、100 μL蛋白酶和100 μL淀粉葡萄糖苷酶處理后，60℃ 95%乙醇溶液進行沉淀，并用78%乙醇溶液洗滌燒杯中的殘渣，轉移到坩堝中，分別用78%和95%乙醇，丙酮15.0 mL 各洗滌2次，抽濾，然后將坩堝及殘渣在105℃烘箱干燥至恒重，并稱取殘渣質量（mR）。最后將2份殘渣中的1份利用杜馬斯定氮儀測定氮（N）的含量，以6.25為換算單位，計算蛋白質的質量（mP）；另1份525℃灰化5 h測定灰分，并計算灰分質量（mA），計算菠蘿蜜總膳食纖維的含量。同時設計2個空白樣（mB）與菠蘿蜜樣品進行相同的操作，用于校正試劑對測定的影響。

樣品中總膳食纖維的質量按如下公式進行計算：

mTDF=（■）=■

式中：mR為試驗殘渣質量均值，m為試樣取樣質量均值。

1.2.5 灰分含量的測定

參照國標GB 5009.4-2016對不同品系菠蘿蜜樣品中灰分含量進行測定：稱取1.0 g菠蘿蜜樣品置于高溫恒重的坩堝中，半蓋坩堝蓋，在電熱爐上進行灼燒，灼燒到無煙后移入至馬弗爐中，在溫度為525℃的條件下烘干5 h，等溫度降到200℃后取出，置于干燥器內，降到室溫后稱重，計算灰分含量。

1.2.6 總糖含量的測定

稱取0.25 g菠蘿蜜粉于安培管中，向安培管中加入10 mL鹽酸（鹽酸∶水=15∶50），封管后在110℃條件下水解3 h，過濾并用蒸餾水定容到100 mL。取2.0 mL溶液于試管中，向試管中加入1.0 mL 5%苯酚溶液，加入5.0 mL濃硫酸，搖勻，室溫反應35 min，490 nm波長條件下測定吸光值。根據葡萄糖標準品建立的標準曲線，計算不同品系菠蘿蜜樣品中總糖含量。

1.2.7 還原糖含量的測定

參照國標GBT 5009.7-2016高錳酸鉀滴定法進行檢測：稱取1.0 g菠蘿蜜粉置于100 mL容量瓶中，依次加入20 mL蒸餾水，4.0 mL堿性酒石酸甲液（稱取硫酸銅34.639 g，蒸餾水溶解，加0.5 mL H2SO4，蒸餾水稀釋至500 mL，精制石棉過濾）及1.6 mL NaOH溶液（40 g/L），定容后靜止30 min，過濾。吸取10 mL濾液，加入5.0 mL堿性酒石酸甲液及5.0 mL堿性酒石酸乙液（稱取酒石酸鉀鈉173 g與氫氧化鈉50 g，加水溶解并稀釋至500 mL，精制石棉過濾），控制在4 min內煮沸，煮沸2 min，G4垂熔坩堝抽濾，60℃熱水洗滌燒杯及沉淀不再呈堿性，將垂熔坩堝放入到燒杯中，然后加入5.0 mL硫酸鐵溶液及5.0 mL水，使氧化亞銅完全溶解，用0.1 mol/L高錳酸鉀標準溶液滴定至微紅色為終點。吸取同等體積水進行空白試驗，計算氧化亞銅的質量即樣品中還原糖質量。endprint

1.2.8 蛋白質和氨基酸含量的測定

采用NDA701杜馬斯定氮儀測定不同品系菠蘿蜜樣品中蛋白質含量。參照本實驗團隊建立已有方法[9]進行氨基酸含量檢測：稱取100 mg的菠蘿蜜粉于安培管中，加入10 mL 6 mol/L的鹽酸溶液抽真空，封管后110℃水解22 h，冷卻至室溫，過濾；取0.1 mL濾液，氮吹濃縮后加入1.0 mL樣品稀釋液，振蕩，過0.22 μm濾膜，采用德國Sykam（賽卡姆）S-433D型氨基酸分析儀進行測定。

1.2.9 營養價值綜合評價

采用模糊數學隸屬度公式對整理后的數據進行定量轉換，再求出各指標下的隸屬函數值的平均值，進行比較，數值越高，菠蘿蜜營養綜合評價分數越高。

隸屬函數計算公式：

Z1=（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）；

反隸屬函數計算公式：

Z2=1-[（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）]。

（注：如果某一指標與評判結果成負相關，則用反隸屬函數進行定量轉化。）

式中，Z1和Z2表示菠蘿蜜營養成分的隸屬函數值；Xi為菠蘿蜜營養成分的測定值；Xmax和 Xmin表示菠蘿蜜相同評價指標下所有測量值的最大值和最小值。將多酚、維生素C、總糖、還原糖、蛋白質、氨基酸、膳食纖維含量設定為正相關優等評價指標；將灰分含量設定為負相關不良評價指標，分別計算不同品種菠蘿蜜的隸屬函數總和，然后進行排序。

1.2.10 數據統計和分析

利用SPSS 17.0對數據進行統計和分析，測定樣品均做3組重復試驗后取平均值，利用Origin Pro 9.0軟件完成相關圖形的繪制。

2 結果與討論

2.1 維生素C含量分析

維生素C（又名抗壞血酸）是維持生物正常生長發育必需的一種水溶性維生素，是評價水果產品質量的重要客觀參數之一[11]。陳少東等[12]采用2，6- 二氯靛酚滴定法測定香蕉、芭蕉、芒果、獼猴桃、荔枝、木瓜、火龍果等7種常見水果中的維生素C含量，結果顯示，維生素C含量：獼猴桃>木瓜>荔枝>芭蕉>芒果>火龍果>香蕉，其中獼猴桃的維生素C高達55.70 mg/hg鮮果。Swami等[13]發現，菠蘿蜜是維生素C的良好來源，通常成熟果實中維生素C含量在7.0～10.0 mg/hg（鮮果）。呂慶芳等[11]研究結果表明，海南省種植的不同品系菠蘿蜜果肉中維生素C含量最高可達84.21 mg/hg鮮果。

本實驗通過對不同品系菠蘿蜜維生素C含量進行測定（圖1）。根據抗壞血酸標準曲線（圖1-A）計算，可以發現（圖1-B），在不同品系菠蘿蜜果肉中，不同品種維生素C依次為：M3>M5>ZZ>M1，維生素C含量最高的為M3品種；M2、M4、XYS11、XYS18和SJ 5個不同品系的菠蘿蜜果肉中的維生素C含量相差不大。

2.2 多酚含量分析

多酚是一類廣泛存在于植物體內的天然抗氧化劑，具有很強的抗氧化能力，可防止機體被氧化，抑制致癌物質活化[14]。Folin-Ciocalteu比色法是一種廣泛用于測定總多酚含量的分析方法。李文仙等[15]采用Folin-Ciocalteu比色法測定22種蔬菜和4種水果中的總多酚含量，該方法顯色靈敏、準確可靠、穩定性高、簡便易行。蔣志國等[16]對菠蘿蜜果肉中多酚的提取工藝進行優化，菠蘿蜜果粉多酚得率為7.23 mg/g。焦性沒食子酸標準曲線和不同品系菠蘿蜜多酚含量見圖2。根據焦性沒食子酸標準曲線（圖2-A）發現，菠蘿蜜果肉樣品中多酚含量為M3>M1>SJ>M5。

2.3 膳食纖維含量分析

膳食纖維是具有抗消化特性且在小腸中不能消化的碳水化合物或其類似物，包括一部分不能消化的多糖、低聚糖及其它植物締合物，具有多種有益健康的生理功效，預防和治療結腸癌、糖尿病、心血管疾病及乳腺癌等[17-18]。房一明等[19]檢測發現，不同品系菠蘿蜜的粗纖維含量在0.55%～0.88%。

不同品系菠蘿蜜膳食纖維含量見圖3。由圖3可知，菠蘿蜜的膳食纖維含量較低，其中M1、M2、M3、ZZ的膳食纖維含量基本相同，M4、M5、XYS11的膳食纖維含量相近，SJ的膳食纖維含量較其他品系高，但XYS18膳食纖維含量要明顯低于其他品系。由于XYS18為濕包，而其余品系為干包，一定程度反映了其余品系菠蘿蜜膳食纖維含量要高于菠蘿蜜XYS18品系。

2.4 灰分含量分析

灰分指的是礦物質元素和一些無機鹽經高溫灼燒后的氧化產物[20]。不同品系菠蘿蜜灰分含量見圖4。由圖4可知，菠蘿蜜不同品系間灰分含量存在一定差異，其中M5的灰分含量要明顯高于其他品系；M1、M3、M4、M5等品系含量相近。

2.5 總糖、還原糖含量分析

果蔬及其制品中總糖和還原糖含量是其質量指標的重要參數之一[21]?？偺呛渴侵甘称分锌杀蝗祟愊玫奶穷愇镔|的總和，含量的高低可反映營養成分組成，且可計算食品中由糖類物質提供的熱量[21]。房一明等[8]檢測了不同品系菠蘿蜜的還原糖，6份菠蘿蜜總還原糖含量在13.53%～25.41%。本文通過檢測9個不同品系的菠蘿蜜總糖和還原糖含量，結果顯示，總糖含量在25.8%～38.0%，還原糖含量在2.82%～5.56%（圖5）。

2.6 蛋白質含量分析

蛋白質是人體細胞和組織的重要組成成分，在促進新陳代謝，調節人體機能等方面發揮著不可替代的作用[22]。根據以往研究報道，菠蘿蜜果肉中蛋白質含量為1.2～1.9 g/hg鮮果[13]。本研究結果顯示，菠蘿蜜果肉凍干粉中蛋白含量為4.6～6.6 g/100 hg，菠蘿蜜凍干粉蛋白質含量順序為：M1>M5>SJ>ZZ（圖6）。endprint

2.7 氨基酸結果分析

人體每天攝入的蛋白質不能直接被人體所吸收，必須轉化成小分子氨基酸后才能被人體吸收和利用[22]。由圖6和表1可知，氨基酸的含量在2.614%～5.476%，且9個不同品系的菠蘿蜜果實中均含有17種氨基酸，其中7種必需氨基酸分別為蘇氨酸（Thr）、纈氨酸（Val）、蛋氨酸（Met）、異亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）、苯丙氨酸（Phe）、賴氨酸（Lys）。其中M5、M1的氨基酸含量最高，按照必需氨基酸含量高低順序依次為：Lys>Leu>Val>Thr>Phe>Ile>Met。

必需氨基酸含量占氨基酸總量的比例變化范圍在28.59%～35.58%，不同品系的菠蘿蜜，必需氨基酸占氨基酸總量比例由大到小為：XYS18>M3>XYS11>M2>ZZ>M4>G4>M5>M1。必需氨基酸與氨基酸總量（EAA/TAA）的比例的平均值為33.23%，必需氨基酸與非必需氨基酸（EAA/TAA）的比例的平均值為49.60%。與聯合國糧食及農業組織/世界衛生組織規定的EAA/TAA=40%，EAA/TAA=60%有一些差距[23]。

2.8 菠蘿蜜味覺氨基酸分析

菠蘿蜜中產生甜味的氨基酸主要有Ala、Pro、Ser、Gly；鮮味的氨基酸主要有Asp和Glu，產生芳香味的為Tyr和Phe。本文通過對菠蘿蜜中這3類氨基酸含量進行了分析（表2）：菠蘿蜜所含的甜味氨基酸和鮮味氨基酸含量相對較高，M5的甜味氨基酸含量最高為1.37%，而M5甜味氨基酸占氨基酸總量比例最高為24.98%；鮮味氨基酸含量在0.99%～1.63%，M1的鮮味氨基酸含量最高，XYS11的鮮味氨基酸含量最低，而SJ鮮味氨基酸占氨基酸總量的百分比最低，為20.64%；不同菠蘿蜜品種間芳香味氨基酸含量存在一定差別，XYS品種要明顯略低于其他品種，分別為0.20%和0.25%，其他品系在0.29%～0.37%。

2.9 菠蘿蜜不同品種綜合評價分析

隸屬函數分析是一種在多指標基礎上對材料進行綜合評價的方法，可以避免單一指標的片面分析，較為全面地評價菠蘿蜜營養價值，使試驗結果更加科學可靠[24]。利用隸屬函數公式將菠蘿蜜的營養組分含量換算成隸屬函數值，再將同一品種的各個隸屬函數值相加求出平均值，然后對平均值進行排序，對菠蘿蜜的營養價值綜合評價見表3。從表3中不同指標的綜合評價分析可以得到，菠蘿蜜營養價值由高到低為：M1>M5>M3>SJ>M4>ZZ>XYS11>M2>XYS18；M1的營養價值最高，XYS18營養價值最低。

3 結論

本研究結果表明：菠蘿蜜不同品系間營養價值存在顯著差異，其中M3的多酚和維生素C含量最高分別為0.22%和1.68%；SJ的膳食纖維含量最高為0.18%；M1、M5、SJ的蛋白質含量較高，均超過了6 g/hg菠蘿蜜凍干粉。菠蘿蜜氨基酸種類豐富，含有7種人體必需的氨基酸，10種非必需氨基酸；氨基酸含量在2.614%～5.476%，氨基酸相對均衡。通過對菠蘿蜜各指標綜合評價分析，菠蘿蜜營養價值由高到低為：M1> M5>M3>SJ>M4>ZZ>XYS11>M2>XYS18，M1的營養價值最高，XYS18的營養價值最低，且二者之間的綜合評分差距較大。

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