菠蘿蜜種子的營養價值及綜合利用

文 吳小燕 張苗紅 莊培榮 吳惠娟 郭燦 泉州輕工職業學院

菠蘿蜜，又名樹菠蘿、木菠蘿，也被稱為牛肚子果，屬?？浦参?。原產印度至馬來西亞一帶，現廣泛種植在南半球所有熱帶低海拔地區，在我國主要分布在廣東、廣西、云南等熱帶、亞熱帶地區，海南島是我國菠蘿蜜的重要產區，菠蘿蜜國內種植菠蘿蜜的面積約1萬hm，年產量約12萬噸。菠蘿蜜在我國已有1000多年的種植歷史，可食用，亦可藥用，是一種優良的木本植物。隨著經濟發展和人們生活水平的提高，市場對菠蘿蜜的需求逐年增長，種植量和進口量都快速增長。我國菠蘿蜜主要以鮮果貿易為主，作為熱帶珍果的菠蘿蜜在歐美、日本等市場和國內市場上銷售火熱，具有很大市場潛力。其果肉香味濃郁，甜酸適口，除了作為新鮮水果銷售，也以釀酒、果脯干制品、水果罐頭等形式出現在市面上。

菠蘿蜜全身都是寶，果實中含有豐富的蛋白質和碳水化合物，口感香甜且營養價值高；菠蘿蜜種子中含有豐富的淀粉、蛋白質和天然凝集素、胰蛋白酶抑制劑等，具有抗氧化、抑菌等功效，是提取淀粉和凝集素等的優質資源。然而目前各大產區對菠蘿蜜種子的利用幾乎沒有，菠蘿蜜種子通常作為加工的廢棄物處理，造成了極大的資源浪費。因此，近年來，人們開始將視線轉移到菠蘿蜜種子的研究上，發現了菠蘿蜜種子巨大的營養價值，并且基于這些特性對菠蘿蜜種子進行綜合利用研究。

1. 菠蘿蜜種子營養價值研究

1.1 基礎營養成分研究

袁海華等對不同產地的菠蘿蜜種子進行基礎營養成分比較和研究，結果表明，菠蘿蜜種子水分含量很低，不同品種和產地水分含量略有不同，但基本低于10%，說明其干物質含量比較高，具有較高營養成分；菠蘿蜜種子的粗脂肪含量低，不同產地的均在1%以下，是良好的低脂食物來源；菠蘿蜜種子還具有低粗纖維的特性，粗纖維含量在8-9%左右，粗纖維能夠有效預防動脈粥樣硬化等心血管疾病的發生，同時能夠促進食物在體內的消化吸收；菠蘿蜜種子具有較高的蛋白質含量，其含量在13%左右，顯著高于小麥、玉米、大米等谷物的蛋白質含量，是一種蛋白質含量較高的理想食物，可作為蛋白質資源添加到飼料中。

1.2 功能成分研究

師江等人對菠蘿蜜種子的氨基酸組成進行全面分析，發現菠蘿蜜種子氨基酸種類豐富，其中含有蘇氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸7種必需氨基酸，賴氨酸含量較高能夠與玉米、大米等谷物形成營養互補。必需氨基酸占總氨基酸的45.6%，必需氨基酸與非必需氨基酸比值為83.8%，符合FAO/WHO提出的優質蛋白條件。同時，研究發現菠蘿蜜種子還含有功能因子γ－氨基丁酸，具有促進記憶、緩解疲勞等作用；陳忠等從菠蘿蜜種子中提取了凝集素， 發現這種凝集素由兩個亞基以非共價鍵結合，分子量分別為1210kDa和1415kD，可凝集人、貓、兔和鼠的新鮮紅血球；張錦東等對菠蘿蜜種子中的黃酮進行提取，優化了黃酮提取工藝，采用70%乙醇，60℃水浴提取50min，料液比1:20g/mL，黃酮提取率達到3.30%，菠蘿蜜種子的黃酮提取液具有較強的抗氧化活性，自由基的清除率超過90%。王夢霞等人采用超臨界CO萃取菠蘿蜜種子中的多酚，通過工藝優化，菠蘿蜜種子中多酚的產量達0.6254mg/g。

1.3 主要成分淀粉特性研究

大量研究發現，菠蘿蜜種子具有很高的淀粉含量，大部分為支鏈淀粉，具有低價的熱粘度，針對這一特性吸引了國內外眾多學者開展研究。菠蘿蜜種子淀粉的提前常用的有酶法和堿法，楊慧強等人采用堿法提取淀粉并對提取工藝進行優化，提高了淀粉提取率，初眾等人則采用酶法進行淀粉的提取，利用響應面法優化了提取工藝，使得菠蘿蜜種子淀粉的提取率為60%左右；譚樂和等人對菠蘿蜜種子中的淀粉進行提取工藝的優化及淀粉理化性質的測定，發現菠蘿蜜種子的粗淀粉含量約為52%-57%，并對菠蘿蜜種子淀粉和木薯淀粉的理化性質進行比較研究，具有熱粘性低、凝沉性強、低溫穩定性較差、糊化溫度高等特點，可通過酶法或化學法進行改性提高淀粉特性和應用領域；賴小玲等也對菠蘿蜜種子淀粉進行研究，認為菠蘿蜜種子淀粉在透明度、凍融穩定性、膨脹度、低溫溶解性均低于馬鈴薯淀粉，易老化，濃度＞60g/L的淀粉糊在90℃以上粘度較大，而＜70℃時粘度下降并趨于穩定。李秀娟等人采用掃描電鏡和X-射線衍射儀對菠蘿蜜種子淀粉顆粒的顆粒形態和結晶結構進行研究，結合淀粉的糊化溫度、溶解度和膨脹度做了進一步的研究。不少學者將目光放在菠蘿蜜種子淀粉的利用上，并對淀粉的體外消化特性研究上。陳福泉等人對菠蘿蜜種子淀粉和玉米淀粉的體外消化特性進行比較，發現菠蘿蜜種子淀粉體外消化能力弱于玉米淀粉，即菠蘿蜜種子淀粉中抗性淀粉含量高于玉米淀粉，菠蘿蜜種子淀粉屬于假塑性流體，其抗剪切能力比玉米淀粉、木薯淀粉強，其凝沉性比玉米淀粉小，比木薯淀粉大。除了體外消化特性研究，李博等人還進行了血糖指數的測試，發現菠蘿蜜種子淀粉的血糖指數為62.45，屬于中等血糖食物，為菠蘿蜜種子淀粉食物的綜合利用提供理論依據。

1.4 食用安全性研究

菠蘿蜜種子中富含鋅、銅、硒等人體所需微量元素。師江等為了確認菠蘿蜜種子的食用安全性對其含有的礦物質和重金屬進行測定，結果表明菠蘿蜜種子中元素鉻、鎘、鉛等污染物含量低于國標GB2762-2017《食品安全國家標準 食品中污染物限量》限量，砷、汞未檢出，但鎳含量超出限量值，經過膳食風險評估消費人群食用菠蘿蜜種子引起的鎳暴露量較低，風險較小。這與袁海華等的研究結論基本一致，菠蘿蜜種子中含有較豐富的人體必需微量元素和常量元素，可作為保健食品來補充人體的礦物質元素，還可以開發為動物飼料添加劑可強化基礎飼料營養價值并提高動物生產性能保證動物健康，起到補充微量元素的作用。

2. 菠蘿蜜種子綜合利用研究

由于菠蘿蜜種子具有豐富的營養成分和功能性成分，安全性較高，因此近年來備受專家學者的關注，在多個領域對其加以開發利用。

2.1 膨化食品

由相關文獻可知，菠蘿蜜種子粉較難消化，而膨化可通過真空高壓改變其結構，使產品易消化吸收。有學者將菠蘿蜜種子粉與馬鈴薯粉、玉米粉、大米粉等以不同比例進行膨化實驗，改善菠蘿蜜種子粉難消化狀況，并探究菠蘿蜜內種皮對膨化結果的影響。實驗結果顯示，膨化產品松脆，焦黃色，有菠蘿蜜獨特風味；菠蘿蜜內種皮對產品未產生明顯影響。左慧玉等人采用雙螺桿擠壓對菠蘿蜜種子粉進行膨化產品生產，并對其消化特性及血糖指數變化進行研究，發現雙螺桿擠壓增加了快速消化淀粉和慢消化淀粉含量，顯著降低了抗性淀粉含量，同時螺桿擠壓使得菠蘿蜜種子淀粉由致密結構轉變為疏松多孔的多面體結構。

2.2 烘焙食品

菠蘿蜜種子粉雖蛋白質含量較高，但并不能形成面筋網絡，粉質特性與弱筋粉接近，不少學者利用菠蘿蜜種子粉制作烘焙產品。李敏等人對菠蘿蜜種子粉和小麥粉混合粉進行烘焙品質研究，探究不同菠蘿蜜種子粉添加比例對酥性餅干的硬度、感官評價和外形尺寸等指標的影響，結果發現當菠蘿蜜種子粉的添加量大于10%時，烘焙產品感官評價下降，大于20%時，產品硬度增大；呂飛杰等人也嘗試將菠蘿蜜種子粉與低筋小麥粉以不同比例混合，制作酥性餅干，當其添加量在40%時制得的餅干口感酥松，基本不黏牙，花紋清晰明顯，顏色呈較好的棕黃色，菠蘿蜜風味明顯；徐向波等人以低筋面粉和菠蘿蜜種子粉為主要原料，加入糖粉、雞蛋、黃油等輔料，加工制成菠蘿蜜種子粉酥性餅干，對工藝配方進行優化，結合感官評價和質構分析等方法確定了低筋粉與菠蘿蜜種子粉的比例為6:4，通過優化生產出的酥性餅干色澤均勻、外形完整、口感酥脆，這與呂飛杰等人的研究結果相似；由于菠蘿蜜種子淀粉持水率低，對曲奇餅干品質的改良也有重要意義，藍延玲等人將菠蘿蜜種子粉添加到曲奇餅干的制作中，對菠蘿蜜種子粉的添加量、黃油添加量和糖的添加量等通過正交實驗優化了配方；另外，也有學者將菠蘿蜜種子粉應用到蛋糕的制作中，徐向波等人將菠蘿蜜種子粉（30g）添加到低筋面粉（70g）中制作海綿蛋糕，優化了配方和工藝，制作出的菠蘿蜜種子海綿蛋糕顏色金黃，外形完整，口感香甜松軟；菠蘿蜜種子蛋白質含量較高且含有8種必需氨基酸，適量添加到面包制作中能夠改善面包的營養價值和風味，但是過多的菠蘿蜜種子淀粉添加量會影響面筋網絡的形成，賈亞娟等人對此進行了優化，確定了菠蘿蜜種子粉和面包粉的最適比例為6g:149g。

2.3 釀制黃酒

以菠蘿蜜種子和黑糯米為原料，甜酒粉為糖化發酵劑，經糖化發酵、澄清、殺菌后制備果味型黃酒。通過單因素試驗和正交試驗優化菠蘿蜜種子黃酒的發酵工藝條件，并探討不同澄清方法對黃酒澄清效果的影響，實驗發現熟黑糯米與菠蘿蜜種子熟粉質量比5:1，在最佳工藝條件下釀造獲得的菠蘿蜜種仁黃酒呈淡紫紅色，半透明，具有菠蘿蜜的特殊香味和黃酒的典型風格。

2.4 添加劑開發

基于菠蘿蜜種子淀粉的性質，有研究對菠蘿蜜種子淀粉進行酶法改性，制備油脂模擬品，并將其添加于冰淇淋中，可以使冰淇淋內部的空氣趨于穩定，增大冰淇淋的膨脹率。另外，油脂模擬品還可以很好地改善冰淇淋的口感，其最適添加量為6%。加入了菠蘿蜜種子淀粉油脂模擬品后的冰淇淋膨脹率為83.19%，感官評分平均值為96.8，融化率為11.25%，具有良好的應用前景。敖穎等人對菠蘿蜜種子淀粉和月桂酸進行復合，與木薯淀粉－月桂酸復合物和玉米淀粉－月桂酸復合物的顆粒結構和淀粉特性進行了對比研究，研究發現菠蘿蜜淀粉－月桂酸復合物顯示出了較高的復合指數，同時月桂酸的添加增強了菠蘿蜜淀粉的抗剪切能力和熱穩定性，改變了淀粉的顆粒形貌，使原來規則的半球形顆粒變成不規則塊狀，并增大了顆粒粒徑，阻礙了淀粉重結晶，從而導致相對結晶度和短程有序性降低。另外，作者又對菠蘿蜜種子淀粉與椰子油進行復合研究，優化了菠蘿蜜種子淀粉與椰子油復合工藝，為菠蘿蜜種子淀粉與脂肪酸等的復合提供了理論依據。

2.5 微膠囊

在前期的研究中已有大量學者對菠蘿蜜種子淀粉的組成、糊化特性、凝聚特性、流變特性等進行研究，菠蘿蜜種子含有32%的直鏈淀粉，有學者根據直鏈淀粉的性質將菠蘿蜜種子淀粉作為微膠囊壁材，包埋香草蘭，制備香草蘭精油微膠囊，對壁芯材比例、包埋時間和包埋溫度進行優化，提高了香草蘭精油微膠囊的包埋率和載油量。在此基礎上，又通過感官評定、風味物質分析，對制備的香草蘭精油微膠囊特征風味進行綜合評價，同時探究感官屬性與風味物質之間的相關性，表明通過菠蘿蜜種子淀粉包埋的香草蘭精油微膠囊，其風味和香蘭素含量與香草蘭精油相差不大，說明菠蘿蜜種子淀粉作為微膠囊壁材是個不錯的選擇，為之后的微膠囊制備提供了新思路。

2.6 其他食品

基于菠蘿蜜種子淀粉直鏈淀粉含量高，抗消化性高，具有一定的促進腸道健康和瘦身的作用，勾玲等人利用菠蘿蜜種子粉與羅漢果提取液混合，加入天然凝膠劑涼草凝膠液，制作黑涼粉，對制作工藝進行優化得到一款風味好，品質佳的新型功能型健康涼粉；余爽等人以菠蘿蜜種子和低血糖生成指數的雜糧為主要原料制作沖調粉，研究蒸制、水煮、烘烤3種熟化工藝和真空冷凍干燥、熱風干燥、噴霧干燥3種干燥方法對其血糖生成指數及風味物質的影響，結果表明菠蘿蜜種子雜糧沖調粉的氨基酸E/T值符合聯合國糧農組織/世界衛生組織推薦模式，營養價值高，符合低GI食品要求；為順應當代營養需求和健康潮流，部分學者將菠蘿蜜種子粉利用真空干燥后，與麥芽糊精、大豆蛋白、脫脂奶粉、魔芋粉和山楂粉等代餐輔料進行復配，研發出了菠蘿蜜種子代餐零食，且具有較好地吸附脂肪效果；除了進行精加工，菠蘿蜜種子也可簡單用于烹飪加工中，水煮后口感類似于板栗，蓬松軟糯，如菠蘿蜜種子煲雞湯，湯汁味道鮮美，營養價值高。

菠蘿蜜種子的淀粉含量高，可塑性強。種子的營養全面，低脂高蛋白，含有人體所需的微量元素，同時含有較全面的氨基酸組成，含有凝集素、黃酮等功能性成分，具備較高的安全性。菠蘿蜜種子約占菠蘿蜜總重20%，作為待開發利用的食品加工原料，引起了眾多學者的關注。目前對于菠蘿蜜種子的利用主要基于其淀粉特性，集中在淀粉改性、烘焙原料、微膠囊壁材、代餐原料等方面，對于種子整體的利用較少，更多是簡單應用于烹飪加工中，本課題組利用傳統炒制技術對菠蘿蜜種子進行糖漬和炒制處理，制作一款新型的休閑加工食品，為菠蘿蜜種子的綜合利用提供新的思路。