三种芒果果皮及果肉中膳食纤维的组分研究

陈多谋，文攀，杭瑜瑜，裴志胜（海南热带海洋学院，海南三亚572022）



三种芒果果皮及果肉中膳食纤维的组分研究

陈多谋，文攀*，杭瑜瑜，裴志胜
（海南热带海洋学院，海南三亚572022）

摘要：研究3种芒果皮及果肉的膳食纤维（DF）组分，对制备得膳食纤维中的纤维素、半纤维素、木质素进行了测定；采用糖腈乙酰化衍生GC分析膳食纤维的单糖组分。结果表明3种芒果果皮及果肉中纤维素，半纤维素的含量在10 %～ 20 %之间，木质素含量在5 %～13 %之间。3种芒果果肉及果皮中均含有鼠李糖，山梨糖、甘露糖、半乳糖4种单糖，并通过对保留时间和峰面积的检测结果分析4种单糖的相对含量。

关键词：芒果；组分；膳食纤维；单糖

芒果（Mangifera indica L.）是著名的热带水果，在我国热带亚热带地区广泛种植。膳食纤维（dietary fiber，DF）是不易被消化酶消化的多糖类食物成分，包括多糖、寡糖、木质素以及相关的植物物质，其能保持消化系统健康，并有多种生理作用[1]。膳食纤维的保健功能与其来源、单糖组成以及键合结构有关[2]。近五年国内外对于芒果膳食纤维的研究主要集中在芒果皮膳食纤维综合利用的研究[3-6]，但对于芒果皮及果肉的膳食纤维主要组成成分及单糖组成方面尚未涉及。本文旨在通过对比芒果肉与芒果皮中的膳食纤维组成及含量，为芒果深加工产业提供参考，为提高芒果的利用率提供科学依据。因此本文主要从芒果皮及果肉膳食纤维的含量及4种单糖组分进行研究。

1　材料与方法

1.1.1材料与试剂

吕宋芒、大金煌芒、凯特芒：市售；α-淀粉酶、木瓜蛋白酶（BR99 %/g）：西亚试剂；糖化酶（10万单位/g）：biotopped；单糖标准品：L-鼠李糖（批号：2013110501）：成都市科隆化工试剂厂；L-山梨糖（批号：u42090）：西亚试剂；D-甘露糖（批号：130916）：如吉生物科技；D半乳糖（批号：20130508）：成都市科隆化工试剂厂；其余试剂为市购分析纯试剂。

1.1.2仪器与设备

PHS-2f pH计：上海精密科学仪器有限公司；YF2-2粉碎机：瑞安市永历制药机械有限公司；GC-2010 Plus、UV-2550紫外可见分光光度计：日本岛津；FA2204B分析天平：苏州江东精密仪器有限公司；SHZ-D（III）循环水多用真空泵：海凌科实业发展有限公司；DHG-9245A电热恒温鼓风干燥箱：金坛盛蓝仪器制造有限公司；DHG-9245A真空干燥箱：上海凯朗仪器设备厂；DPX-9082B-1恒温水浴箱、TDL-80-2B离心机：金坛市盛蓝仪器制造有限公司。

1.2方法

1.2.1实验原材料的预处理

1.2.1.1原材料处理

果肉处理：将芒果用清水清洗干净，使芒果皮外无脏物。将清洗干净的芒果用不锈钢刀削去果皮，剔除其中的芒果核，分切成块。用打浆机打浆，放入冰箱冷藏。

果皮处理：将芒果用清水清洗干净，使芒果皮外无脏物。将清洗干净的芒果用不锈钢刀削下果皮，将果皮放入电热恒温鼓风干燥箱中，温度设置为60℃。待恒重后用粉碎机粉碎，过100目筛，干燥保存。

1.2.1.2膳食纤维的制备及含量测定

1）膳食纤维的制备[7]

称取样品200 g，加入85 %乙醇100 mL，进行除糖处理。将样品pH调至5.5～7.5，加入0.2 %的α-淀粉酶，水浴锅中70℃保温40 min。待其冷却至60℃，调节pH为7.3～7.7，加入0.1 %的木瓜蛋白酶，水浴锅中45℃保温45 min。调节pH为4.0～4.2，加入0.1 %的糖化酶，水浴锅中60℃保温30 min。用400 mL 78 %的乙醇冲洗2次，再用200 mL 9 5 %乙醇冲洗2次，然后用200 mL丙酮洗1次最后用200 mL石油醚进行脱脂。电热恒温鼓风干燥箱干燥10 h。称量，并反复干燥至恒重。

2）膳食纤维含量测定

蛋白质含量测定[8]：称重后的残渣按GB/T 5009.5-2010《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》的规定测定氮（N），以N×6.25为换算系数，计算蛋白质质量。

灰分含量测定[9]：称重后的残渣按GB/T 5009.4-2010《食品安全国家标准食品中灰分的测定》的规定测定灰分。

水分含量测定[10]：称样品按照GB 5009.3-2010《食品安全国家标准食品中水分的测定》中减压干燥法测定水分含量。

膳食纤维含量计算

式中：ω为膳食纤维含量，%；m1为残渣质量平均数，mg；c1为残渣中蛋白质质量，%；c2为残渣中灰分质量，%；m2为称样量平均数，mg；c3为试样水分含量，%。

1.2.2纤维素的测定（硫酸与重铬酸钾氧化法）[11]

称取制备膳食纤维0.1 g，加入醋酸和硝酸1∶1混合液10 mL，沸水中25 min。冷却后离心，弃上清。加入15 mL蒸馏水搅拌再次离心，弃上清重复3次以清洗沉淀。在沉淀中加入10 mL 10 %硫酸和10 mL0.1 mol/L重铬酸钾溶液，摇匀，沸水浴10 min，溶液冷却后加5 mL、20 % KI和1 mL饱和淀粉溶液，采用0.2 mol/L硫代硫酸钠溶液滴定。空白试验用10 mL 10 %的硫酸和10 mL 0.1 mol/L的重铬酸钾溶液加5 mL质量分数为20 % KI和1 mL饱和淀粉溶液，用0.2 mol/L硫代硫酸钠溶液滴定。

按下面的公式计算纤维素的百分含量（%）

式中：X为纤维素百分含量，%；K为硫代硫酸钠浓度，mol/L；a为滴定空白试验所用去Na2S2O3的体积，mL；b为测定纤维素所用去Na2S2O3的体积；W为膳食纤维的重量，g；24为1 moL C6H10O5相当于Na2S2O3的摩尔数。

1.2.3半纤维素的测定（2 mol/L的HCl水解法）[12-14]

称取制备膳食纤维样品0.2g于烧杯中，加入10mL 80 % Ca（NO3）2·4H2O溶液，煮沸5 min，4 000 r/min离心20 min。将离心管中的沉淀用热水冲洗3次。将清洗过的沉淀中加入10 mL 2 mol/L的盐酸，混匀，沸水浴45 min，冷却后过滤，并用适量热水冲洗沉淀。将滤液移入100 mL容量瓶中，并加酚酞指示剂，用NaOH溶液中和至呈玫瑰色，变色后用蒸馏水稀释至刻度。取2 mL滤液于试管中并加入1.5 mLDNS试剂，沸水浴5 min。在540 nm波长下测定吸光度，并对照葡萄糖标准曲线（y=0.905x-0.028 6，R2=0.993 7，线性范围：0～ 0.8 mg/mL）进行分析。

1.2.4木质素的测定（醋酸分离与硫酸水解法）[15-17]

称取制备膳食纤维样品0.1 g于烧杯中，加入1 %醋酸溶液10 mL，4 000 r/min离心20 min。弃上清液。将沉淀用1 %醋酸5 mL洗涤，离心，弃上清液。向样品中加3 mL～4 mL乙醇和乙醚混合液（体积比1∶1），浸泡3 min后，4 000 r/min离心20 min。重复3次。蒸干样品，向样品中加入72 %的硫酸3 mL，搅匀，室温静置16 h，使纤维素溶解。溶解完成后向试管中加入10 mL蒸馏水，搅匀，沸水浴5 min。待冷却，加5 mL蒸馏水和0.5 mL 10 %的氯化钡溶液，摇匀，4 000 r/min离心20 min。沉淀用蒸馏水冲洗2次。向处理好的沉淀中加10 mL 10 %的硫酸和0.1 mol/L的重铬酸钾溶液，搅拌，沸水浴15 min。冷却后将试管中所有物质转入250 mL锥形瓶，然后向锥形瓶中加入5 mL 20 %的KI溶液和1 mL的饱和淀粉溶液，硫代硫酸钠滴定。当溶液由黑紫色滴定为亮绿色即为滴定终点。另外单独滴定加入了10 mL质量分数10 %硫酸的0.1 mol/L的重铬酸钾溶液10 mL作为空白样。

木质素含量按下式计算：

式中：48为1 mol C11H12O4相当于硫代硫酸钠的当量数；K为硫代硫酸钠浓度，mol/L；a为空白滴定所耗硫代硫酸钠体积，mL；b为滴定溶液所耗硫代硫酸钠体积，mL；n为样品质量，g。

1.2.5单糖衍生物的测定[2]

1.2.5.1糖腈乙酰化衍生反应

称取制备的膳食纤维180 mg于安培管中，加入60 mL，2 mol/L的浓硫酸，酒精喷灯封口。将样品放置于105℃干燥箱中水解5 h～8 h，当液体为棕褐色时可取出。待溶液冷却至室温后，加入碳酸钙中和，调节pH为中性。4 000 r/min离心20 min，取上清液于真空干燥箱干燥。干燥好的样品中加入60 mg盐酸羟胺，6 mL吡啶，放入90℃振荡水浴30 min，冷却至室温后加入6 mL醋酸酐，再放于90℃振荡水浴30 min，即为膳食纤维的单糖衍生物。

1.2.5.2 GC分析条件

色谱柱：日本岛津公司Rtx-1毛细管柱（0.5 μm× 0.32 mm×30 m）；检测器：氢火焰离子化检测器；载气：高纯氮，流速1 mL/min，分流比为45∶1。气化室温度：280℃；检测器温度：260℃；程序温：120℃保持2 min，然后以10℃/min升至180℃，保持8 min，再以10℃/min升至240℃，保持5 min；240℃保持15 min；进样量：1 μL。

1.2.6数据处理

每次实验设3个平行样，取平均值，数据采用Design Expert 7.0软件进行统计分析。

2　结果与分析

2.13种芒果膳食纤维含量及单糖组分3种芒果膳食纤维含量见表1。

表1　3种芒果膳食纤维含量Table 1 Three kinds of mango dietary fiber content %

由表1可知，3种芒果膳食纤维的含量：果皮均大于果肉。其中芒果果皮的膳食纤维的含量：凯特芒＞大金煌芒＞吕宋芒；芒果果肉的膳食纤维的含量：凯特芒＞大金煌芒＞吕宋芒；可能是由于吕宋芒为早熟芒果，大金煌芒为中熟芒果，凯特芒为晚熟芒果，早熟芒果中膳食纤维的含量要低于晚熟芒果，与郑毅[5]研究结果一致。

2.23种芒果果肉和果皮中纤维素、半纤维素、木质素的含量

3种芒果果肉和果皮中纤维素、半纤维素、木质素的含量见图1。

图1　3种芒果果肉和果皮中纤维素、半纤维素、木质素的含量Fig.1 The content of three kinds of cellulose，mango pulp and peel of hemicellulose and lignin

吕宋芒果果肉与大金煌芒果果肉膳食纤维中，半纤维素含量高于纤维素，其次为木质素；而凯特芒果果肉膳食纤维中，纤维素含量高于半纤维素，其次为木质素。

大金煌芒果果皮与凯特芒果果皮膳食纤维中，半纤维素含量高于纤维素，其次为木质素；而吕宋芒果果皮中膳食纤维中，纤维素含量高于半纤维素，其次为木质素。

出现此现象可能是由于芒果成熟早晚引起的差异。依据本试验结果，笔者认为制备芒果半纤维素时，可选用早熟与中熟的芒果果肉及中熟与晚熟的芒果果皮。制备芒果纤维素时，可先用早熟的芒果果皮及晚熟的芒果果肉。

3种芒果果肉及果皮膳食纤维中，纤维素含量最高的为凯特芒果肉，达到19.70 %；半纤维素含量最高的为凯特芒果皮，达18.13 %，木质素含量最高的为凯特芒果皮，为12.57 %，这可能是由于凯特芒芒果为晚熟品种，纤维素、半纤维素、木质素的积累时间要长于吕宋芒果和大金煌芒果。

2.33种芒果果肉和果皮中单糖组分分析

通过对标准品及样品的衍生物进行气相色谱分析，对比保留时间对本试验选取的4种单糖进行定性分析。三种芒果果肉及果皮的膳食纤维出峰图如图2、图3，样品衍生物的GC保留时间见表2。

图2　单糖标准品衍生物的气相色谱图Fig.2 Gas chromatogram of standard monosaccharide derivatives

图3　样品膳食纤维中单糖标准品衍生物的气相色谱图Fig.3 Gas chromatogram of monosaccharide derivatives in sample fiber

表2　单糖标准品衍生物气相色谱图出峰时间及峰面积Table 2 Monosaccharide standard derivative gas chromatography peak time

试验对比标准样品和膳食纤维保留时间可知，本试验中4种单糖标准品中，3种芒果果肉及果皮中均含有鼠李糖、山梨糖、甘露糖、半乳糖。通过样品衍生物与标准品衍生物GC出峰峰面积比较，对试验3种芒果中果肉及果皮的4种单糖含量进行了初步的分析，得出了4种单糖的含量见表3。

表3　样品膳食纤维的单糖含量Table 3 The ratio of monosaccharide composition in dietary fiber of samples　%

吕宋芒果果肉甘露糖峰含量最大，其次是山梨糖、半乳糖、鼠李糖；金煌芒果肉中甘露糖峰含量最大，其次是山梨糖、半乳糖、鼠李糖；凯特芒果肉中甘露糖峰含量最大，其次是山梨糖、半乳糖、鼠李糖、。吕宋芒果果皮中半乳糖峰含量最大，其次是山梨糖、鼠李糖和甘露糖；大金煌芒果皮中半乳糖峰含量最大，其次是山梨糖、甘露糖、鼠李糖；凯特芒果皮中半乳糖峰含量最大，其次是山梨糖、甘露糖、鼠李糖。3种芒果果肉中甘露糖含量最高，依次为山梨糖、半乳糖、鼠李糖；3种芒果果皮中半乳糖峰含量最高，依次为山梨糖、甘露糖、鼠李糖。

3　结论

本试验对3种芒果果皮及果肉的膳食纤维进行了研究，得到了膳食纤维及膳食纤维中纤维素、半纤维素、木质素的含量；通过糖腈乙酰化衍生GC分析，有效的实现了单糖衍生物的分离，图谱得到了4种单糖出峰图。

3种芒果果肉及果皮膳食纤维中，果皮中膳食纤维的含量均高于果肉中，且早熟芒果中膳食纤维的含量要低于晚熟芒果；纤维素含量最高的为凯特芒果肉，达到19.70 %；半纤维素含量最高的为凯特芒果皮，达18.13 %，木质素含量最高的为凯特芒果皮，为12.57 %。

通过对样品衍生物溶液的GC分析，通过对比保留时间及相对峰面积，确定了3种芒果果皮及果肉中半乳糖峰、甘露糖、鼠李糖和山梨糖的相对含量。其中3种芒果果肉中甘露糖峰含量最大，果皮中半乳糖峰含量最大。

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The Effects of Components of Dietary Fiber Made from Three Kinds of Mango Peel and Pulp

CHEN Duo-mou，WEN Pan*，HANG Yu-yu，PEI Zhi-sheng
（Hainan Tropical Ocean University，Sanya 572022，Hainan，China）

Abstract：Study on the dietary fiber（DF）component of peel and pulp in three kinds of mango，determinated of cellulose，hemicellulose and lignin in prepared dietary fiber，Using GC method analyzed dietary fiber（DF）

monosaccharide composition. The results indicated that the the content of cellulose and hemicellulose were between 10 %-20 %，the content of lignin was between 5 %-13 % in peel and pulp of three kinds of mango .The peel and pulp in three kinds of mango contained rhamnose，sorbose，mannose and galactose，the relative contents of four kinds of sugars were analyzed by the detection results of retention time and peak area.

Key words：mango；component；dietary fiber；sugar

收稿日期：2015-12-21

*通信作者：文攀（1983—），女（汉），实验师，硕士研究生，研究方向：植物活性成分开发与利用。

基金项目：海南省教育厅项目（Hnjg2015-55）；海南省高等学校科研研究项目（Hnky2015-44）；海南热带海洋学院校级项目（QYQN201513）

作者简介：陈多谋（1978—），男（汉），实验师，本科，研究方向：天然产物化学成分分析。

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.08.003