不同品系菠萝蜜化学成分比较与营养综合评价

王颖倩　朱科学张彦军　吴刚　贺书珍　张伟　谭乐和

摘 要 菠萝蜜作为一种典型的热带水果，具有很高的研究价值。对马来西亚1（M1）、2（M2）、3（M3）、4（M4）、5（M5）号果、香饮所11（XYS11）、18（XYS18）号、珍珠果（ZZ）和四季菠萝蜜（SJ）9份不同品系菠萝蜜果实中维生素C、多酚、膳食纤维、灰分、总糖、还原糖、蛋白质、氨基酸含量进行测定，并利用隶属函数对营养指标进行综合评价。研究结果表明：菠萝蜜不同品系间营养价值存在显著差异，其中M3的多酚和维生素C含量最高；SJ的膳食纤维含量最高；M1、M5、SJ的蛋白质含量较高；9个品系均含有7种人体必需的氨基酸和10种非必需氨基酸。综合评价分析发现，菠萝蜜营养价值由高到低为：M1>M5>M3>SJ>M4>ZZ>XYS11>M2>XYS18，M1的营养价值最高，具有良好的产业利用前景。

关键词 菠萝蜜 ；化学成分 ；隶属函数 ；营养指标 ；综合评价

中图分类号 S667.8 文献标识码 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

菠萝蜜是一种典型的热带水果，果实硕大，果肉味道甘甜、香气浓、营养丰富，素有“热带水果之王”的美誉[1-2]。菠萝蜜在中国的广东、广西、海南、云南和福建等地均有栽培，尤其以海南省种植最多，已成为海南农民增加收入的重要来源。研究发现，菠萝蜜果实中含有丰富的碳水化物、蛋白质、矿物质等营养成分[3]。Zhu等[4]研究发现，菠萝蜜果肉中的多糖类化合物具有较强的DPPH和OH自由基清除能力和相对较低的还原能力，是一种天然有效的抗氧化物。

目前，中国种植的菠萝蜜品种多，国内主要栽培品种包括‘马来西亚1号、‘马来西亚3号、‘马来西亚5号、‘马来西亚6号和‘四季菠萝蜜[5-6]。吕庆芳等[7]对6个特色菠萝蜜株系（E2、E5、E6、E7、E9、E10）果实中单果重、总糖、还原糖、蔗糖、有机酸、可溶性蛋白、维生素C和可溶性固形物8项品质指标进行了测定与比较分析，结果发现株系E6和E5属于果实品质较好的株系。房一明等[8]对6份不同品系菠萝蜜（海南本地果、马来西亚1、2、5、6 号果、香饮所11号果）的品质和感官进行比较，发现品系的不同导致口感上的差异。在前期研究基础上，作者拟以中国热带农业科学院香料饮料研究所培育的马来西亚1、2、3、4、5号果、香饮所11、18号、珍珠果和四季菠萝蜜9份不同品系菠萝蜜为研究对象，通过对维生素C，多酚、膳食纤维、灰分、总糖、还原糖、蛋白质和氨基酸含量等指标进行化学组分比较，并利用隶属函数对菠萝蜜营养指标进行综合评价。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 实验原材料

马来西亚1（M1）、2（M2）、3（M3）、4（M4）、5（M5）号果、香饮所11（XYS11）、18（XYS18）号、珍珠果（ZZ）和四季菠萝蜜（SJ） 9份不同品系菠萝蜜原料，均由中国热带农业科学院香料饮料研究所（兴隆热带植物园）提供。

1.1.2 试剂与仪器

葡萄糖（美国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（爱尔兰Megazyme公司）；苯酚（天津市永大化学试剂开发中心）；酒石酸钾钠（汕头市光华化学厂）；高锰酸钾（天津市大茂化学试剂场）；草酸（广州市番禺强化工厂）；抗坏血酸（广东光华化学厂有限公司）；硫酸铜、硫酸铁、氢氧化钠、盐酸、硫酸、乙醇、乙酸和硅藻土均为分析纯试剂（西陇化工股份有限公司）。endprint

JDG-0.2T型冻干机（兰州科近真空冻干技术有限公司）；海尔DW-86L728J超低温保存箱（海尔集团）；MB45型快速水分测定仪[奥豪斯仪器（上海）有限公司]；SPECORD 250 PLUS型紫外可见分光光度计（德国耶拿分析仪器公司）；NDA701型杜马斯定氮仪（意大利VELP公司）；Fibertee E型膳食纤维测定系统（丹麦FOSS公司）；S-433D型氨基酸分析仪[德国sykam（赛卡姆）]；TDL1800箱式高温炉（鹤壁大宇仪器仪表有限公司）；Master-S-Plus UVF型实验室专用超纯水机（上海和泰有限公司）；PP-20型pH仪（瑞士Startorius公司）。

1.2 方法

1.2.1 原料预处理

菠萝蜜鲜果去除果皮、果丝和种子，收集菠萝蜜果肉，参照张彦军等[9]的方法进行冷冻干燥，磨粉，备用。

1.2.2 维生素C测定

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的抗坏血酸标准溶液，并用1%硫脲溶液分别配制浓度为10、20、40、80、160、320 μg/mL的抗坏血酸溶液。

稱取2.0 g菠萝蜜粉，用1%草酸定容到100 mL容量瓶中，摇匀、过滤；量取25 mL滤液，加入2.0 g酸洗后的活性炭，摇晃1.0 min，过滤，取10 mL提取液，加入2%硫脲10 mL，混匀，备用；量取4.0 mL不同浓度的抗坏血酸标准溶液和样品溶液，各加入1.0 mL浓度为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，过滤，备用），37℃水浴锅3 h，冷却后置于冰水中，然后向每支试管中缓慢加入5.0 mL 85%H2SO4，室温放置30 min后，500 nm波长测定吸光值。根据抗坏血酸标准曲线计算不同品系菠萝蜜样品维生素C的含量。

1.2.3 总酚含量测定

参照王佳珺[10]测定多酚的方法，并稍加改进。称取0.5 g菠萝蜜粉，加入60%乙醇溶液10 mL，温度为60℃情况下，水解2 h，过滤，超纯水定容至50 mL。取0.5 mL样液与0.5 mL Folin-Ciocalteu regent（10×dilution）混合反应3 min后，加入0.5 mL 10%（W/V）Na2CO3于暗处反应90 min，725 nm波长下测吸光值。以焦性没食子酸为标品绘制标准曲线，计算不同品系菠萝蜜样品中总酚含量。

1.2.4 总膳食纤维的测定

参照国标GB 5009.88-2014对不同品系菠萝蜜样品中总膳食纤维进行测定：称取一定质量（mC）菠萝蜜样品2份，85%乙醇溶液进行脱糖处理后称重（mD），准确称量一定质量（m）试样置于烧杯中，加入0.05 mol/LMES-ERIS缓冲液（取4.88 g MES和3.05 g TRIS，用0.425 L水溶解，6 mol/L NaOH调节pH至8.1）40.0 mL，搅拌至菠萝蜜样品溶解，依次采用50.0 μL热稳定α-淀粉酶、100 μL蛋白酶和100 μL淀粉葡萄糖苷酶处理后，60℃ 95%乙醇溶液进行沉淀，并用78%乙醇溶液洗涤烧杯中的残渣，转移到坩埚中，分别用78%和95%乙醇，丙酮15.0 mL 各洗涤2次，抽滤，然后将坩埚及残渣在105℃烘箱干燥至恒重，并称取残渣质量（mR）。最后将2份残渣中的1份利用杜马斯定氮仪测定氮（N）的含量，以6.25为换算单位，计算蛋白质的质量（mP）；另1份525℃灰化5 h测定灰分，并计算灰分质量（mA），计算菠萝蜜总膳食纤维的含量。同时设计2个空白样（mB）与菠萝蜜样品进行相同的操作，用于校正试剂对测定的影响。

样品中总膳食纤维的质量按如下公式进行计算：

mTDF=（■）=■

式中：mR为试验残渣质量均值，m为试样取样质量均值。

1.2.5 灰分含量的测定

参照国标GB 5009.4-2016对不同品系菠萝蜜样品中灰分含量进行测定：称取1.0 g菠萝蜜样品置于高温恒重的坩埚中，半盖坩埚盖，在电热炉上进行灼烧，灼烧到无烟后移入至马弗炉中，在温度为525℃的条件下烘干5 h，等温度降到200℃后取出，置于干燥器内，降到室温后称重，计算灰分含量。

1.2.6 总糖含量的测定

称取0.25 g菠萝蜜粉于安培管中，向安培管中加入10 mL盐酸（盐酸∶水=15∶50），封管后在110℃条件下水解3 h，过滤并用蒸馏水定容到100 mL。取2.0 mL溶液于试管中，向试管中加入1.0 mL 5%苯酚溶液，加入5.0 mL浓硫酸，摇匀，室温反应35 min，490 nm波长条件下测定吸光值。根据葡萄糖标准品建立的标准曲线，计算不同品系菠萝蜜样品中总糖含量。

1.2.7 还原糖含量的测定

参照国标GBT 5009.7-2016高锰酸钾滴定法进行检测：称取1.0 g菠萝蜜粉置于100 mL容量瓶中，依次加入20 mL蒸馏水，4.0 mL碱性酒石酸甲液（称取硫酸铜34.639 g，蒸馏水溶解，加0.5 mL H2SO4，蒸馏水稀释至500 mL，精制石棉过滤）及1.6 mL NaOH溶液（40 g/L），定容后静止30 min，过滤。吸取10 mL滤液，加入5.0 mL碱性酒石酸甲液及5.0 mL碱性酒石酸乙液（称取酒石酸钾钠173 g与氢氧化钠50 g，加水溶解并稀释至500 mL，精制石棉过滤），控制在4 min内煮沸，煮沸2 min，G4垂熔坩埚抽滤，60℃热水洗涤烧杯及沉淀不再呈碱性，将垂熔坩埚放入到烧杯中，然后加入5.0 mL硫酸铁溶液及5.0 mL水，使氧化亚铜完全溶解，用0.1 mol/L高锰酸钾标准溶液滴定至微红色为终点。吸取同等体积水进行空白试验，计算氧化亚铜的质量即样品中还原糖质量。endprint

1.2.8 蛋白质和氨基酸含量的测定

采用NDA701杜马斯定氮仪测定不同品系菠萝蜜样品中蛋白质含量。参照本实验团队建立已有方法[9]进行氨基酸含量检测：称取100 mg的菠萝蜜粉于安培管中，加入10 mL 6 mol/L的盐酸溶液抽真空，封管后110℃水解22 h，冷却至室温，过滤；取0.1 mL滤液，氮吹浓缩后加入1.0 mL样品稀释液，振荡，过0.22 μm滤膜，采用德国Sykam（赛卡姆）S-433D型氨基酸分析仪进行测定。

1.2.9 营养价值综合评价

采用模糊数学隶属度公式对整理后的数据进行定量转换，再求出各指标下的隶属函数值的平均值，进行比较，数值越高，菠萝蜜营养综合评价分数越高。

隶属函数计算公式：

Z1=（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）；

反隶属函数计算公式：

Z2=1-[（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）]。

（注：如果某一指标与评判结果成负相关，则用反隶属函数进行定量转化。）

式中，Z1和Z2表示菠萝蜜营养成分的隶属函数值；Xi为菠萝蜜营养成分的测定值；Xmax和 Xmin表示菠萝蜜相同评价指标下所有测量值的最大值和最小值。将多酚、维生素C、总糖、还原糖、蛋白质、氨基酸、膳食纤维含量设定为正相关优等评价指标；将灰分含量设定为负相关不良评价指标，分别计算不同品种菠萝蜜的隶属函数总和，然后进行排序。

1.2.10 数据统计和分析

利用SPSS 17.0对数据进行统计和分析，测定样品均做3组重复试验后取平均值，利用Origin Pro 9.0软件完成相关图形的绘制。

2 结果与讨论

2.1 维生素C含量分析

维生素C（又名抗坏血酸）是维持生物正常生长发育必需的一种水溶性维生素，是评价水果产品质量的重要客观参数之一[11]。陈少东等[12]采用2，6- 二氯靛酚滴定法测定香蕉、芭蕉、芒果、猕猴桃、荔枝、木瓜、火龙果等7种常见水果中的维生素C含量，结果显示，维生素C含量：猕猴桃>木瓜>荔枝>芭蕉>芒果>火龙果>香蕉，其中猕猴桃的维生素C高达55.70 mg/hg鲜果。Swami等[13]发现，菠萝蜜是维生素C的良好来源，通常成熟果实中维生素C含量在7.0～10.0 mg/hg（鲜果）。吕庆芳等[11]研究结果表明，海南省种植的不同品系菠萝蜜果肉中维生素C含量最高可达84.21 mg/hg鲜果。

本实验通过对不同品系菠萝蜜维生素C含量进行测定（图1）。根据抗坏血酸标准曲线（图1-A）计算，可以发现（图1-B），在不同品系菠萝蜜果肉中，不同品种维生素C依次为：M3>M5>ZZ>M1，维生素C含量最高的为M3品种；M2、M4、XYS11、XYS18和SJ 5个不同品系的菠萝蜜果肉中的维生素C含量相差不大。

2.2 多酚含量分析

多酚是一类广泛存在于植物体内的天然抗氧化剂，具有很强的抗氧化能力，可防止机体被氧化，抑制致癌物质活化[14]。Folin-Ciocalteu比色法是一种广泛用于测定总多酚含量的分析方法。李文仙等[15]采用Folin-Ciocalteu比色法测定22种蔬菜和4種水果中的总多酚含量，该方法显色灵敏、准确可靠、稳定性高、简便易行。蒋志国等[16]对菠萝蜜果肉中多酚的提取工艺进行优化，菠萝蜜果粉多酚得率为7.23 mg/g。焦性没食子酸标准曲线和不同品系菠萝蜜多酚含量见图2。根据焦性没食子酸标准曲线（图2-A）发现，菠萝蜜果肉样品中多酚含量为M3>M1>SJ>M5。

2.3 膳食纤维含量分析

膳食纤维是具有抗消化特性且在小肠中不能消化的碳水化合物或其类似物，包括一部分不能消化的多糖、低聚糖及其它植物缔合物，具有多种有益健康的生理功效，预防和治疗结肠癌、糖尿病、心血管疾病及乳腺癌等[17-18]。房一明等[19]检测发现，不同品系菠萝蜜的粗纤维含量在0.55%～0.88%。

不同品系菠萝蜜膳食纤维含量见图3。由图3可知，菠萝蜜的膳食纤维含量较低，其中M1、M2、M3、ZZ的膳食纤维含量基本相同，M4、M5、XYS11的膳食纤维含量相近，SJ的膳食纤维含量较其他品系高，但XYS18膳食纤维含量要明显低于其他品系。由于XYS18为湿包，而其余品系为干包，一定程度反映了其余品系菠萝蜜膳食纤维含量要高于菠萝蜜XYS18品系。

2.4 灰分含量分析

灰分指的是矿物质元素和一些无机盐经高温灼烧后的氧化产物[20]。不同品系菠萝蜜灰分含量见图4。由图4可知，菠萝蜜不同品系间灰分含量存在一定差异，其中M5的灰分含量要明显高于其他品系；M1、M3、M4、M5等品系含量相近。

2.5 总糖、还原糖含量分析

果蔬及其制品中总糖和还原糖含量是其质量指标的重要参数之一[21]。总糖含量是指食品中可被人类消化利用的糖类物质的总和，含量的高低可反映营养成分组成，且可计算食品中由糖类物质提供的热量[21]。房一明等[8]检测了不同品系菠萝蜜的还原糖，6份菠萝蜜总还原糖含量在13.53%～25.41%。本文通过检测9个不同品系的菠萝蜜总糖和还原糖含量，结果显示，总糖含量在25.8%～38.0%，还原糖含量在2.82%～5.56%（图5）。

2.6 蛋白质含量分析

蛋白质是人体细胞和组织的重要组成成分，在促进新陈代谢，调节人体机能等方面发挥着不可替代的作用[22]。根据以往研究报道，菠萝蜜果肉中蛋白质含量为1.2～1.9 g/hg鲜果[13]。本研究结果显示，菠萝蜜果肉冻干粉中蛋白含量为4.6～6.6 g/100 hg，菠萝蜜冻干粉蛋白质含量顺序为：M1>M5>SJ>ZZ（图6）。endprint

2.7 氨基酸结果分析

人体每天摄入的蛋白质不能直接被人体所吸收，必须转化成小分子氨基酸后才能被人体吸收和利用[22]。由图6和表1可知，氨基酸的含量在2.614%～5.476%，且9个不同品系的菠萝蜜果实中均含有17种氨基酸，其中7种必需氨基酸分别为苏氨酸（Thr）、缬氨酸（Val）、蛋氨酸（Met）、异亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）、苯丙氨酸（Phe）、赖氨酸（Lys）。其中M5、M1的氨基酸含量最高，按照必需氨基酸含量高低顺序依次为：Lys>Leu>Val>Thr>Phe>Ile>Met。

必需氨基酸含量占氨基酸总量的比例变化范围在28.59%～35.58%，不同品系的菠萝蜜，必需氨基酸占氨基酸总量比例由大到小为：XYS18>M3>XYS11>M2>ZZ>M4>G4>M5>M1。必需氨基酸与氨基酸总量（EAA/TAA）的比例的平均值为33.23%，必需氨基酸与非必需氨基酸（EAA/TAA）的比例的平均值为49.60%。与联合国粮食及农业组织/世界卫生组织规定的EAA/TAA=40%，EAA/TAA=60%有一些差距[23]。

2.8 菠萝蜜味觉氨基酸分析

菠萝蜜中产生甜味的氨基酸主要有Ala、Pro、Ser、Gly；鲜味的氨基酸主要有Asp和Glu，产生芳香味的为Tyr和Phe。本文通过对菠萝蜜中这3类氨基酸含量进行了分析（表2）：菠萝蜜所含的甜味氨基酸和鲜味氨基酸含量相对较高，M5的甜味氨基酸含量最高为1.37%，而M5甜味氨基酸占氨基酸总量比例最高为24.98%；鲜味氨基酸含量在0.99%～1.63%，M1的鲜味氨基酸含量最高，XYS11的鲜味氨基酸含量最低，而SJ鲜味氨基酸占氨基酸总量的百分比最低，为20.64%；不同菠萝蜜品种间芳香味氨基酸含量存在一定差别，XYS品种要明显略低于其他品种，分别为0.20%和0.25%，其他品系在0.29%～0.37%。

2.9 菠萝蜜不同品种综合评价分析

隶属函数分析是一种在多指标基础上对材料进行综合评价的方法，可以避免单一指标的片面分析，较为全面地评价菠萝蜜营养价值，使试验结果更加科学可靠[24]。利用隶属函数公式将菠萝蜜的营养组分含量换算成隶属函数值，再将同一品种的各个隶属函数值相加求出平均值，然后对平均值进行排序，对菠萝蜜的营养价值综合评价见表3。从表3中不同指标的综合评价分析可以得到，菠萝蜜营养价值由高到低为：M1>M5>M3>SJ>M4>ZZ>XYS11>M2>XYS18；M1的营养价值最高，XYS18营养价值最低。

3 结论

本研究结果表明：菠萝蜜不同品系间营养价值存在显著差异，其中M3的多酚和维生素C含量最高分别为0.22%和1.68%；SJ的膳食纤维含量最高为0.18%；M1、M5、SJ的蛋白质含量较高，均超过了6 g/hg菠萝蜜冻干粉。菠萝蜜氨基酸种类丰富，含有7种人体必需的氨基酸，10种非必需氨基酸；氨基酸含量在2.614%～5.476%，氨基酸相对均衡。通过对菠萝蜜各指标综合评价分析，菠萝蜜营养价值由高到低为：M1> M5>M3>SJ>M4>ZZ>XYS11>M2>XYS18，M1的营养价值最高，XYS18的营养价值最低，且二者之间的综合评分差距较大。

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