云南特色香蕉果实营养成分差异研究

只佳增，胡永亮，杜 浩，周劲松，赵丽娟，张建春，刘学敏，岳建伟

（1.云南省红河热带农业科学研究所，云南 河口 661300；2.云南省德宏热带农业科学研究所，云南 瑞丽 678600）

【研究意义】香蕉（Musaspp.）为芭蕉科（Musaceae）芭蕉属（Musa）大型草本植物，原产于亚洲东南部，是热带、亚热带地区的重要经济和粮食作物，广泛分布于全球的热带、亚热带地区［1］。与苹果（Malus pumilaMill.）、葡萄(Vitis viniferaLinn.) 和柑橘（Citrus）被列为世界四大水果。香蕉种质资源丰富，种类品种繁多，根据植株的经济性状和形态特征，主栽品种分为贡蕉（MusaAA Pisang Mas）、粉蕉（MusaABB Pisang Awak）、大蕉（MusaABB）、龙牙蕉（MusaAAB Silk）和香牙蕉（MusaAAA Cavendish）5 大类［2］。目前我国栽培的品种以香牙蕉最多，其中云南省是我国香蕉原产地之一，也是全国的香蕉主产地之一，在北回归线附近的红河流域、怒江流域、澜沧江流域的热带和亚热带地区，属典型的山地地貌、生态环境优良的香蕉种植区，是世界上生产“山地香蕉”的典型环境［3-4］。【前人研究进展】香蕉果肉不仅气味芬芳，甘甜爽口，肉软滑腻，而且富含各种营养成分，不同品种、不同地区甚至不同阶段的香蕉，其营养成分含量也存在差异。研究表明，在后熟过程中，不同香蕉品种的可溶性固形物、还原糖和总淀粉酶活性呈逐渐上升趋势，可滴定酸和α-淀粉酶活性呈先上升后下降的趋势，淀粉含量呈逐渐下降趋势［5］。而同一品种种植于不同海拔高度会对香蕉生长和营养的积累存在一定程度影响，果实品质随着海拔高度的增加呈现显著提升趋势［6］。有研究发现，香蕉在后熟过程中，蛋白质、脂肪、灰分、钾含量基本保持不变，而其他营养成分随着成熟度而改变［7］。【本研究切入点】云南生产的山地香蕉具有口感甜、风味好、营养成分高等特点［8］。营养品质已成为增强云南香蕉产品综合市场竞争力的重要属性。不同栽培措施对香蕉果实品质方面的影响研究已有报道，但对云南特色香蕉品种果实营养成分的研究还未见报道。【拟解决的关键问题】本研究对红研二号、红研五号、滇蕉一号3 个自主选育的香蕉新品种果实的蛋白质、总氮、水分、灰分、总糖、微量元素等含量进行测定，从营养品质的角度分析云南特色香蕉新品种果实的品质特点和差异性，为香蕉新品种的推广应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于云南河口县红河热带农业科学研究所试验田内，该地年平均温度22.6 ℃，平均降水1 587.3 mm，日照1 605 h，土壤为红河流域冲积的酸性黄色沙壤土，0～20 cm 土层的土壤pH 值在4.5～7.5 范围，含有机质11.09 g/kg、全氮0.71 g/kg、速效磷28.60 mg/kg、速效钾256.0 mg/kg［9］。

1.2 试验材料

供试品种为红研二号（H2）、红研五号（H5）、滇蕉一号（D1），以巴西蕉（BX）为对照品种。供试的无病幼苗由云南省红河热带农业科学研究所组培生产。幼苗于2019 年4 月移栽定植，按照常规株行距2.0 m×2.4 m 进行栽培，每667 m2定植约140 株，共定植约4 hm2。在定植前对试验地施生石灰杀菌消毒，每株施有机肥6 kg 作为底肥，幼苗期施复合肥600 g、尿素180 g、硫酸钾660 g，花芽分化期施复合肥400 g、尿素120 g、硫酸钾440 g，在果实期施有机肥6 kg。定期松土培土，控制病虫害。试验设置3 次重复，每个重复均包含4 个品种，约2 000 株。

1.3 试验方法

于2020 年1 月采收八成熟的香蕉果实，每个重复每个品种随机选取5 株，每株取样1 kg 作为试验材料，经l 500 mg/L 乙烯利催熟处理后晾干，再分别装在内衬塑料薄膜袋的纸箱内，于25（±1）℃、相对湿度90%条件下贮藏后熟，测定香蕉完全成熟时的营养、功能成分含量。其中蛋白质含量、氨基酸含量、矿物质元素含量、灰分含量、糖含量、有机酸含量、Vc 含量等指标的测定方法参照相关国家标准［10-15］。

试验数据采用Excel2007 统计，用SPSS19.0对相关数据进行单因素方差分析（ANOVA），LSD法配合Duncan法进行差异显著性检验，采用主成分分析、Topsis 综合评价法评价香蕉果实的营养品质。

2 结果与分析

2.1 云南特色香蕉果实营养成分特征

云南特色香蕉与对照品种BX的果实营养成分含量如表1 所示，蛋白质含量为1.06%～1.33%，其中H2、H5 低于BX；总氮含量为0.17%～0.21%，以H2 最低，H5、D1 与BX 差异不显著；水分含量为74.86%～77.16%，以H2 最高，H5、D1 低于BX；灰分为0.77%～0.86%，以D1 最低，其余差异不显著。每100 g 果肉总糖含量为2.84～6.80 g，以H5 与BX 最高，H2 显著低于其他品种；果糖为0.17～0.82 g，以H5 最高，H2、D1 显著低于BX；葡萄糖为0.16～0.60 g，以H5 最高、H2 最低；蔗糖为0.69～1.10 g，以H5 最高、H2 最低；维生素C 为4.50～5.84 mg，以H2 最高、D1 最低，各主要营养成分的含量存在差异。参试品种果实含有的氨基酸种类丰富，均含16 种氨基酸，每100 g 果肉氨基酸总含量为559.75～789.35 mg，其中H2 还含有蛋氨酸，不同品种氨基酸的含量有一定差异。4 种香蕉果实矿质元素含量存在显著差异性，其中H2 每100 g 果肉钙含量12.87 mg，显著高于其他品种；钾含量均较高，每100 g 果肉钾含量在403～439 mg 范围内，品种间差异不显著；H5 铁含量最高；BX 锰含量是其他3 个品种的2 倍以上。4 种香蕉果实均含有酒石酸、苹果酸、柠檬酸、富马酸等少量有机酸。4 个品种果实营养成分指标存在差异性，因此后续进行主成分分析。

表1 不同品种香蕉果实营养成分指标比较Table 1 Comparison of nutritional components in fruits of different banana varieties

2.2 香蕉果实营养成分指标主成分分析

对4 个参试品种23 个果实营养成分指标（表2）进行主成分分析，计算各主成分的特征向量和贡献率，共提取出3 个主成分，累计贡献率达94.26%，且特征值均大于1，表明3 个主成分已经把4 种香蕉果实营养成分94.26%的信息反映出来，因此选取这3 个主成分作为4 种香蕉果实营养成分的综合分析指标。由表2 可知，第1 主成分（PC1）的贡献率达到57.18%，包括蛋白质（载荷量为0.99）、总氮（0.98）、总糖（0.97）、果糖（0.75）、蔗糖（0.84）、维生素C（-0.87）、氨基酸（-0.94）、钙（-0.90）、磷（-0.81）、镁（0.79）、锌（0.94）、苹果酸（0.98）、柠檬酸（0.94）13个指标的原始信息，其中蛋白质、总氮、总糖、苹果酸的载荷值明显大于其他指标，是该成分的主导因子。第2 主成分（PC2）的贡献率为20.96%，包括灰分（0.85）、葡萄糖（0.69）、钠（-0.87）、铁（0.71）4 个指标的原始信息。第3 主成分（PC3）的贡献率为16.12%，包括水分（0.70）、锰（0.70）、富马酸（0.95）3 个指标的原始信息。

表2 不同品种香蕉果实营养成分指标的主成分分析Table 2 Principal component analysis of nutritional components in fruits of different banana varieties

2.3 香蕉果实营养品质综合性评价

以香蕉各主要营养指标在PC1、PC2、PC3的特征向量和贡献率的权重为系数，用蛋白质、总氮、水分、灰分、总糖、蔗糖、钠、维生素C、苹果酸、柠檬酸、富马酸11 个指标的累积贡献总得分来综合评价香蕉果实营养品质，其中水分、灰分、有机酸（苹果酸、柠檬酸、富马酸）含量高会影响口感，作为负向指标，其余作为正向指标，果实营养品质排序为：H5 ＞BX ＞D1 ＞H2（表3）。

表3 香蕉果实营养品质综合评价Table 3 Comprehensive evaluation results of nutritional quality of banana fruits

3 讨论

果糖、葡萄糖、矿质元素等是果实品质的重要指标［16］。本研究从4 个香蕉品种果实的营养成分来看，成熟的香蕉果实营养富含蛋白质、果糖、葡萄糖和Vc，品种间营养成分存在一定差异，但各具特色。不同糖组分对甜度风味的贡献有所不同［17］，果实积累的还原性糖绝大部分是果糖和葡萄糖，果糖、葡萄糖的甜度比值分别为1.75、0.75，因此积累相同含量的糖，果实中果糖含量越高，甜度越高［18-19］。红研五号的总糖、果糖含量较高，甜度较甜；红研二号的糖分含量显著小于其他3 个品种，甜度低于其他几个品种，但其Vc和钙含量最高，其Vc 含量较高可能与其假茎含有丰富的花青苷有关［20］；水分含量最低的为红研五号，说明其耐保存性较强。果实的氨基酸种类和含量都很丰富，均含有人体必需的6 种氨基酸，分别是赖氨酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸，其中红研二号还含有人体必需的蛋氨酸；红研二号、红研五号、滇蕉一号、巴西蕉氨基酸总含量分别高达789.35、569.00、645.85、559.75 mg/100g；钾含量在403～439 mg/100g 范围，这与王春兰等［21］、庄军平等［22］报道的香蕉钾含量347.75 mg/100g的结果相近，铁含量在3.89～4.52 mg/kg 范围，钠含量在0.24～0.65 mg/100g范围，属于高钾、高铁、低钠水果，香蕉的钾含量是葡萄、猕猴桃、柿子的2～3 倍。不同营养元素对果实品质的影响不同，如锌、氮、锰对果肉硬度影响最大［23］，巴西蕉果实的锌、锰含量最高，其中锰的含量是其他品种的2 倍以上，其果实的硬度比其他品种大；果实色泽主要受钾、锌、磷的影响［23］，几个品种果实色泽差异不大，这与果实中钾、锌、磷含量差异不显著一致。在主成分分析中，第1 主成分Vc、氨基酸、钙、磷，第2 主成分钠的特征载荷值为负，说明这些指标对该成分的贡献为负效应，对蛋白质、总氮、总糖等指标的增加呈负向调控作用。

4 结论

云南是世界香蕉起源地之一，在长期的生产过程中驯化出一批各具特色的地方品种，丰富了云南香蕉品种的多样性。通过对云南特色香蕉品种果实营养特征分析表明，蛋白质、总氮、总糖、灰分、苹果酸、富马酸在主成分分析中载荷值较大，是香蕉果实营养成分差异的主导因子。综合评价果实营养品质，结果表明，红研五号＞巴西蕉＞滇蕉一号＞红研二号。不同品种香蕉果实中有些营养成分的含量变异较大，但各具特色，均具有较好的推广利用价值。本研究仅探讨自主选育香蕉的营养成分差异，关于香蕉营养和基因的关系，香蕉营养与地域的关系还需要进一步研究阐明，从而为香蕉育种及推广奠定基础。