菠萝蜜种子的营养价值及综合利用

文 吴小燕 张苗红 庄培荣 吴惠娟 郭灿 泉州轻工职业学院

菠萝蜜，又名树菠萝、木菠萝，也被称为牛肚子果，属桑科植物。原产印度至马来西亚一带，现广泛种植在南半球所有热带低海拔地区，在我国主要分布在广东、广西、云南等热带、亚热带地区，海南岛是我国菠萝蜜的重要产区，菠萝蜜国内种植菠萝蜜的面积约1万hm，年产量约12万吨。菠萝蜜在我国已有1000多年的种植历史，可食用，亦可药用，是一种优良的木本植物。随着经济发展和人们生活水平的提高，市场对菠萝蜜的需求逐年增长，种植量和进口量都快速增长。我国菠萝蜜主要以鲜果贸易为主，作为热带珍果的菠萝蜜在欧美、日本等市场和国内市场上销售火热，具有很大市场潜力。其果肉香味浓郁，甜酸适口，除了作为新鲜水果销售，也以酿酒、果脯干制品、水果罐头等形式出现在市面上。

菠萝蜜全身都是宝，果实中含有丰富的蛋白质和碳水化合物，口感香甜且营养价值高；菠萝蜜种子中含有丰富的淀粉、蛋白质和天然凝集素、胰蛋白酶抑制剂等，具有抗氧化、抑菌等功效，是提取淀粉和凝集素等的优质资源。然而目前各大产区对菠萝蜜种子的利用几乎没有，菠萝蜜种子通常作为加工的废弃物处理，造成了极大的资源浪费。因此，近年来，人们开始将视线转移到菠萝蜜种子的研究上，发现了菠萝蜜种子巨大的营养价值，并且基于这些特性对菠萝蜜种子进行综合利用研究。

1. 菠萝蜜种子营养价值研究

1.1 基础营养成分研究

袁海华等对不同产地的菠萝蜜种子进行基础营养成分比较和研究，结果表明，菠萝蜜种子水分含量很低，不同品种和产地水分含量略有不同，但基本低于10%，说明其干物质含量比较高，具有较高营养成分；菠萝蜜种子的粗脂肪含量低，不同产地的均在1%以下，是良好的低脂食物来源；菠萝蜜种子还具有低粗纤维的特性，粗纤维含量在8-9%左右，粗纤维能够有效预防动脉粥样硬化等心血管疾病的发生，同时能够促进食物在体内的消化吸收；菠萝蜜种子具有较高的蛋白质含量，其含量在13%左右，显著高于小麦、玉米、大米等谷物的蛋白质含量，是一种蛋白质含量较高的理想食物，可作为蛋白质资源添加到饲料中。

1.2 功能成分研究

师江等人对菠萝蜜种子的氨基酸组成进行全面分析，发现菠萝蜜种子氨基酸种类丰富，其中含有苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸7种必需氨基酸，赖氨酸含量较高能够与玉米、大米等谷物形成营养互补。必需氨基酸占总氨基酸的45.6%，必需氨基酸与非必需氨基酸比值为83.8%，符合FAO/WHO提出的优质蛋白条件。同时，研究发现菠萝蜜种子还含有功能因子γ－氨基丁酸，具有促进记忆、缓解疲劳等作用；陈忠等从菠萝蜜种子中提取了凝集素， 发现这种凝集素由两个亚基以非共价键结合，分子量分别为1210kDa和1415kD，可凝集人、猫、兔和鼠的新鲜红血球；张锦东等对菠萝蜜种子中的黄酮进行提取，优化了黄酮提取工艺，采用70%乙醇，60℃水浴提取50min，料液比1:20g/mL，黄酮提取率达到3.30%，菠萝蜜种子的黄酮提取液具有较强的抗氧化活性，自由基的清除率超过90%。王梦霞等人采用超临界CO萃取菠萝蜜种子中的多酚，通过工艺优化，菠萝蜜种子中多酚的产量达0.6254mg/g。

1.3 主要成分淀粉特性研究

大量研究发现，菠萝蜜种子具有很高的淀粉含量，大部分为支链淀粉，具有低价的热粘度，针对这一特性吸引了国内外众多学者开展研究。菠萝蜜种子淀粉的提前常用的有酶法和碱法，杨慧强等人采用碱法提取淀粉并对提取工艺进行优化，提高了淀粉提取率，初众等人则采用酶法进行淀粉的提取，利用响应面法优化了提取工艺，使得菠萝蜜种子淀粉的提取率为60%左右；谭乐和等人对菠萝蜜种子中的淀粉进行提取工艺的优化及淀粉理化性质的测定，发现菠萝蜜种子的粗淀粉含量约为52%-57%，并对菠萝蜜种子淀粉和木薯淀粉的理化性质进行比较研究，具有热粘性低、凝沉性强、低温稳定性较差、糊化温度高等特点，可通过酶法或化学法进行改性提高淀粉特性和应用领域；赖小玲等也对菠萝蜜种子淀粉进行研究，认为菠萝蜜种子淀粉在透明度、冻融稳定性、膨胀度、低温溶解性均低于马铃薯淀粉，易老化，浓度＞60g/L的淀粉糊在90℃以上粘度较大，而＜70℃时粘度下降并趋于稳定。李秀娟等人采用扫描电镜和X-射线衍射仪对菠萝蜜种子淀粉颗粒的颗粒形态和结晶结构进行研究，结合淀粉的糊化温度、溶解度和膨胀度做了进一步的研究。不少学者将目光放在菠萝蜜种子淀粉的利用上，并对淀粉的体外消化特性研究上。陈福泉等人对菠萝蜜种子淀粉和玉米淀粉的体外消化特性进行比较，发现菠萝蜜种子淀粉体外消化能力弱于玉米淀粉，即菠萝蜜种子淀粉中抗性淀粉含量高于玉米淀粉，菠萝蜜种子淀粉属于假塑性流体，其抗剪切能力比玉米淀粉、木薯淀粉强，其凝沉性比玉米淀粉小，比木薯淀粉大。除了体外消化特性研究，李博等人还进行了血糖指数的测试，发现菠萝蜜种子淀粉的血糖指数为62.45，属于中等血糖食物，为菠萝蜜种子淀粉食物的综合利用提供理论依据。

1.4 食用安全性研究

菠萝蜜种子中富含锌、铜、硒等人体所需微量元素。师江等为了确认菠萝蜜种子的食用安全性对其含有的矿物质和重金属进行测定，结果表明菠萝蜜种子中元素铬、镉、铅等污染物含量低于国标GB2762-2017《食品安全国家标准 食品中污染物限量》限量，砷、汞未检出，但镍含量超出限量值，经过膳食风险评估消费人群食用菠萝蜜种子引起的镍暴露量较低，风险较小。这与袁海华等的研究结论基本一致，菠萝蜜种子中含有较丰富的人体必需微量元素和常量元素，可作为保健食品来补充人体的矿物质元素，还可以开发为动物饲料添加剂可强化基础饲料营养价值并提高动物生产性能保证动物健康，起到补充微量元素的作用。

2. 菠萝蜜种子综合利用研究

由于菠萝蜜种子具有丰富的营养成分和功能性成分，安全性较高，因此近年来备受专家学者的关注，在多个领域对其加以开发利用。

2.1 膨化食品

由相关文献可知，菠萝蜜种子粉较难消化，而膨化可通过真空高压改变其结构，使产品易消化吸收。有学者将菠萝蜜种子粉与马铃薯粉、玉米粉、大米粉等以不同比例进行膨化实验，改善菠萝蜜种子粉难消化状况，并探究菠萝蜜内种皮对膨化结果的影响。实验结果显示，膨化产品松脆，焦黄色，有菠萝蜜独特风味；菠萝蜜内种皮对产品未产生明显影响。左慧玉等人采用双螺杆挤压对菠萝蜜种子粉进行膨化产品生产，并对其消化特性及血糖指数变化进行研究，发现双螺杆挤压增加了快速消化淀粉和慢消化淀粉含量，显著降低了抗性淀粉含量，同时螺杆挤压使得菠萝蜜种子淀粉由致密结构转变为疏松多孔的多面体结构。

2.2 烘焙食品

菠萝蜜种子粉虽蛋白质含量较高，但并不能形成面筋网络，粉质特性与弱筋粉接近，不少学者利用菠萝蜜种子粉制作烘焙产品。李敏等人对菠萝蜜种子粉和小麦粉混合粉进行烘焙品质研究，探究不同菠萝蜜种子粉添加比例对酥性饼干的硬度、感官评价和外形尺寸等指标的影响，结果发现当菠萝蜜种子粉的添加量大于10%时，烘焙产品感官评价下降，大于20%时，产品硬度增大；吕飞杰等人也尝试将菠萝蜜种子粉与低筋小麦粉以不同比例混合，制作酥性饼干，当其添加量在40%时制得的饼干口感酥松，基本不黏牙，花纹清晰明显，颜色呈较好的棕黄色，菠萝蜜风味明显；徐向波等人以低筋面粉和菠萝蜜种子粉为主要原料，加入糖粉、鸡蛋、黄油等辅料，加工制成菠萝蜜种子粉酥性饼干，对工艺配方进行优化，结合感官评价和质构分析等方法确定了低筋粉与菠萝蜜种子粉的比例为6:4，通过优化生产出的酥性饼干色泽均匀、外形完整、口感酥脆，这与吕飞杰等人的研究结果相似；由于菠萝蜜种子淀粉持水率低，对曲奇饼干品质的改良也有重要意义，蓝延玲等人将菠萝蜜种子粉添加到曲奇饼干的制作中，对菠萝蜜种子粉的添加量、黄油添加量和糖的添加量等通过正交实验优化了配方；另外，也有学者将菠萝蜜种子粉应用到蛋糕的制作中，徐向波等人将菠萝蜜种子粉（30g）添加到低筋面粉（70g）中制作海绵蛋糕，优化了配方和工艺，制作出的菠萝蜜种子海绵蛋糕颜色金黄，外形完整，口感香甜松软；菠萝蜜种子蛋白质含量较高且含有8种必需氨基酸，适量添加到面包制作中能够改善面包的营养价值和风味，但是过多的菠萝蜜种子淀粉添加量会影响面筋网络的形成，贾亚娟等人对此进行了优化，确定了菠萝蜜种子粉和面包粉的最适比例为6g:149g。

2.3 酿制黄酒

以菠萝蜜种子和黑糯米为原料，甜酒粉为糖化发酵剂，经糖化发酵、澄清、杀菌后制备果味型黄酒。通过单因素试验和正交试验优化菠萝蜜种子黄酒的发酵工艺条件，并探讨不同澄清方法对黄酒澄清效果的影响，实验发现熟黑糯米与菠萝蜜种子熟粉质量比5:1，在最佳工艺条件下酿造获得的菠萝蜜种仁黄酒呈淡紫红色，半透明，具有菠萝蜜的特殊香味和黄酒的典型风格。

2.4 添加剂开发

基于菠萝蜜种子淀粉的性质，有研究对菠萝蜜种子淀粉进行酶法改性，制备油脂模拟品，并将其添加于冰淇淋中，可以使冰淇淋内部的空气趋于稳定，增大冰淇淋的膨胀率。另外，油脂模拟品还可以很好地改善冰淇淋的口感，其最适添加量为6%。加入了菠萝蜜种子淀粉油脂模拟品后的冰淇淋膨胀率为83.19%，感官评分平均值为96.8，融化率为11.25%，具有良好的应用前景。敖颖等人对菠萝蜜种子淀粉和月桂酸进行复合，与木薯淀粉－月桂酸复合物和玉米淀粉－月桂酸复合物的颗粒结构和淀粉特性进行了对比研究，研究发现菠萝蜜淀粉－月桂酸复合物显示出了较高的复合指数，同时月桂酸的添加增强了菠萝蜜淀粉的抗剪切能力和热稳定性，改变了淀粉的颗粒形貌，使原来规则的半球形颗粒变成不规则块状，并增大了颗粒粒径，阻碍了淀粉重结晶，从而导致相对结晶度和短程有序性降低。另外，作者又对菠萝蜜种子淀粉与椰子油进行复合研究，优化了菠萝蜜种子淀粉与椰子油复合工艺，为菠萝蜜种子淀粉与脂肪酸等的复合提供了理论依据。

2.5 微胶囊

在前期的研究中已有大量学者对菠萝蜜种子淀粉的组成、糊化特性、凝聚特性、流变特性等进行研究，菠萝蜜种子含有32%的直链淀粉，有学者根据直链淀粉的性质将菠萝蜜种子淀粉作为微胶囊壁材，包埋香草兰，制备香草兰精油微胶囊，对壁芯材比例、包埋时间和包埋温度进行优化，提高了香草兰精油微胶囊的包埋率和载油量。在此基础上，又通过感官评定、风味物质分析，对制备的香草兰精油微胶囊特征风味进行综合评价，同时探究感官属性与风味物质之间的相关性，表明通过菠萝蜜种子淀粉包埋的香草兰精油微胶囊，其风味和香兰素含量与香草兰精油相差不大，说明菠萝蜜种子淀粉作为微胶囊壁材是个不错的选择，为之后的微胶囊制备提供了新思路。

2.6 其他食品

基于菠萝蜜种子淀粉直链淀粉含量高，抗消化性高，具有一定的促进肠道健康和瘦身的作用，勾玲等人利用菠萝蜜种子粉与罗汉果提取液混合，加入天然凝胶剂凉草凝胶液，制作黑凉粉，对制作工艺进行优化得到一款风味好，品质佳的新型功能型健康凉粉；余爽等人以菠萝蜜种子和低血糖生成指数的杂粮为主要原料制作冲调粉，研究蒸制、水煮、烘烤3种熟化工艺和真空冷冻干燥、热风干燥、喷雾干燥3种干燥方法对其血糖生成指数及风味物质的影响，结果表明菠萝蜜种子杂粮冲调粉的氨基酸E/T值符合联合国粮农组织/世界卫生组织推荐模式，营养价值高，符合低GI食品要求；为顺应当代营养需求和健康潮流，部分学者将菠萝蜜种子粉利用真空干燥后，与麦芽糊精、大豆蛋白、脱脂奶粉、魔芋粉和山楂粉等代餐辅料进行复配，研发出了菠萝蜜种子代餐零食，且具有较好地吸附脂肪效果；除了进行精加工，菠萝蜜种子也可简单用于烹饪加工中，水煮后口感类似于板栗，蓬松软糯，如菠萝蜜种子煲鸡汤，汤汁味道鲜美，营养价值高。

菠萝蜜种子的淀粉含量高，可塑性强。种子的营养全面，低脂高蛋白，含有人体所需的微量元素，同时含有较全面的氨基酸组成，含有凝集素、黄酮等功能性成分，具备较高的安全性。菠萝蜜种子约占菠萝蜜总重20%，作为待开发利用的食品加工原料，引起了众多学者的关注。目前对于菠萝蜜种子的利用主要基于其淀粉特性，集中在淀粉改性、烘焙原料、微胶囊壁材、代餐原料等方面，对于种子整体的利用较少，更多是简单应用于烹饪加工中，本课题组利用传统炒制技术对菠萝蜜种子进行糖渍和炒制处理，制作一款新型的休闲加工食品，为菠萝蜜种子的综合利用提供新的思路。