菠蘿蜜種子的營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定及分析

袁海華，鐘慧杰，敖新宇

（西南林業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，云南昆明650224）

菠蘿蜜（Artocarpus heterophyllus Lam.）又稱(chēng)之為木菠蘿、樹(shù)菠蘿，屬桑科桂木屬常綠喬木[1]。在多個(gè)熱帶國(guó)家均有栽培，菠蘿蜜在我國(guó)已有1 000多年的種植史，可食用，亦可藥用，是一種優(yōu)良的木本植物[2-3]。菠蘿蜜果實(shí)中含有豐富的蛋白質(zhì)和碳水化合物，口感香甜且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高[4]。同時(shí)，菠蘿蜜種子還含有各種礦物質(zhì)和總黃酮等功能性成分，有益氣養(yǎng)血和消炎止痛的功效[5]。成熟的菠蘿蜜果實(shí)中，果肉占35%左右，果皮和種子分別占45%、20%[6]，種子的平均體積達(dá)到5.26 cm3。由于菠蘿蜜的種植與加工發(fā)展迅速，食用果肉后導(dǎo)致大量的菠蘿蜜果皮和種子被遺棄而未得到有效合理的利用，造成了資源浪費(fèi)和一定程度的環(huán)境污染。

目前，關(guān)于菠蘿蜜種子的研究大部分集中在對(duì)種子中淀粉顆粒及理化性質(zhì)的研究[6-8]，對(duì)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值研究則罕見(jiàn)報(bào)道。為使菠蘿蜜種子得到綜合的合理利用，確定其可食用性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，本研究初步比較了海南菠蘿蜜種子和西雙版納菠蘿蜜種子的水分、灰分、粗脂肪、粗纖維、蛋白質(zhì)、總糖6種營(yíng)養(yǎng)成分以及礦物質(zhì)元素含量，以常見(jiàn)的可食用并與菠蘿蜜種子體積相近的蠶豆種子和白蕓豆種子作為對(duì)照。探究菠蘿蜜種子作為食品或其他產(chǎn)品加工的潛在利用價(jià)值，為今后的菠蘿蜜種子開(kāi)發(fā)利用提供一定的參考依據(jù)，同時(shí)也為綠色環(huán)保經(jīng)濟(jì)作出一定的貢獻(xiàn)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

市售海南菠蘿蜜、西雙版納菠蘿蜜，取其種子；蠶豆種子、白蕓豆種子：昆明市白龍村農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。以上種子置于50℃鼓風(fēng)干燥箱中烘干至恒重，粉碎，80目過(guò)篩，于干燥器中存放備用。

1.1.2 試劑

氫氧化鈉、丙酮、濃硫酸、濃硝酸：汕滇藥業(yè)有限公司；硼酸：成都化學(xué)試劑廠；鹽酸：汕頭市達(dá)濠精細(xì)化學(xué)品有限公司；過(guò)氧化氫、葡萄糖、3，5-二硝基水楊酸（dinitrosalicylic acid，DNS）試劑：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；五水硫酸銅：天津天達(dá)凈化材料精細(xì)化工廠；無(wú)水乙醚、正辛醇：成都市科龍化工試劑廠；所有化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

Foss kjeltec 2300型自動(dòng)測(cè)氮儀、Foss FT 122粗纖維測(cè)定儀、20孔消化爐、250 mL石英消化管：丹麥FOSS公司；索氏提取器（由冷凝管，抽取筒，濾紙筒和平底燒瓶組成）、S2F-06A型索氏脂肪提取儀：上海精隆有限公司；G2x-GF101-1-BS型烘箱：上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司；TU-1901型雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；HWS 12型恒溫水浴鍋：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；通風(fēng)櫥：宜興市高勝塑料節(jié)能材料廠；電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀：美國(guó)THERMOFISHER公司；馬弗爐：上海市嵩明實(shí)驗(yàn)儀器廠；BS224S電子天平：德國(guó)SARTORIUS公司。

1.3 方法

1.3.1 指標(biāo)測(cè)定

水分含量的測(cè)定參照國(guó)標(biāo)GB/T 5009.3-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》直接干燥法；灰分含量測(cè)定參照國(guó)標(biāo)GB/T 5009.4-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中灰分的測(cè)定》高溫灼燒法；粗纖維含量測(cè)定參照酸堿消解法[9]；粗脂肪含量測(cè)定參照國(guó)標(biāo)GB/T 5009.6-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測(cè)定》索氏提取法；蛋白質(zhì)含量測(cè)定參照凱氏定氮法進(jìn)行測(cè)定[10-11]；總糖含量測(cè)定采用3，5-二硝基水楊酸（dinitrosalicylic acid，DNS）法[12]，對(duì)文獻(xiàn)方法稍加改動(dòng)（刪去水提醇沉步驟，直接采用6 mol/L鹽酸加熱水解制備成總糖溶液待測(cè)）；測(cè)定常見(jiàn)的10種礦物質(zhì)元素含量參照文獻(xiàn)方法進(jìn)行[13-15]，運(yùn)用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）。

1.3.2 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS22.0對(duì)獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 菠蘿蜜種子營(yíng)養(yǎng)成分的評(píng)價(jià)

2.1.1 菠蘿蜜種子水分含量的測(cè)定

菠蘿蜜種子水分含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 4種種子的水分含量Fig.1 The moisture contents of four kinds of seeds

由圖1所示，海南菠蘿蜜種子中的水分含量為8.20%，西雙版納菠蘿蜜種子中的水分含量為7.89%，海南菠蘿蜜種子和西雙版納菠蘿蜜種子的水分含量均顯著高于蠶豆種子（p＜0.05）、低于白蕓豆種子（p＜0.05）。菠蘿蜜種子中的水分含量較低，說(shuō)明其干物質(zhì)含量較多，即營(yíng)養(yǎng)成分含量較高。

2.1.2 菠蘿蜜種子灰分含量的測(cè)定

菠蘿蜜種子灰分含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2所示，海南菠蘿蜜種子的灰分含量為3.91%，顯著高于蠶豆種子（p＜0.05）、低于白蕓豆種子（p＜0.05），西雙版納菠蘿蜜種子的灰分含量為2.48%，顯著低于海南菠蘿蜜種子、蠶豆種子和白蕓豆種子。說(shuō)明菠蘿蜜種子含有一定的無(wú)機(jī)物，海南菠蘿蜜種子的無(wú)機(jī)物含量較西雙版納菠蘿蜜種子的豐富，可能與其生長(zhǎng)環(huán)境有關(guān)。

2.1.3 菠蘿蜜種子粗脂肪含量的測(cè)定

菠蘿蜜種子粗脂肪含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖2 4種種子的灰分含量Fig.2 The ash contents of four kinds of seeds

圖3 4種種子的粗脂肪含量Fig.3 The crude fat contents of four kinds of seeds

由圖3所示，菠蘿蜜種子與蠶豆種子的粗脂肪含量均在1%以下。海南菠蘿蜜種子的粗脂肪含量為0.98%，顯著低于白蕓豆種子、高于蠶豆種子（p＜0.05），西雙版納菠蘿蜜的粗脂肪含量為0.76%，與蠶豆種子無(wú)顯著差異（p＜0.05）。菠蘿蜜種子的粗脂肪含量較低，是良好的低脂食物。

2.1.4 菠蘿蜜種子粗纖維含量的測(cè)定

菠蘿蜜種子粗纖維含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 4種種子的粗纖維含量Fig.4 The crude fiber contents of four kinds of seeds

粗纖維是植物細(xì)胞壁的主要成分，包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素及角質(zhì)等成分[16]。粗纖維能與飽和脂肪酸結(jié)合，有利于防止動(dòng)脈硬化，預(yù)防心血管疾病的發(fā)生，在分散過(guò)程中能吸收部分葡萄糖，可使糖尿病患者的血糖含量下降，許多疾病如便秘、膽石癥、結(jié)腸癌、冠狀動(dòng)脈疾病等的發(fā)生都與膳食中粗纖維攝入不足有關(guān)[17]。由圖4可知，海南菠蘿蜜種子中的粗纖維含量為8.42%，顯著高于蠶豆種子（p＜0.05），西雙版納菠蘿蜜種子中的粗纖維含量為9.50%，顯著高于蠶豆、白蕓豆種子（p＜0.05）。西雙版納菠蘿蜜種子所含粗纖維高于海南菠蘿蜜種子，說(shuō)明西雙版納菠蘿蜜種子更具膳食功能，有助于消化，有益身體健康。

2.1.5 菠蘿蜜種子蛋白質(zhì)含量的測(cè)定

菠蘿蜜種子蛋白質(zhì)含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 4種種子的蛋白質(zhì)含量Fig.5 The protein contents of four kinds of seeds

由圖5所示，海南菠蘿蜜種子的蛋白質(zhì)含量為13.82%，西雙版納菠蘿蜜種子的蛋白質(zhì)含量13.08%，菠蘿蜜種子的蛋白質(zhì)含量顯著低于兩種豆類(lèi)種子（p＜0.05），但較大米、小米、小麥、玉米等谷物的蛋白量含量高[大米、小米、小麥、玉米蛋白質(zhì)含量分別為7.40%、9.00%、11.20%、8.80%。幾種谷物的營(yíng)養(yǎng)成分含量參照《中國(guó)食物成分表》[18]其中大米見(jiàn)稻米（01-2-001），小米（01-5-101），小麥（01-1-201）玉米（01-3-102）]。說(shuō)明菠蘿蜜種子是一種蛋白質(zhì)含量較高的理想食品，也可以作為一種蛋白質(zhì)資源添加到動(dòng)物飼料中。

2.1.6 菠蘿蜜種子總糖含量的測(cè)定

對(duì)王鵬亭等[12]研究人員的樣品總糖溶液的制備方法稍加改動(dòng)，然后采用3，5-二硝基水楊酸法測(cè)定樣品中的總糖含量，得出葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線和總糖含量結(jié)果見(jiàn)圖6～圖7。。

2.1.6.1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

采用Excel軟件處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出回歸曲線的方程為y=1.524 9x-0.018，相關(guān)系數(shù)R2=0.996 5，表明葡萄糖濃度和吸光度呈良好線性關(guān)系。葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖6。

圖6 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.6 The standard curve of glucose

2.1.6.2 總糖含量測(cè)定結(jié)果分析

碳水化合物是人體生命運(yùn)動(dòng)的主要能量來(lái)源，是機(jī)體不可缺少的重要物質(zhì)[19]。菠蘿蜜種子總糖含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖7。

圖7 4種種子的總糖含量Fig.7 The total sugar contents of four kinds of seeds

由圖7可知，菠蘿蜜種子的總糖含量很高，海南菠蘿蜜種子的總糖含量高達(dá)63.34%，西雙版納菠蘿蜜種子的總糖含量為51.60%，二者均顯著高于蠶豆種子（p＜0.05）。由于菠蘿蜜種子總糖含量豐富，前人已對(duì)菠蘿蜜種子的淀粉進(jìn)行了大量研究，李秀娟等發(fā)現(xiàn)菠蘿蜜種子的淀粉顆粒大小與玉米的淀粉顆粒大小相當(dāng)，多呈半球形或球形，并且支鏈淀粉含量高達(dá)75%[6]；賴(lài)小玲等在試驗(yàn)中得出結(jié)論，菠蘿蜜種子淀粉在透明度、凍融穩(wěn)定性、膨脹度、低溫溶解性均低于馬鈴薯淀粉，易老化，這些特性使菠蘿蜜種子在制作成國(guó)家級(jí)工業(yè)淀粉和粉條方面有很大的潛力[7]；陳福泉等研究證明菠蘿蜜種子淀粉抗酶解能力強(qiáng)，具有較低的消化性，可作為抗性淀粉提取的淀粉原料[8]。菠蘿蜜種子在糖類(lèi)物質(zhì)研究開(kāi)發(fā)方面具有很大的潛力，可作為糖料來(lái)源和工業(yè)淀粉原料，也可作為糧食替代品來(lái)開(kāi)發(fā)面食。

2.2 礦物質(zhì)元素含量測(cè)定結(jié)果

應(yīng)用ICP-OES法測(cè)定菠蘿蜜種子中的B、K、P、Ca、Cr、Cu、Fe、Mg、Mn、Zn 共 10 種礦物質(zhì)元素的含量，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 4種種子的礦物質(zhì)元素含量Table 1 The mineral elements contents of four kinds of seeds mg/kg

結(jié)果表明菠蘿蜜種子中含有較為豐富的人體必需微量元素和常量元素，常量元素K的含量最高，其次是P和Mg的含量，海南菠蘿蜜種子K含量達(dá)到21 381.98 mg/kg、Mg含量為932.21 mg/kg，西雙版納菠蘿蜜種子K含量為16 619.17 mg/kg，Mg含量為879.76 mg/kg。微量元素Cr的含量最高，其次為B和Fe、Cu、Mn、Zn的含量相對(duì)較低。其中Cr和Mg含量超出ICP-OES檢測(cè)值上限，這與表樣設(shè)定有關(guān)。根據(jù)表1數(shù)據(jù)顯示，菠蘿蜜種子中的礦物質(zhì)元素含量與兩種豆類(lèi)種子相比，海南菠蘿蜜種子和西雙版納菠蘿蜜種子Cr含量均略高于兩種豆類(lèi)種子，B、P、Zn 3種礦物質(zhì)元素略低于兩種豆類(lèi)種子；海南菠蘿蜜種子的K含量高于蠶豆種子，F(xiàn)e、Cu含量接近甚至高于白蕓豆種子；西雙版納菠蘿蜜種子Ca含量接近兩種豆類(lèi)種子、Mn含量高于蠶豆種子；海南菠蘿蜜種子和西雙版納菠蘿蜜種子Mg含量都與蠶豆種子相近。

礦質(zhì)元素參與人體正常的新陳代謝、成長(zhǎng)和發(fā)育，是生命活動(dòng)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)[17]。K可以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓、調(diào)節(jié)pH值、維持神經(jīng)、肌肉的興奮性，K含量不足時(shí)，會(huì)引起肌肉無(wú)力，高K飲食有一定的降血壓作用[20]。Mg具有調(diào)節(jié)神經(jīng)和肌肉的功能，有助于防治中風(fēng)、冠心病和糖尿病[21]。菠蘿蜜種子中Ca、Cu、Fe、Mn、Zn等都是對(duì)人體有益的礦物質(zhì)元素。因此，菠蘿蜜種子可作為保健食品來(lái)補(bǔ)充人體的礦物質(zhì)元素，還可以開(kāi)發(fā)為動(dòng)物飼料添加劑可強(qiáng)化基礎(chǔ)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值并提高動(dòng)物生產(chǎn)性能保證動(dòng)物健康，起到補(bǔ)充微量元素的作用[22]。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)菠蘿蜜種子的主要營(yíng)養(yǎng)成分和礦物質(zhì)元素的研究得出，菠蘿蜜種子的營(yíng)養(yǎng)成分和礦物質(zhì)元素豐富，且不同產(chǎn)地的菠蘿蜜種子的營(yíng)養(yǎng)成分和礦物質(zhì)元素含量有所不同，可能與其生長(zhǎng)環(huán)境有關(guān)。菠蘿蜜種子中的總糖平均百分含量較兩種豆類(lèi)種子的含量高，灰分、粗纖維和水分都比蠶豆種子高，蛋白質(zhì)平均百分含量較大米、小米、小麥、玉米等谷物的高。在礦物質(zhì)元素檢測(cè)中，兩種豆類(lèi)種子中的 K、Ca、Cr、Cu、Fe、Mg、Mn含量與菠蘿蜜種子中的含量相近，但不同產(chǎn)地的菠蘿蜜種子的礦物質(zhì)元素含量有少許差別，其中海南菠蘿蜜種子的K、P、Cu、Fe含量比西雙版納菠蘿蜜種子中的含量高，但是，西雙版納菠蘿蜜種子的Ca含量要比海南菠蘿蜜種子含量高。這些結(jié)果均表明菠蘿蜜種子具有良好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，富含人體所需多種礦物質(zhì)元素，對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō)是具有膳食功能的高蛋白低脂食品，并有作為動(dòng)物飼料添加劑來(lái)開(kāi)發(fā)的良好潛質(zhì)，為糧食資源開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)，緩解糧食壓力。另外，還可對(duì)其糖類(lèi)和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)一步分析，對(duì)菠蘿蜜種子資源的綜合開(kāi)發(fā)與利用，以及菠蘿蜜經(jīng)濟(jì)效益的提高具有重要意義。