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菠萝蜜籽营养成分分析与安全性评价

2018-07-23师江曹海燕郭芬

食品研究与开发 2018年14期
关键词:菠萝蜜氨基丁酸膳食

师江,曹海燕,郭芬

(云南农业大学 热带作物学院,云南普洱665000)

菠萝蜜,又称木菠萝、树菠萝,广泛分布于我国热带地区,外形似榴莲,其籽约占菠萝蜜果实体积的三分之一[1],椭圆形,板栗,含有丰富的淀粉、蛋白质和天然凝集素、胰蛋白酶抑制剂[2]等,可用于饼干、糕点的开发[3-4],具有抗氧化、抑菌等功效[5],是提取淀粉和凝集素等的优质资源。目前,对菠萝蜜籽的营养研究和开发主要集中在淀粉[6-9]、挥发性成分[10-11]上,且菠萝蜜在加工食用过程中籽经常被作为废弃物处理,对其营养方面的全面研究匮乏,制约了菠萝蜜籽的加工和开发利用。虽然Fernandes F等[12]对菠萝蜜籽初级、次级代谢物进行了详细分析,并对菠萝蜜籽的价值进行了肯定,但对其相关基础营养成分、功能成分及重金属含量情况了解较少。

全面详细地了解菠萝蜜籽营养价值是对其进行充分开发的基础,尤其是与食品加工密切相关的营养成分和安全性鲜见报道。因此,本研究采用菠萝蜜籽为研究对象,对其主要营养成分淀粉、蛋白质、氨基酸、膳食纤维、矿质元素及功效成分进行分析和评价,获得菠萝蜜籽详细的营养基础数据,挖掘功效特性,分析食用安全性,为菠萝蜜籽的开发加工提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

菠萝蜜种子购于本地农贸市场,采集5份,新鲜种子去皮后切片0.5 cm厚,于电热鼓风干燥箱70℃干燥至恒重,粉碎,过60目筛得菠萝蜜籽粉,密封袋保存并置于干燥器中备用。热稳定α-淀粉酶液(10 000 U/mL±1 000 U/mL)、蛋白酶液(300 U/mL~400 U/mL)、淀粉葡萄糖苷酶液(2 000 U/mL~3 300 U/mL)、18种氨基酸混标(AAS-18-5mL)、γ-氨基丁酸(99%):sigma;茶叶标准品GBW07605:国家标准物质研究中心;其它试验所用试剂均为分析纯:国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

数显旋光仪(WZZ-1S/2S):上海光学仪器厂;凯氏定氮仪(K-375):瑞士步琦有限公司;氨基酸自动分析仪(S433D):德国塞卡姆;电热鼓风干燥箱(FD115):德国宾德;电感耦合等离子体质谱仪(ELAN9000DRC-e):美国 PE 公司;电子分析天平(AE 100):梅特勒-托利多仪器有限公司;高速离心机(HC-2518):安徽中科中佳科学仪器有限公司;超声波清洗仪(KQ-500E):昆山市超声仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 营养成分测定

淀粉测定参照NY/T 11-1985《谷物籽粒粗淀粉测定法》,蛋白质测定采用凯氏定氮法,脂肪测定参照GB 5009.6-2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》,氨基酸测定利用氨基酸自动分析仪,参照GB 5009.124-2016《食品安全国家标准食品中氨基酸的测定》,膳食纤维测定参照GB 5009.88-2014《食品安全国家标准食品中膳食纤维的测定》。

1.3.2 重金属及部分矿质元素测定

准确称取0.250 0 g菠萝蜜籽粉末样品于50 mL烧杯中,加入10 mL硝酸,1 mL高氯酸,盖上玻璃盖,放置过夜。烧杯置于电热板上,120℃开始缓慢升温至180℃,消化至液体清亮,当高氯酸开始冒白烟时取下冷却,加入1 mL硝酸溶解残渣,蒸馏水定容至25 mL,待上机测定。仪器工作条件为:射频功率1 150 W,雾化气流量0.79 L/min,辅助气流量1.20 L/min,等离子气流量15 L/min,溶液提升量1.2 mL/min,透镜电压6.80 V,模拟电压1950 V,脉冲电压950 V,扫描方式为跳峰扫描,测量方式为模拟脉冲。Pb、Cd、Hg、As、Cr、Cu、Zn、Se、Ni均为国家标准物质GBW系列标准溶液,贮备液质量浓度为1 000 mg/L,标准储备液用5%的HNO3溶液分别逐级稀释为工作溶液。

1.3.3 水解氨基酸测定

18种氨基酸混标液1 mL用0.02 mol/L盐酸溶液定容至25 mL,得到浓度为100 nmoL/mL标准使用液。水解氨基酸测定参照GB 5009.124-2016《食品中氨基酸的测定》,取100 mg左右粉末样品于水解消化管,加入6 mol/L盐酸溶液,真空泵抽真空后封管,置于电热鼓风干燥箱中110℃消化22 h。消化管冷却至室温后消化液过滤至50 mL容量瓶,用蒸馏水清洗消化管2次并合并滤液,蒸馏水定容到50 mL,混匀。移液管取1 mL消化滤液用旋转蒸发仪于50℃蒸发至干,加入0.02 moL/L盐酸溶液2 mL溶解,过0.45 μm滤膜备用。

1.3.4 功效成分γ-氨基丁酸测定

分析天平准确称取1.000 0 g左右菠萝蜜籽粉,置于100 mL容量瓶中,加入0.02 mol/L的盐酸溶液50 mL,于超声波清洗仪240 W超声10 min,定容至刻度线并摇匀,取上清液10 mL于离心管中,10 000 r/min离心10 min,过0.45 μm水系滤膜备用。采用氨基酸自动分析仪离子交换色谱-茚三酮柱后衍生法测定样品中γ-氨基丁酸。色谱条件参照前期实验室所建方法[9]。准确称取γ-氨基丁酸标准品10.31 mg,用0.02 mol/L盐酸溶液溶解并定容至100 mL,得浓度为1 000 nmol/mL标准溶液,再依次稀释为 200、100、40、20、10 nmol/mL的工作液备用。

1.4 数据统计

数据采用SPSS20.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 营养成分分析

菠萝蜜籽营养成分含量见表1。

表1 菠萝蜜籽营养成分含量Table1 Nutrition content of jackfruit seeds

由表1可见,菠萝蜜籽营养具有高淀粉、高膳食纤维,低脂肪含量特性。淀粉含量较尹道娟等[3]等报道的低,可能与品质及产地等有关。膳食纤维可用以预防代谢综合症及与生活习惯有关的疾病,菠萝蜜籽可视为新的膳食纤维来源资源。研究表明菠萝蜜籽淀粉符合二级工业淀粉质量标准,具有成膜性好,黏度适中的优点,直链淀粉含量在26.56%~38.34%,具有抗性淀粉功能潜力[6-9],可成为新食品资源进行开发。

2.2 氨基酸分析

为了解菠萝蜜籽蛋白营养价值,评价其营养特性,进行了氨基酸分析,结果见表2。

表2 菠萝蜜籽、玉米、小麦氨基酸含量比较Table2 Comparison of amino acids content of jackfruit seeds and corn %

由表2可知,菠萝蜜籽氨基酸种类丰富,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,含量较高的为天门冬氨酸、赖氨酸和缬氨酸,结果与尹道娟等[3]等一致,但氨基酸总量可能与菠萝蜜生长环境等有关。菠萝蜜籽氨基酸与玉米[13-14]、小麦[15]比较,必需氨基酸除蛋氨酸外均较高,特别是谷物第一限制性氨基酸赖氨酸比高赖氨酸玉米含量都高[16]。我国日常消费中,谷物为不可缺少的主食,所以菠萝蜜籽可用以玉米等谷物的互补食物资源[4]。另外,菠萝蜜籽鲜味氨基酸天门冬氨酸比玉米、小麦高。菠萝蜜籽必需氨基酸占总氨基酸的值为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。

菠萝蜜籽氨基酸图谱见图1。

在氨基酸分析中,我们发现菠萝蜜籽中还含有功能因子 γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)(图1),GABA为游离态非蛋白氨基酸,毒理学证明无蓄积毒性作用[17],具有促进记忆、缓解疲劳等功能。参照课题组之前建立的GABA检测方法[18],采用超声萃取方法分析菠萝蜜干燥籽仁中GABA,为413.76 mg/100 g,其含量与经过富集处理糙米、玉米等相当[19-20],具有较大开发价值。

2.3 矿质元素分析

为进一步了解菠萝蜜籽食用安全性,对4种主要重金属及部分矿质元素进行分析,结果见表3。

图1 菠萝蜜籽氨基酸图谱Fig.1 Amino acid chromatographic fingerp of jackfruit seeds

表3 菠萝蜜籽矿质元素含量Table3 Mineral content of jackfruit seeds mg/kg

由表3可知,菠萝蜜籽中富含锌元素,铜、硒等人体所需微量元素[21],铬、镉、铅等污染物含量低于国标GB 2762-2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》限量,砷、汞未检出。本研究中,镍含量超出限量。镍为生物体必须微量元素,但过多摄入则会产生生理毒性。镍含量与地域因素等有关,WHO推荐的每日镍容许摄取量为12 μg/kg bw/day,按人均每天消费100 g计算,消费人群食用菠萝蜜籽引起的镍暴露量较低,风险较小。因此,菠萝蜜籽食用安全性高,是一种符合绿色发展理念的资源食品。

3 结论

菠萝蜜籽营养价值高,具有高淀粉、高膳食纤维、低脂肪、优质蛋白、氨基酸全面的特性,含有丰富功效因子γ-氨基丁酸;重金属含量较低,安全性高。将来需要进一步对菠萝蜜籽的淀粉、膳食纤维特性等深入研究,并利用其营养特性开发精深加工产品,可有望成为较大潜力的绿色新食品资源。

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