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

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。