菠萝蜜种子的营养成分测定及分析

袁海华，钟慧杰，敖新宇

（西南林业大学生命科学学院，云南昆明650224）

菠萝蜜（Artocarpus heterophyllus Lam.）又称之为木菠萝、树菠萝，属桑科桂木属常绿乔木[1]。在多个热带国家均有栽培，菠萝蜜在我国已有1 000多年的种植史，可食用，亦可药用，是一种优良的木本植物[2-3]。菠萝蜜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[4]。同时，菠萝蜜种子还含有各种矿物质和总黄酮等功能性成分，有益气养血和消炎止痛的功效[5]。成熟的菠萝蜜果实中，果肉占35%左右，果皮和种子分别占45%、20%[6]，种子的平均体积达到5.26 cm3。由于菠萝蜜的种植与加工发展迅速，食用果肉后导致大量的菠萝蜜果皮和种子被遗弃而未得到有效合理的利用，造成了资源浪费和一定程度的环境污染。

目前，关于菠萝蜜种子的研究大部分集中在对种子中淀粉颗粒及理化性质的研究[6-8]，对其营养价值研究则罕见报道。为使菠萝蜜种子得到综合的合理利用，确定其可食用性和营养价值，本研究初步比较了海南菠萝蜜种子和西双版纳菠萝蜜种子的水分、灰分、粗脂肪、粗纤维、蛋白质、总糖6种营养成分以及矿物质元素含量，以常见的可食用并与菠萝蜜种子体积相近的蚕豆种子和白芸豆种子作为对照。探究菠萝蜜种子作为食品或其他产品加工的潜在利用价值，为今后的菠萝蜜种子开发利用提供一定的参考依据，同时也为绿色环保经济作出一定的贡献。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料

市售海南菠萝蜜、西双版纳菠萝蜜，取其种子；蚕豆种子、白芸豆种子：昆明市白龙村农贸市场。以上种子置于50℃鼓风干燥箱中烘干至恒重，粉碎，80目过筛，于干燥器中存放备用。

1.1.2 试剂

氢氧化钠、丙酮、浓硫酸、浓硝酸：汕滇药业有限公司；硼酸：成都化学试剂厂；盐酸：汕头市达濠精细化学品有限公司；过氧化氢、葡萄糖、3，5-二硝基水杨酸（dinitrosalicylic acid，DNS）试剂：国药集团化学试剂有限公司；五水硫酸铜：天津天达净化材料精细化工厂；无水乙醚、正辛醇：成都市科龙化工试剂厂；所有化学试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

Foss kjeltec 2300型自动测氮仪、Foss FT 122粗纤维测定仪、20孔消化炉、250 mL石英消化管：丹麦FOSS公司；索氏提取器（由冷凝管，抽取筒，滤纸筒和平底烧瓶组成）、S2F-06A型索氏脂肪提取仪：上海精隆有限公司；G2x-GF101-1-BS型烘箱：上海跃进医疗器械有限公司；TU-1901型双光束紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司；HWS 12型恒温水浴锅：上海一恒科学仪器有限公司；通风橱：宜兴市高胜塑料节能材料厂；电感耦合等离子体发射光谱仪：美国THERMOFISHER公司；马弗炉：上海市嵩明实验仪器厂；BS224S电子天平：德国SARTORIUS公司。

1.3 方法

1.3.1 指标测定

水分含量的测定参照国标GB/T 5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》直接干燥法；灰分含量测定参照国标GB/T 5009.4-2016《食品安全国家标准食品中灰分的测定》高温灼烧法；粗纤维含量测定参照酸碱消解法[9]；粗脂肪含量测定参照国标GB/T 5009.6-2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》索氏提取法；蛋白质含量测定参照凯氏定氮法进行测定[10-11]；总糖含量测定采用3，5-二硝基水杨酸（dinitrosalicylic acid，DNS）法[12]，对文献方法稍加改动（删去水提醇沉步骤，直接采用6 mol/L盐酸加热水解制备成总糖溶液待测）；测定常见的10种矿物质元素含量参照文献方法进行[13-15]，运用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）。

1.3.2 数据分析

采用SPSS22.0对获得数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 菠萝蜜种子营养成分的评价

2.1.1 菠萝蜜种子水分含量的测定

菠萝蜜种子水分含量测定结果见图1。

图1 4种种子的水分含量Fig.1 The moisture contents of four kinds of seeds

由图1所示，海南菠萝蜜种子中的水分含量为8.20%，西双版纳菠萝蜜种子中的水分含量为7.89%，海南菠萝蜜种子和西双版纳菠萝蜜种子的水分含量均显著高于蚕豆种子（p＜0.05）、低于白芸豆种子（p＜0.05）。菠萝蜜种子中的水分含量较低，说明其干物质含量较多，即营养成分含量较高。

2.1.2 菠萝蜜种子灰分含量的测定

菠萝蜜种子灰分含量测定结果见图2。

由图2所示，海南菠萝蜜种子的灰分含量为3.91%，显著高于蚕豆种子（p＜0.05）、低于白芸豆种子（p＜0.05），西双版纳菠萝蜜种子的灰分含量为2.48%，显著低于海南菠萝蜜种子、蚕豆种子和白芸豆种子。说明菠萝蜜种子含有一定的无机物，海南菠萝蜜种子的无机物含量较西双版纳菠萝蜜种子的丰富，可能与其生长环境有关。

2.1.3 菠萝蜜种子粗脂肪含量的测定

菠萝蜜种子粗脂肪含量测定结果见图3。

图2 4种种子的灰分含量Fig.2 The ash contents of four kinds of seeds

图3 4种种子的粗脂肪含量Fig.3 The crude fat contents of four kinds of seeds

由图3所示，菠萝蜜种子与蚕豆种子的粗脂肪含量均在1%以下。海南菠萝蜜种子的粗脂肪含量为0.98%，显著低于白芸豆种子、高于蚕豆种子（p＜0.05），西双版纳菠萝蜜的粗脂肪含量为0.76%，与蚕豆种子无显著差异（p＜0.05）。菠萝蜜种子的粗脂肪含量较低，是良好的低脂食物。

2.1.4 菠萝蜜种子粗纤维含量的测定

菠萝蜜种子粗纤维含量测定结果见图4。

图4 4种种子的粗纤维含量Fig.4 The crude fiber contents of four kinds of seeds

粗纤维是植物细胞壁的主要成分，包括纤维素、半纤维素、木质素及角质等成分[16]。粗纤维能与饱和脂肪酸结合，有利于防止动脉硬化，预防心血管疾病的发生，在分散过程中能吸收部分葡萄糖，可使糖尿病患者的血糖含量下降，许多疾病如便秘、胆石症、结肠癌、冠状动脉疾病等的发生都与膳食中粗纤维摄入不足有关[17]。由图4可知，海南菠萝蜜种子中的粗纤维含量为8.42%，显著高于蚕豆种子（p＜0.05），西双版纳菠萝蜜种子中的粗纤维含量为9.50%，显著高于蚕豆、白芸豆种子（p＜0.05）。西双版纳菠萝蜜种子所含粗纤维高于海南菠萝蜜种子，说明西双版纳菠萝蜜种子更具膳食功能，有助于消化，有益身体健康。

2.1.5 菠萝蜜种子蛋白质含量的测定

菠萝蜜种子蛋白质含量测定结果见图5。

图5 4种种子的蛋白质含量Fig.5 The protein contents of four kinds of seeds

由图5所示，海南菠萝蜜种子的蛋白质含量为13.82%，西双版纳菠萝蜜种子的蛋白质含量13.08%，菠萝蜜种子的蛋白质含量显著低于两种豆类种子（p＜0.05），但较大米、小米、小麦、玉米等谷物的蛋白量含量高[大米、小米、小麦、玉米蛋白质含量分别为7.40%、9.00%、11.20%、8.80%。几种谷物的营养成分含量参照《中国食物成分表》[18]其中大米见稻米（01-2-001），小米（01-5-101），小麦（01-1-201）玉米（01-3-102）]。说明菠萝蜜种子是一种蛋白质含量较高的理想食品，也可以作为一种蛋白质资源添加到动物饲料中。

2.1.6 菠萝蜜种子总糖含量的测定

对王鹏亭等[12]研究人员的样品总糖溶液的制备方法稍加改动，然后采用3，5-二硝基水杨酸法测定样品中的总糖含量，得出葡萄糖标准曲线和总糖含量结果见图6～图7。。

2.1.6.1 葡萄糖标准曲线的建立

采用Excel软件处理试验数据，得出回归曲线的方程为y=1.524 9x-0.018，相关系数R2=0.996 5，表明葡萄糖浓度和吸光度呈良好线性关系。葡萄糖标准曲线见图6。

图6 葡萄糖标准曲线Fig.6 The standard curve of glucose

2.1.6.2 总糖含量测定结果分析

碳水化合物是人体生命运动的主要能量来源，是机体不可缺少的重要物质[19]。菠萝蜜种子总糖含量测定结果见图7。

图7 4种种子的总糖含量Fig.7 The total sugar contents of four kinds of seeds

由图7可知，菠萝蜜种子的总糖含量很高，海南菠萝蜜种子的总糖含量高达63.34%，西双版纳菠萝蜜种子的总糖含量为51.60%，二者均显著高于蚕豆种子（p＜0.05）。由于菠萝蜜种子总糖含量丰富，前人已对菠萝蜜种子的淀粉进行了大量研究，李秀娟等发现菠萝蜜种子的淀粉颗粒大小与玉米的淀粉颗粒大小相当，多呈半球形或球形，并且支链淀粉含量高达75%[6]；赖小玲等在试验中得出结论，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，这些特性使菠萝蜜种子在制作成国家级工业淀粉和粉条方面有很大的潜力[7]；陈福泉等研究证明菠萝蜜种子淀粉抗酶解能力强，具有较低的消化性，可作为抗性淀粉提取的淀粉原料[8]。菠萝蜜种子在糖类物质研究开发方面具有很大的潜力，可作为糖料来源和工业淀粉原料，也可作为粮食替代品来开发面食。

2.2 矿物质元素含量测定结果

应用ICP-OES法测定菠萝蜜种子中的B、K、P、Ca、Cr、Cu、Fe、Mg、Mn、Zn 共 10 种矿物质元素的含量，结果见表1。

表1 4种种子的矿物质元素含量Table 1 The mineral elements contents of four kinds of seeds mg/kg

结果表明菠萝蜜种子中含有较为丰富的人体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，海南菠萝蜜种子K含量达到21 381.98 mg/kg、Mg含量为932.21 mg/kg，西双版纳菠萝蜜种子K含量为16 619.17 mg/kg，Mg含量为879.76 mg/kg。微量元素Cr的含量最高，其次为B和Fe、Cu、Mn、Zn的含量相对较低。其中Cr和Mg含量超出ICP-OES检测值上限，这与表样设定有关。根据表1数据显示，菠萝蜜种子中的矿物质元素含量与两种豆类种子相比，海南菠萝蜜种子和西双版纳菠萝蜜种子Cr含量均略高于两种豆类种子，B、P、Zn 3种矿物质元素略低于两种豆类种子；海南菠萝蜜种子的K含量高于蚕豆种子，Fe、Cu含量接近甚至高于白芸豆种子；西双版纳菠萝蜜种子Ca含量接近两种豆类种子、Mn含量高于蚕豆种子；海南菠萝蜜种子和西双版纳菠萝蜜种子Mg含量都与蚕豆种子相近。

矿质元素参与人体正常的新陈代谢、成长和发育，是生命活动的重要物质基础[17]。K可以调节细胞内液的渗透压、调节pH值、维持神经、肌肉的兴奋性，K含量不足时，会引起肌肉无力，高K饮食有一定的降血压作用[20]。Mg具有调节神经和肌肉的功能，有助于防治中风、冠心病和糖尿病[21]。菠萝蜜种子中Ca、Cu、Fe、Mn、Zn等都是对人体有益的矿物质元素。因此，菠萝蜜种子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[22]。

3 结论

通过对菠萝蜜种子的主要营养成分和矿物质元素的研究得出，菠萝蜜种子的营养成分和矿物质元素丰富，且不同产地的菠萝蜜种子的营养成分和矿物质元素含量有所不同，可能与其生长环境有关。菠萝蜜种子中的总糖平均百分含量较两种豆类种子的含量高，灰分、粗纤维和水分都比蚕豆种子高，蛋白质平均百分含量较大米、小米、小麦、玉米等谷物的高。在矿物质元素检测中，两种豆类种子中的 K、Ca、Cr、Cu、Fe、Mg、Mn含量与菠萝蜜种子中的含量相近，但不同产地的菠萝蜜种子的矿物质元素含量有少许差别，其中海南菠萝蜜种子的K、P、Cu、Fe含量比西双版纳菠萝蜜种子中的含量高，但是，西双版纳菠萝蜜种子的Ca含量要比海南菠萝蜜种子含量高。这些结果均表明菠萝蜜种子具有良好的营养价值，富含人体所需多种矿物质元素，对于人类来说是具有膳食功能的高蛋白低脂食品，并有作为动物饲料添加剂来开发的良好潜质，为粮食资源开发提供理论依据，缓解粮食压力。另外，还可对其糖类和蛋白质等营养成分进一步分析，对菠萝蜜种子资源的综合开发与利用，以及菠萝蜜经济效益的提高具有重要意义。