不同品种西瓜营养质量的差异及评价指标

何伟忠，韦凯丽，华震宇，孙 涛，陈 贺，王 成

(1.新疆农业科学院农业质量标准与检测技术研究所/农业农村部农产品质量安全风险评估实验室/新疆农产品质量安全实验室，乌鲁木齐 830091；2.新疆农业大学食品科学与药学学院，乌鲁木齐 830052；3.新疆农业科学院科研管理处，乌鲁木齐 830091)

0 引 言

【研究意义】随着我国居民对均衡、营养膳食需求的不断提高，营养性日渐成为增强农产品综合市场竞争力的重要属性。探讨不同品种西瓜营养质量及其差异性，开展营养质量评价指标的研究与筛选，利于支撑不同品种西瓜营养特性的研究与评价，进而对推动区域西瓜品牌的研究构建产生积极作用。【前人研究进展】如应茵等[1]研究结果表明：马鹿鹿肉是蛋白、钾、铁、锌、VB1、VB2的良好来源[1]；Hongnan Sun等[2]的研究结果显示：甘薯叶中蛋白、纤维、矿物元素、磷、钙、镁、铁、锰和铜的营养质量较好。目前关于西瓜营养质量的研究报道还不多，现有相关研究多集中于番茄红素、瓜氨酸含量以及糖分累积规律等的研究分析。张俊杰等[3]等报道了西瓜中番茄红素和瓜氨酸的含量，平均值分别为4.87和223 mg/100g；杨玉梅等[4]研究显示，随生育期，早熟西瓜品种蔗糖呈“S”型变化，中熟和晚熟品种蔗糖含量呈一直上升的趋势。同类研究中，黄倩等[5]根据可溶性固形物、VC、可溶性糖、有机酸和可溶性蛋白5项营养成分含量，通过模糊数学隶属函数法，评价了25种不同品种甜瓜的综合营养品质；刘文君等[6]依据可溶性固形物、可溶性糖、还原糖、蛋白质、果胶和VC等9类营养成分含量，采用隶属函数分析法，对4种不同品种甜瓜的品质进行了评比。【本研究切入点】目前研究多是根据营养成分含量的高低，进行不同品种西瓜或甜瓜营养品质特点的研究评价；但不同营养成分NRV(营养素参考值)不同，造成即便某种营养成分含量高，也不能充分说明该成分的营养性更好。研究不同品种西瓜营养质量的差异及其评价指标。【拟解决的关键问题】在明确不同产地灰枣和骏枣15种成分营养质量的基础上[7,8]，分析6种不同品种西瓜中铜、铁、锌、钾、钙、镁、磷、锰、钠、烟酸、VB1、VB2、碳水化合物、蛋白、纤维、脂肪16种成分的含量，综合INQ，从营养质量的角度，研究不同品种西瓜营养特点及其差异性，采用主成分分析，筛选评价指标，为不同品种西瓜营养质量特性的研究评价提供支撑。

1 材料与方法

1.1 材 料

选用6种不同品种西瓜，新优2号采集自新疆农业科学院哈密瓜研究中心疏勒县基地；甜王、和山、龙卷风、金星、绿宝5个品种由中国农业科学院郑州果树研究所提供。参照GB/T8855-2008进行样品的采集，在成熟期，每个样品采集3个整瓜，经清洗、匀浆后置于冰柜中冷冻备用。采集时间为2017年8月，2018年1月前完成成分定量。

1.2 方 法

1.2.1 16种成分定量

参照国家标准方法进行样品中16种成分的定量分析。定量方法分别为：水分，GB5009.3-2016；蛋白质，GB5009.5-2016；纤维，GB/T 5009.10-2003；脂肪，GB5009.6-2016；烟酸，GB5009.89-2016；VB1，GB5009.84-2016；VB2，GB5009.85-2016；灰分，GB 5009.4-2016；钾和钠，GB5009.91-2017；铜，GB5009.13-2017；磷，GB5009.87-2016；锌，GB5009.14-2017；钙，GB5009.92-2016；铁，GB5009.90-2016；锰，GB5009.242-2017；镁，GB5009.241-2017。

碳水化合物含量参照杨焱等[9]报道的方法计算得出，具体计算方法如下式所示。

碳水化合物含量=100%-灰分含量-水分含量-纤维含量-脂肪含量-蛋白质含量。

上式中碳水化合物、灰分、水分、纤维、脂肪、蛋白质单位均为%。

1.2.2 营养质量

参照Hongnan Sun等[2]等报道的方法，依次计算受试成分的INQ值。

INQ=(100 g西瓜中某成分含量/NRV)/(100 g西瓜能量/推荐摄入能量)

受试成分NRV根据GB 28050-2011提出。西瓜能9量按照苏彦苹等[10]报道的方法计算得出。蛋白质含量×4+碳水化合物含量×4+脂肪含量×9；推荐摄入能量按照GB 28050-2011，取8400 kJ。表1

表1 16种成分NRV

Table 1 The NRV of 16 components

序号serialnumber成分componentNRV序号serialnumber成分componentNRV1碳水化合物carbohydrate300g9镁magnesium300mg2蛋白质protein60g10锰manganese3mg3脂肪fat≤60g11铜copper1.5mg4纤维fiber25g12铁ferrum15mg5钠natrium2000mg13锌zinc15mg6钾potassium2000mg14烟酸nicotinicacid14mg7钙calcium800mg15维生素B1VB11.4mg8磷phosphorus700mg16维生素B2VB21.4mg

1.3 数据处理

通过Excel进行成分含量以及对应INQ范围、平均值的汇总分析。将候选成分对应的INQ依次录入SAS9.2，选用主成分分析，计算各主分量的特征根、贡献率和各种成分的负荷量，筛选营养质量评价指标。

2 结果与分析

2.1 6种不同品种西瓜16种成分含量

研究表明,矿物元素中钾的含量最高，范围在921.18～1 400.00 mg/kg；其次为钙、磷、镁、钠，含量平均值分别为：183.68、156.45、151.11和16.20 mg/kg；铜、锰、锌、铁的含量相对较低，含量均在10 mg/kg以下。6种不同品种西瓜烟酸含量均不高于0.01 μg/100 g；VB1含量在0.01～0.02 mg/100 g，低于VB2含量。

脂肪、灰分、纤维、蛋白、碳水化合物5种成分中，碳水化合物含量最高，在4.80～7.04 g/100 g间；其次为蛋白、纤维、灰分和脂肪，含量平均值分别为0.89、0.55、0.34和0.07 g/100 g。6种不同品种西瓜能量在93.47～139.55 kJ间，且因品种的不同而存在差异。表2

表2 16种成分含量

Table 2 The content of 16 components

成分component含量范围contentrange平均值averagevalue成分component含量范围contentrange平均值averagevalue铜(mg/kg)copper0.18^0.700.37烟酸(μg/100g)nicotinicacid0.00^0.010.01锰(mg/kg)manganese0.19^0.670.39VB1(mg/100g)VB10.01^0.020.02锌(mg/kg)zinc0.54^1.480.94VB2(mg/100g)VB20.07^0.110.09铁(mg/kg)ferrum1.68^8.443.15脂肪(g/100g)fat0.04^0.100.07钠(mg/kg)natrium10.16^34.7516.20灰分(g/100g)ash0.26^0.410.34镁(mg/kg)magnesium75.00^241.93151.11纤维(g/100g)fiber0.40^0.770.55磷(mg/kg))phosphorus107.95^219.88156.45蛋白(g/100g)protein0.69^1.080.89钙(mg/kg)calcium89.91^317.80183.68碳水化合物(g/100g)carbohydrate4.80^7.045.69钾(mg/kg)potassium921.18^1400.001192.21能量(kJ)energy93.47^139.55112.56

2.2 不同品种西瓜的INQ及其差异性

研究表明,16种成分INQ大致可分为5类，第1类为烟酸、钠、脂肪和锌，INQ均小于1，6种不同品种西瓜烟酸、钠、脂肪和锌的营养质量品种间差别不大，处于需增强水平；第2类为锰、VB1和蛋白，部分品种INQ小于1，部分品种INQ介于1～2，这3种成分的营养质量因品种的不同而处于供给不足或供给与需求相当的水平；第3类是碳水化合物，INQ范围为1.38～1.44，供给量均与推荐量相当，品种间差别不大。

铁、钙、铜、纤维、磷和镁为第4类，该类特点是：INQ因品种的不同，而分别在1以下，1～2间，或大于2，铁、钙、铜、纤维、磷和镁的营养质量因品种的不同而分别处于供给不足，供给与需求相当或良好来源的水平；钾和维生素B2为第5类，INQ均大于2，6种西瓜均是钾和维生素B2的良好来源。

第2类和第4类中包括的锰、VB1、蛋白、铁、钙、铜、纤维、磷、镁9种成分营养质量因品种的不同而处于不同水平，适合作为不同品种西瓜营养质量评价候选指标。表3

2.3 营养质量评价指标

将9种成分INQ录入SAS9.2系统，进行主成分分析，第1～第3主分量的累积贡献率达92.12%，且特征根均大于1，第1～第3主分量能够解释9种成分变异的大部分信息，可选用第1～第3主分量进行后续分析。表4

表3 不同品种西瓜16种成分INQ

Table 3 The INQ of 16 components in different varieties watermelon

成分componentINQ范围INQrange成分componentINQ范围INQrange烟酸Nicotinicacid0.00^0.00铁Ferrum0.67^3.86钠Natrium0.03^0.12钙Calcium0.77^2.85脂肪Fat0.05^0.12铜Copper1.00^3.35锌Zinc0.30^0.68纤维Fiber1.10^2.10锰Manganese0.40^1.53磷Phosphorus1.22^2.25VB1VB10.72^1.22镁Magnesium1.96^5.78蛋白Protein0.97^1.29钾Potassium3.67^5.40碳水化合Carbohydrate1.38^1.44VB2VB23.70^5.74

表4 主分量特征根及累计贡献率

Table 4 The eigenvalues and cumulative of principal components

主分量principalcomponent特征根eigenvalue贡献率(%)cumulative累积贡献率(%)cumulativecontribution14.8654.0554.0521.8420.4974.5331.5817.5992.12

研究表明,第1～第3主分量9项指标的负荷量。第1主分量中，镁的负荷量达-0.5371，绝对值显著高于其他8项指标负荷量，镁对第1主分量变异的影响相对较高，适合作为不同品种西瓜营养质量评价指标。

第2主分量中，9项指标负荷量较为接近，绝对值范围在0.111 4～0.324 3，9项指标对第2主分量整体变异的贡献程度接近。第3主分量中，VB1、锰、铁的负荷量相对较高，分别达0.646 5、0.640 7和0.791 9，VB1、锰、铁对第3主分量的整体变异有较高影响，也适合作为不同品种西瓜营养质量评价指标。镁、VB1、锰、铁4项指标适合作为不同品种西瓜营养质量评价指标。表5

表5 9种成分负荷量

Table 5 The loadings of 9 compositions

第1主分量principalcomponent1第2主分量principalcomponent2第3主分量principalcomponent3蛋白protein0.38800.2529-0.1243VB10.1588-0.32430.6465锰manganese-0.25860.11220.6407钙calcium0.44340.13100.0325铁ferrum-0.33980.11140.7919纤维fiber-0.2334-0.15880.2845磷phosphorus-0.2382-0.12610.0159镁magnesium-0.5371-0.12020.0712铜copper-0.0596-0.1796-0.3710

3 讨 论

华景清等[11]分析了西瓜中8种营养成分的含量，分别是：蛋白质1.2 g/100 g、碳水化合物4.2 g/ 、纤维0.3 g/100 g、钙60 mg/kg、磷100 mg/kg、铁2 mg/kg、VB10.02 mg/100 g、VB20.2 mg/100 g，这与研究结果接近。目前关于西瓜中铜、锌、钾、镁、锰、钠、烟酸、脂肪含量的研究报道还不多。

我国西瓜种质资源丰富，2000年国家种质资源库保存的西瓜甜瓜种质资源就约3 000份[12]。现行关于西瓜品质评价的研究报道还不多，同类研究中，如甜瓜品质评价方法，多是根据平均隶属函数值进行受试品种综合品质的评价排序[5, 6]，并不涉及评价指标。筛选出的4项营养质量评价指标，利于支撑种质资源营养质量差异性的评比。

运用主成分分析，进行农产品综合品质及其评价指标筛选的研究也越来越多，涉及的农产品包括信阳毛尖茶叶[13]、软枣猕猴桃[14]、杨梅[15]、芝麻酱[16]、曲拉[17]、杨梅[18]、羊肉[19]等。NRV因营养成分的不同而有所差异，仅通过研究对象受试指标中某种营养成分含量高，并不能充分说明该成分对人体的营养性更好。研究结果也说明了这一点，6种不同品种西瓜蛋白含量在0.69～1.08 g/100g，与之相比，纤维含量则相对较低，为0.40～0.77 g/100g；但由于蛋白的NRV约为纤维2.4倍，造成纤维的INQ分布整体大于蛋白，虽含量高，但相较于蛋白，西瓜纤维对人体的营养性更佳。

4 结 论

6种不同品种西瓜烟酸、脂肪、钠和锌INQ均小于1，碳水化合物INQ在1.38～1.44，钾和维生素B2INQ均大于2；与之不同，维生素B1、蛋白、纤维、锰、铁、钙、铜、磷和镁9种成分营养质量因品种的不同而分别处于供给不足、供给与需求相当或良好来源水平，维生素B1、蛋白、纤维、锰、铁、钙、铜、磷、镁可用于体现西瓜营养质量的品种间差异；维生素B1、镁、锰、铁的负荷量相对较高，这4项指标适合作为西瓜营养质量评价指标。