菠蘿蜜的營養(yǎng)成分與鑒別比較研究

房一明等

摘 要 檢測了不同品系菠蘿蜜的還原糖、粗纖維、蛋白質(zhì)、脂肪等，利用傅里葉變換紅外光譜法（FTIR）無損快速鑒別了6份品系菠蘿蜜果實(shí)，并采用電子感官對不同品系菠蘿蜜進(jìn)行了比對。結(jié)果表明：菠蘿蜜含有豐富的還原糖和蛋白質(zhì)、少量的脂肪和粗纖維，6份菠蘿蜜均可根據(jù)紅外的特征譜圖，分析菠蘿蜜化學(xué)組成成分，并進(jìn)行品系的分類鑒別，電子感官技術(shù)也較好的對菠蘿蜜品系進(jìn)行了差異性比較。

關(guān)鍵詞 菠蘿蜜；營養(yǎng)成分；鑒別比較；紅外光譜；電子感官

中圖分類號 S667.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

Abstract The chemical composition including reducing sugar， fiber， protein and fat of different varieties of jackfruit were assayed， and the fruits of the varieties were identified with Fourier Transform Infrared Spectroscopy（FTIR）and electronic senses. The results showed that the jackfruit fruit contains abundant reducing sugar and protein， a small amount of fat and fiber. Jackfruit fruit could be analyzed and classified based on chemical composition， the characteristics spectra of infrared， and electronic technology.

Key words Jackfruit；Nutritional composition；Classification relatively；Infrared spectrum；Electronic senses

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.10.034

菠蘿蜜（CAtocarpus heterophyllus Lam）又稱木菠蘿、樹菠蘿，為?？颇静ぬ}屬常綠喬木[1]，是一種多年生的典型熱帶果樹，素有“熱帶珍果”之稱[2]。傅里葉變換紅外光譜法（FT-IR）是一種常用的結(jié)構(gòu)分析技術(shù)，具有宏觀整體鑒定復(fù)雜體系的特點(diǎn)及重現(xiàn)性好、直接、準(zhǔn)確、無損快速等優(yōu)點(diǎn)，在各個學(xué)科領(lǐng)域發(fā)揮了重大作用，如植物的病蟲害機(jī)器識別[3]，生物質(zhì)的熱穩(wěn)定和熱分解研究，復(fù)雜混合物的鑒定分析、食品、動植物、煤炭、中藥材真?zhèn)蝺?yōu)劣的快速鑒別及不同部位的成分分析和比較等[4-11]。電子感官即采用電子鼻、電子舌模擬人的鼻、舌功能而設(shè)計(jì)的傳感器陣列技術(shù)，整體的分析樣品的氣、味信息，基于傳感陣列響應(yīng)和模式識別技術(shù)，電子鼻、電子舌可以敏感地識別氣、味指紋，即能檢測四氣五味[12]。為了進(jìn)一步了解菠蘿蜜的營養(yǎng)價(jià)值和開發(fā)利用，筆者對菠蘿蜜的基本營養(yǎng)成分，化學(xué)組成成分以及品系差異進(jìn)行分析。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料 菠蘿蜜海南本地果、馬來西亞1、2、5、6號果、香飲所11號果均由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所提供（文中簡稱海南#、1#、2#、5#、6#和11#），高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液C（1/5 KMnO4）=0.100 4 mol/L，濃硫酸。

1.1.2 儀器設(shè)備 電子天平（METTLER TOLEDO，AL104，美國），pH儀（Startorius，PP-20，瑞士），實(shí)驗(yàn)室專用超純水機(jī)（上海和泰，Master-S-Plus UVF，中國），脂肪測定儀（FOSS，SOXTEC 2050，丹麥），蛋白質(zhì)測定儀（VELP，UDK152，意大利），傅里葉變換紅外光譜儀（Nicolet，6700，美國），電子鼻（Alpha MOS 公司，Gemini，法國），電子舌（Alpha MOS 公司，ASTREE，法國）。

1.2 方法

1.2.1 還原糖含量測定 準(zhǔn)確稱取不同品系菠蘿蜜各136 g，分別加入200 mL水勻漿，加入活性炭10 g吸附蛋白質(zhì)，磁力器攪拌40 min，過濾后取濾液25 g定容至250 mL，取樣50 mL待測，含量測定按照國標(biāo)GB/T 5009.7-2008。

1.2.2 粗纖維含量測定 準(zhǔn)確稱取搗碎后試樣各30 g，配制1.25%濃H2SO4，含量測定按照國標(biāo)GB/T 5009.10-2003。

1.2.3 蛋白質(zhì)含量測定 含量測定按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5009.5-2010。

1.2.4 脂肪含量測定 準(zhǔn)確稱取干燥后試樣各5 g，加入80 mL沸程30～60 ℃石油醚，脂肪測定儀測定。

1.2.5 紅外光譜測定 菠蘿蜜果肉35 ℃鼓風(fēng)干燥24 h，水分降到30%以下，經(jīng)低溫冷凍干燥，粉碎精細(xì)研磨，分別準(zhǔn)確稱取3.5 mg，加入溴化鉀150 mg研勻，壓片待測。檢測器為DTGS，分束器為KBr，光譜分辨率為4 cm-1，掃描范圍為400～4 000 cm-1，32次掃描累加。

1.2.6 電子感官測定 準(zhǔn)確稱取搗碎后試樣各1 g，重復(fù)4次，電子鼻測定，孵化時間120 s，孵化溫度50 ℃；準(zhǔn)確稱取試樣各40 g，加入70 mL水，榨汁過濾，取濾液10 mL，加水稀釋至80 mL，電子舌檢測，采集時間120 s，重復(fù)5次。

1.2.7 pH值測定 準(zhǔn)確稱取試樣各40 g，加入70 mL水，榨汁過濾，濾液pH儀測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 菠蘿蜜果肉主要營養(yǎng)成分含量

菠蘿蜜果肉中還原糖含量十分豐富，其中有葡萄糖，果糖，乳糖（含水），經(jīng)測定，5#、11#還原糖含量最高，其次為2#、1#、6#、海南#，包括含水乳糖在內(nèi)，5#總還原糖含量為25.41%，11#總還原糖含量為24.29%，2#、1#、6#、海南#分別為18.53%、18.14%、14.16%、13.53%；菠蘿蜜果肉中含有少量粗纖維，其中1#和海南#存在較多，其次為6#、11#、5#、2#；同時菠蘿蜜果肉中蛋白質(zhì)含量在2.034%～2.572%之間，存在蛋白質(zhì)較多的為1#、11#、海南#，分別為2.572%、2.399%、2.335%；菠蘿蜜果肉中脂肪含量在0.27～0.50%之間，其中1#存在較多；另菠蘿蜜果肉pH值在5.04～5.63之間，6#pH值最大（表1）。

2.2 6種菠蘿蜜的紅外光譜分析

利用FTIR光譜法測定了6個品系菠蘿蜜的紅外光譜圖。不同菠蘿蜜均有自己獨(dú)特的紅外吸收光譜，6份原性狀菠蘿蜜紅外官能團(tuán)的吸收峰均遵循一定變化規(guī)律。菠蘿蜜的主要化學(xué)成分為蛋白質(zhì)、多肽、多糖、烷烴類等（圖1）。

如圖1所示，6個品系的菠蘿蜜的紅外譜圖因親緣關(guān)系較近，導(dǎo)致譜圖的峰形較相似，但吸收峰的相對強(qiáng)度和波數(shù)位置有一定差異，是因?yàn)闇y定的6份菠蘿蜜品系不同，果肉組成成分有差異引起，憑借這些特征吸收可分析菠蘿蜜果實(shí)化學(xué)組成成分和對品系初步鑒別和區(qū)分。分析得知，2 935 cm-1附近的峰為CH2- 和CH3- 的吸收峰，海南#、6#和11#在2 935、2 932、2 930 cm-1 處CH2-和CH3-類化合物的吸收峰稍強(qiáng)，而1#、2#、5#在該附近吸收峰稍弱，分別在2 935、2 936、2 933 cm-1處出峰，6份菠蘿蜜之間波數(shù)位置相差不超過6個波數(shù)；菠蘿蜜1 630 cm-1附近的峰為蛋白質(zhì)特征吸收峰，海南#、1#和11#在1 630 cm-1處蛋白質(zhì)類化合物吸收峰稍強(qiáng)，2#、5#和6#稍弱；1 415 cm-1附近的峰為多肽類特征吸收峰，海南#、5#、11#吸收峰均在1 415 cm-1處，與其它菠蘿蜜相差不超過3個波數(shù)；出現(xiàn)在1 258、1 259、1 260 cm-1處的吸收峰，為小分子糖類的特征吸收峰；1 056 cm-1附近的峰為多糖類特征吸收峰，海南#和6#多糖類化合物吸收峰均在在1 056 cm-1處，5#和11#均在1 058 cm-1處，1#和2#分別在1 055、1 057 cm-1出峰，菠蘿蜜間波數(shù)位置相差不超過2個波數(shù)，海南#、1#、6#、11#吸收峰較強(qiáng)，峰形尖銳，而2#和5#相對較弱；922、869、818、779 cm-1附近的吸收峰為長鏈亞甲基、糖環(huán)、烷烴類特征吸收峰，其中海南#和6#在922 cm-1出峰，2#和5#在924 cm-1出峰，1#和11#在921 cm-1出峰。海南#，6#、11#在869 cm-1出峰，與其它吸收峰相差不超過5個波數(shù)，隨后6份菠蘿蜜樣品均在818、819 cm-1附近及778、779 cm-1附近出峰，由圖可以看出菠蘿蜜在這4個波數(shù)段出現(xiàn)的吸收峰較弱，說明其中含有少量的長鏈亞甲基、糖環(huán)、烷烴類。將菠蘿蜜果肉中多糖類化合物吸收峰與蛋白質(zhì)及多肽類等化合物吸收峰比較可以看出，多糖類化合物在菠蘿蜜果肉中存在較多。

2.3 電子感官測定

2.3.1 電子鼻主成分分析 對6份菠蘿蜜樣品測得的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA分析（圖2）。

從圖2中可以看出，菠蘿蜜的揮發(fā)性氣味隨品系的不同而發(fā)生改變的現(xiàn)象十分明顯。從分布的區(qū)域來看，5#集中分布在第一象限，6#集中分布在第二象限，11#集中分布在第三象限。海南#、1#、2#集中分布在第四象限，三者距離相近，5#、6#和11#三者的氣味分布距離較遠(yuǎn)，無重疊部分，差異程度較大，海南#分布的區(qū)域與1#、2#氣味較為接近，與1#有重疊部分，分析結(jié)果重疊程度大于2#。同樣，從6份菠蘿蜜兩兩之間的距離上看，海南#、1#、2#與5#、6#、11#之間的距離均較遠(yuǎn)。因此，通過PCA分析說明電子鼻能夠區(qū)分不同地區(qū)菠蘿蜜的氣味差異，且進(jìn)一步說明海南#與1#有一定差異，但差異不顯著，而與2#差異顯著，與5#、6#、11#差異極顯著，且5#、6#、11#三者間的差異也極顯著，原因可能是因環(huán)境因素和品系的不同導(dǎo)致香氣成分有差異。

2.3.2 電子舌判別因子分析 對6份菠蘿蜜樣品測得的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行DFA分析（圖3）。

從圖3中可以看出，1#和5#區(qū)域重疊，味覺相似，集中分布在第二象限，2#和11#區(qū)域重疊，滋味相似，集中分布在第三象限，而1#、5#和2#、11#從圖中看存在一定距離，6#距離1#和5#相對較近，海南#與其它樣品均有一定距離，說明海南#在滋味品嘗上與其它樣品存在較大不同。因此，通過DFA分析說明電子舌能夠區(qū)分不同品系菠蘿蜜的滋味差異，且進(jìn)一步說明1#和5#有一定差異，但差異不顯著，而與6#差異顯著，2#和11#有一定差異，但差異不顯著，而與1#和5#差異顯著，海南#與其它樣品差異均為顯著，這是由于品系的不同導(dǎo)致口感上的差異。

3 討論與結(jié)論

（1）菠蘿蜜果肉中存在較多的還原糖和少量的粗纖維，6份菠蘿蜜總還原糖含量在13.53%～25.41%之間，粗纖維含量在0.55%～0.88%之間，因此還原糖在菠蘿蜜果實(shí)中存在非常多，為基本的營養(yǎng)成分。同時蛋白質(zhì)在菠蘿蜜果肉中存在也較多，分別在2.034%～2.572%之間，其中1#，11#，海南#含量稍高。菠蘿蜜果肉中的脂肪含量在0.27%～0.50%之間，其中1#存在較多。

（2）紅外圖譜綜合反映出菠蘿蜜化學(xué)成分具有多樣性和復(fù)雜性，菠蘿蜜的主要化學(xué)成分組成為蛋白質(zhì)，多肽，多糖，長鏈亞甲基、糖環(huán)、烷烴類等。目前紅外光譜法已快速準(zhǔn)確的鑒別了部分黃精屬植物以及中藥保健品里的西藥摻雜等[13-14]，描述了硬木樹中纖維素和木質(zhì)素經(jīng)改性后的特性[15]，成功分析了牛乳、酸性稿紙、水等物質(zhì)[16-18]，本文以菠蘿蜜的紅外特征吸收為基礎(chǔ)，探索菠蘿蜜的基本化學(xué)組成成分和物質(zhì)相對差異的同時并結(jié)合電子鼻PCA和電子舌DFA以及人的主觀識別方法，為不同品系菠蘿蜜的原性狀鑒別和評價(jià)提供了一種直觀的檢測方法和手段，從而達(dá)到性狀品系鑒別的目的，并可作為人工鑒定的輔助手段。

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