菠蘿蜜籽營養(yǎng)成分分析與安全性評價

師江，曹海燕，郭芬

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 熱帶作物學(xué)院，云南普洱665000）

菠蘿蜜，又稱木菠蘿、樹菠蘿，廣泛分布于我國熱帶地區(qū)，外形似榴蓮，其籽約占菠蘿蜜果實體積的三分之一[1]，橢圓形，板栗，含有豐富的淀粉、蛋白質(zhì)和天然凝集素、胰蛋白酶抑制劑[2]等，可用于餅干、糕點的開發(fā)[3-4]，具有抗氧化、抑菌等功效[5]，是提取淀粉和凝集素等的優(yōu)質(zhì)資源。目前，對菠蘿蜜籽的營養(yǎng)研究和開發(fā)主要集中在淀粉[6-9]、揮發(fā)性成分[10-11]上，且菠蘿蜜在加工食用過程中籽經(jīng)常被作為廢棄物處理，對其營養(yǎng)方面的全面研究匱乏，制約了菠蘿蜜籽的加工和開發(fā)利用。雖然Fernandes F等[12]對菠蘿蜜籽初級、次級代謝物進(jìn)行了詳細(xì)分析，并對菠蘿蜜籽的價值進(jìn)行了肯定，但對其相關(guān)基礎(chǔ)營養(yǎng)成分、功能成分及重金屬含量情況了解較少。

全面詳細(xì)地了解菠蘿蜜籽營養(yǎng)價值是對其進(jìn)行充分開發(fā)的基礎(chǔ)，尤其是與食品加工密切相關(guān)的營養(yǎng)成分和安全性鮮見報道。因此，本研究采用菠蘿蜜籽為研究對象，對其主要營養(yǎng)成分淀粉、蛋白質(zhì)、氨基酸、膳食纖維、礦質(zhì)元素及功效成分進(jìn)行分析和評價，獲得菠蘿蜜籽詳細(xì)的營養(yǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，挖掘功效特性，分析食用安全性，為菠蘿蜜籽的開發(fā)加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

菠蘿蜜種子購于本地農(nóng)貿(mào)市場，采集5份，新鮮種子去皮后切片0.5 cm厚，于電熱鼓風(fēng)干燥箱70℃干燥至恒重，粉碎，過60目篩得菠蘿蜜籽粉，密封袋保存并置于干燥器中備用。熱穩(wěn)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種氨基酸混標(biāo)（AAS-18-5mL）、γ-氨基丁酸（99%）：sigma；茶葉標(biāo)準(zhǔn)品GBW07605：國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心；其它試驗所用試劑均為分析純：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

數(shù)顯旋光儀（WZZ-1S/2S）：上海光學(xué)儀器廠；凱氏定氮儀（K-375）：瑞士步琦有限公司；氨基酸自動分析儀（S433D）：德國塞卡姆；電熱鼓風(fēng)干燥箱（FD115）：德國賓德；電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ELAN9000DRC-e）：美國 PE 公司；電子分析天平（AE 100）：梅特勒-托利多儀器有限公司；高速離心機(jī)（HC-2518）：安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司；超聲波清洗儀（KQ-500E）：昆山市超聲儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 營養(yǎng)成分測定

淀粉測定參照NY/T 11-1985《谷物籽粒粗淀粉測定法》，蛋白質(zhì)測定采用凱氏定氮法，脂肪測定參照GB 5009.6-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測定》，氨基酸測定利用氨基酸自動分析儀，參照GB 5009.124-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中氨基酸的測定》，膳食纖維測定參照GB 5009.88-2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中膳食纖維的測定》。

1.3.2 重金屬及部分礦質(zhì)元素測定

準(zhǔn)確稱取0.250 0 g菠蘿蜜籽粉末樣品于50 mL燒杯中，加入10 mL硝酸，1 mL高氯酸，蓋上玻璃蓋，放置過夜。燒杯置于電熱板上，120℃開始緩慢升溫至180℃，消化至液體清亮，當(dāng)高氯酸開始冒白煙時取下冷卻，加入1 mL硝酸溶解殘渣，蒸餾水定容至25 mL，待上機(jī)測定。儀器工作條件為：射頻功率1 150 W，霧化氣流量0.79 L/min，輔助氣流量1.20 L/min，等離子氣流量15 L/min，溶液提升量1.2 mL/min，透鏡電壓6.80 V，模擬電壓1950 V，脈沖電壓950 V，掃描方式為跳峰掃描，測量方式為模擬脈沖。Pb、Cd、Hg、As、Cr、Cu、Zn、Se、Ni均為國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，貯備液質(zhì)量濃度為1 000 mg/L，標(biāo)準(zhǔn)儲備液用5%的HNO3溶液分別逐級稀釋為工作溶液。

1.3.3 水解氨基酸測定

18種氨基酸混標(biāo)液1 mL用0.02 mol/L鹽酸溶液定容至25 mL，得到濃度為100 nmoL/mL標(biāo)準(zhǔn)使用液。水解氨基酸測定參照GB 5009.124-2016《食品中氨基酸的測定》，取100 mg左右粉末樣品于水解消化管，加入6 mol/L鹽酸溶液，真空泵抽真空后封管，置于電熱鼓風(fēng)干燥箱中110℃消化22 h。消化管冷卻至室溫后消化液過濾至50 mL容量瓶，用蒸餾水清洗消化管2次并合并濾液，蒸餾水定容到50 mL，混勻。移液管取1 mL消化濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀于50℃蒸發(fā)至干，加入0.02 moL/L鹽酸溶液2 mL溶解，過0.45 μm濾膜備用。

1.3.4 功效成分γ-氨基丁酸測定

分析天平準(zhǔn)確稱取1.000 0 g左右菠蘿蜜籽粉，置于100 mL容量瓶中，加入0.02 mol/L的鹽酸溶液50 mL，于超聲波清洗儀240 W超聲10 min，定容至刻度線并搖勻，取上清液10 mL于離心管中，10 000 r/min離心10 min，過0.45 μm水系濾膜備用。采用氨基酸自動分析儀離子交換色譜-茚三酮柱后衍生法測定樣品中γ-氨基丁酸。色譜條件參照前期實驗室所建方法[9]。準(zhǔn)確稱取γ-氨基丁酸標(biāo)準(zhǔn)品10.31 mg，用0.02 mol/L鹽酸溶液溶解并定容至100 mL，得濃度為1 000 nmol/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，再依次稀釋為 200、100、40、20、10 nmol/mL的工作液備用。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

數(shù)據(jù)采用SPSS20.0進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 營養(yǎng)成分分析

菠蘿蜜籽營養(yǎng)成分含量見表1。

表1 菠蘿蜜籽營養(yǎng)成分含量Table1 Nutrition content of jackfruit seeds

由表1可見，菠蘿蜜籽營養(yǎng)具有高淀粉、高膳食纖維，低脂肪含量特性。淀粉含量較尹道娟等[3]等報道的低，可能與品質(zhì)及產(chǎn)地等有關(guān)。膳食纖維可用以預(yù)防代謝綜合癥及與生活習(xí)慣有關(guān)的疾病，菠蘿蜜籽可視為新的膳食纖維來源資源。研究表明菠蘿蜜籽淀粉符合二級工業(yè)淀粉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，具有成膜性好，黏度適中的優(yōu)點，直鏈淀粉含量在26.56%～38.34%，具有抗性淀粉功能潛力[6-9]，可成為新食品資源進(jìn)行開發(fā)。

2.2 氨基酸分析

為了解菠蘿蜜籽蛋白營養(yǎng)價值，評價其營養(yǎng)特性，進(jìn)行了氨基酸分析，結(jié)果見表2。

表2 菠蘿蜜籽、玉米、小麥氨基酸含量比較Table2 Comparison of amino acids content of jackfruit seeds and corn %

由表2可知，菠蘿蜜籽氨基酸種類豐富，其中含有蘇氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸7種必需氨基酸，含量較高的為天門冬氨酸、賴氨酸和纈氨酸，結(jié)果與尹道娟等[3]等一致，但氨基酸總量可能與菠蘿蜜生長環(huán)境等有關(guān)。菠蘿蜜籽氨基酸與玉米[13-14]、小麥[15]比較，必需氨基酸除蛋氨酸外均較高，特別是谷物第一限制性氨基酸賴氨酸比高賴氨酸玉米含量都高[16]。我國日常消費中，谷物為不可缺少的主食，所以菠蘿蜜籽可用以玉米等谷物的互補(bǔ)食物資源[4]。另外，菠蘿蜜籽鮮味氨基酸天門冬氨酸比玉米、小麥高。菠蘿蜜籽必需氨基酸占總氨基酸的值為45.6%，必需氨基酸與非必需氨基酸比值為83.8%，符合FAO/WHO提出的優(yōu)質(zhì)蛋白條件。

菠蘿蜜籽氨基酸圖譜見圖1。

在氨基酸分析中，我們發(fā)現(xiàn)菠蘿蜜籽中還含有功能因子 γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）（圖1），GABA為游離態(tài)非蛋白氨基酸，毒理學(xué)證明無蓄積毒性作用[17]，具有促進(jìn)記憶、緩解疲勞等功能。參照課題組之前建立的GABA檢測方法[18]，采用超聲萃取方法分析菠蘿蜜干燥籽仁中GABA，為413.76 mg/100 g，其含量與經(jīng)過富集處理糙米、玉米等相當(dāng)[19-20]，具有較大開發(fā)價值。

2.3 礦質(zhì)元素分析

為進(jìn)一步了解菠蘿蜜籽食用安全性，對4種主要重金屬及部分礦質(zhì)元素進(jìn)行分析，結(jié)果見表3。

圖1 菠蘿蜜籽氨基酸圖譜Fig.1 Amino acid chromatographic fingerp of jackfruit seeds

表3 菠蘿蜜籽礦質(zhì)元素含量Table3 Mineral content of jackfruit seeds mg/kg

由表3可知，菠蘿蜜籽中富含鋅元素，銅、硒等人體所需微量元素[21]，鉻、鎘、鉛等污染物含量低于國標(biāo)GB 2762-2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》限量，砷、汞未檢出。本研究中，鎳含量超出限量。鎳為生物體必須微量元素，但過多攝入則會產(chǎn)生生理毒性。鎳含量與地域因素等有關(guān)，WHO推薦的每日鎳容許攝取量為12 μg/kg bw/day，按人均每天消費100 g計算，消費人群食用菠蘿蜜籽引起的鎳暴露量較低，風(fēng)險較小。因此，菠蘿蜜籽食用安全性高，是一種符合綠色發(fā)展理念的資源食品。

3 結(jié)論

菠蘿蜜籽營養(yǎng)價值高，具有高淀粉、高膳食纖維、低脂肪、優(yōu)質(zhì)蛋白、氨基酸全面的特性，含有豐富功效因子γ-氨基丁酸；重金屬含量較低，安全性高。將來需要進(jìn)一步對菠蘿蜜籽的淀粉、膳食纖維特性等深入研究，并利用其營養(yǎng)特性開發(fā)精深加工產(chǎn)品，可有望成為較大潛力的綠色新食品資源。