不同品種西瓜營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量的差異及評(píng)價(jià)指標(biāo)

何偉忠，韋凱麗，華震宇，孫 濤，陳 賀，王 成

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室/新疆農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830091；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，烏魯木齊 830052；3.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院科研管理處，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】隨著我國(guó)居民對(duì)均衡、營(yíng)養(yǎng)膳食需求的不斷提高，營(yíng)養(yǎng)性日漸成為增強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品綜合市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要屬性。探討不同品種西瓜營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量及其差異性，開展?fàn)I養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的研究與篩選，利于支撐不同品種西瓜營(yíng)養(yǎng)特性的研究與評(píng)價(jià)，進(jìn)而對(duì)推動(dòng)區(qū)域西瓜品牌的研究構(gòu)建產(chǎn)生積極作用?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】如應(yīng)茵等[1]研究結(jié)果表明：馬鹿鹿肉是蛋白、鉀、鐵、鋅、VB1、VB2的良好來(lái)源[1]；Hongnan Sun等[2]的研究結(jié)果顯示：甘薯葉中蛋白、纖維、礦物元素、磷、鈣、鎂、鐵、錳和銅的營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量較好。目前關(guān)于西瓜營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量的研究報(bào)道還不多，現(xiàn)有相關(guān)研究多集中于番茄紅素、瓜氨酸含量以及糖分累積規(guī)律等的研究分析。張俊杰等[3]等報(bào)道了西瓜中番茄紅素和瓜氨酸的含量，平均值分別為4.87和223 mg/100g；楊玉梅等[4]研究顯示，隨生育期，早熟西瓜品種蔗糖呈“S”型變化，中熟和晚熟品種蔗糖含量呈一直上升的趨勢(shì)。同類研究中，黃倩等[5]根據(jù)可溶性固形物、VC、可溶性糖、有機(jī)酸和可溶性蛋白5項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)成分含量，通過模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法，評(píng)價(jià)了25種不同品種甜瓜的綜合營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)；劉文君等[6]依據(jù)可溶性固形物、可溶性糖、還原糖、蛋白質(zhì)、果膠和VC等9類營(yíng)養(yǎng)成分含量，采用隸屬函數(shù)分析法，對(duì)4種不同品種甜瓜的品質(zhì)進(jìn)行了評(píng)比?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前研究多是根據(jù)營(yíng)養(yǎng)成分含量的高低，進(jìn)行不同品種西瓜或甜瓜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)特點(diǎn)的研究評(píng)價(jià)；但不同營(yíng)養(yǎng)成分NRV(營(yíng)養(yǎng)素參考值)不同，造成即便某種營(yíng)養(yǎng)成分含量高，也不能充分說明該成分的營(yíng)養(yǎng)性更好。研究不同品種西瓜營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量的差異及其評(píng)價(jià)指標(biāo)?！緮M解決的關(guān)鍵問題】在明確不同產(chǎn)地灰棗和駿棗15種成分營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量的基礎(chǔ)上[7,8]，分析6種不同品種西瓜中銅、鐵、鋅、鉀、鈣、鎂、磷、錳、鈉、煙酸、VB1、VB2、碳水化合物、蛋白、纖維、脂肪16種成分的含量，綜合INQ，從營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量的角度，研究不同品種西瓜營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)及其差異性，采用主成分分析，篩選評(píng)價(jià)指標(biāo)，為不同品種西瓜營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量特性的研究評(píng)價(jià)提供支撐。

1 材料與方法

1.1 材 料

選用6種不同品種西瓜，新優(yōu)2號(hào)采集自新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈密瓜研究中心疏勒縣基地；甜王、和山、龍卷風(fēng)、金星、綠寶5個(gè)品種由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所提供。參照GB/T8855-2008進(jìn)行樣品的采集，在成熟期，每個(gè)樣品采集3個(gè)整瓜，經(jīng)清洗、勻漿后置于冰柜中冷凍備用。采集時(shí)間為2017年8月，2018年1月前完成成分定量。

1.2 方 法

1.2.1 16種成分定量

參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行樣品中16種成分的定量分析。定量方法分別為：水分，GB5009.3-2016；蛋白質(zhì)，GB5009.5-2016；纖維，GB/T 5009.10-2003；脂肪，GB5009.6-2016；煙酸，GB5009.89-2016；VB1，GB5009.84-2016；VB2，GB5009.85-2016；灰分，GB 5009.4-2016；鉀和鈉，GB5009.91-2017；銅，GB5009.13-2017；磷，GB5009.87-2016；鋅，GB5009.14-2017；鈣，GB5009.92-2016；鐵，GB5009.90-2016；錳，GB5009.242-2017；鎂，GB5009.241-2017。

碳水化合物含量參照楊焱等[9]報(bào)道的方法計(jì)算得出，具體計(jì)算方法如下式所示。

碳水化合物含量=100%-灰分含量-水分含量-纖維含量-脂肪含量-蛋白質(zhì)含量。

上式中碳水化合物、灰分、水分、纖維、脂肪、蛋白質(zhì)單位均為%。

1.2.2 營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量

參照Hongnan Sun等[2]等報(bào)道的方法，依次計(jì)算受試成分的INQ值。

INQ=(100 g西瓜中某成分含量/NRV)/(100 g西瓜能量/推薦攝入能量)

受試成分NRV根據(jù)GB 28050-2011提出。西瓜能9量按照蘇彥蘋等[10]報(bào)道的方法計(jì)算得出。蛋白質(zhì)含量×4+碳水化合物含量×4+脂肪含量×9；推薦攝入能量按照GB 28050-2011，取8400 kJ。表1

表1 16種成分NRV

Table 1 The NRV of 16 components

序號(hào)serialnumber成分componentNRV序號(hào)serialnumber成分componentNRV1碳水化合物carbohydrate300g9鎂magnesium300mg2蛋白質(zhì)protein60g10錳manganese3mg3脂肪fat≤60g11銅copper1.5mg4纖維fiber25g12鐵ferrum15mg5鈉natrium2000mg13鋅zinc15mg6鉀potassium2000mg14煙酸nicotinicacid14mg7鈣calcium800mg15維生素B1VB11.4mg8磷phosphorus700mg16維生素B2VB21.4mg

1.3 數(shù)據(jù)處理

通過Excel進(jìn)行成分含量以及對(duì)應(yīng)INQ范圍、平均值的匯總分析。將候選成分對(duì)應(yīng)的INQ依次錄入SAS9.2，選用主成分分析，計(jì)算各主分量的特征根、貢獻(xiàn)率和各種成分的負(fù)荷量，篩選營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2.1 6種不同品種西瓜16種成分含量

研究表明,礦物元素中鉀的含量最高，范圍在921.18～1 400.00 mg/kg；其次為鈣、磷、鎂、鈉，含量平均值分別為：183.68、156.45、151.11和16.20 mg/kg；銅、錳、鋅、鐵的含量相對(duì)較低，含量均在10 mg/kg以下。6種不同品種西瓜煙酸含量均不高于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、纖維、蛋白、碳水化合物5種成分中，碳水化合物含量最高，在4.80～7.04 g/100 g間；其次為蛋白、纖維、灰分和脂肪，含量平均值分別為0.89、0.55、0.34和0.07 g/100 g。6種不同品種西瓜能量在93.47～139.55 kJ間，且因品種的不同而存在差異。表2

表2 16種成分含量

Table 2 The content of 16 components

成分component含量范圍contentrange平均值averagevalue成分component含量范圍contentrange平均值averagevalue銅(mg/kg)copper0.18^0.700.37煙酸(μg/100g)nicotinicacid0.00^0.010.01錳(mg/kg)manganese0.19^0.670.39VB1(mg/100g)VB10.01^0.020.02鋅(mg/kg)zinc0.54^1.480.94VB2(mg/100g)VB20.07^0.110.09鐵(mg/kg)ferrum1.68^8.443.15脂肪(g/100g)fat0.04^0.100.07鈉(mg/kg)natrium10.16^34.7516.20灰分(g/100g)ash0.26^0.410.34鎂(mg/kg)magnesium75.00^241.93151.11纖維(g/100g)fiber0.40^0.770.55磷(mg/kg))phosphorus107.95^219.88156.45蛋白(g/100g)protein0.69^1.080.89鈣(mg/kg)calcium89.91^317.80183.68碳水化合物(g/100g)carbohydrate4.80^7.045.69鉀(mg/kg)potassium921.18^1400.001192.21能量(kJ)energy93.47^139.55112.56

2.2 不同品種西瓜的INQ及其差異性

研究表明,16種成分INQ大致可分為5類，第1類為煙酸、鈉、脂肪和鋅，INQ均小于1，6種不同品種西瓜煙酸、鈉、脂肪和鋅的營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量品種間差別不大，處于需增強(qiáng)水平；第2類為錳、VB1和蛋白，部分品種INQ小于1，部分品種INQ介于1～2，這3種成分的營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量因品種的不同而處于供給不足或供給與需求相當(dāng)?shù)乃?；?類是碳水化合物，INQ范圍為1.38～1.44，供給量均與推薦量相當(dāng)，品種間差別不大。

鐵、鈣、銅、纖維、磷和鎂為第4類，該類特點(diǎn)是：INQ因品種的不同，而分別在1以下，1～2間，或大于2，鐵、鈣、銅、纖維、磷和鎂的營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量因品種的不同而分別處于供給不足，供給與需求相當(dāng)或良好來(lái)源的水平；鉀和維生素B2為第5類，INQ均大于2，6種西瓜均是鉀和維生素B2的良好來(lái)源。

第2類和第4類中包括的錳、VB1、蛋白、鐵、鈣、銅、纖維、磷、鎂9種成分營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量因品種的不同而處于不同水平，適合作為不同品種西瓜營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)候選指標(biāo)。表3

2.3 營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)

將9種成分INQ錄入SAS9.2系統(tǒng)，進(jìn)行主成分分析，第1～第3主分量的累積貢獻(xiàn)率達(dá)92.12%，且特征根均大于1，第1～第3主分量能夠解釋9種成分變異的大部分信息，可選用第1～第3主分量進(jìn)行后續(xù)分析。表4

表3 不同品種西瓜16種成分INQ

Table 3 The INQ of 16 components in different varieties watermelon

成分componentINQ范圍INQrange成分componentINQ范圍INQrange煙酸Nicotinicacid0.00^0.00鐵Ferrum0.67^3.86鈉Natrium0.03^0.12鈣Calcium0.77^2.85脂肪Fat0.05^0.12銅Copper1.00^3.35鋅Zinc0.30^0.68纖維Fiber1.10^2.10錳Manganese0.40^1.53磷Phosphorus1.22^2.25VB1VB10.72^1.22鎂Magnesium1.96^5.78蛋白Protein0.97^1.29鉀Potassium3.67^5.40碳水化合Carbohydrate1.38^1.44VB2VB23.70^5.74

表4 主分量特征根及累計(jì)貢獻(xiàn)率

Table 4 The eigenvalues and cumulative of principal components

主分量principalcomponent特征根eigenvalue貢獻(xiàn)率(%)cumulative累積貢獻(xiàn)率(%)cumulativecontribution14.8654.0554.0521.8420.4974.5331.5817.5992.12

研究表明,第1～第3主分量9項(xiàng)指標(biāo)的負(fù)荷量。第1主分量中，鎂的負(fù)荷量達(dá)-0.5371，絕對(duì)值顯著高于其他8項(xiàng)指標(biāo)負(fù)荷量，鎂對(duì)第1主分量變異的影響相對(duì)較高，適合作為不同品種西瓜營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。

第2主分量中，9項(xiàng)指標(biāo)負(fù)荷量較為接近，絕對(duì)值范圍在0.111 4～0.324 3，9項(xiàng)指標(biāo)對(duì)第2主分量整體變異的貢獻(xiàn)程度接近。第3主分量中，VB1、錳、鐵的負(fù)荷量相對(duì)較高，分別達(dá)0.646 5、0.640 7和0.791 9，VB1、錳、鐵對(duì)第3主分量的整體變異有較高影響，也適合作為不同品種西瓜營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。鎂、VB1、錳、鐵4項(xiàng)指標(biāo)適合作為不同品種西瓜營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。表5

表5 9種成分負(fù)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錳manganese-0.25860.11220.6407鈣calcium0.44340.13100.0325鐵ferrum-0.33980.11140.7919纖維fiber-0.2334-0.15880.2845磷phosphorus-0.2382-0.12610.0159鎂magnesium-0.5371-0.12020.0712銅copper-0.0596-0.1796-0.3710

3 討 論

華景清等[11]分析了西瓜中8種營(yíng)養(yǎng)成分的含量，分別是：蛋白質(zhì)1.2 g/100 g、碳水化合物4.2 g/ 、纖維0.3 g/100 g、鈣60 mg/kg、磷100 mg/kg、鐵2 mg/kg、VB10.02 mg/100 g、VB20.2 mg/100 g，這與研究結(jié)果接近。目前關(guān)于西瓜中銅、鋅、鉀、鎂、錳、鈉、煙酸、脂肪含量的研究報(bào)道還不多。

我國(guó)西瓜種質(zhì)資源豐富，2000年國(guó)家種質(zhì)資源庫(kù)保存的西瓜甜瓜種質(zhì)資源就約3 000份[12]?，F(xiàn)行關(guān)于西瓜品質(zhì)評(píng)價(jià)的研究報(bào)道還不多，同類研究中，如甜瓜品質(zhì)評(píng)價(jià)方法，多是根據(jù)平均隸屬函數(shù)值進(jìn)行受試品種綜合品質(zhì)的評(píng)價(jià)排序[5, 6]，并不涉及評(píng)價(jià)指標(biāo)。篩選出的4項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)，利于支撐種質(zhì)資源營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量差異性的評(píng)比。

運(yùn)用主成分分析，進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品綜合品質(zhì)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)篩選的研究也越來(lái)越多，涉及的農(nóng)產(chǎn)品包括信陽(yáng)毛尖茶葉[13]、軟棗獼猴桃[14]、楊梅[15]、芝麻醬[16]、曲拉[17]、楊梅[18]、羊肉[19]等。NRV因營(yíng)養(yǎng)成分的不同而有所差異，僅通過研究對(duì)象受試指標(biāo)中某種營(yíng)養(yǎng)成分含量高，并不能充分說明該成分對(duì)人體的營(yíng)養(yǎng)性更好。研究結(jié)果也說明了這一點(diǎn)，6種不同品種西瓜蛋白含量在0.69～1.08 g/100g，與之相比，纖維含量則相對(duì)較低，為0.40～0.77 g/100g；但由于蛋白的NRV約為纖維2.4倍，造成纖維的INQ分布整體大于蛋白，雖含量高，但相較于蛋白，西瓜纖維對(duì)人體的營(yíng)養(yǎng)性更佳。

4 結(jié) 論

6種不同品種西瓜煙酸、脂肪、鈉和鋅INQ均小于1，碳水化合物INQ在1.38～1.44，鉀和維生素B2INQ均大于2；與之不同，維生素B1、蛋白、纖維、錳、鐵、鈣、銅、磷和鎂9種成分營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量因品種的不同而分別處于供給不足、供給與需求相當(dāng)或良好來(lái)源水平，維生素B1、蛋白、纖維、錳、鐵、鈣、銅、磷、鎂可用于體現(xiàn)西瓜營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量的品種間差異；維生素B1、鎂、錳、鐵的負(fù)荷量相對(duì)較高，這4項(xiàng)指標(biāo)適合作為西瓜營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。