菠蘿蜜種子的營養(yǎng)價(jià)值及綜合利用

文 吳小燕 張苗紅 莊培榮 吳惠娟 郭燦 泉州輕工職業(yè)學(xué)院

菠蘿蜜，又名樹菠蘿、木菠蘿，也被稱為牛肚子果，屬?？浦参铩Ｔa(chǎn)印度至馬來西亞一帶，現(xiàn)廣泛種植在南半球所有熱帶低海拔地區(qū)，在我國主要分布在廣東、廣西、云南等熱帶、亞熱帶地區(qū)，海南島是我國菠蘿蜜的重要產(chǎn)區(qū)，菠蘿蜜國內(nèi)種植菠蘿蜜的面積約1萬hm，年產(chǎn)量約12萬噸。菠蘿蜜在我國已有1000多年的種植歷史，可食用，亦可藥用，是一種優(yōu)良的木本植物。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活水平的提高，市場(chǎng)對(duì)菠蘿蜜的需求逐年增長(zhǎng)，種植量和進(jìn)口量都快速增長(zhǎng)。我國菠蘿蜜主要以鮮果貿(mào)易為主，作為熱帶珍果的菠蘿蜜在歐美、日本等市場(chǎng)和國內(nèi)市場(chǎng)上銷售火熱，具有很大市場(chǎng)潛力。其果肉香味濃郁，甜酸適口，除了作為新鮮水果銷售，也以釀酒、果脯干制品、水果罐頭等形式出現(xiàn)在市面上。

菠蘿蜜全身都是寶，果實(shí)中含有豐富的蛋白質(zhì)和碳水化合物，口感香甜且營養(yǎng)價(jià)值高；菠蘿蜜種子中含有豐富的淀粉、蛋白質(zhì)和天然凝集素、胰蛋白酶抑制劑等，具有抗氧化、抑菌等功效，是提取淀粉和凝集素等的優(yōu)質(zhì)資源。然而目前各大產(chǎn)區(qū)對(duì)菠蘿蜜種子的利用幾乎沒有，菠蘿蜜種子通常作為加工的廢棄物處理，造成了極大的資源浪費(fèi)。因此，近年來，人們開始將視線轉(zhuǎn)移到菠蘿蜜種子的研究上，發(fā)現(xiàn)了菠蘿蜜種子巨大的營養(yǎng)價(jià)值，并且基于這些特性對(duì)菠蘿蜜種子進(jìn)行綜合利用研究。

1. 菠蘿蜜種子營養(yǎng)價(jià)值研究

1.1 基礎(chǔ)營養(yǎng)成分研究

袁海華等對(duì)不同產(chǎn)地的菠蘿蜜種子進(jìn)行基礎(chǔ)營養(yǎng)成分比較和研究，結(jié)果表明，菠蘿蜜種子水分含量很低，不同品種和產(chǎn)地水分含量略有不同，但基本低于10%，說明其干物質(zhì)含量比較高，具有較高營養(yǎng)成分；菠蘿蜜種子的粗脂肪含量低，不同產(chǎn)地的均在1%以下，是良好的低脂食物來源；菠蘿蜜種子還具有低粗纖維的特性，粗纖維含量在8-9%左右，粗纖維能夠有效預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化等心血管疾病的發(fā)生，同時(shí)能夠促進(jìn)食物在體內(nèi)的消化吸收；菠蘿蜜種子具有較高的蛋白質(zhì)含量，其含量在13%左右，顯著高于小麥、玉米、大米等谷物的蛋白質(zhì)含量，是一種蛋白質(zhì)含量較高的理想食物，可作為蛋白質(zhì)資源添加到飼料中。

1.2 功能成分研究

師江等人對(duì)菠蘿蜜種子的氨基酸組成進(jìn)行全面分析，發(fā)現(xiàn)菠蘿蜜種子氨基酸種類豐富，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，賴氨酸含量較高能夠與玉米、大米等谷物形成營養(yǎng)互補(bǔ)。必需氨基酸占總氨基酸的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。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)菠蘿蜜種子還含有功能因子γ－氨基丁酸，具有促進(jìn)記憶、緩解疲勞等作用；陳忠等從菠蘿蜜種子中提取了凝集素， 發(fā)現(xiàn)這種凝集素由兩個(gè)亞基以非共價(jià)鍵結(jié)合，分子量分別為1210kDa和1415kD，可凝集人、貓、兔和鼠的新鮮紅血球；張錦東等對(duì)菠蘿蜜種子中的黃酮進(jìn)行提取，優(yōu)化了黃酮提取工藝，采用70%乙醇，60℃水浴提取50min，料液比1:20g/mL，黃酮提取率達(dá)到3.30%，菠蘿蜜種子的黃酮提取液具有較強(qiáng)的抗氧化活性，自由基的清除率超過90%。王夢(mèng)霞等人采用超臨界CO萃取菠蘿蜜種子中的多酚，通過工藝優(yōu)化，菠蘿蜜種子中多酚的產(chǎn)量達(dá)0.6254mg/g。

1.3 主要成分淀粉特性研究

大量研究發(fā)現(xiàn)，菠蘿蜜種子具有很高的淀粉含量，大部分為支鏈淀粉，具有低價(jià)的熱粘度，針對(duì)這一特性吸引了國內(nèi)外眾多學(xué)者開展研究。菠蘿蜜種子淀粉的提前常用的有酶法和堿法，楊慧強(qiáng)等人采用堿法提取淀粉并對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，提高了淀粉提取率，初眾等人則采用酶法進(jìn)行淀粉的提取，利用響應(yīng)面法優(yōu)化了提取工藝，使得菠蘿蜜種子淀粉的提取率為60%左右；譚樂和等人對(duì)菠蘿蜜種子中的淀粉進(jìn)行提取工藝的優(yōu)化及淀粉理化性質(zhì)的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)菠蘿蜜種子的粗淀粉含量約為52%-57%，并對(duì)菠蘿蜜種子淀粉和木薯淀粉的理化性質(zhì)進(jìn)行比較研究，具有熱粘性低、凝沉性強(qiáng)、低溫穩(wěn)定性較差、糊化溫度高等特點(diǎn)，可通過酶法或化學(xué)法進(jìn)行改性提高淀粉特性和應(yīng)用領(lǐng)域；賴小玲等也對(duì)菠蘿蜜種子淀粉進(jìn)行研究，認(rèn)為菠蘿蜜種子淀粉在透明度、凍融穩(wěn)定性、膨脹度、低溫溶解性均低于馬鈴薯淀粉，易老化，濃度＞60g/L的淀粉糊在90℃以上粘度較大，而＜70℃時(shí)粘度下降并趨于穩(wěn)定。李秀娟等人采用掃描電鏡和X-射線衍射儀對(duì)菠蘿蜜種子淀粉顆粒的顆粒形態(tài)和結(jié)晶結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，結(jié)合淀粉的糊化溫度、溶解度和膨脹度做了進(jìn)一步的研究。不少學(xué)者將目光放在菠蘿蜜種子淀粉的利用上，并對(duì)淀粉的體外消化特性研究上。陳福泉等人對(duì)菠蘿蜜種子淀粉和玉米淀粉的體外消化特性進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)菠蘿蜜種子淀粉體外消化能力弱于玉米淀粉，即菠蘿蜜種子淀粉中抗性淀粉含量高于玉米淀粉，菠蘿蜜種子淀粉屬于假塑性流體，其抗剪切能力比玉米淀粉、木薯淀粉強(qiáng)，其凝沉性比玉米淀粉小，比木薯淀粉大。除了體外消化特性研究，李博等人還進(jìn)行了血糖指數(shù)的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)菠蘿蜜種子淀粉的血糖指數(shù)為62.45，屬于中等血糖食物，為菠蘿蜜種子淀粉食物的綜合利用提供理論依據(jù)。

1.4 食用安全性研究

菠蘿蜜種子中富含鋅、銅、硒等人體所需微量元素。師江等為了確認(rèn)菠蘿蜜種子的食用安全性對(duì)其含有的礦物質(zhì)和重金屬進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明菠蘿蜜種子中元素鉻、鎘、鉛等污染物含量低于國標(biāo)GB2762-2017《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，但鎳含量超出限量值，經(jīng)過膳食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估消費(fèi)人群食用菠蘿蜜種子引起的鎳暴露量較低，風(fēng)險(xiǎn)較小。這與袁海華等的研究結(jié)論基本一致，菠蘿蜜種子中含有較豐富的人體必需微量元素和常量元素，可作為保健食品來補(bǔ)充人體的礦物質(zhì)元素，還可以開發(fā)為動(dòng)物飼料添加劑可強(qiáng)化基礎(chǔ)飼料營養(yǎng)價(jià)值并提高動(dòng)物生產(chǎn)性能保證動(dòng)物健康，起到補(bǔ)充微量元素的作用。

2. 菠蘿蜜種子綜合利用研究

由于菠蘿蜜種子具有豐富的營養(yǎng)成分和功能性成分，安全性較高，因此近年來備受專家學(xué)者的關(guān)注，在多個(gè)領(lǐng)域?qū)ζ浼右蚤_發(fā)利用。

2.1 膨化食品

由相關(guān)文獻(xiàn)可知，菠蘿蜜種子粉較難消化，而膨化可通過真空高壓改變其結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品易消化吸收。有學(xué)者將菠蘿蜜種子粉與馬鈴薯粉、玉米粉、大米粉等以不同比例進(jìn)行膨化實(shí)驗(yàn)，改善菠蘿蜜種子粉難消化狀況，并探究菠蘿蜜內(nèi)種皮對(duì)膨化結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，膨化產(chǎn)品松脆，焦黃色，有菠蘿蜜獨(dú)特風(fēng)味；菠蘿蜜內(nèi)種皮對(duì)產(chǎn)品未產(chǎn)生明顯影響。左慧玉等人采用雙螺桿擠壓對(duì)菠蘿蜜種子粉進(jìn)行膨化產(chǎn)品生產(chǎn)，并對(duì)其消化特性及血糖指數(shù)變化進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)雙螺桿擠壓增加了快速消化淀粉和慢消化淀粉含量，顯著降低了抗性淀粉含量，同時(shí)螺桿擠壓使得菠蘿蜜種子淀粉由致密結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷啥嗫椎亩嗝骟w結(jié)構(gòu)。

2.2 烘焙食品

菠蘿蜜種子粉雖蛋白質(zhì)含量較高，但并不能形成面筋網(wǎng)絡(luò)，粉質(zhì)特性與弱筋粉接近，不少學(xué)者利用菠蘿蜜種子粉制作烘焙產(chǎn)品。李敏等人對(duì)菠蘿蜜種子粉和小麥粉混合粉進(jìn)行烘焙品質(zhì)研究，探究不同菠蘿蜜種子粉添加比例對(duì)酥性餅干的硬度、感官評(píng)價(jià)和外形尺寸等指標(biāo)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)菠蘿蜜種子粉的添加量大于10%時(shí)，烘焙產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)下降，大于20%時(shí)，產(chǎn)品硬度增大；呂飛杰等人也嘗試將菠蘿蜜種子粉與低筋小麥粉以不同比例混合，制作酥性餅干，當(dāng)其添加量在40%時(shí)制得的餅干口感酥松，基本不黏牙，花紋清晰明顯，顏色呈較好的棕黃色，菠蘿蜜風(fēng)味明顯；徐向波等人以低筋面粉和菠蘿蜜種子粉為主要原料，加入糖粉、雞蛋、黃油等輔料，加工制成菠蘿蜜種子粉酥性餅干，對(duì)工藝配方進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)合感官評(píng)價(jià)和質(zhì)構(gòu)分析等方法確定了低筋粉與菠蘿蜜種子粉的比例為6:4，通過優(yōu)化生產(chǎn)出的酥性餅干色澤均勻、外形完整、口感酥脆，這與呂飛杰等人的研究結(jié)果相似；由于菠蘿蜜種子淀粉持水率低，對(duì)曲奇餅干品質(zhì)的改良也有重要意義，藍(lán)延玲等人將菠蘿蜜種子粉添加到曲奇餅干的制作中，對(duì)菠蘿蜜種子粉的添加量、黃油添加量和糖的添加量等通過正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了配方；另外，也有學(xué)者將菠蘿蜜種子粉應(yīng)用到蛋糕的制作中，徐向波等人將菠蘿蜜種子粉（30g）添加到低筋面粉（70g）中制作海綿蛋糕，優(yōu)化了配方和工藝，制作出的菠蘿蜜種子海綿蛋糕顏色金黃，外形完整，口感香甜松軟；菠蘿蜜種子蛋白質(zhì)含量較高且含有8種必需氨基酸，適量添加到面包制作中能夠改善面包的營養(yǎng)價(jià)值和風(fēng)味，但是過多的菠蘿蜜種子淀粉添加量會(huì)影響面筋網(wǎng)絡(luò)的形成，賈亞娟等人對(duì)此進(jìn)行了優(yōu)化，確定了菠蘿蜜種子粉和面包粉的最適比例為6g:149g。

2.3 釀制黃酒

以菠蘿蜜種子和黑糯米為原料，甜酒粉為糖化發(fā)酵劑，經(jīng)糖化發(fā)酵、澄清、殺菌后制備果味型黃酒。通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)優(yōu)化菠蘿蜜種子黃酒的發(fā)酵工藝條件，并探討不同澄清方法對(duì)黃酒澄清效果的影響，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)熟黑糯米與菠蘿蜜種子熟粉質(zhì)量比5:1，在最佳工藝條件下釀造獲得的菠蘿蜜種仁黃酒呈淡紫紅色，半透明，具有菠蘿蜜的特殊香味和黃酒的典型風(fēng)格。

2.4 添加劑開發(fā)

基于菠蘿蜜種子淀粉的性質(zhì)，有研究對(duì)菠蘿蜜種子淀粉進(jìn)行酶法改性，制備油脂模擬品，并將其添加于冰淇淋中，可以使冰淇淋內(nèi)部的空氣趨于穩(wěn)定，增大冰淇淋的膨脹率。另外，油脂模擬品還可以很好地改善冰淇淋的口感，其最適添加量為6%。加入了菠蘿蜜種子淀粉油脂模擬品后的冰淇淋膨脹率為83.19%，感官評(píng)分平均值為96.8，融化率為11.25%，具有良好的應(yīng)用前景。敖穎等人對(duì)菠蘿蜜種子淀粉和月桂酸進(jìn)行復(fù)合，與木薯淀粉－月桂酸復(fù)合物和玉米淀粉－月桂酸復(fù)合物的顆粒結(jié)構(gòu)和淀粉特性進(jìn)行了對(duì)比研究，研究發(fā)現(xiàn)菠蘿蜜淀粉－月桂酸復(fù)合物顯示出了較高的復(fù)合指數(shù)，同時(shí)月桂酸的添加增強(qiáng)了菠蘿蜜淀粉的抗剪切能力和熱穩(wěn)定性，改變了淀粉的顆粒形貌，使原來規(guī)則的半球形顆粒變成不規(guī)則塊狀，并增大了顆粒粒徑，阻礙了淀粉重結(jié)晶，從而導(dǎo)致相對(duì)結(jié)晶度和短程有序性降低。另外，作者又對(duì)菠蘿蜜種子淀粉與椰子油進(jìn)行復(fù)合研究，優(yōu)化了菠蘿蜜種子淀粉與椰子油復(fù)合工藝，為菠蘿蜜種子淀粉與脂肪酸等的復(fù)合提供了理論依據(jù)。

2.5 微膠囊

在前期的研究中已有大量學(xué)者對(duì)菠蘿蜜種子淀粉的組成、糊化特性、凝聚特性、流變特性等進(jìn)行研究，菠蘿蜜種子含有32%的直鏈淀粉，有學(xué)者根據(jù)直鏈淀粉的性質(zhì)將菠蘿蜜種子淀粉作為微膠囊壁材，包埋香草蘭，制備香草蘭精油微膠囊，對(duì)壁芯材比例、包埋時(shí)間和包埋溫度進(jìn)行優(yōu)化，提高了香草蘭精油微膠囊的包埋率和載油量。在此基礎(chǔ)上，又通過感官評(píng)定、風(fēng)味物質(zhì)分析，對(duì)制備的香草蘭精油微膠囊特征風(fēng)味進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，同時(shí)探究感官屬性與風(fēng)味物質(zhì)之間的相關(guān)性，表明通過菠蘿蜜種子淀粉包埋的香草蘭精油微膠囊，其風(fēng)味和香蘭素含量與香草蘭精油相差不大，說明菠蘿蜜種子淀粉作為微膠囊壁材是個(gè)不錯(cuò)的選擇，為之后的微膠囊制備提供了新思路。

2.6 其他食品

基于菠蘿蜜種子淀粉直鏈淀粉含量高，抗消化性高，具有一定的促進(jìn)腸道健康和瘦身的作用，勾玲等人利用菠蘿蜜種子粉與羅漢果提取液混合，加入天然凝膠劑涼草凝膠液，制作黑涼粉，對(duì)制作工藝進(jìn)行優(yōu)化得到一款風(fēng)味好，品質(zhì)佳的新型功能型健康涼粉；余爽等人以菠蘿蜜種子和低血糖生成指數(shù)的雜糧為主要原料制作沖調(diào)粉，研究蒸制、水煮、烘烤3種熟化工藝和真空冷凍干燥、熱風(fēng)干燥、噴霧干燥3種干燥方法對(duì)其血糖生成指數(shù)及風(fēng)味物質(zhì)的影響，結(jié)果表明菠蘿蜜種子雜糧沖調(diào)粉的氨基酸E/T值符合聯(lián)合國糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織推薦模式，營養(yǎng)價(jià)值高，符合低GI食品要求；為順應(yīng)當(dāng)代營養(yǎng)需求和健康潮流，部分學(xué)者將菠蘿蜜種子粉利用真空干燥后，與麥芽糊精、大豆蛋白、脫脂奶粉、魔芋粉和山楂粉等代餐輔料進(jìn)行復(fù)配，研發(fā)出了菠蘿蜜種子代餐零食，且具有較好地吸附脂肪效果；除了進(jìn)行精加工，菠蘿蜜種子也可簡(jiǎn)單用于烹飪加工中，水煮后口感類似于板栗，蓬松軟糯，如菠蘿蜜種子煲雞湯，湯汁味道鮮美，營養(yǎng)價(jià)值高。

菠蘿蜜種子的淀粉含量高，可塑性強(qiáng)。種子的營養(yǎng)全面，低脂高蛋白，含有人體所需的微量元素，同時(shí)含有較全面的氨基酸組成，含有凝集素、黃酮等功能性成分，具備較高的安全性。菠蘿蜜種子約占菠蘿蜜總重20%，作為待開發(fā)利用的食品加工原料，引起了眾多學(xué)者的關(guān)注。目前對(duì)于菠蘿蜜種子的利用主要基于其淀粉特性，集中在淀粉改性、烘焙原料、微膠囊壁材、代餐原料等方面，對(duì)于種子整體的利用較少，更多是簡(jiǎn)單應(yīng)用于烹飪加工中，本課題組利用傳統(tǒng)炒制技術(shù)對(duì)菠蘿蜜種子進(jìn)行糖漬和炒制處理，制作一款新型的休閑加工食品，為菠蘿蜜種子的綜合利用提供新的思路。