黑老虎果的果皮和果肉營(yíng)養(yǎng)成分分析及評(píng)價(jià)

王麗軍，廖蘇奇，龍海榮*，夏祥華，陳乾平，梁潔，韋樹根

1(廣西壯族自治區(qū)藥用植物園，廣西 南寧，530023)2(廣西壯族自治區(qū)中藥材產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站，廣西 南寧，530023)

黑老虎[Kadsuracoccinea(Lem.) A.C.Smith]為五味子科南五味子屬的植物，主要分布于我國(guó)的華南和西南地區(qū)，在越南和緬甸也有分布。黑老虎的根及蔓莖是一種常用民族藥，在我國(guó)壯、瑤族聚居區(qū)應(yīng)用廣泛?，F(xiàn)代科學(xué)研究表明，黑老虎根及蔓莖中的主要活性成分是木脂素類化合物[1-2]、三萜類化合物[3]等，這些化學(xué)成分具有抗腫瘤、抗炎、抗氧化等生物活性[4-5]。黑老虎的果實(shí)是藥食兩用的珍稀野生水果，由30～70個(gè)小漿果聚合而成聚合果，近球形，熟果呈紅色或暗紫色，果徑6～10 cm或更大，外果皮革質(zhì)[6]。近年來，黑老虎果作為藥食兩用的新型經(jīng)濟(jì)水果日益受到關(guān)注，目前已有不少適種地區(qū)對(duì)黑老虎進(jìn)行人工栽培。

先前的研究主要關(guān)注黑老虎根、蔓莖的化學(xué)成分及生物活性，而黑老虎果實(shí)需要進(jìn)一步研究。目前，已有文獻(xiàn)報(bào)道，黑老虎果皮中提取總黃酮，通過對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)仿生態(tài)黑老虎果皮總黃酮提取率高，而且藥用價(jià)值更高[7]；黑老虎果皮的乙醚提取物及醇提取物具有明顯的抑菌活性[8-9]；除了果皮，黑老虎果實(shí)的多酚和花色苷類物質(zhì)具有較強(qiáng)的抗氧化活性[10-11]；黑老虎果實(shí)多糖提取物制成的抗氧化劑粉末，具有較好的羥自由基、超氧陰離子自由基清除率[12]；同時(shí)黑老虎果實(shí)含有氨基酸、脂肪酸、揮發(fā)油以及微量元素等豐富的營(yíng)養(yǎng)成分[13-14]。但是，不同產(chǎn)地、不同成熟度的果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分差異較大[15-16]，本研究以同一地點(diǎn)采集，成熟度相近的黑老虎果實(shí)為研究對(duì)象，將其分為果皮及果肉部分，分別比較兩部分的營(yíng)養(yǎng)成分(包括糖類/單糖組成，粗脂肪/脂肪酸，粗蛋白/氨基酸，揮發(fā)油及礦質(zhì)元素)并進(jìn)行評(píng)價(jià)，為高值化利用黑老虎果實(shí)資源提供基礎(chǔ)參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黑老虎果實(shí)采自本課題組科研基地(廣西天峨縣)，果實(shí)經(jīng)過處理分為果皮、果肉部分。果皮烘干后粉碎備用，果肉勻漿后凍干，-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

D-無水葡萄糖、D-甘露糖、鼠李糖、D-木糖、D-阿拉伯糖、巖藻糖，中國(guó)食品藥品檢定研究院；D-半乳糖醛酸、D-葡萄糖醛酸，上海源葉生物科技有限公司；D-阿拉伯糖，北京中科質(zhì)檢生物技術(shù)有限公司；37種脂肪酸混合標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司；氨基酸對(duì)照品，美國(guó)Sigma-Aldrich公司；24元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(GSB 04-1767-2004)、汞標(biāo)準(zhǔn)溶液(GNM-SHG-002-2013)，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心；硒標(biāo)準(zhǔn)溶液(GSB G 62029-90)、鉬標(biāo)準(zhǔn)溶液(GSB G 62035-90)、鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(GSB G 62011-90)、磷標(biāo)準(zhǔn)溶液(GSB G 62009-90)、鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(GSB G 62004-90)，國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心；乙腈(色譜級(jí))，美國(guó)Fisher Chemical公司；其他試劑均為分析純?cè)噭?/p>

1.2 儀器與設(shè)備

1260高效液相色譜儀，美國(guó)安捷倫公司；710型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、810型等離子體質(zhì)譜儀、Cary 50紫外-可見光分光光度計(jì)、CP3800氣相色譜儀、300-MS氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國(guó)瓦里安公司；2300全自動(dòng)凱氏定氮儀，丹麥福斯；SX-8-10箱式電阻爐，沈陽市節(jié)能電爐廠；DHG-9240A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

水分測(cè)定參照GB 5009.3—2016《食品中水分的測(cè)定》；灰分測(cè)定參照GB 5009.4—2016《食品中灰分的測(cè)定》；粗蛋白測(cè)定參照GB 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》；粗脂肪測(cè)定參照GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測(cè)定》；總糖測(cè)定參照GB/T 15672—2009《食用菌中總糖含量的測(cè)定》；多糖測(cè)定參照SN/T 4260—2015《出口植物源食品中粗多糖的測(cè)定 苯酚-硫酸法》；灰分、粗蛋白、粗脂肪、總糖、多糖結(jié)果以干基計(jì)。

1.3.2 單糖組成的測(cè)定

參照文獻(xiàn)方法[17-18]，即分別取1 mL果皮、果肉的多糖溶液于水解瓶中，加入1 mL 4 mol/L三氟乙酸，110 ℃孵育3 h，冷卻室溫后氮吹至干，然后加入1 mL純水溶解得到水解樣品溶液。取0.5 mL水解樣品溶液，加0.3 mol/L NaOH溶液和0.5 mol/L 1-苯基-3-甲基-5-吡咯烷啉酮(1-phenyl-3-methyl-5-pyrazolone，PMP)甲醇溶液各0.5 mL，70 ℃避光孵育100 min，冷卻至室溫后加入0.5 mL 0.3 mol/L HCl溶液，混勻得衍生化樣品。衍生化樣品用氯仿萃取除去PMP，水相離心后取上清液待測(cè)。單糖混合對(duì)照品溶液同法進(jìn)行衍生化。

色譜條件：Eclipse Plus C18色譜柱(5 μm, 4.6 mm×250 mm)；流動(dòng)相：V(乙腈)∶V[磷酸鹽緩沖液(pH 6.7)]=17∶83(體積比)；檢測(cè)波長(zhǎng)245 nm；流速1.0 mL/min。測(cè)定結(jié)果以干基計(jì)。

1.3.3 脂肪酸的測(cè)定

參照文獻(xiàn)[19]的樣品制備方法和色譜條件進(jìn)行測(cè)定，即分別稱取0.7 g果皮、果肉樣品，置于聚四氟乙烯管中，加入3 mL甲苯和4.5 mL鹽酸-甲醇溶液(體積比1∶20)，混勻。通入氮?dú)饷芊夂笾糜?0 ℃水浴中加熱2 h，取出放冷，然后加入7.5 mL 6%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) K2CO3溶液、1 mL甲苯，混勻。離心后將有機(jī)相轉(zhuǎn)移至具塞比色管中，用甲苯定容至5 mL，然后加入適量無水硫酸鈉，振搖后靜置5 min，吸取上層溶液進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定結(jié)果以干基計(jì)。

1.3.4 氨基酸的測(cè)定

參照GB 5009.124—2016《食品中氨基酸的測(cè)定》及QB/T 4356—2012《黃酒中游離氨基酸的測(cè)定》，將水解后的樣品，以異硫氰酸苯酯(phenyl isothiocyanate，PITC)為柱前衍生化試劑，高效液相色譜法測(cè)定黑老虎果皮、果肉的氨基酸含量。色譜條件：Eclipse Plus C18色譜柱(5 μm, 4.6 mm×250 mm)；流動(dòng)相A：V(乙腈)∶V(水)= 8∶2；流動(dòng)相B：1.64 g無水乙酸鈉，加適量水溶解，加入0.5 mL三乙胺，用水定容至1 000 mL，用20% 乙酸溶液調(diào)pH值至6.20；梯度洗脫程序：0 min，8% A；2 min，8% A；10 min，10% A；12 min，19% A；19 min，26% A；21 min，35% A；31 min，46% A；33 min，100% A；36 min，100% A；38 min，8% A；45 min，8% A；檢測(cè)波長(zhǎng)254 nm；流速1.0 mL/min。測(cè)定結(jié)果以干基計(jì)。

1.3.5 揮發(fā)油的測(cè)定

樣品制備：采用水蒸氣蒸餾法提取果皮、果肉樣品中揮發(fā)油，所得揮發(fā)油經(jīng)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析檢測(cè)。參照文獻(xiàn)[19]的色譜條件進(jìn)行測(cè)定。

1.3.6 礦質(zhì)元素的測(cè)定

樣品制備：分別稱取0.5 g果皮、果肉樣品，置于消解管中，加入5.0 mL HNO3和2.0 mL H2O2，置微波消解儀中進(jìn)行消解，消解完成后，將消解管轉(zhuǎn)移至趕酸儀中，趕酸至剩余液體約1 mL，用2%硝酸溶液定容至50 mL容量瓶中，搖勻。鋁、鈣、鉀、鈉、鐵、銅和鎂元素通過710型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定；其他元素通過810型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測(cè)定，測(cè)定結(jié)果以干基計(jì)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Origin 8.0和Microsoft office Excel 2013對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=3)，利用IBM SPSS Statistics 19 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑老虎果的果皮和果肉的基本營(yíng)養(yǎng)成分分析

黑老虎果的果皮和果肉基本營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定結(jié)果見表1。結(jié)果顯示，黑老虎果皮的灰分含量略高于果肉；果皮和果肉的粗蛋白含量相當(dāng)，而粗脂肪含量都較低；果肉中總糖含量高于果皮，但多糖含量卻低于果皮，而總糖是單糖、低聚糖和多糖等糖類化合物的總和[20]，因而果肉中含有較多的呈甜味的單糖或低聚糖等小分子糖類[21]，同時(shí)果皮中的多糖類成分值得進(jìn)一步研究。

表1 黑老虎果的果皮和果肉的基本營(yíng)養(yǎng)成分 單位：%

2.2 黑老虎果的果皮和果肉多糖的單糖組成分析

多糖作為生物大分子，在生命組織的生長(zhǎng)和發(fā)育中起著重要作用，而且多糖具有免疫調(diào)節(jié)、抗氧化和抗腫瘤等生物活性作用[22-23]。單糖組成是多糖研究中的重要參數(shù)，因此對(duì)黑老虎果的果皮和果肉的多糖進(jìn)行單糖組成分析(圖1)。果皮、果肉多糖均由甘露糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖和巖藻糖等9種單糖組成，而且9種單糖的摩爾比(以甘露糖為基準(zhǔn))分別約為1.0∶1.0∶5.0∶26.0∶1.4∶2.6∶4.5∶4.0∶1.1(果皮)、1.0∶0.9∶0.6∶10.9∶3.4∶2.8∶0.8∶2.7∶0.4(果肉)。因此，果皮、果肉兩者多糖的單糖組成相似，但是組成摩爾比例有著明顯不同。果皮和果肉中主要的單糖組成均為半乳糖醛酸，而半乳糖醛酸是果膠的主要組成，因而黑老虎果的果皮及果肉中多糖可能含有果膠性成分。

a-果皮；b-果肉1-甘露糖；2-鼠李糖；3-葡萄糖醛酸；4-半乳糖醛酸；5-葡萄糖；6-半乳糖；7-木糖；8-阿拉伯糖；9-巖藻糖圖1 黑老虎果單糖組成的高效液相色譜圖Fig.1 High-performance liquid chromatogram of monosaccharide composition of K.coccinea fruit

2.3 黑老虎果的果皮和果肉的脂肪酸分析

黑老虎果的果皮和果肉的脂肪酸種類及含量列于表2，果皮中檢測(cè)到15種不同脂肪酸成分，主要含有棕櫚酸、亞油酸和α-亞麻酸，其飽和脂肪酸含量為2.977 mg/g，占總脂肪酸含量的43.79%，以棕櫚酸為主；不飽和脂肪酸含量為3.822 mg/g，占總脂肪酸含量的56.21%，果皮的飽和脂肪酸含量低于不飽和脂肪酸含量。果肉中檢測(cè)到19種不同脂肪酸成分，主要含有十三烷酸、棕櫚酸、亞油酸和α-亞麻酸，其主要脂肪酸類型與果皮相似，果肉的飽和脂肪酸含量為13.766 mg/g，占總脂肪酸含量的70.61%，以十三烷酸、棕櫚酸為主；不飽和脂肪酸含量為5.730 mg/g，占總脂肪酸含量的29.39%，果肉的飽和脂肪酸含量高于不飽和脂肪酸含量。從脂肪酸組成角度揭示了黑老虎果的果皮、果肉的脂肪酸成分存在一定的差異性。

表2 黑老虎果的果皮和果肉的脂肪酸組成與含量Table 2 Fatty acid composition and contents of the peel and pulp of K.coccinea fruit

必需脂肪酸對(duì)人體健康至關(guān)重要，必需脂肪酸可防止人體熱量散失，而且在心血管和免疫系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)方面起著重要作用[24]，但人體自身無法產(chǎn)生，必須從食物中獲取。果皮和果肉中都含有亞油酸和α-亞麻酸，這是人體必需的2種多不飽和脂肪酸，而且亞油酸和α-亞麻酸總量分別占果皮、果肉的不飽和脂肪酸含量的85.92%、90.99%，黑老虎果實(shí)可能成為良好的不飽和脂肪酸來源。世界衛(wèi)生組織(World Health Organization，WHO)建議日常膳食中多不飽和脂肪酸比例(ω6/ω3)不超過10，理想比值為1.11～1.33，而果皮和果肉的ω6/ω3分別為1.13和0.66。

1-天冬氨酸；2-谷氨酸；3-絲氨酸；4-甘氨酸；5-組氨酸；6-精氨酸；7-蘇氨酸；8-丙氨酸；9-脯氨酸；10-酪氨酸；11-纈氨酸；12-蛋氨酸；13-胱氨酸；14-異亮氨酸；15-亮氨酸；16-苯丙氨酸；17-賴氨酸a-氨基酸對(duì)照品；b-黑老虎果皮；c-黑老虎果肉圖2 高效液相色譜圖Fig.2 High-performance liquid chromatogram

2.4 黑老虎果的果皮和果肉的氨基酸分析

氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單元，對(duì)于人體營(yíng)養(yǎng)和生理代謝有著重要的調(diào)節(jié)作用。本文測(cè)定了17種氨基酸(未檢測(cè)色氨酸，圖2)，果皮、果肉中都含有7種必需氨基酸(包括蘇氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸)，二者必需氨基酸總量分別為10.47、13.53 mg/g，氨基酸總量分別為30.50、49.09 mg/g，可見，果肉的必需氨基酸總量和氨基酸總量都高于果皮，而且果肉中的必需氨基酸總量和氨基酸總量高于葡萄、龍眼等[25]水果。果皮和果肉中的鮮、甜味氨基酸[26](谷氨酸、天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸)分別為16.143、28.895 mg/g，藥用氨基酸(天冬氨基酸、谷氨酸、精氨酸、甘氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、蛋氨酸)分別為17.301、29.334 mg/g，而且果皮的鮮甜味氨基酸和藥用氨基酸含量都低于果肉的，而且兩者的甜味氨基酸和藥用氨基酸含量都占各自氨基酸總量的50%以上。

根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations，F(xiàn)AO)/WHO提出的蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值必需氨基酸模式[27]計(jì)算必需氨基酸的氨基酸比分——必需氨基酸比分[17, 28](essential amino acid scores，EAA scores，即待測(cè)蛋白質(zhì)某氨基酸含量與雞蛋全蛋白相應(yīng)氨基酸含量比值)和氨基酸比值系數(shù)(amino acid ratios coefficient，RC)[29](即EAA scores與EAA scores的均數(shù)比值)。果皮、果肉的必需氨基酸比分見表3，得出果肉中必需氨基酸組成比例與氨基酸模式接近程度較高，因此果肉作為黑老虎果的可直接食用部分，其蛋白質(zhì)較為優(yōu)質(zhì)。氨基酸比值系數(shù)RC值>1[29]，說明該必需氨基酸相對(duì)過剩，RC值<1，說明該必需氨基酸相對(duì)缺少，因此果皮及果肉的賴氨酸為第一限制氨基酸，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，紫果西番蓮、芒果、臍橙、木瓜這些水果富含賴氨酸，如果在膳食中合理利用水果間必需氨基酸的差異性，給予互補(bǔ)，則蛋白質(zhì)的利用率將大為改善[30]。

表3 黑老虎果的果皮和果肉的氨基酸組成與含量Table 3 Amino acid composition and contents of the peel and pulp of K.coccinea fruit

2.5 黑老虎果的果皮和果肉的揮發(fā)油分析

由圖3和表4可知，黑老虎果的果皮及果肉的揮發(fā)性成分種類和相對(duì)含量不同，果皮揮發(fā)油中鑒定出35種揮發(fā)性成分，包含萜烯類(25種)和醇類化合物(10種)；果肉揮發(fā)油中鑒定出30種揮發(fā)性成分，包含萜烯類(19種)、醇類(10種)和酯類化合物(1種)；果皮及果肉中揮發(fā)性成分主要是萜烯類和醇類化合物，而萜烯類化合物在果皮及果肉的揮發(fā)性成分中占比最大。

表4 黑老虎果的果皮和果肉的揮發(fā)油組成與相對(duì)含量Table 4 Essential oil composition and contents of the peel and pulp of K.coccinea fruit

果皮的主要揮發(fā)性成分包括β-石竹烯(28.77%)、γ-杜松烯(9.975%)、β-花柏烯(6.881%)、α-石竹烯(5.990%)和β-桉葉油醇(6.671%)，果肉的主要揮發(fā)性成分包括β-石竹烯(31.80%)、γ-杜松烯(10.43%)、β-花柏烯(9.374%)、α-石竹烯(4.652%)和β-桉葉油醇(7.764%)。由此可見果皮、果肉有著相同的主要揮發(fā)性成分，但相對(duì)含量有差異。據(jù)報(bào)道，β-石竹烯是一類天然的有香味的倍半萜類化合物，可以用作食品用天然香料[31]，香橙烯和香樹烯是精油中常見的香氣成分[32]，而果皮和果肉中均含有香橙烯和香樹烯，同時(shí)β-石竹烯在果皮和果肉中的占比最高。

a-果皮；b-果肉圖3 黑老虎的揮發(fā)油總離子流圖Fig.3 Total ion current chromatogram of essential oil of K.coccinea fruit

2.6 黑老虎果的果皮和果肉的礦質(zhì)元素分析

黑老虎果的果皮和果肉的礦質(zhì)元素組成見表5。常量元素中，鉀含量最高，鈉含量最低，果皮及果肉都呈現(xiàn)高鉀低鈉的特點(diǎn)，而鉀和鈉元素對(duì)于維持滲透壓有著重要作用；鈣和鎂能夠促進(jìn)骨骼的生長(zhǎng)和發(fā)育[33]，黑老虎果實(shí)富含鈣和鎂，果皮的鈣含量高于果肉的，而鎂含量卻低于果肉的。磷對(duì)核酸、腺嘌呤核苷三磷酸(adenosine triphosphate，ATP)和磷脂的形成至關(guān)重要[34]，果肉的磷含量高于果皮的。

表5 黑老虎果的果皮和果肉的礦質(zhì)元素組成與含量Table 5 Mineral elements composition and contents of the peel and pulp of K.coccinea fruit

微量元素中，黑老虎果實(shí)的錳含量最高，且果皮(284.46 mg/kg)遠(yuǎn)高于果肉(58.94 mg/kg)；鐵離子與紅細(xì)胞形成以及免疫有關(guān)，鋅離子參與體內(nèi)多種酶的合成，具有催化、調(diào)節(jié)等生理功能[35]，果皮和果肉的鐵、鋅含量高于柚子、荔枝、葡萄等水果[35]。硒對(duì)于維持人體正常代謝，特別是對(duì)機(jī)體自身免疫功能具有重要作用[36]，果皮的硒含量(0.86 μg/100g)略高于果肉的硒含量(0.59 μg/100g)，果皮和果肉的硒含量高于文獻(xiàn)報(bào)道的葡萄(0.64 μg/100g)、獼猴桃(0.53 μg/100g)及梨(0.47 μg/100g)、蘋果(0.13 μg/100g)的硒含量[37]。此外鎳、鉬、鍶等微量元素對(duì)人體的生長(zhǎng)和發(fā)育也起著重要作用，而且黑老虎果實(shí)中重金屬元素含量遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)《GB 2762—2017 食品中污染物限量》規(guī)定的限量值。

3 結(jié)論

黑老虎果實(shí)是一種新型的水果資源，其果皮相對(duì)較厚，對(duì)其果皮和果肉的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行分別分析具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。本研究以黑老虎果實(shí)的果皮和果肉為研究對(duì)象，比較其營(yíng)養(yǎng)成分(糖類/單糖組成，粗脂肪/脂肪酸，粗蛋白/氨基酸，揮發(fā)油及礦質(zhì)元素)的差異。結(jié)果表明，黑老虎果皮和果肉含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分(糖類物質(zhì)、蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪酸以及礦物質(zhì))且具有良好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，其中糖類是黑老虎果實(shí)的主要成分，果皮中所含的果膠性多糖具有進(jìn)一步開發(fā)的潛力。將黑老虎果實(shí)分成果皮和果肉分別進(jìn)行分析，對(duì)精細(xì)化、高值化利用黑老虎果實(shí)具有指導(dǎo)意義，本研究也可為黑老虎果實(shí)的進(jìn)一步深入研究提供思路。