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摘 要 检测了不同品系菠萝蜜的还原糖、粗纤维、蛋白质、脂肪等，利用傅里叶变换红外光谱法（FTIR）无损快速鉴别了6份品系菠萝蜜果实，并采用电子感官对不同品系菠萝蜜进行了比对。结果表明：菠萝蜜含有丰富的还原糖和蛋白质、少量的脂肪和粗纤维，6份菠萝蜜均可根据红外的特征谱图，分析菠萝蜜化学组成成分，并进行品系的分类鉴别，电子感官技术也较好的对菠萝蜜品系进行了差异性比较。
关键词 菠萝蜜；营养成分；鉴别比较；红外光谱；电子感官
中图分类号 S667.8 文献标识码 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
菠萝蜜（CAtocarpus heterophyllus Lam）又称木菠萝、树菠萝，为桑科木菠萝属常绿乔木[1]，是一种多年生的典型热带果树，素有“热带珍果”之称[2]。傅里叶变换红外光谱法（FT-IR）是一种常用的结构分析技术，具有宏观整体鉴定复杂体系的特点及重现性好、直接、准确、无损快速等优点，在各个学科领域发挥了重大作用，如植物的病虫害机器识别[3]，生物质的热稳定和热分解研究，复杂混合物的鉴定分析、食品、动植物、煤炭、中药材真伪优劣的快速鉴别及不同部位的成分分析和比较等[4-11]。电子感官即采用电子鼻、电子舌模拟人的鼻、舌功能而设计的传感器阵列技术，整体的分析样品的气、味信息，基于传感阵列响应和模式识别技术，电子鼻、电子舌可以敏感地识别气、味指纹，即能检测四气五味[12]。为了进一步了解菠萝蜜的营养价值和开发利用，笔者对菠萝蜜的基本营养成分，化学组成成分以及品系差异进行分析。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 实验材料 菠萝蜜海南本地果、马来西亚1、2、5、6号果、香饮所11号果均由中国热带农业科学院香料饮料研究所提供（文中简称海南#、1#、2#、5#、6#和11#），高锰酸钾标准溶液C（1/5 KMnO4）=0.100 4 mol/L，浓硫酸。
1.1.2 仪器设备 电子天平（METTLER TOLEDO，AL104，美国），pH仪（Startorius，PP-20，瑞士），实验室专用超纯水机（上海和泰，Master-S-Plus UVF，中国），脂肪测定仪（FOSS，SOXTEC 2050，丹麦），蛋白质测定仪（VELP，UDK152，意大利），傅里叶变换红外光谱仪（Nicolet，6700，美国），电子鼻（Alpha MOS 公司，Gemini，法国），电子舌（Alpha MOS 公司，ASTREE，法国）。
1.2 方法
1.2.1 还原糖含量测定 准确称取不同品系菠萝蜜各136 g，分别加入200 mL水匀浆，加入活性炭10 g吸附蛋白质，磁力器搅拌40 min，过滤后取滤液25 g定容至250 mL，取样50 mL待测，含量测定按照国标GB/T 5009.7-2008。
1.2.2 粗纤维含量测定 准确称取捣碎后试样各30 g，配制1.25%浓H2SO4，含量测定按照国标GB/T 5009.10-2003。
1.2.3 蛋白质含量测定 含量测定按照国家标准GB/T 5009.5-2010。
1.2.4 脂肪含量测定 准确称取干燥后试样各5 g，加入80 mL沸程30～60 ℃石油醚，脂肪测定仪测定。
1.2.5 红外光谱测定 菠萝蜜果肉35 ℃鼓风干燥24 h，水分降到30%以下，经低温冷冻干燥，粉碎精细研磨，分别准确称取3.5 mg，加入溴化钾150 mg研匀，压片待测。检测器为DTGS，分束器为KBr，光谱分辨率为4 cm-1，扫描范围为400～4 000 cm-1，32次扫描累加。
1.2.6 电子感官测定 准确称取捣碎后试样各1 g，重复4次，电子鼻测定，孵化时间120 s，孵化温度50 ℃；准确称取试样各40 g，加入70 mL水，榨汁过滤，取滤液10 mL，加水稀释至80 mL，电子舌检测，采集时间120 s，重复5次。
1.2.7 pH值测定 准确称取试样各40 g，加入70 mL水，榨汁过滤，滤液pH仪测定。
2 结果与分析
2.1 菠萝蜜果肉主要营养成分含量 菠萝蜜果肉中还原糖含量十分丰富，其中有葡萄糖，果糖，乳糖（含水），经测定，5#、11#还原糖含量最高，其次为2#、1#、6#、海南#，包括含水乳糖在内，5#总还原糖含量为25.41%，11#总还原糖含量为24.29%，2#、1#、6#、海南#分别为18.53%、18.14%、14.16%、13.53%；菠萝蜜果肉中含有少量粗纤维，其中1#和海南#存在较多，其次为6#、11#、5#、2#；同时菠萝蜜果肉中蛋白质含量在2.034%～2.572%之间，存在蛋白质较多的为1#、11#、海南#，分别为2.572%、2.399%、2.335%；菠萝蜜果肉中脂肪含量在0.27～0.50%之间，其中1#存在较多；另菠萝蜜果肉pH值在5.04～5.63之间，6#pH值最大（表1）。
2.2 6种菠萝蜜的红外光谱分析
利用FTIR光谱法测定了6个品系菠萝蜜的红外光谱图。不同菠萝蜜均有自己独特的红外吸收光谱，6份原性状菠萝蜜红外官能团的吸收峰均遵循一定变化规律。菠萝蜜的主要化学成分为蛋白质、多肽、多糖、烷烃类等（图1）。
如图1所示，6个品系的菠萝蜜的红外谱图因亲缘关系较近，导致谱图的峰形较相似，但吸收峰的相对强度和波数位置有一定差异，是因为测定的6份菠萝蜜品系不同，果肉组成成分有差异引起，凭借这些特征吸收可分析菠萝蜜果实化学组成成分和对品系初步鉴别和区分。分析得知，2 935 cm-1附近的峰为CH2- 和CH3- 的吸收峰，海南#、6#和11#在2 935、2 932、2 930 cm-1 处CH2-和CH3-类化合物的吸收峰稍强，而1#、2#、5#在该附近吸收峰稍弱，分别在2 935、2 936、2 933 cm-1处出峰，6份菠萝蜜之间波数位置相差不超过6个波数；菠萝蜜1 630 cm-1附近的峰为蛋白质特征吸收峰，海南#、1#和11#在1 630 cm-1处蛋白质类化合物吸收峰稍强，2#、5#和6#稍弱；1 415 cm-1附近的峰为多肽类特征吸收峰，海南#、5#、11#吸收峰均在1 415 cm-1处，与其它菠萝蜜相差不超过3个波数；出现在1 258、1 259、1 260 cm-1处的吸收峰，为小分子糖类的特征吸收峰；1 056 cm-1附近的峰为多糖类特征吸收峰，海南#和6#多糖类化合物吸收峰均在在1 056 cm-1处，5#和11#均在1 058 cm-1处，1#和2#分别在1 055、1 057 cm-1出峰，菠萝蜜间波数位置相差不超过2个波数，海南#、1#、6#、11#吸收峰较强，峰形尖锐，而2#和5#相对较弱；922、869、818、779 cm-1附近的吸收峰为长链亚甲基、糖环、烷烃类特征吸收峰，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，与其它吸收峰相差不超过5个波数，随后6份菠萝蜜样品均在818、819 cm-1附近及778、779 cm-1附近出峰，由图可以看出菠萝蜜在这4个波数段出现的吸收峰较弱，说明其中含有少量的长链亚甲基、糖环、烷烃类。将菠萝蜜果肉中多糖类化合物吸收峰与蛋白质及多肽类等化合物吸收峰比较可以看出，多糖类化合物在菠萝蜜果肉中存在较多。
2.3 电子感官测定
2.3.1 电子鼻主成分分析 对6份菠萝蜜样品测得的原始数据进行PCA分析（图2）。
从图2中可以看出，菠萝蜜的挥发性气味随品系的不同而发生改变的现象十分明显。从分布的区域来看，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，三者距离相近，5#、6#和11#三者的气味分布距离较远，无重叠部分，差异程度较大，海南#分布的区域与1#、2#气味较为接近，与1#有重叠部分，分析结果重叠程度大于2#。同样，从6份菠萝蜜两两之间的距离上看，海南#、1#、2#与5#、6#、11#之间的距离均较远。因此，通过PCA分析说明电子鼻能够区分不同地区菠萝蜜的气味差异，且进一步说明海南#与1#有一定差异，但差异不显著，而与2#差异显著，与5#、6#、11#差异极显著，且5#、6#、11#三者间的差异也极显著，原因可能是因环境因素和品系的不同导致香气成分有差异。
2.3.2 电子舌判别因子分析 对6份菠萝蜜样品测得的原始数据进行DFA分析（图3）。
从图3中可以看出，1#和5#区域重叠，味觉相似，集中分布在第二象限，2#和11#区域重叠，滋味相似，集中分布在第三象限，而1#、5#和2#、11#从图中看存在一定距离，6#距离1#和5#相对较近，海南#与其它样品均有一定距离，说明海南#在滋味品尝上与其它样品存在较大不同。因此，通过DFA分析说明电子舌能够区分不同品系菠萝蜜的滋味差异，且进一步说明1#和5#有一定差异，但差异不显著，而与6#差异显著，2#和11#有一定差异，但差异不显著，而与1#和5#差异显著，海南#与其它样品差异均为显著，这是由于品系的不同导致口感上的差异。
3 讨论与结论
（1）菠萝蜜果肉中存在较多的还原糖和少量的粗纤维，6份菠萝蜜总还原糖含量在13.53%～25.41%之间，粗纤维含量在0.55%～0.88%之间，因此还原糖在菠萝蜜果实中存在非常多，为基本的营养成分。同时蛋白质在菠萝蜜果肉中存在也较多，分别在2.034%～2.572%之间，其中1#，11#，海南#含量稍高。菠萝蜜果肉中的脂肪含量在0.27%～0.50%之间，其中1#存在较多。
（2）红外图谱综合反映出菠萝蜜化学成分具有多样性和复杂性，菠萝蜜的主要化学成分组成为蛋白质，多肽，多糖，长链亚甲基、糖环、烷烃类等。目前红外光谱法已快速准确的鉴别了部分黄精属植物以及中药保健品里的西药掺杂等[13-14]，描述了硬木树中纤维素和木质素经改性后的特性[15]，成功分析了牛乳、酸性稿纸、水等物质[16-18]，本文以菠萝蜜的红外特征吸收为基础，探索菠萝蜜的基本化学组成成分和物质相对差异的同时并结合电子鼻PCA和电子舌DFA以及人的主观识别方法，为不同品系菠萝蜜的原性状鉴别和评价提供了一种直观的检测方法和手段，从而达到性状品系鉴别的目的，并可作为人工鉴定的辅助手段。 参考文献
[1] 谭乐和， 刘爱勤. 菠萝蜜种植与加工技术[M]. 北京： 中国农业出版社， 2007： 6.
[2] 谭乐和， 吴 刚， 刘爱勤. 菠萝蜜高效生产技术[M]. 北京： 中国农业出版社， 2012： 5.
[3] 温芝元，曹乐平. 椪柑果实病虫害的傅里叶频谱重分形图像识别[J]. 农业工程学报， 2013， 29（23）： 159-165.
[4] 孙素琴， 王米渠， 梁曦云. 枸杞子四种原性状的FT-IR光谱法鉴别[J]. 光谱学与光谱分析， 2001， 21（6）： 787-789.
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关键词 菠萝蜜；营养成分；鉴别比较；红外光谱；电子感官
中图分类号 S667.8 文献标识码 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
菠萝蜜（CAtocarpus heterophyllus Lam）又称木菠萝、树菠萝，为桑科木菠萝属常绿乔木[1]，是一种多年生的典型热带果树，素有“热带珍果”之称[2]。傅里叶变换红外光谱法（FT-IR）是一种常用的结构分析技术，具有宏观整体鉴定复杂体系的特点及重现性好、直接、准确、无损快速等优点，在各个学科领域发挥了重大作用，如植物的病虫害机器识别[3]，生物质的热稳定和热分解研究，复杂混合物的鉴定分析、食品、动植物、煤炭、中药材真伪优劣的快速鉴别及不同部位的成分分析和比较等[4-11]。电子感官即采用电子鼻、电子舌模拟人的鼻、舌功能而设计的传感器阵列技术，整体的分析样品的气、味信息，基于传感阵列响应和模式识别技术，电子鼻、电子舌可以敏感地识别气、味指纹，即能检测四气五味[12]。为了进一步了解菠萝蜜的营养价值和开发利用，笔者对菠萝蜜的基本营养成分，化学组成成分以及品系差异进行分析。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 实验材料 菠萝蜜海南本地果、马来西亚1、2、5、6号果、香饮所11号果均由中国热带农业科学院香料饮料研究所提供（文中简称海南#、1#、2#、5#、6#和11#），高锰酸钾标准溶液C（1/5 KMnO4）=0.100 4 mol/L，浓硫酸。
1.1.2 仪器设备 电子天平（METTLER TOLEDO，AL104，美国），pH仪（Startorius，PP-20，瑞士），实验室专用超纯水机（上海和泰，Master-S-Plus UVF，中国），脂肪测定仪（FOSS，SOXTEC 2050，丹麦），蛋白质测定仪（VELP，UDK152，意大利），傅里叶变换红外光谱仪（Nicolet，6700，美国），电子鼻（Alpha MOS 公司，Gemini，法国），电子舌（Alpha MOS 公司，ASTREE，法国）。
1.2 方法
1.2.1 还原糖含量测定 准确称取不同品系菠萝蜜各136 g，分别加入200 mL水匀浆，加入活性炭10 g吸附蛋白质，磁力器搅拌40 min，过滤后取滤液25 g定容至250 mL，取样50 mL待测，含量测定按照国标GB/T 5009.7-2008。
1.2.2 粗纤维含量测定 准确称取捣碎后试样各30 g，配制1.25%浓H2SO4，含量测定按照国标GB/T 5009.10-2003。
1.2.3 蛋白质含量测定 含量测定按照国家标准GB/T 5009.5-2010。
1.2.4 脂肪含量测定 准确称取干燥后试样各5 g，加入80 mL沸程30～60 ℃石油醚，脂肪测定仪测定。
1.2.5 红外光谱测定 菠萝蜜果肉35 ℃鼓风干燥24 h，水分降到30%以下，经低温冷冻干燥，粉碎精细研磨，分别准确称取3.5 mg，加入溴化钾150 mg研匀，压片待测。检测器为DTGS，分束器为KBr，光谱分辨率为4 cm-1，扫描范围为400～4 000 cm-1，32次扫描累加。
1.2.6 电子感官测定 准确称取捣碎后试样各1 g，重复4次，电子鼻测定，孵化时间120 s，孵化温度50 ℃；准确称取试样各40 g，加入70 mL水，榨汁过滤，取滤液10 mL，加水稀释至80 mL，电子舌检测，采集时间120 s，重复5次。
1.2.7 pH值测定 准确称取试样各40 g，加入70 mL水，榨汁过滤，滤液pH仪测定。
2 结果与分析
2.1 菠萝蜜果肉主要营养成分含量 菠萝蜜果肉中还原糖含量十分丰富，其中有葡萄糖，果糖，乳糖（含水），经测定，5#、11#还原糖含量最高，其次为2#、1#、6#、海南#，包括含水乳糖在内，5#总还原糖含量为25.41%，11#总还原糖含量为24.29%，2#、1#、6#、海南#分别为18.53%、18.14%、14.16%、13.53%；菠萝蜜果肉中含有少量粗纤维，其中1#和海南#存在较多，其次为6#、11#、5#、2#；同时菠萝蜜果肉中蛋白质含量在2.034%～2.572%之间，存在蛋白质较多的为1#、11#、海南#，分别为2.572%、2.399%、2.335%；菠萝蜜果肉中脂肪含量在0.27～0.50%之间，其中1#存在较多；另菠萝蜜果肉pH值在5.04～5.63之间，6#pH值最大（表1）。
2.2 6种菠萝蜜的红外光谱分析
利用FTIR光谱法测定了6个品系菠萝蜜的红外光谱图。不同菠萝蜜均有自己独特的红外吸收光谱，6份原性状菠萝蜜红外官能团的吸收峰均遵循一定变化规律。菠萝蜜的主要化学成分为蛋白质、多肽、多糖、烷烃类等（图1）。
如图1所示，6个品系的菠萝蜜的红外谱图因亲缘关系较近，导致谱图的峰形较相似，但吸收峰的相对强度和波数位置有一定差异，是因为测定的6份菠萝蜜品系不同，果肉组成成分有差异引起，凭借这些特征吸收可分析菠萝蜜果实化学组成成分和对品系初步鉴别和区分。分析得知，2 935 cm-1附近的峰为CH2- 和CH3- 的吸收峰，海南#、6#和11#在2 935、2 932、2 930 cm-1 处CH2-和CH3-类化合物的吸收峰稍强，而1#、2#、5#在该附近吸收峰稍弱，分别在2 935、2 936、2 933 cm-1处出峰，6份菠萝蜜之间波数位置相差不超过6个波数；菠萝蜜1 630 cm-1附近的峰为蛋白质特征吸收峰，海南#、1#和11#在1 630 cm-1处蛋白质类化合物吸收峰稍强，2#、5#和6#稍弱；1 415 cm-1附近的峰为多肽类特征吸收峰，海南#、5#、11#吸收峰均在1 415 cm-1处，与其它菠萝蜜相差不超过3个波数；出现在1 258、1 259、1 260 cm-1处的吸收峰，为小分子糖类的特征吸收峰；1 056 cm-1附近的峰为多糖类特征吸收峰，海南#和6#多糖类化合物吸收峰均在在1 056 cm-1处，5#和11#均在1 058 cm-1处，1#和2#分别在1 055、1 057 cm-1出峰，菠萝蜜间波数位置相差不超过2个波数，海南#、1#、6#、11#吸收峰较强，峰形尖锐，而2#和5#相对较弱；922、869、818、779 cm-1附近的吸收峰为长链亚甲基、糖环、烷烃类特征吸收峰，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，与其它吸收峰相差不超过5个波数，随后6份菠萝蜜样品均在818、819 cm-1附近及778、779 cm-1附近出峰，由图可以看出菠萝蜜在这4个波数段出现的吸收峰较弱，说明其中含有少量的长链亚甲基、糖环、烷烃类。将菠萝蜜果肉中多糖类化合物吸收峰与蛋白质及多肽类等化合物吸收峰比较可以看出，多糖类化合物在菠萝蜜果肉中存在较多。
2.3 电子感官测定
2.3.1 电子鼻主成分分析 对6份菠萝蜜样品测得的原始数据进行PCA分析（图2）。
从图2中可以看出，菠萝蜜的挥发性气味随品系的不同而发生改变的现象十分明显。从分布的区域来看，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，三者距离相近，5#、6#和11#三者的气味分布距离较远，无重叠部分，差异程度较大，海南#分布的区域与1#、2#气味较为接近，与1#有重叠部分，分析结果重叠程度大于2#。同样，从6份菠萝蜜两两之间的距离上看，海南#、1#、2#与5#、6#、11#之间的距离均较远。因此，通过PCA分析说明电子鼻能够区分不同地区菠萝蜜的气味差异，且进一步说明海南#与1#有一定差异，但差异不显著，而与2#差异显著，与5#、6#、11#差异极显著，且5#、6#、11#三者间的差异也极显著，原因可能是因环境因素和品系的不同导致香气成分有差异。
2.3.2 电子舌判别因子分析 对6份菠萝蜜样品测得的原始数据进行DFA分析（图3）。
从图3中可以看出，1#和5#区域重叠，味觉相似，集中分布在第二象限，2#和11#区域重叠，滋味相似，集中分布在第三象限，而1#、5#和2#、11#从图中看存在一定距离，6#距离1#和5#相对较近，海南#与其它样品均有一定距离，说明海南#在滋味品尝上与其它样品存在较大不同。因此，通过DFA分析说明电子舌能够区分不同品系菠萝蜜的滋味差异，且进一步说明1#和5#有一定差异，但差异不显著，而与6#差异显著，2#和11#有一定差异，但差异不显著，而与1#和5#差异显著，海南#与其它样品差异均为显著，这是由于品系的不同导致口感上的差异。
3 讨论与结论
（1）菠萝蜜果肉中存在较多的还原糖和少量的粗纤维，6份菠萝蜜总还原糖含量在13.53%～25.41%之间，粗纤维含量在0.55%～0.88%之间，因此还原糖在菠萝蜜果实中存在非常多，为基本的营养成分。同时蛋白质在菠萝蜜果肉中存在也较多，分别在2.034%～2.572%之间，其中1#，11#，海南#含量稍高。菠萝蜜果肉中的脂肪含量在0.27%～0.50%之间，其中1#存在较多。
（2）红外图谱综合反映出菠萝蜜化学成分具有多样性和复杂性，菠萝蜜的主要化学成分组成为蛋白质，多肽，多糖，长链亚甲基、糖环、烷烃类等。目前红外光谱法已快速准确的鉴别了部分黄精属植物以及中药保健品里的西药掺杂等[13-14]，描述了硬木树中纤维素和木质素经改性后的特性[15]，成功分析了牛乳、酸性稿纸、水等物质[16-18]，本文以菠萝蜜的红外特征吸收为基础，探索菠萝蜜的基本化学组成成分和物质相对差异的同时并结合电子鼻PCA和电子舌DFA以及人的主观识别方法，为不同品系菠萝蜜的原性状鉴别和评价提供了一种直观的检测方法和手段，从而达到性状品系鉴别的目的，并可作为人工鉴定的辅助手段。 参考文献
[1] 谭乐和， 刘爱勤. 菠萝蜜种植与加工技术[M]. 北京： 中国农业出版社， 2007： 6.
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