黑老虎果的果皮和果肉营养成分分析及评价

王丽军，廖苏奇，龙海荣*，夏祥华，陈乾平，梁洁，韦树根

1(广西壮族自治区药用植物园，广西 南宁，530023)2(广西壮族自治区中药材产品质量监督检验站，广西 南宁，530023)

黑老虎[Kadsuracoccinea(Lem.) A.C.Smith]为五味子科南五味子属的植物，主要分布于我国的华南和西南地区，在越南和缅甸也有分布。黑老虎的根及蔓茎是一种常用民族药，在我国壮、瑶族聚居区应用广泛。现代科学研究表明，黑老虎根及蔓茎中的主要活性成分是木脂素类化合物[1-2]、三萜类化合物[3]等，这些化学成分具有抗肿瘤、抗炎、抗氧化等生物活性[4-5]。黑老虎的果实是药食两用的珍稀野生水果，由30～70个小浆果聚合而成聚合果，近球形，熟果呈红色或暗紫色，果径6～10 cm或更大，外果皮革质[6]。近年来，黑老虎果作为药食两用的新型经济水果日益受到关注，目前已有不少适种地区对黑老虎进行人工栽培。

先前的研究主要关注黑老虎根、蔓茎的化学成分及生物活性，而黑老虎果实需要进一步研究。目前，已有文献报道，黑老虎果皮中提取总黄酮，通过对比试验发现仿生态黑老虎果皮总黄酮提取率高，而且药用价值更高[7]；黑老虎果皮的乙醚提取物及醇提取物具有明显的抑菌活性[8-9]；除了果皮，黑老虎果实的多酚和花色苷类物质具有较强的抗氧化活性[10-11]；黑老虎果实多糖提取物制成的抗氧化剂粉末，具有较好的羟自由基、超氧阴离子自由基清除率[12]；同时黑老虎果实含有氨基酸、脂肪酸、挥发油以及微量元素等丰富的营养成分[13-14]。但是，不同产地、不同成熟度的果实营养成分差异较大[15-16]，本研究以同一地点采集，成熟度相近的黑老虎果实为研究对象，将其分为果皮及果肉部分，分别比较两部分的营养成分(包括糖类/单糖组成，粗脂肪/脂肪酸，粗蛋白/氨基酸，挥发油及矿质元素)并进行评价，为高值化利用黑老虎果实资源提供基础参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

黑老虎果实采自本课题组科研基地(广西天峨县)，果实经过处理分为果皮、果肉部分。果皮烘干后粉碎备用，果肉匀浆后冻干，-20 ℃保存备用。

D-无水葡萄糖、D-甘露糖、鼠李糖、D-木糖、D-阿拉伯糖、岩藻糖，中国食品药品检定研究院；D-半乳糖醛酸、D-葡萄糖醛酸，上海源叶生物科技有限公司；D-阿拉伯糖，北京中科质检生物技术有限公司；37种脂肪酸混合标准对照品，上海安谱实验科技股份有限公司；氨基酸对照品，美国Sigma-Aldrich公司；24元素混合标准溶液(GSB 04-1767-2004)、汞标准溶液(GNM-SHG-002-2013)，国家有色金属及电子材料分析测试中心；硒标准溶液(GSB G 62029-90)、钼标准溶液(GSB G 62035-90)、钾标准溶液(GSB G 62011-90)、磷标准溶液(GSB G 62009-90)、钠标准溶液(GSB G 62004-90)，国家钢铁材料测试中心；乙腈(色谱级)，美国Fisher Chemical公司；其他试剂均为分析纯试剂。

1.2 仪器与设备

1260高效液相色谱仪，美国安捷伦公司；710型电感耦合等离子体发射光谱仪、810型等离子体质谱仪、Cary 50紫外-可见光分光光度计、CP3800气相色谱仪、300-MS气相色谱-质谱联用仪，美国瓦里安公司；2300全自动凯氏定氮仪，丹麦福斯；SX-8-10箱式电阻炉，沈阳市节能电炉厂；DHG-9240A电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 常规营养成分测定

水分测定参照GB 5009.3—2016《食品中水分的测定》；灰分测定参照GB 5009.4—2016《食品中灰分的测定》；粗蛋白测定参照GB 5009.5—2016《食品中蛋白质的测定》；粗脂肪测定参照GB 5009.6—2016《食品中脂肪的测定》；总糖测定参照GB/T 15672—2009《食用菌中总糖含量的测定》；多糖测定参照SN/T 4260—2015《出口植物源食品中粗多糖的测定 苯酚-硫酸法》；灰分、粗蛋白、粗脂肪、总糖、多糖结果以干基计。

1.3.2 单糖组成的测定

参照文献方法[17-18]，即分别取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，冷却室温后氮吹至干，然后加入1 mL纯水溶解得到水解样品溶液。取0.5 mL水解样品溶液，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，冷却至室温后加入0.5 mL 0.3 mol/L HCl溶液，混匀得衍生化样品。衍生化样品用氯仿萃取除去PMP，水相离心后取上清液待测。单糖混合对照品溶液同法进行衍生化。

色谱条件：Eclipse Plus C18色谱柱(5 μm, 4.6 mm×250 mm)；流动相：V(乙腈)∶V[磷酸盐缓冲液(pH 6.7)]=17∶83(体积比)；检测波长245 nm；流速1.0 mL/min。测定结果以干基计。

1.3.3 脂肪酸的测定

参照文献[19]的样品制备方法和色谱条件进行测定，即分别称取0.7 g果皮、果肉样品，置于聚四氟乙烯管中，加入3 mL甲苯和4.5 mL盐酸-甲醇溶液(体积比1∶20)，混匀。通入氮气密封后置于70 ℃水浴中加热2 h，取出放冷，然后加入7.5 mL 6%(质量分数) K2CO3溶液、1 mL甲苯，混匀。离心后将有机相转移至具塞比色管中，用甲苯定容至5 mL，然后加入适量无水硫酸钠，振摇后静置5 min，吸取上层溶液进行测定。测定结果以干基计。

1.3.4 氨基酸的测定

参照GB 5009.124—2016《食品中氨基酸的测定》及QB/T 4356—2012《黄酒中游离氨基酸的测定》，将水解后的样品，以异硫氰酸苯酯(phenyl isothiocyanate，PITC)为柱前衍生化试剂，高效液相色谱法测定黑老虎果皮、果肉的氨基酸含量。色谱条件：Eclipse Plus C18色谱柱(5 μm, 4.6 mm×250 mm)；流动相A：V(乙腈)∶V(水)= 8∶2；流动相B：1.64 g无水乙酸钠，加适量水溶解，加入0.5 mL三乙胺，用水定容至1 000 mL，用20% 乙酸溶液调pH值至6.20；梯度洗脱程序：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；检测波长254 nm；流速1.0 mL/min。测定结果以干基计。

1.3.5 挥发油的测定

样品制备：采用水蒸气蒸馏法提取果皮、果肉样品中挥发油，所得挥发油经气相色谱-质谱联用仪分析检测。参照文献[19]的色谱条件进行测定。

1.3.6 矿质元素的测定

样品制备：分别称取0.5 g果皮、果肉样品，置于消解管中，加入5.0 mL HNO3和2.0 mL H2O2，置微波消解仪中进行消解，消解完成后，将消解管转移至赶酸仪中，赶酸至剩余液体约1 mL，用2%硝酸溶液定容至50 mL容量瓶中，摇匀。铝、钙、钾、钠、铁、铜和镁元素通过710型电感耦合等离子体发射光谱仪测定；其他元素通过810型电感耦合等离子体质谱仪测定，测定结果以干基计。

1.4 数据处理

利用Origin 8.0和Microsoft office Excel 2013对实验数据进行图形处理，实验结果表示为平均值±标准偏差(n=3)，利用IBM SPSS Statistics 19 软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 黑老虎果的果皮和果肉的基本营养成分分析

黑老虎果的果皮和果肉基本营养成分测定结果见表1。结果显示，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当，而粗脂肪含量都较低；果肉中总糖含量高于果皮，但多糖含量却低于果皮，而总糖是单糖、低聚糖和多糖等糖类化合物的总和[20]，因而果肉中含有较多的呈甜味的单糖或低聚糖等小分子糖类[21]，同时果皮中的多糖类成分值得进一步研究。

表1 黑老虎果的果皮和果肉的基本营养成分 单位：%

2.2 黑老虎果的果皮和果肉多糖的单糖组成分析

多糖作为生物大分子，在生命组织的生长和发育中起着重要作用，而且多糖具有免疫调节、抗氧化和抗肿瘤等生物活性作用[22-23]。单糖组成是多糖研究中的重要参数，因此对黑老虎果的果皮和果肉的多糖进行单糖组成分析(图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、阿拉伯糖和岩藻糖等9种单糖组成，而且9种单糖的摩尔比(以甘露糖为基准)分别约为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、果肉两者多糖的单糖组成相似，但是组成摩尔比例有着明显不同。果皮和果肉中主要的单糖组成均为半乳糖醛酸，而半乳糖醛酸是果胶的主要组成，因而黑老虎果的果皮及果肉中多糖可能含有果胶性成分。

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-岩藻糖图1 黑老虎果单糖组成的高效液相色谱图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种类及含量列于表2，果皮中检测到15种不同脂肪酸成分，主要含有棕榈酸、亚油酸和α-亚麻酸，其饱和脂肪酸含量为2.977 mg/g，占总脂肪酸含量的43.79%，以棕榈酸为主；不饱和脂肪酸含量为3.822 mg/g，占总脂肪酸含量的56.21%，果皮的饱和脂肪酸含量低于不饱和脂肪酸含量。果肉中检测到19种不同脂肪酸成分，主要含有十三烷酸、棕榈酸、亚油酸和α-亚麻酸，其主要脂肪酸类型与果皮相似，果肉的饱和脂肪酸含量为13.766 mg/g，占总脂肪酸含量的70.61%，以十三烷酸、棕榈酸为主；不饱和脂肪酸含量为5.730 mg/g，占总脂肪酸含量的29.39%，果肉的饱和脂肪酸含量高于不饱和脂肪酸含量。从脂肪酸组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异性。

表2 黑老虎果的果皮和果肉的脂肪酸组成与含量Table 2 Fatty acid composition and contents of the peel and pulp of K.coccinea fruit

必需脂肪酸对人体健康至关重要，必需脂肪酸可防止人体热量散失，而且在心血管和免疫系统运转方面起着重要作用[24]，但人体自身无法产生，必须从食物中获取。果皮和果肉中都含有亚油酸和α-亚麻酸，这是人体必需的2种多不饱和脂肪酸，而且亚油酸和α-亚麻酸总量分别占果皮、果肉的不饱和脂肪酸含量的85.92%、90.99%，黑老虎果实可能成为良好的不饱和脂肪酸来源。世界卫生组织(World Health Organization，WHO)建议日常膳食中多不饱和脂肪酸比例(ω6/ω3)不超过10，理想比值为1.11～1.33，而果皮和果肉的ω6/ω3分别为1.13和0.66。

1-天冬氨酸；2-谷氨酸；3-丝氨酸；4-甘氨酸；5-组氨酸；6-精氨酸；7-苏氨酸；8-丙氨酸；9-脯氨酸；10-酪氨酸；11-缬氨酸；12-蛋氨酸；13-胱氨酸；14-异亮氨酸；15-亮氨酸；16-苯丙氨酸；17-赖氨酸a-氨基酸对照品；b-黑老虎果皮；c-黑老虎果肉图2 高效液相色谱图Fig.2 High-performance liquid chromatogram

2.4 黑老虎果的果皮和果肉的氨基酸分析

氨基酸是蛋白质的基本组成单元，对于人体营养和生理代谢有着重要的调节作用。本文测定了17种氨基酸(未检测色氨酸，图2)，果皮、果肉中都含有7种必需氨基酸(包括苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸)，二者必需氨基酸总量分别为10.47、13.53 mg/g，氨基酸总量分别为30.50、49.09 mg/g，可见，果肉的必需氨基酸总量和氨基酸总量都高于果皮，而且果肉中的必需氨基酸总量和氨基酸总量高于葡萄、龙眼等[25]水果。果皮和果肉中的鲜、甜味氨基酸[26](谷氨酸、天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸)分别为16.143、28.895 mg/g，药用氨基酸(天冬氨基酸、谷氨酸、精氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、蛋氨酸)分别为17.301、29.334 mg/g，而且果皮的鲜甜味氨基酸和药用氨基酸含量都低于果肉的，而且两者的甜味氨基酸和药用氨基酸含量都占各自氨基酸总量的50%以上。

根据联合国粮食及农业组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO)/WHO提出的蛋白质营养价值必需氨基酸模式[27]计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，即待测蛋白质某氨基酸含量与鸡蛋全蛋白相应氨基酸含量比值)和氨基酸比值系数(amino acid ratios coefficient，RC)[29](即EAA scores与EAA scores的均数比值)。果皮、果肉的必需氨基酸比分见表3，得出果肉中必需氨基酸组成比例与氨基酸模式接近程度较高，因此果肉作为黑老虎果的可直接食用部分，其蛋白质较为优质。氨基酸比值系数RC值>1[29]，说明该必需氨基酸相对过剩，RC值<1，说明该必需氨基酸相对缺少，因此果皮及果肉的赖氨酸为第一限制氨基酸，据文献报道，紫果西番莲、芒果、脐橙、木瓜这些水果富含赖氨酸，如果在膳食中合理利用水果间必需氨基酸的差异性，给予互补，则蛋白质的利用率将大为改善[30]。

表3 黑老虎果的果皮和果肉的氨基酸组成与含量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挥发油分析

由图3和表4可知，黑老虎果的果皮及果肉的挥发性成分种类和相对含量不同，果皮挥发油中鉴定出35种挥发性成分，包含萜烯类(25种)和醇类化合物(10种)；果肉挥发油中鉴定出30种挥发性成分，包含萜烯类(19种)、醇类(10种)和酯类化合物(1种)；果皮及果肉中挥发性成分主要是萜烯类和醇类化合物，而萜烯类化合物在果皮及果肉的挥发性成分中占比最大。

表4 黑老虎果的果皮和果肉的挥发油组成与相对含量Table 4 Essential oil composition and contents of the peel and pulp of K.coccinea fruit

果皮的主要挥发性成分包括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-桉叶油醇(6.671%)，果肉的主要挥发性成分包括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-桉叶油醇(7.764%)。由此可见果皮、果肉有着相同的主要挥发性成分，但相对含量有差异。据报道，β-石竹烯是一类天然的有香味的倍半萜类化合物，可以用作食品用天然香料[31]，香橙烯和香树烯是精油中常见的香气成分[32]，而果皮和果肉中均含有香橙烯和香树烯，同时β-石竹烯在果皮和果肉中的占比最高。

a-果皮；b-果肉图3 黑老虎的挥发油总离子流图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矿质元素分析

黑老虎果的果皮和果肉的矿质元素组成见表5。常量元素中，钾含量最高，钠含量最低，果皮及果肉都呈现高钾低钠的特点，而钾和钠元素对于维持渗透压有着重要作用；钙和镁能够促进骨骼的生长和发育[33]，黑老虎果实富含钙和镁，果皮的钙含量高于果肉的，而镁含量却低于果肉的。磷对核酸、腺嘌呤核苷三磷酸(adenosine triphosphate，ATP)和磷脂的形成至关重要[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矿质元素组成与含量Table 5 Mineral elements composition and contents of the peel and pulp of K.coccinea fruit

微量元素中，黑老虎果实的锰含量最高，且果皮(284.46 mg/kg)远高于果肉(58.94 mg/kg)；铁离子与红细胞形成以及免疫有关，锌离子参与体内多种酶的合成，具有催化、调节等生理功能[35]，果皮和果肉的铁、锌含量高于柚子、荔枝、葡萄等水果[35]。硒对于维持人体正常代谢，特别是对机体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献报道的葡萄(0.64 μg/100g)、猕猴桃(0.53 μg/100g)及梨(0.47 μg/100g)、苹果(0.13 μg/100g)的硒含量[37]。此外镍、钼、锶等微量元素对人体的生长和发育也起着重要作用，而且黑老虎果实中重金属元素含量远低于标准《GB 2762—2017 食品中污染物限量》规定的限量值。

3 结论

黑老虎果实是一种新型的水果资源，其果皮相对较厚，对其果皮和果肉的营养成分进行分别分析具有较强的现实意义。本研究以黑老虎果实的果皮和果肉为研究对象，比较其营养成分(糖类/单糖组成，粗脂肪/脂肪酸，粗蛋白/氨基酸，挥发油及矿质元素)的差异。结果表明，黑老虎果皮和果肉含有丰富的营养成分(糖类物质、蛋白质、氨基酸、脂肪酸以及矿物质)且具有良好的营养价值，其中糖类是黑老虎果实的主要成分，果皮中所含的果胶性多糖具有进一步开发的潜力。将黑老虎果实分成果皮和果肉分别进行分析，对精细化、高值化利用黑老虎果实具有指导意义，本研究也可为黑老虎果实的进一步深入研究提供思路。