不同品種西瓜營養質量的差異及評價指標

何偉忠，韋凱麗，華震宇，孫 濤，陳 賀，王 成

(1.新疆農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所/農業農村部農產品質量安全風險評估實驗室/新疆農產品質量安全實驗室，烏魯木齊 830091；2.新疆農業大學食品科學與藥學學院，烏魯木齊 830052；3.新疆農業科學院科研管理處，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】隨著我國居民對均衡、營養膳食需求的不斷提高，營養性日漸成為增強農產品綜合市場競爭力的重要屬性。探討不同品種西瓜營養質量及其差異性，開展營養質量評價指標的研究與篩選，利于支撐不同品種西瓜營養特性的研究與評價，進而對推動區域西瓜品牌的研究構建產生積極作用。【前人研究進展】如應茵等[1]研究結果表明：馬鹿鹿肉是蛋白、鉀、鐵、鋅、VB1、VB2的良好來源[1]；Hongnan Sun等[2]的研究結果顯示：甘薯葉中蛋白、纖維、礦物元素、磷、鈣、鎂、鐵、錳和銅的營養質量較好。目前關于西瓜營養質量的研究報道還不多，現有相關研究多集中于番茄紅素、瓜氨酸含量以及糖分累積規律等的研究分析。張俊杰等[3]等報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。同類研究中，黃倩等[5]根據可溶性固形物、VC、可溶性糖、有機酸和可溶性蛋白5項營養成分含量，通過模糊數學隸屬函數法，評價了25種不同品種甜瓜的綜合營養品質；劉文君等[6]依據可溶性固形物、可溶性糖、還原糖、蛋白質、果膠和VC等9類營養成分含量，采用隸屬函數分析法，對4種不同品種甜瓜的品質進行了評比?！颈狙芯壳腥朦c】目前研究多是根據營養成分含量的高低，進行不同品種西瓜或甜瓜營養品質特點的研究評價；但不同營養成分NRV(營養素參考值)不同，造成即便某種營養成分含量高，也不能充分說明該成分的營養性更好。研究不同品種西瓜營養質量的差異及其評價指標?！緮M解決的關鍵問題】在明確不同產地灰棗和駿棗15種成分營養質量的基礎上[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，從營養質量的角度，研究不同品種西瓜營養特點及其差異性，采用主成分分析，篩選評價指標，為不同品種西瓜營養質量特性的研究評價提供支撐。

1 材料與方法

1.1 材 料

選用6種不同品種西瓜，新優2號采集自新疆農業科學院哈密瓜研究中心疏勒縣基地；甜王、和山、龍卷風、金星、綠寶5個品種由中國農業科學院鄭州果樹研究所提供。參照GB/T8855-2008進行樣品的采集，在成熟期，每個樣品采集3個整瓜，經清洗、勻漿后置于冰柜中冷凍備用。采集時間為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

參照國家標準方法進行樣品中16種成分的定量分析。定量方法分別為：水分，GB5009.3-2016；蛋白質，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]報道的方法計算得出，具體計算方法如下式所示。

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

上式中碳水化合物、灰分、水分、纖維、脂肪、蛋白質單位均為%。

1.2.2 營養質量

參照Hongnan Sun等[2]等報道的方法，依次計算受試成分的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GB 28050-2011提出。西瓜能9量按照蘇彥蘋等[10]報道的方法計算得出。蛋白質含量×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serialnumber成分componentNRV序號serialnumber成分componentNRV1碳水化合物carbohydrate300g9鎂magnesium300mg2蛋白質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 數據處理

通過Excel進行成分含量以及對應INQ范圍、平均值的匯總分析。將候選成分對應的INQ依次錄入SAS9.2，選用主成分分析，計算各主分量的特征根、貢獻率和各種成分的負荷量，篩選營養質量評價指標。

2 結果與分析

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、脂肪和鋅的營養質量品種間差別不大，處于需增強水平；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種成分的營養質量因品種的不同而處于供給不足或供給與需求相當的水平；第3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，品種間差別不大。

鐵、鈣、銅、纖維、磷和鎂為第4類，該類特點是：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、磷和鎂的營養質量因品種的不同而分別處于供給不足，供給與需求相當或良好來源的水平；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種成分營養質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養質量評價候選指標。表3

2.3 營養質量評價指標

將9種成分INQ錄入SAS9.2系統，進行主成分分析，第1～第3主分量的累積貢獻率達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主分量進行后續分析。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貢獻率

Table 4 The eigenvalues and cumulative of principal components

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

研究表明,第1～第3主分量9項指標的負荷量。第1主分量中，鎂的負荷量達-0.5371，絕對值顯著高于其他8項指標負荷量，鎂對第1主分量變異的影響相對較高，適合作為不同品種西瓜營養質量評價指標。

第2主分量中，9項指標負荷量較為接近，絕對值范圍在0.111 4～0.324 3，9項指標對第2主分量整體變異的貢獻程度接近。第3主分量中，VB1、錳、鐵的負荷量相對較高，分別達0.646 5、0.640 7和0.791 9，VB1、錳、鐵對第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養質量評價指標。鎂、VB1、錳、鐵4項指標適合作為不同品種西瓜營養質量評價指標。表5

表5 9種成分負荷量

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種營養成分的含量，分別是：蛋白質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，這與研究結果接近。目前關于西瓜中銅、鋅、鉀、鎂、錳、鈉、煙酸、脂肪含量的研究報道還不多。

我國西瓜種質資源豐富，2000年國家種質資源庫保存的西瓜甜瓜種質資源就約3 000份[12]。現行關于西瓜品質評價的研究報道還不多，同類研究中，如甜瓜品質評價方法，多是根據平均隸屬函數值進行受試品種綜合品質的評價排序[5, 6]，并不涉及評價指標。篩選出的4項營養質量評價指標，利于支撐種質資源營養質量差異性的評比。

運用主成分分析，進行農產品綜合品質及其評價指標篩選的研究也越來越多，涉及的農產品包括信陽毛尖茶葉[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因營養成分的不同而有所差異，僅通過研究對象受試指標中某種營養成分含量高，并不能充分說明該成分對人體的營養性更好。研究結果也說明了這一點，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，西瓜纖維對人體的營養性更佳。

4 結 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種成分營養質量因品種的不同而分別處于供給不足、供給與需求相當或良好來源水平，維生素B1、蛋白、纖維、錳、鐵、鈣、銅、磷、鎂可用于體現西瓜營養質量的品種間差異；維生素B1、鎂、錳、鐵的負荷量相對較高，這4項指標適合作為西瓜營養質量評價指標。