云南特色香蕉果實營養成分差異研究

只佳增，胡永亮，杜 浩，周勁松，趙麗娟，張建春，劉學敏，岳建偉

（1.云南省紅河熱帶農業科學研究所，云南 河口 661300；2.云南省德宏熱帶農業科學研究所，云南 瑞麗 678600）

【研究意義】香蕉（Musaspp.）為芭蕉科（Musaceae）芭蕉屬（Musa）大型草本植物，原產于亞洲東南部，是熱帶、亞熱帶地區的重要經濟和糧食作物，廣泛分布于全球的熱帶、亞熱帶地區［1］。與蘋果（Malus pumilaMill.）、葡萄(Vitis viniferaLinn.) 和柑橘（Citrus）被列為世界四大水果。香蕉種質資源豐富，種類品種繁多，根據植株的經濟性狀和形態特征，主栽品種分為貢蕉（MusaAA Pisang Mas）、粉蕉（MusaABB Pisang Awak）、大蕉（MusaABB）、龍牙蕉（MusaAAB Silk）和香牙蕉（MusaAAA Cavendish）5 大類［2］。目前我國栽培的品種以香牙蕉最多，其中云南省是我國香蕉原產地之一，也是全國的香蕉主產地之一，在北回歸線附近的紅河流域、怒江流域、瀾滄江流域的熱帶和亞熱帶地區，屬典型的山地地貌、生態環境優良的香蕉種植區，是世界上生產“山地香蕉”的典型環境［3-4］。【前人研究進展】香蕉果肉不僅氣味芬芳，甘甜爽口，肉軟滑膩，而且富含各種營養成分，不同品種、不同地區甚至不同階段的香蕉，其營養成分含量也存在差異。研究表明，在后熟過程中，不同香蕉品種的可溶性固形物、還原糖和總淀粉酶活性呈逐漸上升趨勢，可滴定酸和α-淀粉酶活性呈先上升后下降的趨勢，淀粉含量呈逐漸下降趨勢［5］。而同一品種種植于不同海拔高度會對香蕉生長和營養的積累存在一定程度影響，果實品質隨著海拔高度的增加呈現顯著提升趨勢［6］。有研究發現，香蕉在后熟過程中，蛋白質、脂肪、灰分、鉀含量基本保持不變，而其他營養成分隨著成熟度而改變［7］。【本研究切入點】云南生產的山地香蕉具有口感甜、風味好、營養成分高等特點［8］。營養品質已成為增強云南香蕉產品綜合市場競爭力的重要屬性。不同栽培措施對香蕉果實品質方面的影響研究已有報道，但對云南特色香蕉品種果實營養成分的研究還未見報道。【擬解決的關鍵問題】本研究對紅研二號、紅研五號、滇蕉一號3 個自主選育的香蕉新品種果實的蛋白質、總氮、水分、灰分、總糖、微量元素等含量進行測定，從營養品質的角度分析云南特色香蕉新品種果實的品質特點和差異性，為香蕉新品種的推廣應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于云南河口縣紅河熱帶農業科學研究所試驗田內，該地年平均溫度22.6 ℃，平均降水1 587.3 mm，日照1 605 h，土壤為紅河流域沖積的酸性黃色沙壤土，0～20 cm 土層的土壤pH 值在4.5～7.5 范圍，含有機質11.09 g/kg、全氮0.71 g/kg、速效磷28.60 mg/kg、速效鉀256.0 mg/kg［9］。

1.2 試驗材料

供試品種為紅研二號（H2）、紅研五號（H5）、滇蕉一號（D1），以巴西蕉（BX）為對照品種。供試的無病幼苗由云南省紅河熱帶農業科學研究所組培生產。幼苗于2019 年4 月移栽定植，按照常規株行距2.0 m×2.4 m 進行栽培，每667 m2定植約140 株，共定植約4 hm2。在定植前對試驗地施生石灰殺菌消毒，每株施有機肥6 kg 作為底肥，幼苗期施復合肥600 g、尿素180 g、硫酸鉀660 g，花芽分化期施復合肥400 g、尿素120 g、硫酸鉀440 g，在果實期施有機肥6 kg。定期松土培土，控制病蟲害。試驗設置3 次重復，每個重復均包含4 個品種，約2 000 株。

1.3 試驗方法

于2020 年1 月采收八成熟的香蕉果實，每個重復每個品種隨機選取5 株，每株取樣1 kg 作為試驗材料，經l 500 mg/L 乙烯利催熟處理后晾干，再分別裝在內襯塑料薄膜袋的紙箱內，于25（±1）℃、相對濕度90%條件下貯藏后熟，測定香蕉完全成熟時的營養、功能成分含量。其中蛋白質含量、氨基酸含量、礦物質元素含量、灰分含量、糖含量、有機酸含量、Vc 含量等指標的測定方法參照相關國家標準［10-15］。

試驗數據采用Excel2007 統計，用SPSS19.0對相關數據進行單因素方差分析（ANOVA），LSD法配合Duncan法進行差異顯著性檢驗，采用主成分分析、Topsis 綜合評價法評價香蕉果實的營養品質。

2 結果與分析

2.1 云南特色香蕉果實營養成分特征

云南特色香蕉與對照品種BX的果實營養成分含量如表1 所示，蛋白質含量為1.06%～1.33%，其中H2、H5 低于BX；總氮含量為0.17%～0.21%，以H2 最低，H5、D1 與BX 差異不顯著；水分含量為74.86%～77.16%，以H2 最高，H5、D1 低于BX；灰分為0.77%～0.86%，以D1 最低，其余差異不顯著。每100 g 果肉總糖含量為2.84～6.80 g，以H5 與BX 最高，H2 顯著低于其他品種；果糖為0.17～0.82 g，以H5 最高，H2、D1 顯著低于BX；葡萄糖為0.16～0.60 g，以H5 最高、H2 最低；蔗糖為0.69～1.10 g，以H5 最高、H2 最低；維生素C 為4.50～5.84 mg，以H2 最高、D1 最低，各主要營養成分的含量存在差異。參試品種果實含有的氨基酸種類豐富，均含16 種氨基酸，每100 g 果肉氨基酸總含量為559.75～789.35 mg，其中H2 還含有蛋氨酸，不同品種氨基酸的含量有一定差異。4 種香蕉果實礦質元素含量存在顯著差異性，其中H2 每100 g 果肉鈣含量12.87 mg，顯著高于其他品種；鉀含量均較高，每100 g 果肉鉀含量在403～439 mg 范圍內，品種間差異不顯著；H5 鐵含量最高；BX 錳含量是其他3 個品種的2 倍以上。4 種香蕉果實均含有酒石酸、蘋果酸、檸檬酸、富馬酸等少量有機酸。4 個品種果實營養成分指標存在差異性，因此后續進行主成分分析。

表1 不同品種香蕉果實營養成分指標比較Table 1 Comparison of nutritional components in fruits of different banana varieties

2.2 香蕉果實營養成分指標主成分分析

對4 個參試品種23 個果實營養成分指標（表2）進行主成分分析，計算各主成分的特征向量和貢獻率，共提取出3 個主成分，累計貢獻率達94.26%，且特征值均大于1，表明3 個主成分已經把4 種香蕉果實營養成分94.26%的信息反映出來，因此選取這3 個主成分作為4 種香蕉果實營養成分的綜合分析指標。由表2 可知，第1 主成分（PC1）的貢獻率達到57.18%，包括蛋白質（載荷量為0.99）、總氮（0.98）、總糖（0.97）、果糖（0.75）、蔗糖（0.84）、維生素C（-0.87）、氨基酸（-0.94）、鈣（-0.90）、磷（-0.81）、鎂（0.79）、鋅（0.94）、蘋果酸（0.98）、檸檬酸（0.94）13個指標的原始信息，其中蛋白質、總氮、總糖、蘋果酸的載荷值明顯大于其他指標，是該成分的主導因子。第2 主成分（PC2）的貢獻率為20.96%，包括灰分（0.85）、葡萄糖（0.69）、鈉（-0.87）、鐵（0.71）4 個指標的原始信息。第3 主成分（PC3）的貢獻率為16.12%，包括水分（0.70）、錳（0.70）、富馬酸（0.95）3 個指標的原始信息。

表2 不同品種香蕉果實營養成分指標的主成分分析Table 2 Principal component analysis of nutritional components in fruits of different banana varieties

2.3 香蕉果實營養品質綜合性評價

以香蕉各主要營養指標在PC1、PC2、PC3的特征向量和貢獻率的權重為系數，用蛋白質、總氮、水分、灰分、總糖、蔗糖、鈉、維生素C、蘋果酸、檸檬酸、富馬酸11 個指標的累積貢獻總得分來綜合評價香蕉果實營養品質，其中水分、灰分、有機酸（蘋果酸、檸檬酸、富馬酸）含量高會影響口感，作為負向指標，其余作為正向指標，果實營養品質排序為：H5 ＞BX ＞D1 ＞H2（表3）。

表3 香蕉果實營養品質綜合評價Table 3 Comprehensive evaluation results of nutritional quality of banana fruits

3 討論

果糖、葡萄糖、礦質元素等是果實品質的重要指標［16］。本研究從4 個香蕉品種果實的營養成分來看，成熟的香蕉果實營養富含蛋白質、果糖、葡萄糖和Vc，品種間營養成分存在一定差異，但各具特色。不同糖組分對甜度風味的貢獻有所不同［17］，果實積累的還原性糖絕大部分是果糖和葡萄糖，果糖、葡萄糖的甜度比值分別為1.75、0.75，因此積累相同含量的糖，果實中果糖含量越高，甜度越高［18-19］。紅研五號的總糖、果糖含量較高，甜度較甜；紅研二號的糖分含量顯著小于其他3 個品種，甜度低于其他幾個品種，但其Vc和鈣含量最高，其Vc 含量較高可能與其假莖含有豐富的花青苷有關［20］；水分含量最低的為紅研五號，說明其耐保存性較強。果實的氨基酸種類和含量都很豐富，均含有人體必需的6 種氨基酸，分別是賴氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸，其中紅研二號還含有人體必需的蛋氨酸；紅研二號、紅研五號、滇蕉一號、巴西蕉氨基酸總含量分別高達789.35、569.00、645.85、559.75 mg/100g；鉀含量在403～439 mg/100g 范圍，這與王春蘭等［21］、莊軍平等［22］報道的香蕉鉀含量347.75 mg/100g的結果相近，鐵含量在3.89～4.52 mg/kg 范圍，鈉含量在0.24～0.65 mg/100g范圍，屬于高鉀、高鐵、低鈉水果，香蕉的鉀含量是葡萄、獼猴桃、柿子的2～3 倍。不同營養元素對果實品質的影響不同，如鋅、氮、錳對果肉硬度影響最大［23］，巴西蕉果實的鋅、錳含量最高，其中錳的含量是其他品種的2 倍以上，其果實的硬度比其他品種大；果實色澤主要受鉀、鋅、磷的影響［23］，幾個品種果實色澤差異不大，這與果實中鉀、鋅、磷含量差異不顯著一致。在主成分分析中，第1 主成分Vc、氨基酸、鈣、磷，第2 主成分鈉的特征載荷值為負，說明這些指標對該成分的貢獻為負效應，對蛋白質、總氮、總糖等指標的增加呈負向調控作用。

4 結論

云南是世界香蕉起源地之一，在長期的生產過程中馴化出一批各具特色的地方品種，豐富了云南香蕉品種的多樣性。通過對云南特色香蕉品種果實營養特征分析表明，蛋白質、總氮、總糖、灰分、蘋果酸、富馬酸在主成分分析中載荷值較大，是香蕉果實營養成分差異的主導因子。綜合評價果實營養品質，結果表明，紅研五號＞巴西蕉＞滇蕉一號＞紅研二號。不同品種香蕉果實中有些營養成分的含量變異較大，但各具特色，均具有較好的推廣利用價值。本研究僅探討自主選育香蕉的營養成分差異，關于香蕉營養和基因的關系，香蕉營養與地域的關系還需要進一步研究闡明，從而為香蕉育種及推廣奠定基礎。