不同產區干蓮子營養成分及加工特性分析

馬芝麗，馬亞潔，黃 文，*

(1.湖北中醫藥大學檢驗學院，湖北武漢430065;2.華中農業大學食品科學技術學院，湖北武漢430070)

蓮子(Nelumbo nucifera Gaertn.Seeds)，也稱蓮實、蓮米，為睡蓮科植物蓮的成熟種子，盛產于湖南、浙江、江西、福建等地，資源豐富。其中，又以湖南產“湘蓮”最為有名。蓮子作為一種藥食兩用資源，不僅含有豐富的碳水化合物、蛋白質、維生素等營養物質，還含有水溶性多糖、類黃酮和超氧化物歧化酶等多種功效成分［1］。研究發現蓮子中谷蛋白、球蛋白、清蛋白和醇溶蛋白的必需氨基酸組成均基本接近FAO/WHO的推薦值［2］。研究顯示，蓮子在治療糖尿病、慢性肝炎、慢性腎炎、預防老年性癡呆、心煩失眠、心火亢盛、高血壓等多方面均有應用［3］。

新鮮蓮子含水量高(56% ～85%)［4］、呼吸強度大，保鮮難度大，因此市場上主要流通的是干制或速凍狀態的蓮子［5］。潘林娜等［6］測定表明，建寧白蓮干蓮子含水分14.0%、粗蛋白16.20%、糖8.13%、淀粉55.77%、脂肪2.05%、灰分4.05%。中國食物成分表［7］記錄了一種干蓮子的營養成分，其中含水分9.5%、蛋白質 17.2%、脂肪 2.0%、碳水化合物67.2%、灰分4.1%、膳食纖維3.0%以及多種維生素、礦物質。經測定，每100 g干湘蓮中含蛋白質19.5 g，脂肪2.0 g，淀粉和棉籽糖67.2 g，并含有多種人體必需氨基酸［8］。

以蓮子為主要原料，可加工成發酵蓮子乳［9］、蓮子豆花［10］、蓮子蜜餞［11］、蓮子釀造酒［12］、低糖蓮子醬［13］、蓮子小米面條［14］等產品，然而這些產品多采用新鮮或速凍蓮子。也有一些研究者以干蓮子為研究對象進行加工工藝研究，于勝爽［15］對杭州建德干蓮子進行真空油炸實驗，優化出真空油炸蓮子的最佳工藝。以干牛蒡、干紅棗和干蓮子為原料，已研制出具有牛蒡和紅棗特有香氣、甜度適中的牛蒡紅棗蓮子營養保健飲料［16］。以現有文獻而言，對干蓮子進行產品開發的相關研究較少，且干蓮子的干制方式以及干蓮子中營養成分的研究引起了相關工作者的興趣。曾紹校等［17］研究了不同干燥工藝對蓮子品質的影響，結果表明，微波－熱風聯合干燥后的蓮子抗性淀粉含量較低，且其他品質均較優良，是一種較好的干燥方法。周鳴謙［18］研究了熱風干燥、真空微波干燥、真空冷凍干燥、熱風－真空微波干燥和熱風－氣流膨化干燥5種不同干燥方式對蓮子干燥產品物理性質、主要營養成分和微觀結構的影響，并得出熱風－氣流膨化干燥可以作為開發蓮子休閑食品的適合加工方式。劉星星［19－20］對不同貯藏時間的江西廣昌白蓮的蛋白質和可溶性糖的變化進行了研究，結果表明蛋白質結構、麥芽糖和蔗糖的比值及可溶性糖含量可作為蓮子陳化的指標。干蓮子或其磨皮粉中淀粉、蛋白質的提取、組成、特性等研究［21－23］也為干蓮子的加工應用奠定了理論基礎。有研究者以速凍保鮮蓮子為對象，對中國22個蓮子品種外觀品質和淀粉品質進行了研究，結果發現不同產地、同一產地不同品種蓮子的每百克粒數和單蓬生蓮率均存在較大差異［24］。但目前未見關于不同產地干蓮子的外觀品質、營養成分和加工特性的報道。

本試驗選取湖南、浙江、江西和越南4個地區5種商業種植的干蓮子作為實驗對象，從營養品質和加工特性的角度對5種干蓮子的水分、蛋白質、脂肪、可溶性糖和游離氨基酸的含量進行測定分析，同時采用質構儀和流變儀對5種干蓮子的部分加工特性進行了測定分析，為蓮子優良品種的篩選和產業發展提供依據，同時為干蓮子深加工和開發新型蓮子產品提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

干蓮子 產自湖南、江西、浙江和越南四個地區;硫酸銅、硫酸鉀、濃硫酸、硼酸、氫氧化鈉、葡萄糖、苯酚、乙醇、乙酸鈉、茚三酮等 分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

AL204型電子天平 梅特勒－托利多(上海)儀器有限公司;泰斯特FW100高速萬能粉碎機 天津泰斯特儀器有限公司;DK－S22電熱恒溫水浴鍋 上海精宏實驗設備有限公司;DHG－9140型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海精宏實驗設備有限公司;滬析Vortex－1漩渦混勻儀 上海滬析實業有限公司;722E型可見光分光光度計 上海精密科學儀器有限公司;AR2000EX動態流變儀 美國TA公司;TA.XT plus質構儀 英國SMS公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 縱橫徑比測定 分別取待測各產區干蓮子10粒，首尾相連排成一條直線，測量10粒蓮子的總長度，再算出單粒平均長度(mm)，即為縱徑(mm);同上待測各產區干蓮子10粒，縱向排列左右相連，測出10粒蓮子的總寬度(mm)，計算出單粒平均寬度(mm)，即為橫徑(mm)。將縱徑除以橫徑，即為縱橫徑比，取小數點后兩位。縱橫徑比在1～1.2定為圓形，1.2～1.4 定為橢圓形，1.4 以上定為長橢圓形［25］。1.2.2 營養成分測定

1.2.2.1 樣品處理 分別取不同產區干蓮子樣品200 g，用粉碎機粉碎，過80目篩后備用。

1.2.2.2 水分、蛋白質、脂肪和淀粉的測定 分別參照國標GB 5009.3－2010《食品中水分的測定》直接干燥法、GB 5009.5－2010《食品中蛋白質的測定》凱氏定氮法、GB/T 14772－2008《食品中脂肪的測定》索氏提取法、GB/T 5009.9－2008《食品中淀粉的測定》酸水解法測定。

1.2.2.3 可溶性糖、游離氨基酸含量的測定 參照《植物生理生化實驗原理和技術》［26］，采用苯酚法測定干蓮子中可溶性糖含量，采用茚三酮試劑顯色法測定干蓮子中游離氨基酸含量。1.2.3 蓮子蒸煮品質分析

1.2.3.1 不同產區干蓮子煮制之后的膨脹率測定 用石英砂排除法測定干蓮子的體積，然后將待測干蓮子于沸水中煮30 min，取出后冷卻，用石英砂排除法測定蓮子煮制之后的體積。

膨脹率(%)=(V2－V0)/(V1－V0)×100

式中:V1為石英砂和干蓮子的總體積，mL;V2為石英砂和煮制后蓮子的體積，mL;V0為石英砂的體積，mL。

1.2.3.2 不同產區干蓮子煮制之后的吸水率測定 一定質量的待測干蓮子于沸水中煮30 min，取出冷卻后再次測其質量。

吸水率(%)=M2/M1×100

式中:M1為煮制之前干蓮子的質量，g;M2為煮制之后蓮子的質量，g。

1.2.4 不同產區干蓮子煮制之后的質構特性測定 不同產區干蓮子沸水煮30 min之后，采用質構分析儀對蓮子的組織結構進行測定分析，獲取蓮子的硬度、彈性、咀嚼性、回復性等參數［27］。測試條件:TPA模式，測前速度:1.0 mm/s，測定速度:1.0 mm/s，測后速度:1.0 mm/s，壓縮比:60%，負載類型:5 g，探頭類型:P/36R。

1.2.5 不同產區干蓮子淀粉糊的流變特性測定 取不同產區的干蓮子粉樣品，石油醚脫脂后，加入0.4 g/100 mL NaOH溶液37℃下振蕩浸泡過夜。所得溶液過100目篩，離心(6000 r/min，5 min)，棄去上清液，用蒸餾水清洗3遍，40℃下烘干至質量恒定，即得蓮子淀粉［28］。

取待測的蓮子淀粉配制成6%的水溶液，攪拌均勻使之充分分散，在沸水浴中加熱糊化10 min，即為蓮子淀粉糊。使用流變儀測定蓮子淀粉糊的流變特性，相關參數如下:使用錐板模具(直徑:40 mm，錐度:29'58″)和流動模式，間隙設置為9 mm，溫度為25℃，測定不同剪切速率下蓮子淀粉糊粘度的變化情況。

1.3 數據處理

采用SPSS 19.0統計軟件對實驗數據進行分析，所有實驗重復2次。首先進行單因素方差分析，如果組間有顯著性差異(p＜0.05)，再進行Duncan多重檢驗比較。采用OriginPro 8.5進行作圖。

2 結果與分析

2.1 干蓮子的外觀品質分析

由表1可知，不同產區的5種干蓮子的橫徑與縱徑差異較大，湖南常德、越南兩地的干蓮子的橫徑和縱徑與江西、浙江兩地的橫、縱徑具有顯著性差異(p＜0.05)。按照干蓮子縱橫徑比判定標準，湖南湘潭的干蓮子為圓形蓮子，而其它4種干蓮子均為橢圓形蓮子。湖南兩個產區的干蓮子外觀具有較大的區別，可能是品種的差異所致。蓮子八寶粥和蓮子果脯是市場上非常成熟的產品，對其形狀并沒有明確的要求，但圓形的蓮子更能滿足消費者對外觀品質的需求，故從形狀而言，湖南湘潭的蓮子更適合作為蓮子八寶粥和蓮子果脯等體現完整形狀的產品加工。

表1 5種干蓮子的外觀品質Table 1 The appearance quality of 5 kinds of lotus seeds

2.2 干蓮子的基本營養成分分析

由表2可知，5種干蓮子的水分含量無顯著差異(p＞0.05)，在9.46%～11.51%之間;江西產區蛋白質含量顯著高于其它產區(p＜0.05)，為19.29%，其它產區的蛋白質含量為15.06%～16.25%。不同產區的干蓮子中的脂肪含量存在顯著性差異，其中江西產區脂肪含量顯著高于其它產區(p＜0.05)，為1.37%，其次為浙江地區，為0.88%，顯著高于湖南和越南兩地的蓮子(p＜0.05)，湖南湘潭與常德兩地的蓮子脂肪含量分別為0.68%和0.62%，二者差異不顯著(p＞0.05)，而越南地區蓮子的脂肪含量顯著低于其它各地(p＜0.05)。5種干蓮子的淀粉含量為30.65%～35.13%，各產區之間無顯著差異(p＞0.05)。可溶性糖含量最高的是湖南湘潭的干蓮子，為62.23 mg/g，含量最低的是江西產區的干蓮子，為30.55 mg/g，其中湖南湘潭蓮子可溶性糖含量顯著高于其他產區(p＜0.05)。浙江、越南產區干蓮子的游離氨基酸的含量顯著高于其它產區(p＜0.05)，湖南湘潭、常德和江西產區的干蓮子游離氨基酸含量為29.48～33.97 mg/100 g，三者存在顯著性差異(p＜0.05)。

表2 5種干蓮子的基本營養成分Table 2 The main nutritional components of 5 kinds of lotus seeds

綜上，五種蓮子的水分和淀粉含量差異不顯著(p＞0.05);江西產區的蓮子蛋白質含量顯著高于其它產區(p＜0.05);湖南湘潭與常德兩地的蓮子脂肪含量顯著低于其它各產區(p＜0.05)(越南除外);湖南湘潭產區的蓮子可溶性糖含量顯著高于其它產區(p＜0.05);浙江地區的蓮子游離氨基酸的含量顯著高于其它各地區(p＜0.05)。有研究表明，蛋白質和淀粉是蓮子的主要營養成分，且低脂肪含量和良好的氨基酸組成是其良好營養價值的體現［5］，本文的營養成分分析結果也表明，蓮子是一種理想的高營養低熱量食品原料。

2.3 不同地區干蓮子的蒸煮品質分析

由表3可知，越南地區的干蓮子蒸煮后膨脹率達到335.72%，顯著高于其它地區(p＜0.05)，湖南湘潭與常德兩產區蓮子的膨脹率分別為212.50%和226.37%，兩者之間無顯著性差異(p＞0.05)，但二者顯著低于越南產區(p＜0.05)，顯著高于江西和浙江產區(分別為145.63%和134.85%，p＜0.05)，江西與浙江兩產區的蓮子膨脹率之間無顯著性差異(p＞0.05)。脂肪含量最低的干蓮子來自越南產區，其膨脹率最高，而脂肪含量最高的干蓮子來自江西產區，其膨脹率處于較低水平。脂類化合物的存在會對淀粉的膨脹率造成影響，因其能夠結合直鏈分子，形成脂類包合物，從而限制淀粉的膨脹、溶解［29］。

表3 5種干蓮子的部分蒸煮品質Table 3 The cooking quality of 5 kinds of lotus seeds

八寶粥的制作需經過煮制這一過程，所以蒸煮品質對于蓮子用于制作八寶粥的加工就顯得尤為重要。干蓮子的膨脹率和吸水率對蓮子產品的感官品質影響較大，由經驗值所得，當膨脹率和吸水率在中等(約200%)時，形態和食味品質均較好，過大時蓮子形態臃腫，滋味偏淡，而過小時柔軟度不夠。江西和浙江產區的干蓮子吸水率和膨脹率偏低，越南產區的干蓮子吸水率和膨脹率偏高，所以蒸煮品質不適宜加工。相反地，湖南產區兩種干蓮子的膨脹率更接近200%，蒸煮品質均較為出眾，適宜進行蓮子八寶粥加工。

2.4 不同地區干蓮子蒸煮后的質構特性分析

由表4可知，湖南常德和越南兩產區的蓮子蒸煮后硬度無顯著性差異(p＞0.05)，分別為2970.80和3129.35 g，但二者均顯著高于浙江產區(p＜0.05)，浙江產區的蓮子硬度最低，為1266.37 g，其余各組之間均無顯著性差異(p＞0.05)。江西產區的蓮子蒸煮后彈性最大，為0.88，顯著高于湖南湘潭、湖南常德和越南3地(p＜0.05)，但與浙江產區的蓮子彈性無顯著性差異(p＞0.05)。湖南湘潭、湖南常德和越南三地的蓮子彈性分別為0.58、0.62和0.63，這三者之間無顯著性差異(p＞0.05)。內聚性反映食品內部結合力的大小，咀嚼度反映將固態食品咀嚼至吞咽狀態所需的能量［30］，在本項研究中，內聚性、膠粘性和咀嚼性呈現出一定的相關性，其中浙江產區的蓮子內聚性、膠粘性和咀嚼性均最大，且均顯著高于湖南湘潭、常德和越南三產區(p＜0.05)，江西產區僅次于浙江產區，江西產區蓮子蒸煮后內聚性和咀嚼性與浙江產區無顯著差異(p＞0.05)，而膠粘性顯著低于浙江產區(p＜0.05)。湖南湘潭、常德和越南三產區的蓮子內聚性、膠粘性和咀嚼性均無顯著性差異(p＞0.05)。5種干蓮子煮制后回復性與彈性的特性基本趨于一致，其中浙江產區的蓮子煮制后回復性最高，為0.31，但與江西和湖南湘潭產區的蓮子無顯著性差異(p＞0.05)，湖南常德產區的蓮子回復性最低，為0.16，但與湖南湘潭和越南產區并無顯著性差異(p＞0.05)。

表4 不同產區干蓮子蒸煮后的質構特性Table 4 The texture properties of 5 kinds of lotus seeds after cooking

硬度、粘度、彈性和咀嚼性等是評價食品食味品質的重要參考，更是決定食品整體質量品質的關鍵因素［31］。在有些研究中，糊化與形成凝膠兩過程的區分并不明確，然而在淀粉科學中，糊化一般是形成于淀粉加熱過程中，而凝膠是之后冷卻和儲藏過程所形成的體系［32］。上述不同產區干蓮子淀粉糊質構差異的一個很重要原因是由于自身品種和生長環境的不同，造成不同淀粉的獨特性，例如，不同類型的淀粉顆粒所含的直鏈淀粉和支鏈淀粉比例不同，分子排列的緊密程度也不同［28］，從而影響了其糊化特性、凝膠性。湖南湘潭產區的蓮子硬度小、咀嚼度小、膠粘性和彈性適中，適宜于加工成蓮子八寶粥和蓮子即食產品。

2.5 不同地區干蓮子淀粉糊的流變特性

由圖1可知，5種干蓮子淀粉糊的粘度都隨剪切速度的提高而下降，之后趨于平緩。剪切速率為80 s－1時，越南和江西產區的干蓮子煮制之后表觀粘度最大，其值大于1 Pa·s，當剪切速率大于400 s－1時，粘度平緩變化，最后穩定在0.2 Pa·s左右;湖南湘潭和浙江產區的干蓮子煮制之后粘度較小，隨著剪切速率的增大，也逐漸變小并趨于平緩;湖南常德產區的干蓮子煮制之后表觀粘度約為0.83 Pa·s，隨后的變化趨勢與上述一致。這種剪切稀化的現象表明蓮子淀粉糊屬于典型的假塑性流體［33］，這與張乾能、郭澤鑌等研究者的結論是吻合的［28，34］。

圖1 5種干蓮子淀粉糊的流變曲線Fig.1 The rheological characteristics of lotus seeds starch pastes in different regions after cooking

蓮子淀粉糊具有非常典型的非牛頓型假塑性流體和剪切變稀的流變特性。隨著剪切速率的增加，淀粉糊的粘度下降;不同產區的干蓮子對其淀粉糊粘度隨剪切速率遞增的變化影響較明顯。傳統的蓮蓉制備工藝有鏟蓉這一環節，經煮制、磨爛的蓮子泥中加入砂糖和花生油等配料混勻，再進行煮制濃縮，煮制時需不斷攪拌，防止粘鍋和焦糊，因此蓮子淀粉糊的粘度會對蓮蓉的加工過程產生影響，粘度過大時攪拌阻力會較大，加重設備負擔。另一方面，因其剪切變稀的流變特性，當剪切速率增大到一定程度時，這種影響會逐漸消失。因此這幾種蓮子均可用于蓮蓉的生產。值得一提的是，有研究者探討了蓮蓉加工的新工藝，優化出了使用干蓮子粉制備蓮蓉的配方［35］，這對于擴大蓮子的深加工，特別是以干蓮子為原料進行的深加工奠定了基礎。

3 結論

本文以湖南湘潭、湖南常德、江西、浙江、越南等不同產區5種干蓮子為原料，測定其外觀品質、營養品質和加工品質等相關指標，主要結論如下:

湖南湘潭產區的干蓮子形狀為圓形，其它4種干蓮子為橢圓形，且湖南湘潭產區的蓮子硬度小、咀嚼度小、膠粘性和彈性適中，適宜于加工成蓮子八寶粥和蓮子即食產品。不同產區5種干蓮子淀粉糊均為假塑性流體，湖南湘潭和浙江產區的干蓮子淀粉的粘度較低，適宜于蓮蓉產品加工。

綜上所述，湖南湘潭、湖南常德、江西、浙江、越南產區的5種干蓮子，在食用和產品加工上都具有開發利用的前景和優勢，尤其湖南湘潭產區的干蓮子，更具蓮子產品開發和加工利用價值。