孫艷 鄭慧 黃莉 蔣益繁 劉雅蘭




蓮是一種在中國已經廣泛栽培7000多年的睡蓮科水生植物。蓮花植物部分,如花、種子、根、葉和莖或根莖,在食品和非食品應用方面具有巨大潛力。傳統醫學中,蓮葉、蓮花、蓮梗、蓮藕、蓮子、蓮心等都可作藥材用于各種疾病,并且通過現代科學予以證明,如抗氧化劑、抗肥胖、抗糖尿病、抗遺忘、抗炎癥、抗癌、抗增殖活性、抗血栓形成的治療等。蓮也是食品配料,蓮葉、蓮子被列為《既是食品又是藥品的物品名單》,屬于藥食同源的資源。現在許多人攝入過多的糖和脂肪,會導致肥胖和健康狀況不佳。加入蓮藕富含膳食纖維并含有植物化學物質的可食用部分,將很大程度減少健康問題,其獨特的生物活性成分,如酚類化合物、生物堿、黃酮類化合物和精油,已被證明可有效改善健康狀況。探究現階段研究的核心,找到相關研究中有關蓮的主要研究主題,可以為食品科技領域未來對蓮的研究和開發提供參考。
一、文獻來源與方法
分析蓮研究的現狀與未來發展趨勢,本文選擇以web of science SCI-EXPEND為數據來源平臺,以“lotus”為主題檢索詞,剔除名字相似卻不是蓮相關植物的日本百脈根、君遷子和棗蓮文獻,去除會議記錄、社論材料、新聞、數據庫評論、信函。搜索2005-2021年16年間發表蓮相關的文獻,檢索時間為2021年7月10日,選擇食品科學與技術領域,共檢索28個國家/地區的英文文獻405篇,其中論文377篇、綜述論文9篇、會議論文14篇、在線發表5篇。現有文獻綜述9篇,主要關于蓮某個部位或某種成分的總結,如不同蓮花品種黃酮類和酚類的含量,蓮葉的藥代動力學特性、蓮藕的抗氧化性、蓮子的淀粉結構與特性等,均缺乏對蓮作為整體的熱點與趨勢的全面了解。本文借助陳超美開發的Citespace文獻計量軟件,通過對關鍵詞進行聚類,分析研究熱點與研究趨勢,確定新興趨勢和根本變化以及轉折點的中心地位。
二、 研究熱點與研究前沿
(一)研究熱點分析
2005-2021年食品科學技術領域蓮研究的主題詞在時間上的演變趨勢如圖1所示,出現頻率最高的十個關鍵詞依次為抗氧化劑、蓮藕、理化性質、提取物、蓮子、質量、蓮葉、水果、類黃酮、可消化性。2010年之前,研究文獻僅54篇,主要是研究證明蓮藕、蓮子、蓮葉提取物的抗氧化活性及其強弱;2010-2016年,研究數量變化不大;2017年后,文獻數量激增,多酚、酚類化合物、保質期、多糖詞頻數穩步增加。
通過分析食品科學技術研究領域關鍵詞的突現性(表1), 發現關鍵詞2010年之前突現詞很少,僅有蓮葉。在此期間,年平均發文量僅9篇,研究著重關注蓮葉提取物中的黃酮類化合物和酚類化合物,以及與之相關的抗氧化性。2012年出現突現詞蔬菜,主要與其他蔬菜對比,分析蓮藕具有高抗氧化和抗增殖活性的功能性食品。2015年的突現詞為原花青素,重點分析蓮子莢原花青素在抗癌、抗氧化、保肝、抗炎癥、輻射防護劑等方面的作用。2017年開始,年平均發文量為40余篇,突現的關鍵詞迅猛增加,如存儲、多糖、抗性淀粉、回生、流變特性、消化率、蓮子淀粉。研究更為豐富,重點關注蓮子淀粉、蓮子抗性淀粉、蓮藕粉等淀粉復合物的結構、流變行為和體外消化率,證明其均可以用于膳食補充劑飲食的功能性添加劑。
(二)研究前沿分析
通過 CiteSpace 文獻共被引分析,Q值為0.8376;S值為0.6724。Q>0.3,網絡結構顯著;S>0.5,聚類結果合理。獲取食品科學技術領域蓮研究共被引聚類圖譜(圖2),分析表明研究前沿主要集中在11個方面,分別是#0蓮子殼、#1健康有益、#2 蓮子淀粉-單甘脂-V型復合物、#3種質等級、#4 高靜水壓力、#5超高壓、#6蓮子淀粉-茶多酚復合物、#7酶促褐變、#8鮮切蓮藕、#9化學成分、#10營養品質評價。如圖2與表2所示,#0蓮子殼包含62篇文獻,是規模最大的聚類。#1健康有益包含46篇文獻,中間年為2015年,不僅規模大,也是最新的聚類之一,表明未來食品科學技術領域蓮研究的趨勢和方向。
當今世界,消費者對食品的健康有益性日益關注。以往研究中,已經呈現了蓮花植物部分,如花、種子、根、葉或根莖在食品和非食品中的應用,及在改善營養和健康方面的潛力。其獨特的生物活性成分,如酚類化合物、生物堿、黃酮類化合物和精油,可有效改善健康。它含有大量的膳食纖維、淀粉、維生素和礦物質,有潛力作為食品工業的功能添加劑和成分,如面包業中的面粉。作為抗氧化劑,用于添加到嬰兒食品、擠壓產品、飲料等中。在制藥行業,蓮心堿是一種治療牙周炎的良好功能化合物,類似于甲硝唑類藥物,蓮子心多糖可對Ⅰ型糖尿病起保護作用。然而世界范圍內,對蓮的藥用與食用功能使用并不普遍,蓮的價值未得到充分體現,未來的研究應該著重在其營養和治療益處的工業加工和實際應用效果認證,使蓮在未來的增值中變得切實可行。
三、未來研究趨勢與結論
當前快節奏的生活方式帶來了不健康的消費模式,許多人攝入過多糖、脂肪、營養價值很少的食物,引起肥胖、心血管疾病、糖尿病等健康問題。實現食品營養健康的方法之一是探索傳統食物資源。2002年3月5日,衛生部公布了第一批87種藥食同源物品,蓮子、蓮葉都被列入其中,此外,蓮的花、根、莖、蓮子殼等部位在食品、制藥和相關行業也有巨大潛力。從研究熱點和研究前沿來看,健康有益是未來食品科學技術領域中蓮研究的重要趨勢和方向,要更好地發揮蓮在世界各國與地區的價值,未來的研究可以從以下3個方面著手:
(一)研究蓮的提取物的生物活性成分及其未來的藥用價值和健康益處
蓮的根莖、種子和葉子具有顯著的藥理作用,其生物活性成分的存在,如酚類化合物、黃酮類化合物、次生代謝物及其衍生物在根莖、葉子、果實和種子中的濃度各不相同,已有研究證明,其抗氧化活性、抗肥胖、抗糖尿病、抗炎癥、抗真菌、抗腹瀉、抗癌、抗增殖活性、抗神經變性、抗遺忘、抗血栓形成;肝臟保護活性、光保護活性,但與其他酚類化合物及其衍生物的潛在聯合作用和相互作用需要進一步探索。此外,酚類和黃酮類化合物與淀粉、礦物質和植物細胞壁的相互作用可能會影響生物利用度和可提取性,這也需要進一步研究。
(二)繼續研究蓮的提取、保鮮和存儲方法
現有研究基于熱、微波、高靜水壓力、超高壓和高壓加工的物理處理蓮的各部分,可采用高靜水壓力制備蓮子直鏈淀粉-脂肪酸復合物、直鏈淀粉-長鏈脂肪酸,以及長期回生后形成蓮子淀粉-單甘脂V型-復合物等。超高壓主要應用在淀粉處理中,其處理的淀粉與天然淀粉相比,反映出較低的凝沉趨勢。此外,還有關于蓮藕根莖的新鮮度保持與食品儲藏,如包裝材料、溫和加熱和有機酸處理以及使用光果甘草和黃芪、麻花提取物對鮮切蓮藕采后品質的影響,未來要根據蓮不同部位的生物活性化合物,進行化學處理、抗氧化劑和包裝干預來延長保質期。
(三)蓮藕和蓮子淀粉及其使用
淀粉是蓮的根莖和種子的主要成分,蓮食品的質量很大程度上取決于淀粉的功能特性。現有研究討論了蓮藕和種子淀粉的化學和物理結構、理化特性、與食品成分的相互作用、改性以及食品和非食品用途。但目前缺乏對蓮藕淀粉與普通淀粉應用的比較研究,以及如何開發具有更大市場前景的蓮與其他成分組合的產品與配方。蓮藕和蓮子淀粉在亞洲國家已被用作功能性成分或食品添加劑,但其在世界范圍內的應用并不普遍,因此,未來要針對各國家地區對健康食品的偏好、需求進一步進行研究,積極推廣蓮類食品。