不同成熟度蓮子鮮食品質評價

楊銀愛，韓延超，牛 犇，郜海燕，陳杭君

（浙江省農業科學院食品科學研究所，農業農村部果品產后處理重點實驗室，浙江省果蔬保鮮與加工技術研究重點實驗室，中國輕工業果蔬保鮮與加工重點實驗室，浙江 杭州 310021）

蓮子（）又稱藕實、水丹芝等，屬睡蓮科蓮屬多年生水生草本的種子，在中國已有幾千年的栽培歷史，主要分布在浙江、江西、湖南、湖北、福建等省區，其中江西廣昌和福建建寧有“中國白蓮之鄉”和“中國建蓮之鄉”之稱。蓮子不僅營養價值豐富，保健功能和藥用功效也很高，具有延緩衰老、抗菌消炎、提高免疫力、降血糖等功能，目前已被我國列入藥食同源名單。根據蓮子成熟度的不同，可將蓮子成熟期分為乳熟期（七分熟）、蠟熟期（八分熟）、完熟期（九分熟）和枯熟期（十分熟）4 個時期，采收時間分別為盛花期后13～16、18～22、24～26、29～31 d。目前新鮮蓮子的消費需求不斷增長，蓮子的成熟期不同，外觀品質、質構特性、營養品質不同，導致鮮食適宜性也不同，直接影響了鮮食蓮子的口感及市場銷售，因此有必要確定適合鮮食的蓮子成熟期。

關于不同成熟期蓮子的報道，多集中于理化品質的分析，而不同成熟期蓮子鮮食特性的研究尚較少。在確定不同成熟期蓮子鮮食特性方面，以往學者均以營養成分含量為依據確定適合鮮食的蓮子成熟期。許麗賓研究表明，低成熟度的蓮子直鏈淀粉含量和多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活力較低，適合鮮食或鮮蓮加工。林雄等研究表明，乳熟期‘太空蓮35號’水分含量高，適合鮮食；完熟期‘建選35號’具有較高淀粉和蛋白質含量，適合深加工；完熟期‘建選17號’礦物質含量最高，適合當帶殼蓮子調理食品的原料。選擇適合鮮食的蓮子成熟期，僅以營養成分含量為依據實驗過程復雜，單一通過感官評定又缺乏科學依據，采用不同成熟期蓮子營養成分和感官評定進行相關性研究，既能解決實驗和生產中存在的問題，又能簡化蓮子鮮食適宜性的確定過程。因此，對其進行鮮食品質評價具重大意義。

本實驗以‘西湖果蓮’為研究對象，測定不同成熟期蓮子的理化品質，探究蓮子理化品質隨成熟期的動態變化，并對蓮子理化品質和感官評分進行相關性分析及模型建立，旨在完善蓮子的鮮食特性研究，同時為確定蓮子適宜的采收及銷售時間提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

‘西湖果蓮’由杭州蓮誼農業開發有限公司提供。

3,5-二硝基水楊酸（純度＞98%） 生工生物工程（上海）股份有限公司；考馬斯亮藍G-250 上海麥克林生化科技有限公司；無水乙醇（分析純）、苯酚（純度＞99%）、濃硫酸（純度95%～98%） 上海凌峰化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

CHR OMA METER CR-400手持色差儀 日本柯尼卡-美能達公司；Biofuge starto冷凍離心機 美國Thermo公司；TA. XT Plus型質構儀 英國SMS公司；Cintral 20紫外-可見分光光度計 澳大利亞GBC公司；HB43-S水分測定儀、ME103E電子天平 瑞士梅特勒-托利多儀器有限公司；LB32T糖度計 廣州市速為電子科技有限公司。

1.3 方法

鮮蓮樣品于2021年7月12日帶蓬采收，每個成熟期約15 個蓮蓬，采收后約5 h送至實驗室，當天進行色澤、縱橫徑比、豐滿度、水分質量分數、可溶性固形物質量分數的測定。不同成熟期（乳熟期、蠟熟期、完熟期和枯熟期）的樣品分級參照文獻[9]，具體如圖1所示。

圖1 不同成熟期蓮蓬、帶殼蓮子與蓮子果肉Fig. 1 Lotus seedpods, in-shell lotus seeds and lotus seed pulp at different maturation stages

1.3.1 樣品前處理

采收當天挑選完整、無機械損傷的蓮子，經去殼、去芯后，用液氮充分研磨，所得蓮子果肉粉末置于-80 ℃冰箱，用于還原糖質量分數、淀粉質量分數、可溶性糖質量分數與可溶性蛋白含量的測定。

1.3.2 色澤的測定

參考文獻[12]的方法，采用手持色差儀測定蓮子的*（明亮度）、*（紅綠度）、*（黃藍度）值，其中果皮色澤測定選取去蓬后帶殼蓮子的表面，果肉表面色澤測定選取去殼后的蓮子果肉外表面，果肉內部色澤的測定選取蓮子果肉的縱切面。

1.3.3 縱橫徑比及形狀的測定

參考文獻[13]的方法，每個成熟期隨機選取10 顆鮮蓮子，測定其縱徑、橫徑，兩者的比值即為縱橫徑比。縱橫徑比1.0～1.2定為圓形，1.2～1.4定為橢圓形，大于等于1.4定為長橢圓形。

1.3.4 豐滿度的測定

參考文獻[14]的方法分別測定帶殼蓮子和去殼蓮子的質量，按式（1）計算豐滿度。

1.3.5 硬度、脆度、黏度和咀嚼性的測定

參考文獻[15-17]采用質構儀測定去殼后蓮子的質構特性（硬度、脆度、黏度和咀嚼性）。測試條件：質構儀質地多面分析模式；測前速率1.00 mm/s；測定速率2.00 mm/s；測后速率10.00 mm/s；壓縮比50.0%；負載類型10.0 g；探頭類型P/2。

1.3.6 可溶性固形物質量分數和水分質量分數的測定

挑選完整、無機械損傷的蓮子，經去殼、去芯后備用。參考文獻[18]采用LB32T糖度計測定蓮子的可溶性固形物質量分數。參考文獻[19]將蓮子切成邊長約0.5 cm的正方體顆粒，采用水分測定儀測定蓮子的水分質量分數。

1.3.7 還原糖質量分數的測定

采用3,5-二硝基水楊酸比色法。準確稱取0.1 g蓮子果肉粉末于離心管中，加入少量蒸餾水，80 ℃水浴30 min，離心，將濾液轉移至10 mL容量瓶，定容。取2 mL提取液于25 mL刻度試管，向其中加入1.5 mL 3,5-二硝基水楊酸，測定540 nm波長處吸光度，通過標準曲線方程計算蓮子還原糖質量濃度（以葡萄糖計）。采用1 g/L葡萄糖溶液配制標準溶液，參考上述步驟，以等體積0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 g/L葡萄糖溶液替代提取液，測定540 nm波長處吸光度，擬合后得到還原糖標準曲線方程。按式（2）計算還原糖質量分數。

式中：為根據標準曲線計算的還原糖質量濃度/（g/L）；為樣品提取液定容后的總體積/mL；為樣品質量/g。

1.3.8 淀粉質量分數的測定

淀粉質量分數的測定采用酸水解法。準確稱取3.0 g蓮子果肉粉末，用20 mL 80%（體積分數）乙醇溶液靜置提取30 min，過濾后再次按上述步驟重復提取，過濾后收集濾渣。濾渣中加入少量熱蒸餾水煮沸糊化15 min，然后依次加入2 mL 9.2 mol/L和4.6 mol/L高氯酸溶液反應15 min，過濾，合并濾液至100 mL容量瓶。用蒸餾水洗滌殘渣，洗滌液合并轉移至100 mL容量瓶，定容后參照1.3.7節方法，取2 mL樣液用3,5-二硝基水楊酸法測定葡萄糖質量濃度。按式（3）計算淀粉質量分數。

式中：為根據標準曲線計算的葡萄糖質量濃度/（g/L）；為樣品提取液定容后總體積/mL；為樣品質量/g；0.9為由葡萄糖換算為淀粉的系數。

1.3.9 可溶性蛋白含量的測定

可溶性蛋白含量的測定采用考馬斯亮藍法。準確稱取2.0 g蓮子果肉粉末于10 mL離心管，加入5 mL蒸餾水混勻，4 000 r/min離心20 min后，收集上清液并取1.5 mL上清液加入25 mL試管中，然后加入7.5 mL考馬斯亮藍G-250溶液（質量濃度為0.1 mg/L），混勻后靜置2 min，測定595 nm波長處吸光度，通過標準曲線方程計算蓮子可溶性蛋白質量濃度。采用100 μg/mL標準牛血清白蛋白溶液配制標準溶液，參考上述步驟，以等體積0、20、40、60、80、100 μg/mL蛋白質溶液替代上清液，測定595 nm波長處吸光度，擬合后得到可溶性蛋白標準曲線方程。按式（4）計算可溶性蛋白含量。

式中：為根據標準曲線計算的蛋白質量濃度/（μg/mL）；為樣品提取液總體積/mL；為樣品質量/g。

1.3.10 可溶性糖質量分數的測定

可溶性糖質量分數的測定采用苯酚-硫酸法。準確稱取1.0 g蓮子果肉粉末，加5 mL蒸餾水煮沸提取30 min，4 000 r/min離心20 min后收集上清液于10 mL刻度試管，按上述操作重復提取1 次，合并上清液，蒸餾水定容至10 mL。將提取液稀釋30 倍后取0.5 mL加入試管中，再加入1.5 mL蒸餾水、1.0 mL 90 g/L苯酚溶液，搖勻，5～20 s內加入5 mL濃硫酸，搖勻后靜置30 min，測定485 nm波長處吸光度。通過標準曲線方程計算蓮子可溶性糖質量濃度（以蔗糖計）。采用100 μg/mL蔗糖溶液配制標準液，參考上述步驟，以等體積0、10、20、30、40、50 μg/mL蔗糖溶液替代稀釋后的提取液，測定485 nm波長處吸光度，擬合后得到可溶性糖標準曲線方程。按式（5）計算可溶性糖質量分數。

式中：為根據標準曲線計算的可溶性糖質量濃度/（μg/mL）；為樣品提取液總體積/mL；為樣品提取液稀釋倍數；為樣品質量/g。

1.3.11 感官評定方法

采用九點享樂性量表。挑選不同成熟期蓮子，去殼，采用任意組合的3 位數編號，分裝于一次性紙碟中。挑選16 位感官評價員（8 位男性，8 位女性），對蓮子的外觀、顏色、滋味和整體接受度這4 個感官屬性進行評分。每個屬性按9 分制評分：9 分＝極其喜歡；8 分＝非常喜歡；7 分＝喜歡；6 分＝略喜歡；5 分＝既不喜歡也非不喜歡；4 分＝略微不喜歡；3 分＝一般不喜歡；2 分＝不喜歡；1分＝極度不喜歡。各感官評價員獨立評定，每評定1 個樣品，用清水漱口，間隔6 min后再品評下一個樣品，每個樣品重復3 次，最后收集評分結果進行統計分析。

1.4 數據統計與分析

上述實驗所得數據除特殊說明外，均重復3 次，結果以平均值±標準差表示。采用Excel軟件進行數據處理，采用Origin 9軟件和GraphPad Prism 8.0軟件作圖。采用SPSS Statistics 19軟件進行單因素方差分析、主成分分析及Pearson相關性分析，采用Duncan檢驗進行顯著性分析，＜0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 不同成熟度蓮子的外觀品質

食品的外觀品質指標是對食品進行直觀性評價的決定性因素，包括色澤、形狀、縱橫徑比、豐滿度等。目前對于上述指標評判大都基于主觀評價，相關評價用語和定義存在高主觀性、低準確性的問題。本研究通過相關指標定量表征蓮子的外觀品質。

如表1所示，果肉表面和果皮*值分別為83.52～93.27和27.38～69.76，同一成熟期果肉表面亮度大于果皮，可能是受蓮殼和蓮子果肉中微量元素含量差異的影響，研究表明蓮殼和蓮子果肉中鉀、鎂、鈣等微量元素含量不同。枯熟期果皮*值為27.38，顯著低于其余3 個成熟期（＜0.05），可能是因為枯熟期外殼已褐變。完熟期果肉內部*值最大，為92.48，可能是因為完熟期淀粉質量分數和水分質量分數較高。隨成熟度增加，不同部位的*值增加，這可能與果皮和果肉中葉綠素的降解相關。周開兵等研究表明，果實在發育過程中，果皮的葉綠素含量呈下降趨勢。果皮的*值隨成熟度增加而下降，乳熟期果皮和果肉內部*值顯著高于其余3 個成熟期（＜0.05），分別為50.08和34.62。一般果實從不成熟到成熟階段，由于葉綠素被破壞，葉黃素或紅色素顯現，果皮和果肉黃色度增加，而蓮子中黃色度變化趨勢相反，可能是存在其他營養成分的影響。蓮子豐滿度隨成熟度增加而增加，為57.98%～68.84%。不同成熟期蓮子縱徑和橫徑差異顯著（＜0.05），隨成熟度增加，蓮子縱徑和橫徑均呈現先增加后減少，可能是由于從乳熟期到完熟期，營養物質不斷積累，導致細胞增大，而在枯熟期，蓮子休眠且水分質量分數驟降，導致細胞萎縮。Sun Heng等表明蓮子成熟期可分為4 個發育階段，每個階段都伴隨著蓮子大小和顏色變化，其中授粉后10～25 d，即蓮子的乳熟期、蠟熟期、完熟期是物質積累階段，而枯熟期蓮子則處于休眠階段。不同成熟期蓮子縱橫徑比為1.34～1.62。根據1.3.2節判斷標準，乳熟期和蠟熟期蓮子形狀為長橢圓形，完熟期和枯熟期蓮子形狀為橢圓形，與許麗賓研究結果一致。

表1 不同成熟期蓮子外觀品質Table 1 Appearance quality of lotus seeds at different maturation stages

2.2 不同成熟期蓮子的質構特性

質構特性的測定一般采用質構儀對樣品的物性特點進行定量描述，從而客觀評價某些感官屬性。沈穎越等研究表明多面分析模式可取代并量化傳統方法，用于測定香菇不同部位的硬度、黏附性、內聚性、彈性、膠黏度和咀嚼性。杜昕美等研究表明穿刺法和多面分析模式均適用于蘋果質構的測定。本研究采用多面分析模式測定蓮子質構特性（硬度、脆度、黏度、咀嚼性等）。

如表2所示，蓮子硬度為5.45～14.04 N，隨成熟度增加而增加，可能受淀粉質量分數和可溶性蛋白含量的影響，這與Sun Heng等研究表明淀粉質量分數和蛋白含量增加導致蓮子采后貯藏過程中硬度增加的結果相一致。本實驗以果肉的延展性為依據將脆度定義為探頭刺破蓮子果肉下壓的距離，隨成熟度增加，脆度先增大后減小，蠟熟期脆度最大，表現為下壓距離為最小值1.19 mm；枯熟期脆度最小，表現為下壓距離為最大值4.63 mm。咀嚼性能反映蓮子果肉被咀嚼的抵抗能力，完熟期的咀嚼性顯著大于其余3 個成熟期（＜0.05），為2 318.19 g·s。黏度由大到小依次為完熟期、乳熟期、枯熟期、蠟熟期，可能受果膠質量分數及水分質量分數、可溶性固形物質量分數、可溶性糖質量分數等營養品質的綜合影響。

表2 不同成熟期蓮子質構特性Table 2 Texture characteristics of lotus seeds at different maturation stages

2.3 不同成熟期蓮子的營養品質

營養品質是影響食品加工特性的重要因素，包括水分質量分數、可溶性固形物質量分數、淀粉質量分數、可溶性糖質量分數、直鏈淀粉質量分數等，不同成熟期果蔬的營養品質存在差異。

由圖2可知，蓮子水分質量分數隨成熟度增加而降低，其中乳熟期和蠟熟期水分質量分數大于80%，高于‘建選17號’‘建選35號’‘太空蓮35號’‘京廣1號’4 種蓮子的水分質量分數。隨成熟度增加，可溶性糖質量分數先減少后增加，其中完熟期可溶性糖質量分數顯著低于乳熟期和蠟熟期（＜0.05）。可溶性固形物主要指可溶性糖類，包括單糖、雙糖、多糖等，乳熟期、蠟熟期、完熟期的可溶性固形物質量分數大致相同，為10%左右；枯熟期可溶性固形物質量分數較高，超過30%，這可能是因為枯熟期水分質量分數最低而可溶性糖、還原糖與可溶性蛋白的水平最高。蠟熟期的可溶性固形物（包括可溶性糖、可溶性蛋白、有機酸、微量元素等）質量分數低于完熟期，而可溶性糖質量分數高于完熟期，可能是因為蠟熟期的可溶性蛋白、微量元素含量低于完熟期。淀粉質量分數小于15%，隨成熟度增加而增加，其中乳熟期和蠟熟期淀粉質量分數相近，枯熟期淀粉質量分數最高，但低于‘建選17號’‘建選35號’‘太空蓮35號’‘京廣1號’4 種鮮蓮的淀粉質量分數。果蔬中的還原糖主要為葡萄糖、果糖、麥芽糖，隨成熟度增加，蓮子還原糖質量分數顯著增加（＜0.05）。可溶性蛋白含量隨蓮子成熟度的增加而升高，與楊炳昆研究結果一致。

圖2 不同成熟期蓮子的水分質量分數（A）、可溶性糖質量分數（B）、可溶性固形物質量分數（C）、淀粉質量分數（D）、還原糖質量分數（E）和可溶性蛋白含量（F）Fig. 2 Contents of water (A), soluble sugar (B), soluble solids (C),starch (D), reducing sugar (E) and soluble protein (F) in lotus seeds at different maturation stages

2.4 不同成熟期蓮子的感官評定結果

感官評價是一種科學方法，其通過視覺、嗅覺、觸覺、味覺和聽覺來測量、分析和解釋產品品質。九點享樂性量表能夠反映人們對食品外觀、顏色、滋味和整體接受度的嗜好程度。

如表3所示，乳熟期和蠟熟期4 個屬性的嗜好性評分均高于6 分，表明人們對低成熟期蓮子的外觀、顏色、滋味均較喜歡，整體接受度也較高。其中，蠟熟期外觀、顏色最受歡迎，整體接受度最高；乳熟期滋味的滿意度最高。完熟期滋味和整體接受度評分均低于4 分，枯熟期不同屬性的感官評分均低于3 分，可見高成熟期蓮子不適合鮮食。

表3 不同成熟期蓮子的感官評分Table 3 Sensory scores of lotus seeds at different maturation stages

2.5 不同成熟期蓮子營養品質的主成分分析結果

主成分分析通過降維將多指標轉化為少數綜合性指標，這些綜合性指標能夠保留原有指標的大部分信息，且彼此間不相關，該方法比單一評價更快捷、準確，同時可避免性狀間的相關性對評價結果的影響。

采用SPSS Statistics 19軟件對水分質量分數（）、可溶性固形物質量分數（）、淀粉質量分數（）、可溶性糖質量分數（）、還原糖質量分數（）、可溶性蛋白含量（）進行主成分分析，結果見圖3，第一主成分和第二主成分的貢獻率分別為76.512%和22.968%，累計貢獻率99.480%，表明兩個主成分能代表樣品的主要信息特征。其中，第一主成分中貢獻率最大的是還原糖質量分數，第二主成分中貢獻率最大的是可溶性糖質量分數。

圖3 不同成熟期蓮子營養品質載荷圖Fig. 3 Loading plot for nutritional quality of lotus seeds at different maturation stages

對各營養品質原始數據進行標準化處理，根據標準化后的各指標與因子載荷矩陣計算主成分1、2的得分，分別如式（6）、（7）所示。

以2 個主成分對應的方差相對貢獻率為權重，將不同成熟期主成分得分和相應的權重進行線性加權求和，計算各成熟期的綜合得分并排序，結果見表4。枯熟期蓮子營養品質的綜合得分最高，其次為完熟期、乳熟期、蠟熟期，說明成熟期越高，蓮子的營養品質越優，可見高成熟期蓮子營養綜合品質更好。

表4 不同成熟期蓮子營養品質綜合得分及排名Table 4 Comprehensive scores and ranking of nutritional quality of lotus seeds at different maturation stages

2.6 不同成熟期蓮子理化品質與感官品質的相關性

運用SPSS Statistics 19軟件對不同成熟期蓮子理化品質指標和感官評分進行相關性分析。如表5所示，外觀評分與豐滿度、縱徑、橫徑、縱橫徑比無顯著相關關系，說明人們對蓮子外觀的喜愛程度不受形狀和豐滿度的影響。顏色評分與果皮*值、果皮*值、果肉表面*值呈顯著正相關，與果皮*值呈顯著負相關（＜0.05），表明果皮和果肉偏亮、果皮黃綠的蓮子更受歡迎。滋味評分與水分質量分數呈顯著正相關，與硬度、還原糖質量分數、可溶性蛋白含量呈顯著負相關（＜0.05），說明人們更喜歡水分質量分數高、硬度和還原糖、可溶性蛋白水平低的蓮子。整體接受度與水分質量分數呈顯著正相關，與果肉內部*值、硬度、還原糖質量分數呈顯著負相關（＜0.05），可見水含量充足、果肉內部紅色度低、硬度和還原糖質量分數低的蓮子整體接受度更佳。因此，以提高4 個屬性評分為指向，可將適合鮮食的蓮子特性初步定義為：果皮黃綠有光澤、水分質量分數高、還原糖質量分數和可溶性蛋白含量低、硬度低。

表5 不同成熟期蓮子理化品質與感官評定相關性分析Table 5 Correlation analysis between physicochemical and sensory quality of lotus seeds at different maturation stages

2.7 預測模型的建立及顯著性分析結果

方差分析結果見表6，值小于0.05，模型回歸顯著，決定系數＝0.974，此方程擬合度較高，可作為蓮子整體接受度和硬度之間的定量方程。該模型方程用單一理化品質指標實現對整體接受度的定量，從而簡化確定鮮食適宜性的過程，進一步完善了對蓮子鮮食特性的研究。

表6 整體接受度評分預測模型的方差分析結果Table 6 Analysis of variance of prediction model for overall acceptance score

3 結 論