莲子的营养成分及其在食品工业中的加工研究进展

方嘉沁，韩舜羽，王凤娇，潘振辉，白卫东，刘晓艳

（1.广州酒家集团利口福食品有限公司，广东番禺 511442；2.仲恺农业工程学院，广东广州 510225）

0 引言

莲子是睡莲科莲属（Nelumbo nucifere Gaertn）植物的种子经剥壳去芯后的果实，为小坚果[1]。莲子营养丰富，已被首批列入我国卫生部公布的既是食品又是药品的物品名单中[2]。作为一种日常食物，新鲜莲子可生食，干莲可制作成各种菜肴、点心、零食等，如龙眼莲子羹、莲子银耳汤、莲蓉月饼等都是传统佳肴。作为一种重要的传统药物，早在汉朝的《神农本草经》中，莲子就被视为上品，因其具有镇静安神、补中益气、养心益肾的功效；此外，印度人也常将莲子磨成粉末，并且与多种食物混合制成药膳，对治疗失眠、咳嗽、口臭有一定作用。

在我国，莲子具有3 000多年的栽培历史，莲子的名称常与其产地或形状有关，主要有湘莲、宣莲、红莲、白莲、通心莲、壳莲等，而湘莲、宣莲和建莲，为全国三大名莲，在国内外享有盛誉。其中，福建建宁和江西广昌享有“中国建莲之乡”和“中国白莲之乡”的美誉[3]。

以莲子为主要材料加工成一种馅料为莲蓉，在加工时，会将莲子打成碎末，再加入食用油、糖及其他香料调制而成。据史籍记载莲蓉味甘、涩，性平，归脾、肾、心经，具有益肾壮阳、补脾健腹、养心安神的功能[4]。

1 莲子的成分及医疗保健价值

莲子含有蛋白质17.2%，脂肪2%，淀粉64.2%，灰分4%，还含有多种生物碱、金丝桃苷、芸香苷、天冬氨酸、维B、尼克酸、莲子碱等[5]。对中老年人，特别是脑力劳动者有很多好处。每100 g干莲子中含有87 mg钙，550 mg磷。莲子中的钾在维持肌肉兴奋性、心跳规律性和各种代谢中起重要作用，此外莲子中的其他保健成分还包括磷脂、生物碱和类黄酮等[6]。

1.1 莲子对糖尿病的饮食治疗作用

目前，对于越来越多的糖尿病患者来说，保持血糖稳定、避免产生大的波动是治疗的重点，合理选择血糖反应较低的食物则是糖尿病饮食疗法的关键。田建华等人[7]通过一系列试验证明，在食物中添加山药、莲子能显降低Ⅱ型糖尿病（NIDDM） 患者的血糖水平，因此在合理摄入人体必需热能营养素基础上，添加山药和莲子对于控制Ⅱ型糖尿病有一定的临床意义。吴晓梅等人[8]还发现了莲子对控制NIDDM病人血糖和胰岛素水平有显著影响，然而具体是莲子中哪种成分起作用，需要进一步的论证和试验。

1.2 莲子的抗氧化作用与抗衰老作用

随着年龄的增加，人体中自由基清除能力的下降，导致人体正常的代谢功能受到影响，这会导致出现各种疾病，因此在日常食物中找寻良好的自由基清除剂相当重要。

国内外长期研究莲子的抗氧化作用发现，莲子糖蛋白、莲子多酚、莲子有机提取物和水提取物均具有潜在的抗氧化活性，能起到自由基清除剂的作用。高居易等人[9]进行一系列试验研究表明，2种糖蛋白在体外都有清除自由基的作用。黄素英等人[10]探讨了莲子多酚对羟基自由基和超氧阴离子自由基的清除作用。结果表明，莲子多酚具有超氧阴离子自由基的清除能力。苗明三等人[11]观察莲子多糖对D-半乳糖所致衰老小鼠抗氧化作用的影响。结果发现，莲子多糖可以提高某些酶的活性，具有较好的抗衰老作用，表明莲子抗衰老的有效成分可能是莲子多糖类。

1.3 莲子对胃肠的调节作用

乳酸菌是一类存在于人体胃肠道的共生菌，莲子对胃肠调节作用的研究主要集中在促进益生菌增殖、抑制致病菌和抗束缚应激上。

郑宝东等人[12]的研究结果表明，莲子发酵乳对胃肠蠕动具有调节作用，可缓解便秘，促进肠道吸收；还可以通增强肠道免疫机能、保护胃肠黏膜屏障。

1.4 莲子的免疫调节功能与美白抗皱功能

研究显示，莲子中高含量的多糖是补益的重要指标，提示莲子多糖类成分可能是莲子滋补品的主要成分，具有很好的免疫刺激作用。

马忠杰等人[13]将不同比例莲子粉加入饲料中，喂养Wistar大鼠1个月后发现，莲子饲喂的大鼠胸腺皮质中T淋细胞数增高，提示了莲子粉具有增强免疫功能的作用。

1.5 莲子的抗炎抗病毒功能

目前，莲子抗炎功能主要集中在莲叶上，只有少数学者报道了莲子的抗炎作用。Liu C P等人[14]研究了莲子对组织炎症的治疗作用，并研究了6种中草药的乙醇提取物对人体外周血单核细胞的体外增殖效应。结果显示，莲子中分离的NN-B-4显著抑制了植物血凝素所激活PBMC的增殖。Guo Y C等人[15]研究了10种传统中草药的醇提取物对Ⅰ型单纯孢疹病毒（HSV-1） 增殖抑制效果后发现，NN-B-5可能是病毒增殖抑制的主要原因。

1.6 莲子的保肝护肝功能

近年来，药用植物中的天然活性成分逐渐取代了具有轻微副作用的化学物质，并已用于保肝脏的新产品的研究和开发，作为一种传统的药用植物，莲子可有效减少磷脂和游离胆固醇。Lacour B等人[16]研究了莲子在保肝护肝中起到的短期作用，以肥胖的白鼠和鹌鹑为研究对象，结果发现，甘油三酸酯和胆固醇的含量明显下降且趋于正常，还不产生副作用，比化学药品Alromid更安全。

2 莲子在食品加工及工业生产中的应用

莲子是我国传统药食两用的特色食品，不仅种植面积广，而且资源丰富。莲子不仅可加工成系列传统食品、药膳等多种形式的食品，还可广泛应用于医药、保健品等领域。随着生活水平的提高和对养生、保健日益重视，莲子越来越受消费者的青睐。通过对莲子功能学特性的深入研究，开发高档的莲子营养保健系列产品，具有较好的经济效益和社会效益。我国莲子资源丰富，莲子的营养价值和莲子的生理活性也逐渐受到人们认识与重视，这对于提升莲子产业价值、开发莲子功能新食品、拓宽深加工途径具有重要意义。可以预见，莲子精深加工产业将具有广阔的发展前景[17]。

2.1 莲子汁饮料

由于莲子的化学成分复杂，所以在莲子汁的生产过程中，常出现以下几个问题：①莲子外表皮色素溶出，导致莲子汁的颜色发生变化；②蛋白质参与美拉德反应，使莲子汁的味道和颜色发生变化；③莲子中的蛋白质通过加热变性，使得饮料出现沉淀。为了解决以上几个问题，技术人员从莲子汁的加工工艺入手，先将莲子浸泡2次，其目的是在于通过第1次浸泡脱去莲衣表皮色素，保证成品良好的色泽；在第2次浸泡液中，由于浸泡时间长，酶的活性恢复，溶解了较多的风味物质，也就体现出了产品的特色。然后在加工过程中加入了蔗糖脂肪酸醋，蔗糖脂肪酸醋有防止蛋白质受热变性沉淀的作用，但同时也具有消除碘试液对淀粉的显色反应的能力，为防止工艺操作上的失误，蔗糖脂肪酸一般在酶解完成后加入[18]。

莲子经过2次浸泡后，再进行破碎、粗磨、过滤、调配、灌装等工序生产出的莲子汁一般情况下色泽乳白，具有适宜甜度，带有独特的清香和爽口的回味，但味道相对简单，可以适当调整口感，使水解产物不仅具有莲子的香气，还有发酵的香味。而且通过二段法浸泡，酶解淀粉工艺，且在加工过程中充分考虑到食品添加剂对工艺过程的影响，合理有序地添加不仅保证了产品的色泽，而且保证了产品的风味和质地[19]。

莲子饮料不仅营养丰富、天然健康，而且符合饮料市场发展潮流和趋势，在饮料市场有很大的发展和应用前景。

2.2 莲蓉月饼

中秋月饼是我国传统糕点之一，有广、京、苏、潮、杭、宁等各式月饼。广式月饼纯正、清香、幼滑、皮薄、馅靓、包装精美。广式月饼有软口和硬口2个系列：莲蓉、豆蓉、枣蓉等属于软口，伍仁、金腿等属于硬口[20]。

莲蓉月饼作为广州家家户户都会食用的月饼，以纯正白莲蓉作为馅料为最佳，从外观和品质上看，皆为上品，颜色为白色，柔软适中，口感顺滑，组织细腻，莲味浓郁，食后使人回味无穷。

要制作纯正白莲蓉，首先要选取不超过1年的、且蛋白质含量要大于18%、淀粉含量要大于40%的湖南湘莲。其次要经过脱衣、磨浆、调配、铲蓉、冷却5个步骤才能制作成功。在初期铲蓉的过程中，大都采用单层铜锅铲制，但色泽却达不到预期纯白的标准，随着工艺的改进，将铲蓉所用的单层铜锅换成了不锈双层锅，色泽有明显改善，铲制过后的莲蓉色泽纯白，达到预期目的[21]。

只有原材料把好质量关，严格执行工艺流程，掌握生产过程的温度、时间，并确保及时装袋，纯正白莲蓉馅的色泽、组织、口味及保质期才能得到保证。

广式月饼的莲蓉馅是用产于湖南的湘莲制作的。市场上可供选择的湘莲有3种，即原粒带芯、原粒钻芯、精选开边。从莲子的香气来看，原粒带芯湘莲的香气比原粒钻芯的好；从工艺角度看，原粒带芯湘莲需增加去芯过程[22]。莲蓉的制作需要通过脱衣、磨浆、调配、铲蓉、冷却5个步骤才能完成，其中每一个步骤都有严格的操作方法，要全部按要求操作，才能成功制作合格的莲蓉。纯莲蓉馅月饼要求饼馅除糖、油脂外，其他原料100%使用莲子；莲蓉馅月饼则要求饼馅除糖、油脂外，其他原料中莲子不低于60%[23]。

2.3 膨化莲子粉

挤压膨化技术是20世纪发展最快、应用最广泛的食品加工技术之一，膨化产品中营养成分很容易被人体吸收，且具有独特的风味，深受人们的喜爱。以膨化莲子粉为主要原料，可制莲子奶粉、莲子糊、营养粉等多种具有保健功效的莲子产品。薛军[24]用DS32型双螺杆挤压膨化机挤压莲子，然后按一定比例与蔗糖、花生油混合制成的莲蓉，在色泽与口感方面比传统莲蓉更胜一筹。在全脂奶粉、酸奶、酸乳饮料或中性调味奶中加入膨化莲子粉可以提高乳制品中K，Se，Mg，Mn，Ca含量，降低Na含量，还能增稠，有利于降低血糖，延长抗饥饿时间，维持糖尿病人的血糖稳定。莲子奶粉不仅适合高血压病人、糖尿病人及广大中老年朋友的食用，也有利于早产婴儿生长发育。此外，膨化莲子粉还可加入到冰激凌等冷饮食品中，有利于人体消化吸收。

莲子粉被挤压膨化后，内部组织结构发生显著变化。淀粉颗粒的结构消失，内部结构在挤压前相对光滑，挤压后空隙表面增大；游离脂肪酸与淀粉形成淀粉脂肪复合物也大大减少，留下不到原始的30%；各氨基酸总量也有了不同程度的降低，总氨基酸含量降低了5.83%，各游离氨基酸有提高有降低，总游离氨基酸增加了2.24%；此外，蛋白质酶解率有了显著提高；总糖和淀粉含量基本不变，糊化度从11.9%增加到88.6%；直链淀粉、碘蓝值与还原糖也有一定程度的提高。淀粉的水解速度加快，溶解在反应液的淀粉也有明显增加。

2.4 莲子淀粉

淀粉在自然界中分布广泛，是高等植物中常见的组分，并且是碳水化合物贮藏的主要形式。淀粉还是一种可再生、可降解且无毒的天然资源。淀粉的分子结构是决定淀粉品质的内在因素，对淀粉分子结构的研究有助于了解淀粉的品质特性，为淀粉质食品的深加工研究提供基础数据。

经研究表明，莲子淀粉含有23.99%的直链淀粉、76.01%支链淀粉，透明度为23%，溶解度为1.6%，膨润力为7.57%。经过9次冻融循环后，淀粉的析水率达到47%，冻融稳定性差，不适合冷冻食品的生产。莲子淀粉糊的黏度受浓度、温度和糊化时间的影响，一般随淀粉乳浓度的增大而增大，随温度的升高和糊化时间的延长，先增加后减少。淀粉糊是假塑性流体，莲子淀粉糊的这种特性有利于其应用于饮料加工[25]。

淀粉作为重要的可再生工业原料，受到越来越多的关注。莲子是高淀粉含量的植物淀粉资源，具有潜在开发和利用价值。近年来，在莲子淀粉品质特性的研究方面，不断取得了一些新的成果和突破。综述这些研究进展，对莲子淀粉质食品的加工和淀粉的改性等具有重要作用。国内研究机构对莲子淀粉的基础性质进行了系统、全面、深入的研究，但这种淀粉尚未在食品加工应用等方面进行研究。随着淀粉研究手段的改进，为研究莲子淀粉性质的研究提供良好条件，使莲子资源的开发利用更加深入[26]。

3 结语

近年来，国内外学者在莲子的生物活性研究方面取得了一些进展，并确定了某些活性物质和作用机制，但是莲子活性成分仍有较大的研究空间和开发潜力，主要体现在以下几个方面：①传统中医对莲子的功能描述很多，但是现有科学研究只涉及到很少部分，之后可以拓宽莲子生物活性的研究领域及其应用范围，进一步证实一些缺少理论支持的药理功效。②莲子已被证实可以进行辅助治疗，诸如Ⅱ型糖尿病、肝损伤等，然而有助于促成上述治疗功效的莲子功能组分尚不清楚，并且许多受试者仅限于溶剂提取物，然而对其活性作用机制的研究尚不彻底，缺乏系统的研究。莲子生物活性成分的分离筛选、结构测定和作用机制仍是日后研究的重要内容和关键环节，也是研究中需要克服的难关。③莲子生物活性成分的分离和纯化尚不够全面，对于具有低含量和复杂结构的功能组件，应实施各种优化策略以协调分离方法。④虽然莲子自古就是医药保健品，且资源丰富、质地坚硬、不耐贮藏、不便于食用、加工单一。这极大地限制了莲子作用的充分发挥。在莲子的加工利用上给人们带来了极大的不便。虽然对莲子及其制品的需求量逐年增加，但产品品质良莠不齐，需要改进。原因是莲子中酚类物质自身的氧化、PPO酶促褐变降低了莲子产品的感官及营养品质，还存在由莲子的高淀粉特性引起的老化再生现象，其在加工和晚期储存中发生，从而导致产品品质劣变。此外，在不同成熟阶段对莲子产品品质特性的影响和应用还有待进一步研究[27]。