即食莲泥加工工艺的研究

胡晗，丘金辉，林少玲，缪松，曾绍校，

（1.福建农林大学食品科学学院，福建 福州 350002；2.福建省特种淀粉品质科学与加工技术重点实验室，福建 福州 350002；3.中爱国际合作食品物质学与结构设计研究中心，福建 福州 350002）

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[1]。莲子具有极高的营养价值，含有超氧化物歧化酶、水溶性多糖、类黄酮等多种生物活性物质，兼有药食两用的功效[2-4]。现代科学研究表明，莲子有调节血糖水平、调节人体胃肠功能、清除自由基、延缓衰老、增强人体免疫力、保肝护肝等保健功效[5-8]。

随着食品科技的发展，莲子加工新产品不断涌现，例如莲子罐头、莲子汁、莲子酒、扣莲产品[9-11]等。其中，扣莲是一种将新鲜莲子切除头部，并按一定形状摆在容器内，蒸熟后倒扣在餐盘中，淋上芡汁即可食用的莲子调理食品[12]，原为莲子产区的一道传统菜肴，现已进行工业化开发，其产品美观，方便食用。但为了美观而切除的莲子头目前尚未得到较好的开发利用，本研究主要利用生产扣莲剩余产物（莲子头）作为产品原料，通过适当加工将其制成即食莲泥产品，并应用纤维素酶对其进行酶解处理[13]，提高产品口感与质量。同时，通过优化即食莲泥产品工艺及配方，为莲子的深加工开辟了一条途径，提高莲子附加值，避免了资源浪费，对莲子产业的可持续发展具有深远意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜莲子头：产自福建建瓯，福建光祥莲子有限公司；色拉油、牛奶、白砂糖、银耳：市购；无水柠檬酸：潍坊英轩实业有限公司；纤维素酶（酶活力：20 000 U/g）：南宁庞博生物工程有限公司。

1.2 仪器与设备

NDJ-8S 型数字式黏度计：上海恒平科学仪器有限公司；AL104 型精密分析天平：赛多利斯科学仪器有限公司；200 g 密封型摇摆式粉碎机：广州市旭朗机械设备有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 莲子与莲子剩余产物主要成分对比

采用不同检测方法测定莲子及莲子剩余产物（莲子头）的主要成分含量。水分、灰分、蛋白质、脂肪、还原糖（以葡萄糖计）、淀粉、粗纤维含量分别采用GB5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》、GB 5009.4-2016《食品安全国家标准食品中灰分的测定》、GB 5009.5-2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》、GB 5009.6-2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》、GB 5009.7-2016《食品安全国家标准食品中还原糖的测定》、GB 5009.9-2016《食品安全国家标准食品中淀粉的测定》、GB/T 5009.10-2003《食品中粗纤维的测定》。

1.3.2 酶解处理单因素的确定

向莲泥中加入适量0.5 mol/L 的柠檬酸将其pH值调至4.5～5.0，再均匀的加入不同质量酶活性为20 000 U 的纤维素酶对莲泥进行酶解[14]，并采用数字式黏度计测定其黏度。

1.3.2.1 底物浓度的选择

称取300 g 莲泥至烧杯，加入蒸馏水调节不同底物浓度（35%、40%、45%、50%、55%、60%）。调节pH值至 4.5～5.0，并加入 18 000 U/g 的纤维素酶，在 55 ℃水浴锅中酶解3 h。

1.3.2.2 酶添加量的选择

称取300 g 莲泥至烧杯，加入蒸馏水调节底物浓度至50%。调节pH 值至4.5～5.0，并加入不同量的纤维素酶（0、6 000、12 000、18 000、24 000、30 000 U/g），在55 ℃水浴锅中酶解3 h。

1.3.2.3 酶解时间的选择

称取300 g 莲泥至烧杯，加入蒸馏水，调节底物浓度至50%。调节pH 值至4.5～5.0，并加入18 000 U/g的纤维素酶，探究在55 ℃水浴锅中酶解不同时间（0、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5 h）后的莲泥黏度。

1.3.3 即食莲泥制作工艺

1.3.3.1 原料预处理

对新鲜莲子头挑选，清洗，去芯，备用。接着，将干银耳置于植物粉碎机中进行初步粉碎，过60 目筛制得银耳粗粉，后将粗粉经气流超微粉碎机处理，得到银耳超微全粉。将5 g 银耳全粉均匀混合到60 mL 蒸馏水中，让其自然溶胀20 min[15]。

1.3.3.2 护色处理

加入0.5 mol/L 的柠檬酸对莲子头进行护色处理，以防止莲子的酶促褐变。

1.3.3.3 磨浆与胶体磨处理

将1 kg 莲子剩余产物与300 g 蒸馏水用磨浆机磨成莲泥，再经过15 μm 孔隙度的胶体磨处理，以提高莲泥产品的细腻度。

1.3.3.4 熟化

将莲泥放入不锈钢蒸锅熟化，温度为100 ℃，时间为40 min。

1.3.3.5 配料添加量单因素的确定

加入不同含量的配料。其中，配料的添加量为：牛奶10%～20%，色拉油5%～25%，白砂糖10%～25%，盐1%～6%，银耳全粉1%～3%。

1.3.4 即食莲泥感官评定方法

每组样品经过蒸煮、淋油等工序，自然冷却后进行感官评定，研究不同添加量的色拉油、牛奶、白砂糖、银耳粉对莲泥的感官品质产生的影响，进而优化配方。评价人员分为4 组，每组5 人，分别从口感、风味、外观与组织结构、色泽等4 个方面来判别，具体评分标准见表1[16]。

表1 即食莲泥感官特性评分标准Table 1 Sensory evaluation criteria of ready-to-eat lotus seed mud

1.4 工艺优化试验说明

1.4.1 酶解处理的正交试验设计

根据单因素试验结果，以莲泥黏度为指标，采用四因素三水平正交设计法研究底物浓度、酶用量、酶解时间等因素对莲泥品质的影响[14]。正交试验因素水平见表2。

表2 正交试验因素水平表Table 2 Orthogonal experimental factor level table

1.4.2 配料添加量的正交试验设计

根据单因素试验结果，以感官评价为指标，采用四因素三水平正交设计法研究色拉油、牛奶、白砂糖、银耳全粉等因素对莲泥口感和感官评价的影响[17-18]。正交试验因素水平见表3。

表3 正交试验因素水平表Table 3 Orthogonal experimental factor level table

2 结果与分析

2.1 莲子头与莲子尾主要成分对比

对不同部位鲜莲主要成分含量的分析见表4。

表4 不同部位鲜莲主要成分的含量Table 4 The content of main components of different parts in fresh lotus

由表4 中可知，莲子头的灰分含量显著低于莲子尾，而水分、脂肪和组纤维含量显著高于莲子尾。其中，莲子头中粗纤维含量是莲子尾的1.8 倍，含量差异极显著，过多的粗纤维使莲子剩余产物及其加工产品口感粗糙，影响质构和口感。故本试验利用纤维素酶水解莲子头中的粗纤维，以解决产品颗粒感及口感粗糙问题。

2.2 酶解处理对莲泥品质的影响

2.2.1 底物浓度的选择

不同底物浓度对莲泥黏度影响的结果见图1。

由图1 可知，当底物浓度小于50%时，莲泥的黏度低，但在将样品静置3 h 后，出现分层现象，并且发现底物浓度越低，分层越明显；当底物浓度大于50%时，莲泥的黏度迅速增大；当底物浓度为50%时，莲泥的黏度较低，样品不分层，稳定性较好。综上所述，最佳底物浓度为50%。

2.2.2 酶添加量的选择

不同纤维素酶添加量对莲泥黏度影响的结果见图2。

图1 底物浓度对莲泥黏度的影响Fig.1 Effect of substrate concentration on the viscosity of lotus seed mud

图2 酶添加量对莲泥黏度的影响Fig.2 Effect of enzyme addition on the viscosity of lotus seed mud

在确定了最适底物浓度的条件下，可确定不同的纤维素酶的添加量对于纤维素转化率效果不同。由图2可知，纤维素转化率与纤维素酶的添加量成正比。当纤维素酶添加量为18 000 U/g 时，纤维素转化率最高，此时莲泥的黏度最低为404.3 mPa·s。随着添加量的增加，莲泥的黏度虽然有降低，但变化率在逐渐减小。

2.2.3 酶解时间的选择

不同酶解时间对莲泥黏度影响的结果见图3。

由图3 可知，随着酶解时间的增加，纤维素转化率逐渐增大，莲泥的黏度在酶解时间为3 h 时达到最低，即205.9 mPa·s。超过3 h 后，样品的黏度基本稳定。因此，可确定最佳酶解时间为3 h。

2.2.4 酶解处理的正交试验设计

莲泥酶解正交试验设计及结果见表5，酶解处理的方差分析见表6。

图3 酶解时间对莲泥黏度的影响Fig.3 Effect of enzymatic hydrolysis time on the viscosity of lotus seed mud

表5 酶解处理正交试验设计及结果Table 5 Orthogonal experimental design and results of enzymatic hydrolysis treatment

表6 酶解处理的方差分析表Table 6 Variance analysis of enzymatic hydrolysis

4 个因素在3 水平下的最低平均值分别为292.8、286.5、263.9、33.3 mPa·s，这表明莲泥酶解试验的最佳试验参数为A1B1C2D1。从4 个因素的极差分析可知，各因素对莲泥的黏度影响次序依次为：酶解时间＞底物浓度＞酶浓度。由方差分析表（表6）可知，底物浓度和酶解时间对酶解处理结果的影响呈显著水平（P＜0.05），而酶浓度对酶解处理结果的影响不显著（P＞0.05）。由极差分析和方差分析可知，酶解时间对酶解处理结果的影响最大，其次是底物浓度[19]。因此，酶解处理的最佳工艺为：底物浓度45%，酶浓度为12 000 U/g，酶解时间为3 h。经验证，最佳酶工艺处理的莲泥黏度为203.9 mPa·s，酶解效果最佳。

2.3 即食莲泥配方优化

主要配料色拉油、牛奶、白砂糖、银耳全粉不同添加量对莲泥的感官评价的影响见表7～表10。

表7 色拉油添加量对莲泥感官评价的影响Table 7 Effect of salad oil addition on sensory evaluation of lotus seed mud

表8 牛奶添加量对莲泥感官评价的影响Table 8 Effect of milk addition on sensory evaluation of lotus seed mud

表9 白砂糖添加量对莲泥感官评价的影响Table 9 Effect of sugar addition on sensory evaluation of lotus seed mud

由表7～表10 可知，当色拉油、牛奶、白砂糖、银耳全粉添加量分别为12%、13%、18%、0.8%时，莲泥感官评价最高，产品品质与口感最佳。

表10 银耳全粉添加量对莲泥感官评价的影响Table 10 Effect of tremella powder addition on sensory evaluation of lotus seed mud

在单因素试验结果的基础上优化莲泥配方[20]，其正交试验设计及结果见表11，莲泥配方优化的方差分析表见表12。

表11 莲泥配方优化正交试验设计及结果Table 11 Orthogonal test design and results of lotus seed mud recipe optimization

表12 莲泥配方优化的方差分析表Table 12 Variance analysis of lotus seed mudformula optimization

4 个因素在3 个水平下的最高平均值分别为92.0、88.8、87.5、87.9 分，这表明莲泥的最佳配方为A2B3C3D1。从4 个因素的极差分析可知，各因素对莲泥品质影响次序依次为色拉油＞白砂糖＞银耳全粉＞牛奶。由表12 可知，色拉油和白砂糖全粉的添加量对莲泥产品感官评价的影响呈显著水平（P＜0.05），而牛奶和银耳全粉的添加量对莲泥产品感官评价的影响不显著（P＞0.05）。由极差分析和方差分析可知，色拉油对莲泥产品品质影响最大，其次是白砂糖添加量[18]。因此，莲泥的最佳配方为：色拉油12%，牛奶16%，白砂糖18%，银耳全粉0.8%。经验证试验，最佳配方下生产的莲泥感官评价最高可达95.5 分。

3 结果

本研究对整颗莲子及莲子头主要成分进行测定，分析纤维素酶和乳化剂对莲泥产品质量的影响，并优化了产品的工艺及配方。结果表明，莲子头中纤维素含量较高，可能是影响莲泥产品口感的原因之一；最优酶解工艺表明，当莲泥pH 值为4.5～5.0，底物浓度为45 %，酶添加量为12 000 U/g 时，在55 ℃下水解3 h 时，莲泥黏度最低，为 203.9 mPa·s，酶解效果最佳；对产品配方进行优化，通过感官评价试验与正交试验设计得出，添加色拉油12%、牛奶16%、白砂糖18%、银耳全粉0.8%时，即食莲泥口感和感官评价最佳，达95.5 分。