莲子去皮方法及其产品开发研究进展

2019-01-06 23:07王锦霞甘婷婷韩立敏
农产品加工 2019年14期
关键词:生物酶种皮去皮

王锦霞,甘婷婷,张 妙,李 玉,韩立敏

(陕西学前师范学院生命科学与食品工程学院,陕西西安 710062)

0 引言

莲子,又称水芝丹、莲实、莲蓬子,为睡莲科植物莲(Nillumbik nucifera Gaertn.)的成熟种子,呈椭圆形或卵圆形,大小因品种而不同,果皮革质坚硬,成熟时果皮呈棕褐色或灰褐色,种皮薄,不易剥离,初期为白色,成熟后转为红色;子叶2片,黄白色,肥厚,中有空隙,具绿色莲子芯[1]。

莲子分布于我国南北各省,其中以湖南省湘潭县产的湘莲、湖北省孝感市产的汈汊湖莲子、福建建宁县产的建莲,以及江西广昌产的赣莲最为著名。莲子是药食同源的绿色天然食品,一方面莲子营养价值高,含有丰富的蛋白质、脂肪和碳水化合物,其中的钙、磷和钾含量也非常丰富[2]。钙除了可以构成骨骼和牙齿的成分外,还有促进凝血、维持神经传导性、镇静神经、维持肌肉的伸缩性和心跳的节律等作用。丰富的磷还是细胞核蛋白的主要组成部分,帮助机体进行蛋白质、脂肪、糖类代谢,并维持酸碱平衡,对精子的形成也有重要作用。另一方面,莲子具有重要的药用价值,是公认的老少皆宜的滋补佳品,具有补脾止泻、止带、益肾涩精、养心安神之功效。

1 去皮方法

1.1 传统手工去皮法

传统手工去皮法在1年的6—8月份,将成熟的莲蓬摘下,利用弧形刀片逐一对莲壳割开一圈,用手将割后的莲子壳仁分离,再将剥完壳的莲子浸入水中,然后用手逐一轻轻揉搓,除去包裹着莲肉的种皮[3]。此方法最为原始,很大程度上受制于季节、劳动力等因素的影响,而且生产效率极其低下。因此,在目前的市场大规模化生产中已被淘汰,仅被小规模应用于莲农或家庭自制去皮莲子。

1.2 机械去皮法

在每年的7—10月份,将熟透的莲蓬摘下,取出果实,晾晒至完全干燥,标准为果壳呈现棕褐色或灰褐色,果实进行摇晃时有清脆的声响,然后将果实放入机器去壳,得带种皮莲子。目前,莲子机械去种皮法有:赖明全[4]研制莲子脱衣机装置及脱衣机;谭小年[5]研制挤振式莲子脱壳机,将带种皮莲子放入砂轮磨皮机器中,设定时间后对带种皮莲子进行滚动摩擦去种皮;王旺平等人[6]研制的新鲜莲子剥皮去衣机;刘木华等人[7]研制的滚搓式莲子脱壳去皮一体机。

机械去皮法与传统手工法相比摆脱了季节的限制性,同时也节省了大量的劳动力,使生产效率得到了较大的提高。虽然该方法在目前仍存在耗电大、用电规模严格、工作时噪音大、粉尘污染严重等问题,但在目前的市场大规模化生产中此方法应用仍较为广泛。

1.3 化学溶液去皮法

目前,在我国酸、碱液去皮技术已成功地应用于马铃薯、番茄、红薯[8],以及桃、梨等水果[9]中,是食品常用去种皮法之一。而碱液去皮技术在莲子上也有应用,碱溶液去皮法和物理机械去皮法一样也是在干制去果壳莲子的基础上对莲子进行去皮。此方法一般采用热碱水浸泡去皮,具体操作为:先将莲子用清水冲洗干净,放入大盆里,加适量纯碱,冲入刚刚烧开的水焖上片刻。纯碱的用量为每500 g莲子加大约13 g纯碱,开水的用量以能淹没莲子为宜。感觉莲子的表皮变软时用棍棒搅拌,使种皮与莲子相脱离。

碱溶液去皮法与机械去皮法相比耗能小、对生产环境要求相对较低,且无生产噪音。目前,此方法由于其生产效率高、生产成本相对较低,所以在大规模化生产中此方法应用仍较为广泛。但是随着社会经济的发展,人们对身体健康和环保的重视程度日益增加,而莲子作为一款滋补佳品,化学碱液法在去种皮时一方面会造成莲子营养成分损失和化学物质残留,另一方面会对水环境造成污染。所以现在已有多方报道对化学去莲子种皮法提出异议,同时政府开始介入优化去皮方法,严格控制碱液用量、碱液类型,以及去种皮后莲子化学物质残留检验。因此,碱液去皮技术还有待进一步研究。

1.4 生物酶去皮法

目前,我国生物酶去皮技术主要在麻类[10]、胡椒类[11]等农作物中得到利用。莲子生物酶去皮法目前有王建辉等人[12]利用复合酶液(果胶聚半乳糖醛酸酶、果胶甲酯水解酶、果胶酶与半纤维素酶)去种皮,具体操作为温水浸泡、复合酶液酶解处理、搅拌、恒温浸泡、沥水和流水冲洗。王建辉等人[13]利用蜗牛酶液去种皮,具体操作为快速热烫处理、蜗牛酶酶解处理、清水冲洗、沥干水分、微冻处理、仿手工搓皮、流水冲洗。

生物酶去皮方法相对于传统手工法、机械法、化学溶液法这3种方法来说极大程度上避免了它们的缺陷。生物酶去皮方法不受制于季节限制,生产效率高,无噪音、粉尘和液体污染。但是生物酶去皮法仍未在目前的实际生产操作中实行,这主要是由于生物酶获得难度大,购买价格昂贵,在生产操作中对环境和设备要求高。而这些因素又是市场生产中最为重要的生产成本,所以生物酶去皮法对于莲子这样一个大众食品来说是无法被广泛应用的。

2 莲子相关产品的研究与开发

2.1 莲子的轻加工

2.1.1 鲜制

莲子的鲜制多以新鲜莲蓬的冷藏为主,贮藏期极短、容易变质,所以鲜制产品一般只出现在莲子的时令季节。

2.1.2 干制

传统莲子干制工艺多采用晒干或烘烤形式,该方法设备简单,但存在耗时长、难掌控、品质差等缺点。曾绍校等人[14]研究了不同干燥工艺对莲子品质的影响。结果表明,微波-热风联合干燥后的莲子抗性淀粉含量较低,是一种较好的干燥方法。何建军等人[15]采用真空冷冻升华干燥技术对莲子进行保鲜加工,不仅保质期变长,保持了其原有的营养成分,而且复水后的风味与新鲜莲子无异,但制作费用颇高。

2.1.3 冻制

吴蔚书[16]的研究中用鲜莲进行速冻,得到的速冻莲子新鲜度和营养价值都高,同时相较于干制的贮藏时间更长。郑宝东[17]在速冻莲子技术上对速冻鲜莲采用0.025%EDTA-2Na,0.1%抗坏血酸和0.1%柠檬酸抑制剂护色处理后,对莲子中多酚氧化酶具有明显的抑制作用,褐变率降低。

2.2 莲子的深加工

2.2.1 莲子在食品行业中的应用

莲子在食品行业中应用主要为饮料、莲子粉、罐头等保健型食品。

莲子作为原料而制成的莲子饮料、莲子酒等系列饮品,不仅保留了原有的营养成分,而且口感极佳。莲子饮品有以滋补佳品的莲子和银耳按照莲子3%,银耳0.6%,白糖和冰糖6%,复合稳定剂0.26%,pH值6.0的配方生产的口感风味极佳的银耳莲子汁[18];以莲子和山药为主要原料,莲子浆添加量30%,山药浆20%,蜂蜜10%,复合稳定剂0.05%,乳白色,甜度适中,具有莲子和山药的复合香气的莲子山药汁[19];以鲜牛奶、山药、核桃、莲子、蔗糖、复合稳定剂为主要原料,按照鲜牛乳中添加9%的山药核桃莲子混合浆,7%的蔗糖,0.16%的稳定剂(海藻酸钠∶黄原胶=1∶1),3%的发酵剂而配比的山药核桃莲子凝型酸乳[20];以大米莲子为材料所制口感清淡柔和的大米-莲子清酒[21]等一系列产品。

莲子在加工中通常还以莲子粉的形式出现,而最为传统的就是莲子粉加工成为莲蓉作为月饼和各类莲子糕点的原材料。随着挤压膨化技术的出现,膨化产品以营养成分易被人体吸收和风味独特而深受人们的喜爱。目前,国内外销售的膨化食品以谷类、薯类、豆类等为主。在薛军[22]的研究中采用DS32型双螺杆挤压膨化机对莲子进行挤压膨化处理后得到的膨化莲子粉,用其制作出的莲蓉在色泽与口感方面比传统莲蓉更胜一筹。同时这种膨化莲子粉在全脂奶粉、酸奶、酸乳饮料或中性调味奶中添加,既可增加乳制品中K,Se,Mg,Mn,Ca含量,降低Na含量,还具有增稠的作用,有利于降低血糖,延长耐饥饿时间,维持糖尿病人的血糖稳定[23]。

罐头是一种极其便捷,同时又营养丰富的产品。莲子罐头产品以莲子八宝粥罐头为主,因其历史悠久、口味极佳、营养丰富而深受消费者喜爱。同时随着罐头制作工艺的精进,也涌现了不少新兴产品,如速冻猪肉木边子软罐头[24]、莲子鸭罐头[25]、即食蜜渍莲子[26]等。

2.2.2 莲子在医药领域中的应用

莲子是药食同源的滋补佳品,它本身极具药用价值,多搭配红枣、枸杞、桂圆等炖熬直接滋补人体。随着中西医技术的交融,莲子也逐渐运用在临床医疗上,如清心莲子饮治气阴两虚型功能性不射精症[27]、清心莲子丸治疗IgA肾病[28]、清心莲子饮加味治疗激素撤减期原发性肾病综合症膜性肾病气阴两虚症[29]、健脾止泻宁颗粒治疗脾虚湿热所致的腹泻[30],田建华等人[31]认为莲子能明显降低Ⅱ型糖尿病(NIDDM)患者的血糖水平,Lacour B等人[32]研究了野山楂、莲子、绞股蓝3种药用植物在保肝护肝中起到的短期作用,苗明三等人[33]研究发现莲子多糖对免疫抑制小鼠有很好的免疫兴奋作用。

以上研究表明,莲子未来在医药研发领域具有广阔的应用前景。

2.2.3 莲子在化妆品研发中的应用

目前,莲子在化妆品行业中并没有具体的产品,但是已有多项研究表明莲子、莲子有机提取物和水提取物在抗氧化活性、抗衰老、美白等方面均有成效,所以莲子在未来的化妆品市场中具有巨大潜力。

(1)莲子可以抗氧化。高居易等人[34]从花建莲中提取出2种具有体外清除DPPH自由基作用的糖蛋白。黄素英等人[35]研究表明,莲子多酚对超氧阴离子自由基的清除能力强于茶多酚及维C。刘伯康等人[36]的研究显示,干燥莲子的甲醇萃取物比维E具有更强的抗油脂氧化能力,提示莲子的甲醇提取物对脂质过氧化物具有潜在的抗氧化活性。Yen G C等人[37]发现莲子热水浸提物具有较高的抗氧化活性,且可以抑制由过氧化氢或其他原因引起的淋巴细胞DNA损伤。

(2)莲子可以抗衰老。黄国城等人[38]以通芯建莲为原料饲养果蝇。结果表明,莲子的确能延长果蝇成虫的平均寿命。苗明三等人[39]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,发现莲子多糖能通过提高某些酶的活性起到抗衰老作用。

(3) 莲子可以美白抗皱。Kim T等人[40]从有效性、安全性、稳定性等3个方面研究了莲子水提取物在功能性化妆品中应用的可行性。结果表明,莲子提取剂质量浓度为100 μg/mL和200 mg/mL时,莲子具有美白和抗皱效果,且不会引起显著的皮肤刺激。

3 结语

莲壳及种皮的去除是莲子深加工的首要前提,因此开发成本低、自动化程度高、去皮效果好、绿色安全的去皮方法是未来的发展趋势,这为莲子资源的深度开发与利用提供良好的基础,为莲子产品的研究与开发提供更优质的原料,随着人们对莲子研究的不断深入,莲子在食品、医药、化妆品工业等领域的应用将展现诱人的前景。

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