红白莲蓉中营养成分及风味物质的分析

王宇良，韩舜羽，赵文红*，钱敏，白卫东，李志成

1.仲恺农业工程学院轻工食品学院（广州 510225）；2.广州酒家利口福公司（广州 511442）

莲子是一种天然健康食品，不仅含有各类基本营养素能确保人体正常生命活动的开展，还富有7种必需氨基酸等对人体有益的营养成分，且还具有多酚类、生物碱、糖蛋白、类黄酮及超氧化物歧化酶等多种活性成分[1]。莲子的功效众多，以莲子为主要原材料制作的莲蓉也具有较好的营养价值[2]。对莲蓉的营养成分和风味物质报道较少，并且也尚未有具体有关莲蓉风味成分的检测方法，而莲蓉又被广泛运用于广式莲蓉月饼的制作中，因其软滑、香甜、油润而深受南方消费者的喜爱，所以对莲蓉的营养成分和风味物质的测定及测定方法的探究对莲蓉品质的把控和提升也有着重要意义。此次试验对2种市售莲蓉进行营养成分及风味成分的测定和分析，对各风味物质进行定性定量，并通过香气活性值筛选出2种莲蓉中起重要风味贡献的物质。

1 材料与方法

1.1 试验材料

成品红莲蓉、成品白莲蓉均为市售产品，由广州酒家（利口福）提供。

1.2 主要试剂

氢氧化钾（分析纯，天津市大茂化学试剂厂）；三氯乙酸、三氯甲烷、正己烷（分析纯，天津市福晨化学试剂厂）；甲醇（色谱纯，麦瑞达公司）；二甲基-三庚酮（德国Dr.Ehrenstorfer GmbH公司）；氨基酸标品（美国Agilent公司）。

1.3 仪器与设备

75 μm CAR/PDMS萃取纤维（SAAB-57318，美国Supelco公司）；SPME手动进样手柄（57330-U，美国Supelco公司）；DB-WAX毛细管柱（30.0 m×250μm×0.25 μm，美国Agilent科技有限公司）；数显控温磁力搅拌器（85-2，常州市金坛大地自动化仪器厂）；电热恒温水浴锅（HWS-12，上海一恒科技仪器有限公司）；GC-MS（6890-5973N，美国Agilent科技有限公司）；气相色谱仪（7820A，美国Agilent科技有限公司）；多功能台式离心机（5810R，德国艾本德公司）；超声波清洗器（KQ5200V，昆山市超声仪器有限公司）；电子天平（BS223S，北京赛多利斯仪器系统有限公司）；高效液相色谱仪（1260，美国Agilent科技有限公司）；ZORBAX SB-Aq（4.6 mm×250 mm，5 μm，美国Agilent科技有限公司）。

1.4 营养成分的检测方法

1.4.1 水分的测定

水分测定参照GB/T 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中第一法，即直接干燥法。

1.4.2 总淀粉的测定

总淀粉测定参照GB/T 5009.9—2016《食品安全国家标准 食品中淀粉的测定》中第二法，即酸水解法。

1.4.3 还原糖的测定

还原糖测定参照GB/T 5009.7—2016《食品安全国家标准 食品中还原糖的测定》中第一法，即直接滴定法。

1.4.4 脂肪的测定

脂肪测定参照GB/T 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》中第二法，即酸水解法。

1.4.5 蛋白质的测定

蛋白质测定参照GB/T 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》中第一法，即凯氏定氮法。

1.4.6 氨基酸的测定

准确称取5.0 g样品，加入15 mL 5 g/100 mL三氯乙酸，均质并定容到25 mL，超声30 min，静置1 h，取1 mL滤液于1.5 mL离心管中，以10 000 r/min离心10 min，用0.22 μm水系滤膜过滤。采用Agilent自动在线衍生的方法，用安捷伦高效液相色谱仪分析。

每个样品平行3次试验。

1.5 挥发性风味物质的检测方法

1.5.1 样品前处理

将转子置于干燥的固相微萃取瓶中并添加20 μL质量浓度166 mg/L的二甲基三庚酮（甲醇）及5.0 g待测样品后放入60 ℃水浴锅中平衡10 min，平衡好的样品用75 μm PDMS萃取针在80 ℃条件下萃取45 min，萃取头的解析时间为5 min。

1.5.2 GC-MS条件

色谱柱为DB-WAX毛细柱（30.0 m×250 μm×0.25 μm），载气为高纯氦气（1.0 mL/min），不分流。质谱条件：电离方式为EI，电子能量70 eV，灯丝发射电流0.25 mA，进样口温度230 ℃，检测器温度280 ℃，离子源温度220 ℃，四极杆温度150 ℃，质量扫描范围m/z47～500。柱升温程序：起始柱温45 ℃并保持5 min，以10 ℃/min的速度升温到120 ℃，保持5 min，以10 ℃/min升温至230 ℃，保持10 min。

物质浓度按式（1）计算。

式中：C为物质浓度，μg/kg；S样为物质峰面积；S标为标准品峰面积；m标为标准品质量，μg；m样为样品总质量，g。

1.6 数据处理

试验数据处理由Excel 2017和安捷伦GCMSD软件完成，在NIST17.L质谱数据库检索和标准谱图比较对未知化合物进行检索，并利用内标（二甲基三庚酮）的浓度与检测出的各物质峰面积计算物质的含量。

2 结果与分析

2.1 2种市售莲蓉营养成分的测定结果

对2种市售莲蓉的营养成分进行分析，结果如表1所示。

由表1可知，2种莲蓉的5种营养成分中，均为淀粉含量最高，其次为水分、脂肪、蛋白质，还原糖（以葡萄糖计）的含量最低，2种莲蓉中的营养成分含量差异均不大。

表1 2种市售莲蓉营养成分的测定 单位：g/100 g

由于莲子属于高淀粉农产品[3]，因此莲蓉中的淀粉含量最高；在莲蓉的制作过程中水和脂肪能使莲蓉组织紧密且口感顺滑，因此这2种成分含量较高；莲子中蛋白质含量占25%[4]，所以莲蓉中也存在着一定量的蛋白质；少量还原糖是由生产中添加的糖及莲子自身的淀粉水解而产生的。

2种莲蓉的营养成分无明显差异是预期中的结果，因为2种莲蓉所用主原料都相同，在营养成分上并不会产生明显区别，有较明显区别的是脂肪含量，这可能是由于2种莲蓉的制作工艺不同所导致。

由表2可知，莲蓉中共检测出16种氨基酸，分别为谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、精氨酸、赖氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、缬氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、组氨酸、蛋氨酸、酪氨酸和脯氨酸。另有氨基酸总量中，成品红莲蓉3.32 g/100 g、成品白莲蓉3.41 g/100 g。成品红莲蓉与成品白莲蓉的氨基酸检测结果相差不大。

引理1 (Blundon不等式)[3]设a,b,c,s,r,R分别是△ABC的边长、半周长、内接圆半径与外接圆半径，则

表2 2种市售成品莲蓉氨基酸的测定 单位：g/100 g

2种莲蓉中都含有丰富的必需氨基酸，并且都占各自氨基酸总量的38%，其中亮氨酸的含量最高；非必需氨基酸不仅能作为健康补剂，还与产品的风味有紧密的联系[5]。2种莲蓉氨基酸总量中非必需氨基酸含量都很高，均为62%。其中，谷氨酸含量最高，成品红莲蓉含0.67 g/100 g、成品白莲蓉含0.66 g/100 g，谷氨酸不仅有提味作用还具有解毒健脑等功能[6]。其次为天冬氨酸，天冬氨酸也是鲜味氨基酸，其普遍存在于生物合成作用中。而丝氨酸、丙氨酸、甘氨酸和脯氨酸则为甜味氨基酸。

因2种莲蓉的制作的主要原料莲子是同一品种，所以在氨基酸的种类上并无明显区别。

2.2 2种市售成品莲蓉挥发性风味物质的测定结果

2.2.1 成品红莲蓉香气成分的测定

图1 成品红莲蓉香气成分的SPME-GC-MS测定总离子流图

从成品红莲蓉样品中共测定出51种香气物质。种类较丰富的为醛类、醇类、吡嗪类、酚类、酮类；此外还含有少量呋喃类、酯类物质和其他类物质。醛类物质含量最高，其占总香气化合物的57.47%；其次是醇类、酸类、酮类、呋喃类，其占总香气化合物的相对含量分别为13.11%，11.3%，10.25%和6.93%；而吡嗪类、酚类、酯类和其他杂环化合物的相对含量较低，仅占香气化合物的0.2%～3.18%。

表3 成品红莲蓉香气物质SPME-GC-MS分析结果

在鉴定出的成品红莲蓉香气化合物中，5-（羟甲基）-2-呋喃甲醛（23.44%）、5-羟甲基糠醛（19.61%）、糠醛（11.47%）、糠醇（6.87%）的相对含量较高，为成品红莲蓉样品中的重要香气化合物组成成分。

2.2.2 成品白莲蓉香气成分的测定

图2 成品白莲蓉香气分的SPME-GC-MS测定总离子流图

表4 成品白莲蓉香气物质SPME-GC-MS分析结果

从成品白莲蓉样品中共测定出43种香气物质。种类较丰富的为吡嗪类、醛类、酚类、醇类；此外还有少量酯类、烷类、呋喃类、酮类、酸类物质和其他类物质。醛类物质的含量最高，其占总香气化合物的20.39%；其次是吡嗪类、酯类、呋喃类、醇类、肟类、酚类，其占总香气化合物的相对含量分别为16.25%，10.92%，8.44%，4.58%，4.25%和4.07%；而烷类、酮类、酸类等和其他杂环化合物的相对含量较低，仅占香气化合物的0.28%～2.78%。

在鉴定出的成品白莲蓉香气化合物中，己醛（8.44%）、2, 3-二氢苯并呋喃（8.30%）、乙酸乙酯（7.10%）、壬醛（5.47%）、2, 5-二甲基吡嗪（5.11%）、癸酸乙酯（3.27%）、2-甲基吡嗪（2.94%）的相对含量较高，为成品白莲蓉样品中的重要香气化合物组成成分。

2.3 2种市售成品莲蓉挥发性风味物质的含量

2.3.1 2 种莲蓉中各类挥发性风味物质的含量对比

莲蓉中的主要挥发性物质有杂环类、醛类、醇类、酚类、酮类。莲蓉中各类物质含量如图3所示。成品红莲蓉和成品白莲蓉中的杂环类物质和醛类物质的种类数量相差无几，但成品红莲蓉中所含的大部分风味物质的数量均多于成品白莲蓉。

图3 2种莲蓉挥发性物质类型分布

红莲蓉所含的风味物质数量多于白莲蓉，因此红莲蓉的风味也比白莲蓉更丰富。

从2种莲蓉样品中共测定出香气物质88种。种类较丰富的为杂环类、醛类、醇类、酚类、酮类；此外还有少量的酸类、酯类等其他物质。其中，杂环类物质的含量最高，占总香气化合物的30.7%；其次醛类、醇类和酚类占总香气化合物的相对含量分别为19.3%，13.6%和12.5%；而酮类、酸类、酯类和其他类化合物的相对含量较低，仅占总香气化合物的3%～9%。

红莲蓉中挥发性风味物质总含量为346.3 μg/kg，在所检出的7类物质中，醛类74.8 μg/kg，酮类25.2 μg/kg，酚类66.3 μg/kg，酯类27.2 μg/kg，醇类26.4 μg/kg，酸类24 μg/kg，杂环类102.1 μg/kg。

红莲蓉中测定出51种香气物质，重要的香气物质有50种。其中：杂环类物质含量最高，占总香气化合物的26%；其次是醛类、醇类、酮类和酚类，分别占总香气化合物的相对含量为18%，16%，12%和12%；酸类、酯类和其他类等的化合物相对含量较低，仅占总香气化合物的4%～8%。

白莲蓉中挥发性风味物质总含量为234 μg/kg，其中，醛类33.1 μg/kg、酮类16.2 μg/kg、酚类14.4 μg/kg、酯类16 μg/kg、醇类14.8 μg/kg、酸类12.6 μg/kg、杂环类126.9 μg/kg。

白莲蓉中分析出43种香气物质，重要香气物质有38种。其中：杂环类物质含量最高，占总香气化合物的36.8%；其次是醛类、酚类和醇类，占总香气化合物的相对含量分别为21.1%，13.2%和10.5%；酯类、酮类、酸类和其他类化合物的相对含量较低，仅占总香气化合物的2.6%～7.9%。

表5 2种莲蓉中重要挥发性风味成分中化合物的种类

2.3.2 2 种市售成品莲蓉中各类挥发性风味物质的分析

为进一步明确2种莲蓉的主体风味成分，采用香气活性值对两种市售莲蓉的主体风味构成进行分析。香气活性值（odor activity value，OAV）是评价香气化合物重要性的一个指标，OAV值大于1则对样品香气组成有贡献，OAV值越大，该香气化合物贡献越大[7]。莲蓉的制作首先要将莲子煮熟，故通过香气化合物的定量数据和文献报道该物质在水中的阈值计算关键香气组分的OAV值。

表6中阈值与香气描述引自文献[8-11]。对比OAV值发现，苯乙醛、糠醛、3-苯基-呋喃、4-乙基愈创木酚、与2-乙基-3, 5-二甲基-吡嗪的香气活性值均远大于1，贡献作用明显，可初步判断该5种挥发性风味物质为2种莲蓉中重要的活性物质，其中3-苯基-呋喃和糠醛的出现说明莲蓉中部分油脂出现氧化现象[16-17]。莲蓉的特征香味是多种化合物共同作用的结果，如酯类物质含量虽然低，但其赋予了莲蓉油脂气味[13-15]。付钦宝等[14]的研究也表明香气贡献度与化合物含量多少无密切关系。

由表6可以看出，2种莲蓉所含物质相差无几。成品红莲蓉比成品白莲蓉多出乙酸、乙酸乙酯和羟基丁酮3种化合物，推测这3种香气化合物是因为红白莲蓉的制作工艺不同所产生。但莲蓉的主体香味主要还是焦糖、香甜味及坚果和油脂的味道。从试验所得数据中也有所体现：糠醛赋予莲蓉焦糖香和甜香；壬醛赋予莲蓉柑橘清香气味和油脂味；愈创木酚赋予莲蓉烤香味；4-乙基愈创木酚赋予莲蓉炒坚果味；吡嗪类赋予莲蓉坚果香、木香等[18-19]。

表6 2种市售成品莲蓉的主要香气活度值

3 结论与讨论

对2种莲蓉的营养成分及风味物质的分析发现，2种莲蓉的淀粉、水分、脂肪、蛋白质、还原糖及氨基酸的含量差异并不大。2种莲蓉的主要差异主要体现在风味物质的种类和含量上，红莲蓉的杂环类物质在总体香味成分的占比上低于白莲蓉，它们的杂环类物质分别占总香气化合物的26%和36.8%，并且红莲蓉的风味物质也远多于白莲蓉，它们的风味物质含量分别为红莲蓉51种、白莲蓉43种，这表明红莲蓉的风味比白莲蓉更为丰富，由于红莲蓉种杂环类物质的含量也低于白莲蓉，因此红莲蓉的风味从整体也更优于白莲蓉。它们两者之间风味存在的差异是由于制作时所用糖原料的不同及制作工艺的不同而产生，莲蓉的风味测定结果也为莲蓉风味劣优标准的判定提供参考。虽然2种莲蓉的风味有所不同，但通过对2种莲蓉中风味物质的OAV值对比发现，莲蓉的香味主要贡献物质为苯乙醛、糠醛、3-苯基-呋喃、4-乙基愈创木酚、与2-乙基-3, 5-二甲基-吡嗪。

2种莲蓉的主要差异体现在风味上，试验对2种莲蓉的风味物质进行测定并且为莲蓉及类似其制品的风味物质的检测提供方法参考，但并未对2种莲蓉间差异的风味物质的产生进行深入探究，如能够深入探究这些差异风味物质或不好的香味物质的产生途径，就能为生产高品质莲蓉提供更大意义。