不同成熟度莲子鲜食品质评价

杨银爱，韩延超，牛 犇，郜海燕，陈杭君

（浙江省农业科学院食品科学研究所，农业农村部果品产后处理重点实验室，浙江省果蔬保鲜与加工技术研究重点实验室，中国轻工业果蔬保鲜与加工重点实验室，浙江 杭州 310021）

莲子（）又称藕实、水丹芝等，属睡莲科莲属多年生水生草本的种子，在中国已有几千年的栽培历史，主要分布在浙江、江西、湖南、湖北、福建等省区，其中江西广昌和福建建宁有“中国白莲之乡”和“中国建莲之乡”之称。莲子不仅营养价值丰富，保健功能和药用功效也很高，具有延缓衰老、抗菌消炎、提高免疫力、降血糖等功能，目前已被我国列入药食同源名单。根据莲子成熟度的不同，可将莲子成熟期分为乳熟期（七分熟）、蜡熟期（八分熟）、完熟期（九分熟）和枯熟期（十分熟）4 个时期，采收时间分别为盛花期后13～16、18～22、24～26、29～31 d。目前新鲜莲子的消费需求不断增长，莲子的成熟期不同，外观品质、质构特性、营养品质不同，导致鲜食适宜性也不同，直接影响了鲜食莲子的口感及市场销售，因此有必要确定适合鲜食的莲子成熟期。

关于不同成熟期莲子的报道，多集中于理化品质的分析，而不同成熟期莲子鲜食特性的研究尚较少。在确定不同成熟期莲子鲜食特性方面，以往学者均以营养成分含量为依据确定适合鲜食的莲子成熟期。许丽宾研究表明，低成熟度的莲子直链淀粉含量和多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活力较低，适合鲜食或鲜莲加工。林雄等研究表明，乳熟期‘太空莲35号’水分含量高，适合鲜食；完熟期‘建选35号’具有较高淀粉和蛋白质含量，适合深加工；完熟期‘建选17号’矿物质含量最高，适合当带壳莲子调理食品的原料。选择适合鲜食的莲子成熟期，仅以营养成分含量为依据实验过程复杂，单一通过感官评定又缺乏科学依据，采用不同成熟期莲子营养成分和感官评定进行相关性研究，既能解决实验和生产中存在的问题，又能简化莲子鲜食适宜性的确定过程。因此，对其进行鲜食品质评价具重大意义。

本实验以‘西湖果莲’为研究对象，测定不同成熟期莲子的理化品质，探究莲子理化品质随成熟期的动态变化，并对莲子理化品质和感官评分进行相关性分析及模型建立，旨在完善莲子的鲜食特性研究，同时为确定莲子适宜的采收及销售时间提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

‘西湖果莲’由杭州莲谊农业开发有限公司提供。

3,5-二硝基水杨酸（纯度＞98%） 生工生物工程（上海）股份有限公司；考马斯亮蓝G-250 上海麦克林生化科技有限公司；无水乙醇（分析纯）、苯酚（纯度＞99%）、浓硫酸（纯度95%～98%） 上海凌峰化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

CHR OMA METER CR-400手持色差仪 日本柯尼卡-美能达公司；Biofuge starto冷冻离心机 美国Thermo公司；TA. XT Plus型质构仪 英国SMS公司；Cintral 20紫外-可见分光光度计 澳大利亚GBC公司；HB43-S水分测定仪、ME103E电子天平 瑞士梅特勒-托利多仪器有限公司；LB32T糖度计 广州市速为电子科技有限公司。

1.3 方法

鲜莲样品于2021年7月12日带蓬采收，每个成熟期约15 个莲蓬，采收后约5 h送至实验室，当天进行色泽、纵横径比、丰满度、水分质量分数、可溶性固形物质量分数的测定。不同成熟期（乳熟期、蜡熟期、完熟期和枯熟期）的样品分级参照文献[9]，具体如图1所示。

图1 不同成熟期莲蓬、带壳莲子与莲子果肉Fig. 1 Lotus seedpods, in-shell lotus seeds and lotus seed pulp at different maturation stages

1.3.1 样品前处理

采收当天挑选完整、无机械损伤的莲子，经去壳、去芯后，用液氮充分研磨，所得莲子果肉粉末置于-80 ℃冰箱，用于还原糖质量分数、淀粉质量分数、可溶性糖质量分数与可溶性蛋白含量的测定。

1.3.2 色泽的测定

参考文献[12]的方法，采用手持色差仪测定莲子的*（明亮度）、*（红绿度）、*（黄蓝度）值，其中果皮色泽测定选取去蓬后带壳莲子的表面，果肉表面色泽测定选取去壳后的莲子果肉外表面，果肉内部色泽的测定选取莲子果肉的纵切面。

1.3.3 纵横径比及形状的测定

参考文献[13]的方法，每个成熟期随机选取10 颗鲜莲子，测定其纵径、横径，两者的比值即为纵横径比。纵横径比1.0～1.2定为圆形，1.2～1.4定为椭圆形，大于等于1.4定为长椭圆形。

1.3.4 丰满度的测定

参考文献[14]的方法分别测定带壳莲子和去壳莲子的质量，按式（1）计算丰满度。

1.3.5 硬度、脆度、黏度和咀嚼性的测定

参考文献[15-17]采用质构仪测定去壳后莲子的质构特性（硬度、脆度、黏度和咀嚼性）。测试条件：质构仪质地多面分析模式；测前速率1.00 mm/s；测定速率2.00 mm/s；测后速率10.00 mm/s；压缩比50.0%；负载类型10.0 g；探头类型P/2。

1.3.6 可溶性固形物质量分数和水分质量分数的测定

挑选完整、无机械损伤的莲子，经去壳、去芯后备用。参考文献[18]采用LB32T糖度计测定莲子的可溶性固形物质量分数。参考文献[19]将莲子切成边长约0.5 cm的正方体颗粒，采用水分测定仪测定莲子的水分质量分数。

1.3.7 还原糖质量分数的测定

采用3,5-二硝基水杨酸比色法。准确称取0.1 g莲子果肉粉末于离心管中，加入少量蒸馏水，80 ℃水浴30 min，离心，将滤液转移至10 mL容量瓶，定容。取2 mL提取液于25 mL刻度试管，向其中加入1.5 mL 3,5-二硝基水杨酸，测定540 nm波长处吸光度，通过标准曲线方程计算莲子还原糖质量浓度（以葡萄糖计）。采用1 g/L葡萄糖溶液配制标准溶液，参考上述步骤，以等体积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，测定540 nm波长处吸光度，拟合后得到还原糖标准曲线方程。按式（2）计算还原糖质量分数。

式中：为根据标准曲线计算的还原糖质量浓度/（g/L）；为样品提取液定容后的总体积/mL；为样品质量/g。

1.3.8 淀粉质量分数的测定

淀粉质量分数的测定采用酸水解法。准确称取3.0 g莲子果肉粉末，用20 mL 80%（体积分数）乙醇溶液静置提取30 min，过滤后再次按上述步骤重复提取，过滤后收集滤渣。滤渣中加入少量热蒸馏水煮沸糊化15 min，然后依次加入2 mL 9.2 mol/L和4.6 mol/L高氯酸溶液反应15 min，过滤，合并滤液至100 mL容量瓶。用蒸馏水洗涤残渣，洗涤液合并转移至100 mL容量瓶，定容后参照1.3.7节方法，取2 mL样液用3,5-二硝基水杨酸法测定葡萄糖质量浓度。按式（3）计算淀粉质量分数。

式中：为根据标准曲线计算的葡萄糖质量浓度/（g/L）；为样品提取液定容后总体积/mL；为样品质量/g；0.9为由葡萄糖换算为淀粉的系数。

1.3.9 可溶性蛋白含量的测定

可溶性蛋白含量的测定采用考马斯亮蓝法。准确称取2.0 g莲子果肉粉末于10 mL离心管，加入5 mL蒸馏水混匀，4 000 r/min离心20 min后，收集上清液并取1.5 mL上清液加入25 mL试管中，然后加入7.5 mL考马斯亮蓝G-250溶液（质量浓度为0.1 mg/L），混匀后静置2 min，测定595 nm波长处吸光度，通过标准曲线方程计算莲子可溶性蛋白质量浓度。采用100 μg/mL标准牛血清白蛋白溶液配制标准溶液，参考上述步骤，以等体积0、20、40、60、80、100 μg/mL蛋白质溶液替代上清液，测定595 nm波长处吸光度，拟合后得到可溶性蛋白标准曲线方程。按式（4）计算可溶性蛋白含量。

式中：为根据标准曲线计算的蛋白质量浓度/（μg/mL）；为样品提取液总体积/mL；为样品质量/g。

1.3.10 可溶性糖质量分数的测定

可溶性糖质量分数的测定采用苯酚-硫酸法。准确称取1.0 g莲子果肉粉末，加5 mL蒸馏水煮沸提取30 min，4 000 r/min离心20 min后收集上清液于10 mL刻度试管，按上述操作重复提取1 次，合并上清液，蒸馏水定容至10 mL。将提取液稀释30 倍后取0.5 mL加入试管中，再加入1.5 mL蒸馏水、1.0 mL 90 g/L苯酚溶液，摇匀，5～20 s内加入5 mL浓硫酸，摇匀后静置30 min，测定485 nm波长处吸光度。通过标准曲线方程计算莲子可溶性糖质量浓度（以蔗糖计）。采用100 μg/mL蔗糖溶液配制标准液，参考上述步骤，以等体积0、10、20、30、40、50 μg/mL蔗糖溶液替代稀释后的提取液，测定485 nm波长处吸光度，拟合后得到可溶性糖标准曲线方程。按式（5）计算可溶性糖质量分数。

式中：为根据标准曲线计算的可溶性糖质量浓度/（μg/mL）；为样品提取液总体积/mL；为样品提取液稀释倍数；为样品质量/g。

1.3.11 感官评定方法

采用九点享乐性量表。挑选不同成熟期莲子，去壳，采用任意组合的3 位数编号，分装于一次性纸碟中。挑选16 位感官评价员（8 位男性，8 位女性），对莲子的外观、颜色、滋味和整体接受度这4 个感官属性进行评分。每个属性按9 分制评分：9 分＝极其喜欢；8 分＝非常喜欢；7 分＝喜欢；6 分＝略喜欢；5 分＝既不喜欢也非不喜欢；4 分＝略微不喜欢；3 分＝一般不喜欢；2 分＝不喜欢；1分＝极度不喜欢。各感官评价员独立评定，每评定1 个样品，用清水漱口，间隔6 min后再品评下一个样品，每个样品重复3 次，最后收集评分结果进行统计分析。

1.4 数据统计与分析

上述实验所得数据除特殊说明外，均重复3 次，结果以平均值±标准差表示。采用Excel软件进行数据处理，采用Origin 9软件和GraphPad Prism 8.0软件作图。采用SPSS Statistics 19软件进行单因素方差分析、主成分分析及Pearson相关性分析，采用Duncan检验进行显著性分析，＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同成熟度莲子的外观品质

食品的外观品质指标是对食品进行直观性评价的决定性因素，包括色泽、形状、纵横径比、丰满度等。目前对于上述指标评判大都基于主观评价，相关评价用语和定义存在高主观性、低准确性的问题。本研究通过相关指标定量表征莲子的外观品质。

如表1所示，果肉表面和果皮*值分别为83.52～93.27和27.38～69.76，同一成熟期果肉表面亮度大于果皮，可能是受莲壳和莲子果肉中微量元素含量差异的影响，研究表明莲壳和莲子果肉中钾、镁、钙等微量元素含量不同。枯熟期果皮*值为27.38，显著低于其余3 个成熟期（＜0.05），可能是因为枯熟期外壳已褐变。完熟期果肉内部*值最大，为92.48，可能是因为完熟期淀粉质量分数和水分质量分数较高。随成熟度增加，不同部位的*值增加，这可能与果皮和果肉中叶绿素的降解相关。周开兵等研究表明，果实在发育过程中，果皮的叶绿素含量呈下降趋势。果皮的*值随成熟度增加而下降，乳熟期果皮和果肉内部*值显著高于其余3 个成熟期（＜0.05），分别为50.08和34.62。一般果实从不成熟到成熟阶段，由于叶绿素被破坏，叶黄素或红色素显现，果皮和果肉黄色度增加，而莲子中黄色度变化趋势相反，可能是存在其他营养成分的影响。莲子丰满度随成熟度增加而增加，为57.98%～68.84%。不同成熟期莲子纵径和横径差异显著（＜0.05），随成熟度增加，莲子纵径和横径均呈现先增加后减少，可能是由于从乳熟期到完熟期，营养物质不断积累，导致细胞增大，而在枯熟期，莲子休眠且水分质量分数骤降，导致细胞萎缩。Sun Heng等表明莲子成熟期可分为4 个发育阶段，每个阶段都伴随着莲子大小和颜色变化，其中授粉后10～25 d，即莲子的乳熟期、蜡熟期、完熟期是物质积累阶段，而枯熟期莲子则处于休眠阶段。不同成熟期莲子纵横径比为1.34～1.62。根据1.3.2节判断标准，乳熟期和蜡熟期莲子形状为长椭圆形，完熟期和枯熟期莲子形状为椭圆形，与许丽宾研究结果一致。

表1 不同成熟期莲子外观品质Table 1 Appearance quality of lotus seeds at different maturation stages

2.2 不同成熟期莲子的质构特性

质构特性的测定一般采用质构仪对样品的物性特点进行定量描述，从而客观评价某些感官属性。沈颖越等研究表明多面分析模式可取代并量化传统方法，用于测定香菇不同部位的硬度、黏附性、内聚性、弹性、胶黏度和咀嚼性。杜昕美等研究表明穿刺法和多面分析模式均适用于苹果质构的测定。本研究采用多面分析模式测定莲子质构特性（硬度、脆度、黏度、咀嚼性等）。

如表2所示，莲子硬度为5.45～14.04 N，随成熟度增加而增加，可能受淀粉质量分数和可溶性蛋白含量的影响，这与Sun Heng等研究表明淀粉质量分数和蛋白含量增加导致莲子采后贮藏过程中硬度增加的结果相一致。本实验以果肉的延展性为依据将脆度定义为探头刺破莲子果肉下压的距离，随成熟度增加，脆度先增大后减小，蜡熟期脆度最大，表现为下压距离为最小值1.19 mm；枯熟期脆度最小，表现为下压距离为最大值4.63 mm。咀嚼性能反映莲子果肉被咀嚼的抵抗能力，完熟期的咀嚼性显著大于其余3 个成熟期（＜0.05），为2 318.19 g·s。黏度由大到小依次为完熟期、乳熟期、枯熟期、蜡熟期，可能受果胶质量分数及水分质量分数、可溶性固形物质量分数、可溶性糖质量分数等营养品质的综合影响。

表2 不同成熟期莲子质构特性Table 2 Texture characteristics of lotus seeds at different maturation stages

2.3 不同成熟期莲子的营养品质

营养品质是影响食品加工特性的重要因素，包括水分质量分数、可溶性固形物质量分数、淀粉质量分数、可溶性糖质量分数、直链淀粉质量分数等，不同成熟期果蔬的营养品质存在差异。

由图2可知，莲子水分质量分数随成熟度增加而降低，其中乳熟期和蜡熟期水分质量分数大于80%，高于‘建选17号’‘建选35号’‘太空莲35号’‘京广1号’4 种莲子的水分质量分数。随成熟度增加，可溶性糖质量分数先减少后增加，其中完熟期可溶性糖质量分数显著低于乳熟期和蜡熟期（＜0.05）。可溶性固形物主要指可溶性糖类，包括单糖、双糖、多糖等，乳熟期、蜡熟期、完熟期的可溶性固形物质量分数大致相同，为10%左右；枯熟期可溶性固形物质量分数较高，超过30%，这可能是因为枯熟期水分质量分数最低而可溶性糖、还原糖与可溶性蛋白的水平最高。蜡熟期的可溶性固形物（包括可溶性糖、可溶性蛋白、有机酸、微量元素等）质量分数低于完熟期，而可溶性糖质量分数高于完熟期，可能是因为蜡熟期的可溶性蛋白、微量元素含量低于完熟期。淀粉质量分数小于15%，随成熟度增加而增加，其中乳熟期和蜡熟期淀粉质量分数相近，枯熟期淀粉质量分数最高，但低于‘建选17号’‘建选35号’‘太空莲35号’‘京广1号’4 种鲜莲的淀粉质量分数。果蔬中的还原糖主要为葡萄糖、果糖、麦芽糖，随成熟度增加，莲子还原糖质量分数显著增加（＜0.05）。可溶性蛋白含量随莲子成熟度的增加而升高，与杨炳昆研究结果一致。

图2 不同成熟期莲子的水分质量分数（A）、可溶性糖质量分数（B）、可溶性固形物质量分数（C）、淀粉质量分数（D）、还原糖质量分数（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 不同成熟期莲子的感官评定结果

感官评价是一种科学方法，其通过视觉、嗅觉、触觉、味觉和听觉来测量、分析和解释产品品质。九点享乐性量表能够反映人们对食品外观、颜色、滋味和整体接受度的嗜好程度。

如表3所示，乳熟期和蜡熟期4 个属性的嗜好性评分均高于6 分，表明人们对低成熟期莲子的外观、颜色、滋味均较喜欢，整体接受度也较高。其中，蜡熟期外观、颜色最受欢迎，整体接受度最高；乳熟期滋味的满意度最高。完熟期滋味和整体接受度评分均低于4 分，枯熟期不同属性的感官评分均低于3 分，可见高成熟期莲子不适合鲜食。

表3 不同成熟期莲子的感官评分Table 3 Sensory scores of lotus seeds at different maturation stages

2.5 不同成熟期莲子营养品质的主成分分析结果

主成分分析通过降维将多指标转化为少数综合性指标，这些综合性指标能够保留原有指标的大部分信息，且彼此间不相关，该方法比单一评价更快捷、准确，同时可避免性状间的相关性对评价结果的影响。

采用SPSS Statistics 19软件对水分质量分数（）、可溶性固形物质量分数（）、淀粉质量分数（）、可溶性糖质量分数（）、还原糖质量分数（）、可溶性蛋白含量（）进行主成分分析，结果见图3，第一主成分和第二主成分的贡献率分别为76.512%和22.968%，累计贡献率99.480%，表明两个主成分能代表样品的主要信息特征。其中，第一主成分中贡献率最大的是还原糖质量分数，第二主成分中贡献率最大的是可溶性糖质量分数。

图3 不同成熟期莲子营养品质载荷图Fig. 3 Loading plot for nutritional quality of lotus seeds at different maturation stages

对各营养品质原始数据进行标准化处理，根据标准化后的各指标与因子载荷矩阵计算主成分1、2的得分，分别如式（6）、（7）所示。

以2 个主成分对应的方差相对贡献率为权重，将不同成熟期主成分得分和相应的权重进行线性加权求和，计算各成熟期的综合得分并排序，结果见表4。枯熟期莲子营养品质的综合得分最高，其次为完熟期、乳熟期、蜡熟期，说明成熟期越高，莲子的营养品质越优，可见高成熟期莲子营养综合品质更好。

表4 不同成熟期莲子营养品质综合得分及排名Table 4 Comprehensive scores and ranking of nutritional quality of lotus seeds at different maturation stages

2.6 不同成熟期莲子理化品质与感官品质的相关性

运用SPSS Statistics 19软件对不同成熟期莲子理化品质指标和感官评分进行相关性分析。如表5所示，外观评分与丰满度、纵径、横径、纵横径比无显著相关关系，说明人们对莲子外观的喜爱程度不受形状和丰满度的影响。颜色评分与果皮*值、果皮*值、果肉表面*值呈显著正相关，与果皮*值呈显著负相关（＜0.05），表明果皮和果肉偏亮、果皮黄绿的莲子更受欢迎。滋味评分与水分质量分数呈显著正相关，与硬度、还原糖质量分数、可溶性蛋白含量呈显著负相关（＜0.05），说明人们更喜欢水分质量分数高、硬度和还原糖、可溶性蛋白水平低的莲子。整体接受度与水分质量分数呈显著正相关，与果肉内部*值、硬度、还原糖质量分数呈显著负相关（＜0.05），可见水含量充足、果肉内部红色度低、硬度和还原糖质量分数低的莲子整体接受度更佳。因此，以提高4 个属性评分为指向，可将适合鲜食的莲子特性初步定义为：果皮黄绿有光泽、水分质量分数高、还原糖质量分数和可溶性蛋白含量低、硬度低。

表5 不同成熟期莲子理化品质与感官评定相关性分析Table 5 Correlation analysis between physicochemical and sensory quality of lotus seeds at different maturation stages

2.7 预测模型的建立及显著性分析结果

方差分析结果见表6，值小于0.05，模型回归显著，决定系数＝0.974，此方程拟合度较高，可作为莲子整体接受度和硬度之间的定量方程。该模型方程用单一理化品质指标实现对整体接受度的定量，从而简化确定鲜食适宜性的过程，进一步完善了对莲子鲜食特性的研究。

表6 整体接受度评分预测模型的方差分析结果Table 6 Analysis of variance of prediction model for overall acceptance score

3 结 论