黃楚雄，李 潔，劉紀紅，嚴守雷,3,4, ，王 茜

（1.華中農(nóng)業(yè)大學食品科學技術(shù)學院，湖北武漢 430070；2.華中農(nóng)業(yè)大學理學院，湖北武漢 430070；3.湖北省水生蔬菜保鮮加工工程技術(shù)研究中心，湖北武漢 430070；4.長江經(jīng)濟帶大宗水生生物產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展教育部工程研究中心，湖北武漢 430070；5.微山縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東濟寧 277600）

蓮藕（Nelumbo nuciferaGaertn.），又稱藕，為我國特有的水生植物，富含淀粉、膳食纖維等多種營養(yǎng)物質(zhì)[1]。近年來，蓮藕種植面積和產(chǎn)量迅速增加，僅湖北省地區(qū)蓮藕種植面積已達6.30萬hm2以上，年產(chǎn)量超185萬t[2]。新鮮蓮藕由于水分含量高，在采收后容易腐爛變質(zhì)，直接影響貯藏、運輸和銷售，制約了蓮藕產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。發(fā)展蓮藕的深加工，延伸蓮藕產(chǎn)業(yè)鏈，對促進蓮藕產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。藕圓子作為一種地方特色食品[3]，是以蓮藕為原料，經(jīng)過切丁、擦蓉等工藝，輔以淀粉等輔料，油炸而成。因表皮金黃，藕香味濃郁，廣受人們喜愛，市場需求不斷增加。但目前其加工多為小規(guī)模手工作坊式，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。適宜的原料是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)加工產(chǎn)品的基礎(chǔ)[4]，因此篩選適合加工藕圓子的優(yōu)良蓮藕品種尤為重要。

近年來，關(guān)于蓮藕品種的研究，多圍繞于蓮藕的栽培特性[5?6]等方面，關(guān)于蓮藕品種對加工產(chǎn)品品質(zhì)方面的研究相對較少。楊松等[7]通過測定原料蓮藕和脆片制品的指標，篩選適合加工蓮藕脆片的蓮藕品種；韓麗娟等[8]通過比較分析不同蓮藕水煮后揮發(fā)性風味物質(zhì)，篩選適合煨湯型蓮藕品種。然而，關(guān)于蓮藕品種對藕圓子風味和品質(zhì)影響的研究尚且不足。本研究以6個蓮藕主栽品種為原料制備藕圓子，測定色澤、質(zhì)構(gòu)、水分含量、脂肪含量、風味成分等指標，結(jié)合感官評價，篩選適合加工藕圓子的蓮藕品種，旨在為藕圓子加工專用品種篩選和生產(chǎn)育種上提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

選取鄂蓮五號、鄂蓮六號、沔城藕、蘆林湖藕、紅芽蓮藕、新墾蓮藕6個主栽蓮藕品種 采收期為2020年11月，其中鄂蓮五號、鄂蓮六號、沔城藕、蘆林湖藕采收自湖北仙桃，紅芽蓮藕采收自江蘇揚州，新墾蓮藕采收自廣東廣州，選取無腐敗、大小均一的新鮮蓮藕，對應分別標注為樣品A、B、C、D、E、F；玉米淀粉、低筋面粉、小蘇打、大豆分離蛋白、預糊化淀粉、食用鹽、生姜等輔料 購于華中農(nóng)業(yè)大學中百超市；石油醚 國藥集團化學試劑有限公司。

UV Ultra型色差儀 美國Hunterlab公司；TA.XT.PLUS型質(zhì)構(gòu)儀 英國SMS公司；TSQ8000Evo型氣質(zhì)聯(lián)用儀 美國Thermo公司；50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭 美國Supelco公司；FOX4000型電子鼻 法國Alpha M.O.S公司；BSA124S分析天平 德國賽多利斯集團；DF25A型斯樂得家商兩用電炸爐 廣東省中山市斯樂得電器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 藕圓子的制取 參考王清章等[9]的方法，選取新鮮蓮藕清洗去皮，取200 g蓮藕用不銹鋼擦子將鮮藕擦成藕茸，用100目紗布過濾去除60 g水分，取150 g蓮藕切丁，藕丁長寬高分別為5 mm×5 mm×5 mm，稱取20 g玉米淀粉、20 g低筋面粉、1.5 g預糊化淀粉、1.5 g食鹽、2 g姜末、1 g大豆分離蛋白、1 g小蘇打攪拌成藕糊后，稱取25 g藕糊，人工揉搓成直徑約為3 cm的球形，放入170 ℃熱油中油炸2 min后撈起，放置常溫下冷卻備用。

1.2.2 藕圓子色澤的測定 采用色差儀直接測定藕圓子表面色澤，以樣品A作為空白對照，其中，L*值越大，藕圓子越亮，a*、b*值分別代表藕圓子紅（+a*）綠（?a*）度和黃（+b*）藍（?b*）度，正a*表示紅色：a*值越大，藕圓子越紅，正b*值表示黃色：b*值越大，藕圓子越黃。每個品種測5次，取平均值。

總色差?E按照公式計算其中，L0、a0、b0為空白對照的顏色。

1.2.3 藕圓子質(zhì)構(gòu)特性的測定 使用TA-XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀測定藕圓子質(zhì)構(gòu)。樣品在160 ℃溫度下復炸后室溫冷卻20 min測試，測試對象為整個藕圓子，做5次平行實驗；測試模式：TPA；選用P30探頭。

參考楊春梅等[10]的方法，略做修改。參數(shù)設(shè)定：測前速率為5 mm/s、測試速率為2 mm/s、測后速率為5 mm/s、壓縮率設(shè)定為30%。

1.2.4 藕圓子水分含量和脂肪含量的測定 水分含量測定采用GB 5009.3-2016《食品中水分的測定（第一法）》；脂肪含量測定采用GB 5009.6-2016《食品中脂肪的測定（第一法）》。

1.2.5 藕圓子揮發(fā)性風味物質(zhì)分析 參考王永倩等[11]的方法，略做修改。各取藕圓子適量進行研磨，稱取2 g樣品分別置于10 mL頂空瓶中，密封后放入進樣盤進樣。DVB/CAR/PDMS萃取頭（50/30 μm）于250 ℃下老化30 min后插入頂空瓶，在60 ℃下頂空靜態(tài)吸附40 min，萃取頭于GC-MS的GC進樣口解吸3 min。

色譜條件：HP-5MS毛細管柱（30 m×250 μm，0.25 μm）；載氣高純氦（He）；流速1 mL/min；不分流；升溫程序：40 ℃，保持3 min，以5 ℃/min升溫至150 ℃，保持時間3 min，再以10 ℃/min升溫至230 ℃，保持時間2 min。

質(zhì)譜條件：離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，接口溫度250 ℃，電子能量70 eV；質(zhì)量掃描范圍m/z 25～450。

定性：揮發(fā)性物質(zhì)以MS Library of Wiley 7.0和NIST Chemistry WebBook譜庫檢索相匹配，保留匹配度均大于800的化合物信息。定量：相對含量的測定采用峰面積歸一化法。

1.2.6 藕圓子的電子鼻分析 樣品準備：將2 g樣品裝入10 mL樣品瓶中壓緊，參考汪倩[12]方法，瓶口塞進脫脂棉，使用專用瓶蓋封口，每組樣品至少重復裝4個樣品瓶，將樣品瓶依次放入電子鼻自動進樣器上。

電子鼻檢測：頂空溫度35 ℃，振蕩速度500 r/min，頂空加熱時間1200 s，氣體流量150 mL/min，樣品采樣時間300 s。每個樣品平行測定3次。

1.2.7 藕圓子的感官評價 選擇10名專業(yè)人員組成評價小組，每位人員評估樣品后使用清水漱口。采用百分制，針對滋味、氣味、咀嚼性、色澤、形狀、硬度6個感官指標進行打分。參照DB43/T 809.18-2013《一桌筵宴湘菜 第18部分：玫瑰藕丸》及參考王清章等[9]制作感官評價表，具體內(nèi)容見表1。

表1 不同品種藕圓子感官評價得分Table 1 Sensory evaluation scores of lotus rhizome balls from different varieties

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有實驗重復測定3次，其中色澤、質(zhì)構(gòu)實驗重復測定5次。使用SPSS26軟件進行數(shù)據(jù)分析；使用Origin8.0、Excel 2016進行圖表制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種蓮藕對藕圓子色澤的影響

作為油炸類食品，藕圓子的色度本身并不直接對藕圓子的營養(yǎng)價值及風味產(chǎn)生影響，但會影響消費者的購買欲。藕圓子的色度具有較強的可視性，良好的色澤可以激發(fā)消費者的食欲[13]。L*值反映的是藕圓子的亮度大小，a*值是反映藕圓子紅度的指標，b*值反映的是藕圓子黃度值的大小[14]。不同蓮藕品種的藕圓子的表皮色澤（L*值、a*值、b*值）情況如表2所示。

表2 不同蓮藕品種的藕圓子表皮色度Table 2 Color parameters of lotus rhizome balls prepared from different varieties of lotus rhizomes

由表2可知，6種藕圓子的亮度為35.83～52.99，其中樣品A、D、E的L*值顯著高于其他品種（P<0.05）；a*值為8.55～17.99，其中樣品A、D、E、F的a*值較小，與其他品種存在顯著性差異；b*值為20.44～35.44，其中樣品D和E的b*值最大。 ?E值均大于3，且除了樣品D、E外都存在顯著性差異（P<0.05），說明不同蓮藕的藕圓子表皮色差較大，能被肉眼直接觀察到。結(jié)合感官評價結(jié)果，L*值最高的樣品在色澤方面得分最高，據(jù)報道，油炸藕片的最佳L*值為57.50～58.28[15]，與‘鄂蓮五號’樣品最為接近。

2.2 不同品種蓮藕對藕圓子質(zhì)構(gòu)特性的影響

2.2.1 不同品種蓮藕的藕圓子的質(zhì)構(gòu)特性分析 藕圓子的質(zhì)構(gòu)特性是評價藕圓子品質(zhì)的重要方面。硬度指使藕圓子發(fā)生形變所需的最大的力；彈性指樣品去除外力后能恢復的程度；內(nèi)聚性是指樣品抵抗咀嚼破壞的內(nèi)部結(jié)合力；咀嚼性是指咀嚼樣品使其達到能夠吞咽所需功的大小；回復性是指樣品第一次壓縮回彈的能力[16]。

由表3可知，不同蓮藕品種制備藕圓子的硬度、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性、回復性等指標存在差異。樣品F的硬度較大；彈性變化值0.35～0.64 mm，樣品A和樣品E彈性最大，最小的為樣品B。韓小苗等[17]對3種鮮藕品種進行TPA測定，結(jié)果表明，硬度的變異系數(shù)較大，回復性的變異系數(shù)較小，與本研究結(jié)果一致。咀嚼性變化范圍為27.49～55.98 mJ，其中樣品A咀嚼性最大，樣品F咀嚼性最??；內(nèi)聚性變化范圍0.13～0.21，回復性變化范圍0.048～0.074。這是由于原料的纖維素含量不同，導致對淀粉形成微觀結(jié)構(gòu)的影響不同，從而影響產(chǎn)品的咀嚼性[7]。這與施帥等[18]的研究結(jié)論一致。

表3 不同蓮藕品種制備藕圓子的質(zhì)構(gòu)特性Table 3 Texture characteristics of lotus rhizome balls prepared from different varieties of lotus rhizomes

2.2.2 不同品種蓮藕的藕圓子的質(zhì)構(gòu)特性主成分分析 由于藕圓子的質(zhì)構(gòu)特性由多種指標構(gòu)成，對藕圓子的各指標進行標準化處理后，進行主成分模型的構(gòu)建。不同品種蓮藕對藕圓子質(zhì)構(gòu)主成分方差貢獻率見表4，變量因子載荷量見表5。

表4 質(zhì)構(gòu)主成分方法貢獻率Table 4 Variance contribution rate of principal components

主成分分析一般通過確定特征值大于1的主成分。由表4可知，前2個主成分的特征值均大于1，累積方差貢獻率達87.744%，說明代表藕圓子質(zhì)構(gòu)的主要信息。主成分載荷系數(shù)的絕對值與該變量代表性呈正相關(guān)性。由表5可知，主成分1包括了質(zhì)構(gòu)指標的大部分信息，主要有咀嚼性（0.889）、彈性（0.782）、內(nèi)聚性（0.781）。主成分2主要包括硬度（0.684）、回復性（?0.634）。

表5 變量因子載荷矩陣Table 5 Variable factor load matrix

由表5可計算得各主成分的表達式：

以主成分及每個主成分對應的特征值占所有主成分總的特征值之和的比例為權(quán)重，計算主成分綜合模型：F=（0.5883F1+0.2892F2）/0.8774。在主成分分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)綜合得分模型計算不同品種蓮藕的藕圓子質(zhì)構(gòu)的綜合得分，樣品A～F的得分分別為3.271、?1.233、?1.159、0.171、0.876、?1.926，其中樣品A綜合得分最高為3.271分、樣品F最低為?1.926。綜合得分越高，說明該品種的藕圓子質(zhì)構(gòu)特性越好。由表6可知，6種藕圓子的質(zhì)構(gòu)特性綜合得分由高到低為A>E>D>C>B>F，與感官評定結(jié)果基本一致。

表6 不同品種蓮藕制備藕圓子的水分含量和脂肪含量Table 6 Water content and fat content of lotus rhizome balls from different varieties of lotus rhizomes

2.3 不同品種蓮藕對藕圓子水分含量和油脂含量的影響

由表6可知，6種藕圓子的水分含量為55.25%～60.34%，粗脂肪含量為9.16%～15.02%，最大的均為樣品D，最小的均為樣品F。不同蓮藕品種的藕圓子中水分含量和脂肪含量差異較大，可能是由于品種等因素的原因?？梢钥吹健J林湖藕’藕圓子的水分含量最高，達到60.34%，‘新墾蓮藕’為原料的藕圓子水分含量最低，可能原料的水分含量不同，導致油炸過程中水分散失速率存在差異[17]。

2.4 不同品種蓮藕的藕圓子揮發(fā)性成分的分析

利用HS-SPME-GC-MS技術(shù)可以對揮發(fā)性成分進行精準定性和定量分析，6個蓮藕品種的藕圓子的揮發(fā)性風味物質(zhì)及相對含量見表7。

由表7可知，6種藕圓子共鑒定出104種揮發(fā)性風味物質(zhì)，其中‘鄂蓮五號’、‘鄂蓮六號’、‘沔城藕’、‘蘆林湖藕’、‘紅芽蓮藕’、‘新墾蓮藕’分別鑒定出64、44、55、54、51、51種風味物質(zhì)，醛類、醇類、呋喃類、酯類是藕圓子主要的揮發(fā)性物質(zhì)，其中醛類物質(zhì)突出，除此以外，烴類、酸類、酮類、吡嗪類物質(zhì)都是藕圓子揮發(fā)性風味物質(zhì)的重要組成。不同品種揮發(fā)性物質(zhì)的種類和含量不同可能造成風味差異，不同類型的揮發(fā)性成分呈現(xiàn)不同味覺體驗。

醛類化合物是油炸食品香氣成分中最主要的一類物質(zhì)，主要與低級的、不飽和的醇類構(gòu)成了獨特的油脂香[19]。根據(jù)表7可知，6種藕圓子醛類物質(zhì)含量最為豐富。其中，壬醛、（E）-2-癸烯醛和（E，E）-2，4-癸二烯醛相對含量最高，是藕圓子中主要醛類風味物質(zhì)。壬醛具有強烈的油脂氣味和甜橙氣息[20]，（E）-2-癸烯醛、（E，E）-2，4-癸二烯醛具有強烈的雞油香氣，（E）-2-辛烯醛具有脂肪和肉類香氣，并有黃瓜和雞肉香味[21]，正己醛、2-十一烯醛具有清草味、蔬菜芳香[22]。在6種藕圓子中，‘鄂蓮五號’的（E）-2-癸烯醛含量最高。‘鄂蓮五號’和‘沔城藕’含量高于其他4個品種。醛類化合物主要是蓮藕中不飽和脂肪酸氧化生成過氧化物或者油脂自身氧化所產(chǎn)生[19]，閾值比較低，說明脂類氧化是藕圓子風味的重要來源之一，提供藕圓子的油脂香和蔬菜香。

表7 不同蓮藕品種的藕圓子揮發(fā)性風味物質(zhì)及相對含量Table 7 Volatile composition of lotus rhizome balls from different varieties

醇類物質(zhì)具有植物香氣，來源于不飽和脂肪酸氧化降解，通常飽和醇氣味閾值較高，對風味的貢獻率較低，如正庚醇，而一些不飽和醇閾值較低，如1-辛烯-3-醇。1-辛烯-3-醇具有蘑菇鮮味，來源于酶催化氧化亞油酸和亞麻酸[23]。醇類物質(zhì)是藕圓子中起關(guān)鍵作用的風味物質(zhì)之一，醇類物質(zhì)可以和酸類物質(zhì)發(fā)生酯化反應，生成具有果香氣味的酯類物質(zhì)。唐小閑等[24]研究氣蒸加工對蓮藕揮發(fā)性風味物質(zhì)的變化，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過氣蒸過程后，醇類物質(zhì)種類沒有變化，相對含量降低。因此，不同蓮藕品種中的醇類、氨基酸、脂肪含量差異可能導致不同蓮藕品種的藕圓子醇類物質(zhì)存在差異。

呋喃類化合物來源于氨基酸與還原糖間的美拉德反應以及脂肪的氧化反應，絕大多數(shù)具有強烈的肉香味且香氣閾值極低[25?26]。6種藕圓子中均檢測出了2-戊基呋喃、2-庚基呋喃。2-戊基呋喃具有強烈的肉香味和植物的芳香味，2-庚基呋喃具有脂肪、油膩、內(nèi)酯香[26]，對藕圓子風味有不可替代的作用。吡嗪類物質(zhì)是油炸食品中典型的風味物質(zhì)，大都具有黑面包香味，其形成直接途徑是氨基酸和α-二羰基化合物進行縮合反應，發(fā)生Strecker降解反應[25]。具有堅果味、焙烤味的2-乙基-3,6-二甲基吡嗪在大部分品種的藕圓子中都有被檢測[27]。吡嗪、呋喃類化合物構(gòu)成的焦糖、烘烤香和醇類、醛類化合構(gòu)成的油脂香，按一定比例共同構(gòu)成了油炸食品的特殊香氣。

酯類化合物主要來源于脂肪酸分解，一般具有令人愉快的水果香氣或酒香味[28]，可改善食品風味。6種藕圓子中均檢出丙位辛內(nèi)酯，賦予了藕圓子濃郁的油炸香味[27]。烴類物質(zhì)在藕圓子中含量較少，且烷烴類化合物的香氣閾值一般偏高，對藕圓子風味的構(gòu)成無明顯貢獻，但可能有助于改善整體風味。

續(xù)表 7

藕圓子中酮類化合物主要通過多不飽和脂肪酸的熱降解或β-氧化產(chǎn)生[29]，大部分酮類物質(zhì)具有清香氣味，香味持續(xù)時間長，主要輔助其他風味物質(zhì)，使藕圓子中蓮藕香味更濃。酸類含量較少甚至沒有檢測到。

綜上所述，6種藕圓子中揮發(fā)性物質(zhì)種類及含量存在較大差異，主要貢獻風味的物質(zhì)為醛類、醇類和呋喃類，與張文君等[30]檢測藕夾的揮發(fā)性物質(zhì)成分的結(jié)果類似。‘鄂蓮五號’藕圓子的風味物質(zhì)種類最多為64種，醛類、醇類、呋喃類含量均較高，香氣表現(xiàn)為脂肪香、蔬菜香、清香味，風味指標優(yōu)于其他品種，與感官評價結(jié)果類似。

續(xù)表 7

2.5 基于電子鼻技術(shù)對不同品種藕圓子風味物質(zhì)分析

由圖1可知，6種藕圓子的整體輪廓基本一致，強度存在差異，說明揮發(fā)性物質(zhì)種類基本一致，濃度存在差異。樣品在T30/1、P40/1、T70/1、PA/2、P30/1、P40/2、P30/2和T40/2 8個感應器上存在差距，說明不同品種蓮藕的藕圓子風味存在較大差異，‘鄂蓮五號’、‘新墾蓮藕’、‘紅芽蓮藕’、‘沔城藕’距離相近，較為相似，與‘鄂蓮六號’、‘蘆林湖藕’風味區(qū)別較大，與HS-SPME-GC-MS技術(shù)分析鑒定結(jié)果類似。

圖1 不同品種藕圓子揮發(fā)性物質(zhì)雷達圖Fig.1 Radar pattern of volatiles from lotus rhizome balls of different varieties

如圖2所示，主成分1的方差貢獻率為67.44%，主成分2的方差貢獻率為13.80%。前2個主成分的方差貢獻率達81.24%，能夠充分代表樣品的原始數(shù)據(jù)信息?！跎徫逄枴ⅰ跎徚枴?、‘沔城藕’、‘蘆林湖藕’、‘紅芽蓮藕’、‘新墾蓮藕’距離較近，風味方面有相似，但是每個樣品都存在一定距離，說明不同品種藕圓子的風味物質(zhì)之間存在差異性。

圖2 不同品種藕圓子揮發(fā)性物質(zhì)主成分分析圖Fig.2 Principal component analysis of volatiles from lotus rhizome balls of different varieties

2.6 不同品種藕圓子的感官品質(zhì)分析

作為油炸食品，藕圓子的感官屬性尤其是風味直接影響消費者的購買欲[31]，因此需對藕圓子進行客觀的感官評價。對6種藕圓子樣品的滋味、氣味、咀嚼、色澤、形狀、硬度6個方面的感官評價得分進行匯總，結(jié)果如表8所示。樣品A（‘鄂蓮五號’）的咸香適口，藕香濃郁，咀嚼性好，色澤金黃，綜合評分最高。

表8 不同品種藕圓子的感官評價結(jié)果Table 8 Sensory scores of different lotus rhizome balls

3 結(jié)論

通過測定6個不同蓮藕品種所制取藕圓子的色澤、質(zhì)構(gòu)特性、水分含量、脂肪含量，并結(jié)合揮發(fā)性風味成分和感官評價等指標對比分析，發(fā)現(xiàn)不同蓮藕品種所制備藕圓子風味及綜合品質(zhì)存在較大差異。6種藕圓子的水分含量為55.25%～60.34%，粗脂肪含量為9.16%～15.02%。其中‘鄂蓮五號’藕圓子的水分含量較高，粗脂肪含量較低。6種藕圓子的亮度在35.83～52.99之間，‘鄂蓮五號’、‘蘆林湖藕’、‘紅芽蓮藕’的L*值顯著高于其他品種（P<0.05）；‘鄂蓮五號’藕圓子的質(zhì)構(gòu)綜合評分顯著高于其他品種（P<0.05）。采用HS-SPME-GC-MS技術(shù)分析鑒定出104種揮發(fā)性風味物質(zhì)，種類及含量存在較大差異，主要貢獻風味的物質(zhì)為醛類、醇類和呋喃類；電子鼻技術(shù)分析鑒定得出各個品種藕圓子揮發(fā)性成分種類類似，但含量存在一定差異。其中‘鄂蓮五號’藕圓子中揮發(fā)性物質(zhì)種類和含量最豐富，同時通過感官分析結(jié)果顯示鄂蓮五號的表皮色澤金黃、口感好、風味濃郁，與HS-SPME-GC-MS和電子鼻的檢測結(jié)果一致。綜上所述，受試品種中最適合用于制備藕圓子的蓮藕品種為‘鄂蓮五號’。