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莲子粉的研究进展

2022-05-31湘潭县农业农村局411200周华林陈佳肖俭平丁军

湖南农业 2022年4期
关键词:直链抗性莲子

湘潭县农业农村局(411200) 周华林 陈佳 肖俭平 丁军

莲子别名藕实、莲蓬子、莲米,是睡莲科植物莲的干燥成熟种子。莲子中含有丰富的营养成分,同时又极具医用价值,已列入我国国家卫生健康委员会公布的药食两用名单中。成熟的莲子剥壳后可以直接食用,也可制成莲子汁,而干制莲子常制作成药材、点心、零食、莲蓉等。莲子粉中主要含有丰富的淀粉、脂肪和蛋白质,还有生物碱和黄酮类化合物,有较高的研究价值。本文对莲子粉的主要成分和作用进行综述分析,为莲子粉产品制作及工艺提供参考依据。

一、莲子粉的营养价值

莲子具有极高的营养价值,由于种植环境和品种的不同,其中的各项营养成分有较大的差别。相关研究表明,莲子粉中含有较高的蛋白质和糖分,在湿重条件(水分含量65%)下,淀粉平均含量24.3%、蛋白质平均含量7.8%,其中必需氨基酸占氨基酸总量的28%。还有研究表明,莲子粉还含有大量的微量元素、维生素B、维生素C、维生素E、金丝桃苷、芸香苷、天冬氨酸、莲子碱等。

二、莲子粉中蛋白质的主要种类

研究表明,莲子粉中蛋白质含量较高,在湿重条件下其平均含量达到7.8%,明显高于板栗、白果、菱等硬果类食物(见表1)。通过利用不同溶剂溶解离心可以将莲子中的蛋白质提取分离,在莲子粉中蛋白质按含量多少依次为清蛋白、球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白。莲子粉中氨基酸种类齐全,必需氨基酸含量较高,能为特定人群补充赖氨酸等必需氨基酸。

表1 不同硬果类食物中的水分含量与蛋白质含量对比

三、莲子粉中淀粉的研究

1.淀粉的结构特性莲子粉中淀粉含量最高,其平均含量为64.2%,其中直链淀粉含量与支链淀粉含量分别占总淀粉含量的42%与58%,莲子粉中直链淀粉占比较其他植物淀粉中的直链淀粉更高,属于高直链淀粉含量的特异性淀粉。有关人员利用扫描电镜,分别将莲子淀粉放大1000倍与3000倍,观察莲子淀粉的形状与结构特性,发现莲子淀粉颗粒大小不一,有多种形状。大部分的淀粉颗粒在电镜扫描下呈椭圆形,少数为圆形和不规则形,所有颗粒表面光滑无褶皱和小孔,其颗粒直径约为3~15微米。

2.抗性淀粉①抗性淀粉简介。抗性淀粉(RS)是指在健康的人体小肠中无法被酶解消化,但当其进入大肠后会被细菌利用发酵代谢的一种膳食纤维。其形成过程是直链淀粉在糊化和回生过程中的晶体结构被破坏和溶解,导致淀粉分子链迁移,形成双螺旋结构,而淀粉分子链上的羟基随着其链条的延伸、卷曲和折叠形成氢键。在食品中一共有5类抗性淀粉:第一类抗性淀粉(RS1)是物理上无法消化的淀粉;第二类抗性淀粉(RS2)是天然颗粒或非胶化淀粉;第三类抗性淀粉(RS3)是退化或结晶淀粉;第四类抗性淀粉(RS4)是化学变性淀粉;第五类抗性淀粉(RS5)是直链淀粉-脂质络合淀粉。相较于其他类型的抗性淀粉,RS3有较好的热稳定性,因此目前对抗性淀粉的主要研究都集中在第三类抗性淀粉(RS3)和第四类抗性淀粉(RS4)上。②抗性淀粉的制备。抗性淀粉的制备方法有多种,对于不同的淀粉,可以选用不同的抗性淀粉制备方法,但其基本原理都是将淀粉先糊化再回生,在这个过程中使其内部产生氢键。对于莲子粉的抗性淀粉的制备方法,目前还没有一个最佳方法,仍处于优化阶段。③莲子抗性淀粉的特性与功能。莲子抗性淀粉的结构相较于莲子淀粉的形状结构有较大的区别,莲子抗性淀粉有多种形态结构,其形状会因为抗性淀粉制取方法的不同而不同。相比于莲子淀粉的形状,莲子抗性淀粉的形状可分为褶皱块状、孔洞块状、蜂窝状和复合状。莲子抗性淀粉的应用目前主要是对人体肠道菌群进行调节,给益生菌提供生长所需的碳源,且不同的莲子抗性淀粉能给不同的微生物提供最佳的繁殖环境。有关研究人员研究发现,在一定浓度下的莲子第三类抗性淀粉,特别是干燥后酶提纯的莲子第三类抗性淀粉可以有效促进双歧杆菌的增殖,且发现其增殖效果与莲子第三类抗性淀粉的稳定的双螺旋结构、高结晶度和粗糙的表面具有沟壑状的外观有关联。研究人员使用分馏莲子抗性淀粉促进益生菌增殖,发现益生菌在增殖过程中大量产酸,且其对酸的耐受性方面有显著的提高。分馏莲子抗性淀粉在发酵后,其内部的晶体结构和双螺旋结构增加,此项实验进一步证明了莲子抗性淀粉的结构对益生菌的增殖作用的关联。在有关研究中发现,莲子抗性淀粉能促进小肠内双歧杆菌和乳酸杆菌增殖,促进小鼠促胰液素的分泌。

四、莲子粉中其他成分的研究

莲子粉中各项成分之间都有一定的协同作用,近年来关于莲子粉的研究除了对淀粉、蛋白质等单一物质进行研究,也对莲子粉进行了研究。通过酶法修饰和冷冻干燥两种方式,能显著提高莲子粉的复水率。有研究人员发现,利用微波-超声波协同处理、高压均质以及超高压三种物理加工方法制备莲子淀粉-茶多酚复合物,并研究其形成机理和抗消化特性,发现其复合物二者间的相互作用使淀粉的消化吸收性能显著降低,并能不同程度改变淀粉的糊化、回生等特性。

莲子粉的研究,在食品领域主要集中在蛋白质和淀粉上,目前国内外学者对于莲子粉的蛋白质、淀粉的研究相对较多,而对于莲子全粉或者是莲子复合粉的综合利用还主要停留在理论层面。针对莲子粉中其他成分(如黄酮类和生物碱类)的研究主要集中在其药理活性和药用价值上,对于此类成分制品的工艺参数都还未成熟。因此,莲子作为一种种植范围广、产量大的食品,其干制粉末的综合利用还有待深入研究。

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