吳昊怡，吳瑾瑾，易 陽*，孫 瑩，王宏勛，彭凱迪

（1 武漢輕工大學食品科學與工程學院 農產品加工與轉化湖北省重點實驗室 武漢430023 2 武漢輕工大學生命科學與技術學院 武漢 430023）

蓮藕為水生植物蓮（Nelumbo nucifera Gaertn.）的肥大根莖，是一種產量高且營養(yǎng)豐富的水生蔬菜，生食清脆，烹飪后香甜，廣受消費者青睞。蓮藕在常見的數(shù)十種蔬菜中表現(xiàn)出較強的抗氧化活性，與其含有較高的酚類物質有關[1]。蓮藕中酚類物質包括沒食子酸、兒茶素、沒食子酸兒茶素、表兒茶素、兒茶酚、綠原酸、咖啡酸、香豆素、白藜蘆醇、蘆丁等[2-3]，發(fā)揮抗氧化，預防心血管疾病，降脂、消炎、抗腫瘤等功效[4]。據(jù)藥典記載：生藕性寒，可清熱、解毒、瀉火而治熱癥；而熟藕性溫，可溫中、散寒、生氣而治寒證[5]。目前，蓮藕的熱處理研究主要集中在貯藏特性、酶活、質地及風味物質等方面[6-9]，而生、熟蓮藕的功效差異是否與加熱所致酚類物質的變化有關仍不清楚。

近年來，隨著人們健康意識的增強，熱加工對食物營養(yǎng)特性的影響愈發(fā)受到關注。烘焙、蒸煮、擠壓和微波等加熱方式會影響食物中酚類物質含量、結構和抗氧化活性等，營養(yǎng)品質變化與其處理程度和加工方式密切相關[10]。一般來說，食物加熱過程中酚類物質含量與抗氧化活性都會有所降低，其原因可能是部分酚類物質溶出流失，或是因熱降解而使分子鍵斷裂或重組[11]。香菇經過蒸汽和高溫、高壓處理后，其總酚含量、DPPH 自由基清除率都有所提升，說明熱加工方式對營養(yǎng)成分有積極影響[12]。然而，高溫煮制苦蕎，不僅會降低苦蕎總酚、總黃酮和蘆丁含量，也會使抗氧化活性降低，繼續(xù)復合高壓處理會加劇對營養(yǎng)物質的破壞[13]。有研究發(fā)現(xiàn)不同加熱處理會對荷葉中酚類化合物產生影響，其中真空微波處理對荷葉中總酚和總黃酮釋放量的提高效果最好，且抗氧化活性與酚類物質釋放量呈正相關[14]。在溫度40～120℃范圍內，隨著加熱處理溫度的升高，冰菜中的總酚和總黃酮含量及抗氧化活性呈先上升后下降的趨勢[15]。由此可見，研究蓮藕中酚類物質在不同熱處理條件下的變化規(guī)律，對提升其熱加工產品的營養(yǎng)品質具有重要意義。

酚類物質的組成和含量與蓮藕的品種和生長期密切相關。有研究表明，不同品種蓮藕的脆度、色度、酚類物質含量有所差異，且在蓮藕生長初期總酚含量較高，生長后期接近成熟時總酚含量較低[16-17]。本文選取不同品種及不同生長期的原料，分析常壓和高壓蒸汽加熱對蓮藕中酚類物質含量、消化釋放規(guī)律和抗氧化活性的影響，探析生、熟蓮藕的營養(yǎng)特性差異與熱處理方式的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮蓮藕，采收于武漢市江夏區(qū)棋良公司蓮藕生產基地，生長期6 個月的鄂蓮五號（EL5-S6）、鄂蓮六號（EL6-S6）和武植二號（WZ2-S6），以及生長期9 個月的鄂蓮五號（EL5-S9）、花奇蓮（HQ-S9）和武植二號（WZ2-S9）。

Folin-Ciocalteu 試劑，武漢特爾惠生物科技有限公司；95%蘆丁標準品，上海源葉生物科技有限公司；人工唾液（reenwood）、人工胃液（ChP）、人工小腸液（Leagene）和DPPH 試劑，北京雷根生物技術有限公司；FRAP 試劑盒，碧云天生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

12N 冷凍干燥儀，寧波新芝生物科技股份有限公司；A360 型紫外可見分光光度計，翱藝儀器（上海）有限公司；SUNRISE 酶標定量測定儀，西化儀（北京）科技有限公司；超聲波清洗機，深圳市潔拓超聲設備有限公司；超微粉碎機BJ-800A，杭州拜杰科技有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 蓮藕樣品預處理 新鮮蓮藕洗凈削皮后，每段節(jié)藕切分成3 等份，且各取1 份合為1 組，即將藕段分為3 組。其中一組經切片后置于-20 ℃預凍，采用真空（35 Pa）冷凍干燥24 h。另兩組藕段分別置于常壓蒸鍋（100 ℃）和高壓滅菌鍋（120℃）中蒸汽加熱40 min 和10 min，經冷卻切片和-20 ℃預凍后冷凍干燥。將冷凍干燥后的藕片用超微粉碎機直接制成粉末，分裝后轉入干燥器內室溫避光保存。

1.3.2 藕粉中游離酚和游離黃酮含量的測定 參考文獻[18]的方法提取蓮藕中游離酚和游離黃酮：取50 mg 藕粉加10 mL 40%乙醇，混勻后置于200 W 超聲場中浸提40 min，采用10 000 r/min 轉速離心15 min，分離上清液。采用Folin-Ciocalteu法測定上清液中總酚含量[19]：取上清液200 μL 加入800 μL 去離子水，向其中加入125 μL Folin-Ciocalteu 試劑，混勻后在25 ℃下避光反應6 min；再加入7%的碳酸鈉溶液1.25 mL，補加去離子水至3.0 mL，充分混勻后，在25 ℃下避光反應90 min；反應結束后，采用分光光度計測定波長760 nm 處的吸光度；以沒食子酸標準溶液建立總酚含量測定的標準曲線，測算浸提液中游離酚質量濃度（mg/mL），并進一步計算藕粉中游離酚含量（mg/g 干重）。

采用硝酸鋁顯色法測定上清液中總黃酮含量[20]：取4 mL 上清液加入0.3 mL 5%NaNO2，混勻靜置6 min；再加入0.3 mL 10%Al（NO3）3，混勻靜置6 min；加入4 mL 1.0 mol/L NaOH，用80%乙醇定容至10 mL，混勻靜置15 min；反應結束后，采用分光光度計測定波長510 nm 下的吸光度；配制蘆丁標準溶液建立總黃酮含量測定的標準曲線，測算浸提液中總黃酮質量濃度（mg/mL），并進一步計算藕粉中總黃酮含量（mg/g 干重）。

1.3.3 藕粉的體外模擬消化 藕粉的體外模擬消化參考文獻[21]的方法操作，并稍作修改。取100 mg 藕粉于15 mL 離心管中，加入10 mL 人工唾液，充分混勻后置于37 ℃振蕩消化10 min。模擬口腔消化結束后，于4 ℃離心（10 000 r/min）15 min 分離口腔消化樣液。離心管中沉淀物加入10 mL 人工胃液，充分混勻后置于37 ℃振蕩消化2.0 h，4 ℃離心分離胃消化樣液。而沉淀物繼續(xù)加入10 mL 人工腸液，充分混勻后置于37 ℃振蕩消化1.5 h，4 ℃離心分離腸消化樣液。測定3 種消化樣液中的總酚含量、總黃酮含量和抗氧化能力。

1.3.4 抗氧化能力測定 DPPH 自由基清除能力參考文獻[22]的方法測定，并稍作修改。以無水乙醇溶解制備質量濃度為0.056 mg/mL 的DPPH 工作液，于-20 ℃避光保存。向測試管1 中加入2.00 mL DPPH 溶液和1.00 mL 無水乙醇，搖勻后避光反應30 min，測定波長517 nm 處的吸光度（即為空白對照的吸光度A0）。向測試管2 中加入2.00 mL DPPH 溶液和1.00 mL 待測樣液，反應結束后測定待測樣液的吸光度As。向測試管3 中加入2.00 mL 無水乙醇和1.00 mL 待測樣液，反應結束后測定參比溶液的吸光度Ar。樣液的DPPH 自由基清除率C（%）按公式（1）計算：

FRAP 總抗氧化能力采用試劑盒檢測：在96孔板的每個檢測孔中加入180 μL 的FRAP 工作液，空白對照中加入5 μL 蒸餾水或消化液，樣品檢測孔內加入5 μL 不同樣液，輕輕混勻，于37 ℃孵育4 min 后測定波長593 nm 處的吸光值，并參考試劑盒說明書計算總抗氧化能力（mmol/L）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 23.0 軟件分析試驗數(shù)據(jù)，結果用“平均值±標準偏差”（n=3）表示，并以Origin 8.5軟件作圖。組間數(shù)據(jù)在0.05 水平的顯著性差異采用單因素方差分析中的最小顯著差異法判定，組間數(shù)據(jù)的相關性采用Pearson 法分析。

2 結果與分析

2.1 熱處理對蓮藕中游離酚和游離黃酮含量的影響

不同品種和不同生長期蓮藕中游離酚的平均含量為21.33 mg/g dw（變異系數(shù)達13.38%），而游離黃酮的平均含量為44.66 mg/g dw（變異系數(shù)達16.15%），其中WZ2-S6 的游離黃酮含量顯著高于其它藕樣（P＜0.05）。如表1 和表2 所示，隨著生長期的延長，EL5 藕中游離酚和游離黃酮含量均顯著增加（P＜0.05），而WZ2 藕中含量則顯著減少（P＜0.05）。據(jù)文獻報道，13 個品種蓮藕食用部位中可提取總酚含量的變異系數(shù)達20.87%，可提取總黃酮含量的變異系數(shù)達33.33%，且WZ2 品種中含量顯著高于EL5 和EL6 品種（P＜0.05）[23]。

表1 熱處理對蓮藕中游離酚含量及其消化釋放的影響Table 1 Effect of heating treatment on the free phenol content of lotus roots and its release by simulated digestion

表2 熱處理對蓮藕中游離黃酮含量及其消化釋放的影響Table 2 Effects of heating treatment on the free flavonoid content of lotus roots and its release by simulated digestion

熱處理后蓮藕中可提取酚類物質含量呈下降趨勢：常壓熱處理樣品中平均游離酚含量和平均游離黃酮含量分別降低了16.97%和32.83%，而高壓熱處理樣品分別降低了32.73%和50.01%。有研究表明，山楂汁在經過熱處理后其酚酸類化合物含量顯著降低3.98%～5.98%[24]。蒸制能降低葫蘆果酚類物質的含量與抗氧化活性，是因為在高溫處理下，植物細胞壁及內部結構被破壞，導致部分酚類物質流出損失，且加熱過長時間會導致酚類物質等活性成分降解[25]。另有文獻指出，加熱處理后，酚類物質將發(fā)生組成成分的降解或聚合，導致其結構的改變，或產生其它新物質，從而影響其性質[23，26]。此外，酚類物質主要位于完整植物細胞液泡中，熱處理能破壞細胞結構，引發(fā)多酚與細胞壁多糖和淀粉的相互作用，從而導致游離酚含量減少[27-29]。由此推測，蓮藕經熱處理后，其酚類物質可能發(fā)生流失、熱降解、聚合等，導致可檢測的游離態(tài)含量減少。

2.2 熱處理對蓮藕中酚類物質消化釋放的影響

采用體外靜態(tài)消化模型研究藕粉樣品消化過程中的酚類物質釋放規(guī)律，發(fā)現(xiàn)其主要在唾液消化和胃液消化過程中大量釋放。對于不同品種及不同生長期的未處理蓮藕樣品，多酚釋放量以唾液消化（15.18±2.13）mg/g dw＞胃液消化（11.23±2.09）mg/g dw＞腸液消化（3.18±0.69）mg/g dw。蓮藕經加熱處理后，其酚類物質釋放規(guī)律顯著改變，以胃液消化釋放量＞唾液消化釋放量＞腸液消化釋放量。其中，常壓加熱藕粉在口腔、胃腔和腸腔階段的平均酚類物質釋放量分別為（9.74±0.15），（15.14±0.25），（4.92±0.18）mg/g dw，而高壓加熱藕粉分別為（8.91±0.21），（10.44±0.25），（2.87±0.09）mg/g dw。未加熱的藕粉經口腔消化階段后，游離酚含量顯著低于未消化階段，可能是藕粉中的酚類化合物直接和唾液中的α-淀粉酶結合，產生大分子聚合物，從而降低酚類化合物含量[30]。相對于口腔消化階段，經過胃腔消化后，測得的游離酚含量小幅度降低，且經腸消化后酚類化合物的含量最低?？赡芤驗榉宇惢衔飳δc消化的弱堿性環(huán)境很敏感，從而降低其穩(wěn)定性[31]。有研究表明軟棗獼猴桃整果酚類提取物中總酚含量的變化趨勢為：未消化＞口腔＞胃＞小腸，與本研究結果一致[32]。而綠茶、橘皮、大豆的總酚提取物含量相較于未消化階段，經口腔消化階段后顯著降低，而在胃、腸腔階段呈先降低再升高再降低的趨勢[33]。說明消化過程會使酚類物質的釋放含量逐漸降低，且不同消化階段對酚類物質釋放量的影響不同。

熱處理顯著減少藕粉唾液消化階段中的酚類物質釋放，而常壓加熱可能增加胃液和腸液消化階段的釋放量。一般情況下，酚類化合物在胃部酸性條件下穩(wěn)定，而且酸性條件有利于酚類化合物從與之結合的食物基質（蛋白質、淀粉、膳食纖維和木質素）中釋放出來，因此胃消化液的游離酚含量升高[34]。且有文獻表明，黑青稞在胃消化過程中酚類物質釋放量顯著升高，是由于在胃蛋白酶的作用下有利于酚類化合物從與之結合的食物基質中釋放出來，從而使可測定的游離酚含量增加[35]。特別地，EL5-S6、EL6-S6、WZ2-S6 和WZ2-S9 經常壓熱處理后的可消化釋放總酚量有所增加。可能是因為熱處理能夠促進酚類物質與淀粉分子之間的相互作用，促使部分蓮藕酚類物質在高溫下與蓮藕淀粉生成聚合物，導致部分游離酚轉化成結合酚，再經過胃消化酶、胰酶作用及其強酸環(huán)境，結合態(tài)多酚逐漸變成游離多酚，從而導致總酚含量有所提高[36]。說明熱處理能增加蓮藕中酚類物質在胃液消化的釋放量，且WZ2-S6 在100 ℃常壓加熱的效果最好，其可消化總量最高達39.37 mg/g dw。

2.3 熱處理對蓮藕中黃酮類物質消化釋放的影響

藕粉樣品中黃酮類物質主要在唾液中大量釋放，對于不同品種及生長期的未處理蓮藕樣品，黃酮類物質釋放量以唾液消化（23.92±0.55）mg/g dw＞胃液消化（4.04±0.12）mg/g dw＞腸液消化（1.82±0.39）mg/g dw。未加熱的藕粉經過口腔和胃腔消化后，黃酮類化合物的含量相較于未消化階段都顯著下降?？赡苁怯捎谠谖赶乃嵝原h(huán)境下，藕粉中游離黃酮被降解。這與之前大多數(shù)報道一致[28-29]，由于多種反應（提取、水解、釋放、降解、去糖基化、酯化、氧化和裂解），胃消化過程也會造成一定程度上黃酮類化合物的損耗。根據(jù)Spinola 等[37]的研究，漿果在模擬口腔消化過程中，總黃酮被大量釋放，在胃腸消化過程中，被大量降解。藕粉可消化釋放總黃酮含量低于游離黃酮含量，可能是因為腸消化液中的胰酶能夠水解黃酮與食物基質相互結合的化學鍵，中性或偏堿性黃酮可能在腸消化液介質中穩(wěn)定，部分黃酮類化合物轉化成結構更穩(wěn)定的衍生物，不易被分解導致部分黃酮類物質在消化過程中沒有被完全釋放出來[38]。

經過加熱處理后的藕粉樣品，其黃酮類物質釋放規(guī)律沒有改變，以唾液消化釋放量＞胃液消化釋放量＞腸液消化釋放量。其中常壓加熱藕樣在口腔、胃腔、腸腔的3 個消化階段的平均黃酮類物質釋放量分別為（14.90±0.36），（5.80±0.29），（1.78±0.14）mg/g dw，而高壓加熱藕樣分別為（16.13±0.26），（3.41±0.11），（1.63±0.28）mg/g dw。除EL5-S6 以外，其它藕粉樣品在常壓加熱后，胃液的釋放量顯著增加，可能是胃腔環(huán)境的強酸性作用，使結合黃酮分解釋放，導致測定含量升高[39]。經熱處理后的可消化釋放總黃酮含量均下降，可能是蓮藕中結合態(tài)黃酮在消化液中沒有被完全釋放出來，或者在加熱過程中有部分黃酮類物質損失。說明熱處理可以使蓮藕中黃酮類物質在消化階段的總釋放量顯著減少。

2.4 熱處理對蓮藕抗氧化能力的影響

不同品種及不同生長期蓮藕的平均DPPH 自由基清除率為81.70%（變異系數(shù)1.86%），而平均FRAP 值為0.95 mmol/L（變異系數(shù)19.94%），其中WZ2-S6 的FRAP 總抗氧化能力顯著高于其它樣品（P＜0.05）。如圖1 所示，隨著生長期的延長，EL5和WZ2 藕的DPPH 自由基清除率均顯著下降（P＜0.05），而FRAP 值則無明顯變化（P＞0.05）。

圖1 蓮藕熱處理前、后的抗氧化能力比較Fig.1 Comparison on the antioxidant capacity of lotus roots before and after heating treatment

熱處理后蓮藕的抗氧化能力呈下降趨勢，常壓加熱樣品的DPPH 自由基清除率和FRAP 值分別平均減少了2.32%和0.22 mmol/L，而高壓加熱樣品則平均減少了3.37%和0.29 mmol/L。藕粉抗氧化能力下降可能歸因于可提取酚類物質含量減少，其游離酚含量和游離黃酮含量與DPPH 自由基清除率的相關性極顯著（Pearson 相關系數(shù)分別為0.637 和0.685），且與FRAP 總抗氧化能力的相關性亦極顯著（Pearson 相關系數(shù)分別為0.742 和0.781）。有研究表明草莓、櫻桃、橘子和蘋果熱處理后的總酚含量和抗氧化活性均有所下降，而藜麥籽在高溫蒸制后的總酚含量和抗氧化活性明顯增加[40-41]。說明酚類物質含量和抗氧化活性密切相關，且熱處理會影響食物抗氧化活性能力，其原因可能與酚類物質的熱分解、自聚合和氧化等反應有關。

2.5 熱處理對蓮藕模擬消化過程中抗氧化水平的影響

未加熱藕粉的消化液DPPH 自由基清除能力以胃液（86.81%）＞唾液（18.69%）＞腸液（14.34%）；在胃消化階段釋放的DPPH 自由基清除率與游離酚含量相關性顯著（Pearson 相關系數(shù)為0.307）。有研究表明大豆和橘皮的DPPH 抗氧化能力在胃腔消化階段最高，這可能是因為游離酚在胃腔消化過程中溶出而釋放，結合酚經胃消化酶的作用后釋放，導致抗氧化能力升高[33]。說明胃腔消化的酸性環(huán)境和胃蛋白酶可促進抗氧化活性物質的釋放。

熱處理導致蓮藕在胃腸消化過程中的DPPH自由基清除能力有所下降，尤其是高壓加熱后的胃消化液的DPPH 自由基清除能力下降達63.34%（變異系數(shù)達14.20%）。有研究表明加熱處理降低了香菜葉總酚含量及其抗氧化活性，可能是加熱抑制了香菜中不溶性酚類化合物的釋放[42]。此外，苦瓜、小麥和綠豆經加熱后，其總多酚含量和DPPH 自由基清除率均顯著降低[43]。如表3 所示，相比生長期6 個月的藕樣，生長期9 個月的藕樣加熱后，在模擬消化過程中DPPH 自由基可清除總量明顯下降，且DPPH 自由基可清除總量與游離酚可消化總量相關性極顯著（Pearson 相關系數(shù)為0.766）。

未加熱藕粉消化液的FRAP 抗氧化能力以唾液（0.84 mmol/L）＞胃液（0.29 mmol/L）＞腸液（0.26 mmol/L）；其中WZ2 藕的FRAP 值顯著高于其它藕樣（P＜0.05）。蓮藕在口腔消化階段釋放的FRAP值與游離酚含量和游離黃酮含量相關性極顯著（Pearson 相關系數(shù)為0.715 和0.735），有研究表明，酸漿莖在模擬消化后，消化液Fe3+還原能力變強，尤其在含有α-淀粉酶的口腔消化過程中的還原能力最強[44]。

熱處理導致蓮藕在胃消化過程中的FRAP 值升高，尤其是常壓加熱后的FRAP 值上升達0.41 mmol/L（變異系數(shù)達20.48%）。有研究表明加熱處理會提高甜玉米的FRAP 值，可能是高溫處理促進了酚類物質和其它內部分子的相互協(xié)同作用，從而顯著提高其抗氧化活性[45]。如表4 所示，相比生長期6 個月的藕樣，生長期9 個月的藕樣加熱后在模擬消化過程中Fe3+可還原總量明顯下降，且Fe3+可還原總量與游離黃酮可消化總量相關性極顯著（Pearson 相關系數(shù)為0.797）。由此看出，酚類物質含量與抗氧化活性之間的相關性，除了與抗氧化活性的測定方法有關，還可能與加熱導致酚類物質的成分、游離或結合狀態(tài)及消化液等有關[46]。

3 結論

蓮藕中富含酚類物質，表現(xiàn)出良好的抗氧化能力。熱處理導致蓮藕中游離酚和游離黃酮含量減少，并伴隨抗氧化能力的降低。未加熱的蓮藕在口腔、胃腔、腸腔消化過程中酚類物質的釋放量逐漸減少。而蓮藕經熱處理后，消化過程中的酚類物質主要在唾液和胃液消化過程中大量釋放。其中在胃腔消化過程中游離酚釋放含量升高，而游離黃酮釋放含量顯著降低，且熱處理導致消化液的抗氧化能力變化與酚類物質含量的變化有關。由此說明，熱處理會改變蓮藕中酚類物質和黃酮類物質的生物可及性及消化釋放規(guī)律，并可能影響其營養(yǎng)功效。然而，對于未消化組分在大腸中的微生物酵解利用情況有待進一步探究。熱處理是蓮藕烹飪和產品加工的常規(guī)手段，繼續(xù)深入解析加熱對蓮藕營養(yǎng)成分組成、結構、生物利用與功效的影響，對指導產品加工工藝優(yōu)化有重要意義。