蓮子心中蓮心堿的提取及蓮心飲料工藝研究

鞠 云，唐春紅*，周意文，趙 楠，張 毅，陳琳莉

（重慶市工商大學 環境與生物工程學院，綠色食品研究所，重慶 400067）

蓮子心（Lotus plumule）味苦寒，入心、肺、腎三經，具有清心安神、交通心腎、澀精止血之功效[1]；主治熱入心包、神昏譫語，心腎不交、失眠遺精，血熱吐血；可用來治療心煩、口渴、吐血、遺精、目赤腫痛等癥[2]。在《本草綱目》等典籍內均有收錄，以個大、色青綠、未經煮者為佳[3]。

蓮子心含有多種生物堿成分，已確定的有蓮心堿（C37H42O6N2）、異蓮心堿（C37H42O6N2）、甲基蓮心堿（C38H44O6N2）[4]。其中，蓮心堿具有降壓、抗心律失常和短暫的降血壓作用[5]。TAN L等[6]發現蓮心堿具有放松動物平滑肌的作用。甲基蓮心堿的主要藥理作用集中在抗心律失常、保護心肌缺血和抗血小板聚集等廣泛的心血管藥理方面[7]。異蓮心堿的保健作用也是集中在心血管方面還有抗氧化作用[8]。蓮心堿的提取[9]成為以蓮子心為主的產品首要解決的問題，本研究比較了傳統水浸法和超聲波法對蓮子心中蓮心堿的提取，并通過正交試驗法就超聲波法提取蓮心堿展開了研究，確定了蓮心飲料的制作工藝，超聲波法提取大大降低了蓮心堿的提取時間，提高了蓮心堿的提取效率。蓮心飲料的生產加工過程中使用該方法制作飲料更加快捷，年產量也有所增加，可為企業增加利潤。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 原料

蓮子、白砂糖：市售；β-環狀糊精、麥芽糊精：陜西禮泉化工有限實業公司；檸檬酸：重慶力宏精細化工有限公司；蓮心堿標品：上海圻明生物科技有限公司。

1.1.2 培養基

馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基：馬鈴薯200 g，葡萄糖20 g，瓊脂15～20 g，水1 000 mL，121℃滅菌20 min。

牛肉膏蛋白胨培養基：牛肉膏5 g，蛋白胨10 g，NaCl 5 g，瓊脂20 g，蒸餾水1 000 mL，pH調至7.0～7.2，121 ℃滅菌20 min。

1.2 儀器與設備

JA2003B電子天平：上海越平科學儀器有限公司；HH-4數顯恒溫水浴鍋：國華電器有限公司；UV-3100PC分光光度計：上海奧譜勒儀器有限公司；KS-080數顯式超聲波清洗儀：深圳市潔康洗凈電器有限公司；BCD182ZM2美菱冰箱：合肥美菱有限公司；STQ-DSI-280A手提式不銹鋼壓力蒸氣滅菌器：上海申安醫療器械廠；JC101型電熱鼓風干燥箱：上海成順儀器儀表有限公司；CZ-1000凈化工作臺：吳江市明天凈化設備廠；DHP-9082電熱恒溫培養箱：上海齊欣科學儀器有限公司；WZ手持糖度計：北京光明儀器廠；pHs-25型酸度計、WAY-2S阿貝折光儀：上海科學實驗儀器廠。

1.3 實驗方法

（1）傳統水浸式提取工藝及操作要點

原料→浸泡→煮沸→過濾→濾渣再次浸提→再過濾→合濾液

原料在200 mL 75℃水中浸泡30 min，在電爐上煮沸20 min，用200目濾布過濾。濾渣再加200 g水，煮沸15 min，再過濾。合并濾液后，濾液備用。

（2）超聲波水提工藝及操作要點

原料→浸泡→超聲波浸提→過濾→濾液

原料放于超聲波中加入水，調節超聲波功率至480 W，在一定料液比和一定溫度條件下超聲波浸提30 min，待超聲波浸提完畢后用200目濾布過濾，濾液備用。

1.3.1 蓮心堿標準曲線的制定

精密稱取10.00 mg蓮心堿標準品，用無水乙醇溶解定容至10 mL，配制成質量濃度為1.000 mg/mL的溶液。分別量取0.10 mL、0.20 mL、0.30 mL、0.40 mL和0.50 mL標準品溶液置于10 mL的容量瓶中，用無水乙醇稀釋至刻度，溶液質量濃度分別為10.00 μg/mL，20.00 μg/mL，30.00 μg/mL，40.00 μg/mL和50.00 μg/mL，以無水乙醇為空白，在最大波長282 nm處測吸光度值。以吸光度值A為縱坐標，蓮心堿質量濃度C（μg/mL）為橫坐標，繪制標準曲線，并得回歸方程，根據此回歸方程計算樣品蓮心堿的含量。計算公式如下：

蓮心堿的質量濃度（μg/mL）=稀釋液中蓮心堿的質量濃度（μg/mL）×稀釋倍數

1.3.2 超聲波提取蓮心堿的單因素試驗

分別在超聲功率480 W條件下，考察不同提取溫度（40℃、50℃、60℃、70℃）、超聲波處理時間（10min，20min，30 min，40 min）、料液比（1∶30、1∶40、1∶50、1∶60（g∶mL））處理下提取液的吸光度值，以確定最佳工藝參數。

1.3.3 超聲波提取蓮心堿工藝條件優化正交試驗

以超聲波浸提時間、料液比和溫度為評價因素，分別測每組試驗處理后提取液的吸光度值，通過回歸方程計算提取液中蓮心堿含量，以蓮心堿含量為評價指標，作3因素3水平正交試驗。正交試驗因素與水平見表1。

表1 蓮心堿超聲波提取工藝正交試驗優化因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment for liensinine ultrasonic extraction process optimization

1.3.4 感官評分標準

由有關專業人士組成評定小組，按照蓮心飲料的感官評分標準進行評分（滿分100分），具體標準見表2。

表2 蓮心飲料感官評分標準Table 2 Sensory evaluation standards of lotus plumule beverage

1.3.5 蓮心飲料風味調配單因素試驗[10]

選取白砂糖、麥芽糊精和檸檬酸為調配劑，并分別對不同添加量白砂糖（1%，2%，3%，4%）、不同添加量麥芽糊精（0，0.10%，0.15%，0.20%）和不同添加量檸檬酸（0，0.005%，0.01%，0.015%）條件下考察蓮心飲料的風味，進行感官評價，最終得出最佳風味配方。

將上述已調配好的飲料在121℃下保持10 s，并讓其迅速冷卻、包裝，即得成品蓮心飲料。

1.3.6 理化指標檢驗

可溶性固形物的測定：折光儀法；總酸的測定：GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》中的酸堿滴定法[11]；總糖的測定：GB/T 5009.7—2008《食品中還原糖的測定》中的直接滴定法[12]。

1.3.7 微生物指標檢驗

菌落總數的測定參考GB 4789.2—2010《食品微生物學檢驗菌落總數測定》[13]中的微生物檢測方法；大腸桿菌按照GB 4789.3—2010《食品微生物學檢驗大腸菌群計數》中的方法測定[14]。

2 結果與分析

2.1 蓮心堿標準曲線的制作

根據蓮心堿標準溶液的質量濃度（x）及測得的蓮心堿標準溶液的吸光度值（y）繪制標準曲線如圖1所示。

圖1 蓮心堿標準曲線Fig.1 Standard curve of liensinine

由圖1可知，標準曲線回歸方程為y=0.015 3x-0.000 2（R2=0.9997），在蓮心堿質量濃度10～50 μg/mL范圍內二者線性關系良好。

2.2 蓮心堿傳統水浸式提取與超聲波提取的對比

超聲波浸提與傳統提取方法相比具有提取時間短，溫度低，產率高的特點，將超聲波應用于飲料浸提領域理論上可有效減輕高溫提取所造成的飲料香氣損失、茶湯顏色等問題。傳統煮沸浸提和超聲波浸提工藝對比結果見表3。

表3 浸提工藝對比Table 3 Comparison of different extraction technology

如表3所示，超聲波浸提工藝稀釋倍數為35，最終提取液中蓮心堿的質量濃度為7.67×102μg/mL；水浸提工藝的稀釋倍數為25，最終提取液中蓮心堿的質量濃度為7.26×102μg/mL，可見超聲波浸提蓮心堿工藝較傳統的水浸提取蓮心堿工藝有更高的浸提率，并且能更好的保持飲料的色澤。因此選用超聲波浸提是更高效、簡單易行的提取工藝。

2.3 超聲波提取蓮心堿工藝條件單因素試驗

2.3.1 超聲波浸提溫度對蓮心堿提取的影響

采用4種不同溫度的處理方法，浸提液稀釋倍數均為25倍，結果見表4。

由表4可以看出，在浸提液稀釋倍數均為25倍情況下，浸提溫度由40～60℃時，提取液中蓮心堿質量濃度是呈下降趨勢，并且這3組感官評價相對較好；當浸提溫度達到70℃時，蓮心堿含量升高，但感官上飲料顏色已變為黑褐色，而且苦味很濃。因此最適浸提溫度應為40℃。

表4 浸提溫度對蓮心堿提取的影響Table 4 Effect of extraction temperature on liensinine extraction

2.3.2 超聲波浸提時間對蓮心堿提取的影響

表5 浸提時間對蓮心堿提取的影響Table 5 Effect of extraction time on liensinine extraction

由表5可以看出，第一組試驗浸提時間短為10 min，提取液中蓮心堿質量濃度最高，達到1.12×103μg/mL；第二組試驗提取液中蓮心堿濃度是最低的；隨著浸提時間逐漸增高，提取液中蓮心堿質量濃度也略微增加，但從感官上看飲料色澤逐漸變深，而且蓮心飲料由微苦、清苦變為苦辣，原因可能是浸提時間過長破壞了蓮心飲料原有的風味。因此浸提時間為10 min效果最好。

2.3.3 料液比對超聲波提取蓮心堿的影響

表6 料液比對蓮心堿提取的影響Table 6 Effect of liquid to solid ratio on liensinine extraction

由表6可以看出，當料液比為1∶30（g∶mL）和1∶40（g∶mL）時，蓮心堿含量都比較高，并且感官評價都比較好；當料液比＞1∶50（g∶mL）時，蓮心堿質量濃度明顯下降，并且感官上明顯感覺味道淡。因此料液比選擇1∶40（g∶mL）比較適宜。

2.4 蓮心堿超聲波提取工藝正交試驗

根據單因素試驗結果，浸提液的稀釋倍數均為30倍，每個因素選擇較好的3個水平進行正交試驗，正交試驗結果與分析見表7，方差分析見表8。

表7 蓮心堿超聲波提取工藝優化正交試驗結果與分析Table 7 Results and analysis of orthogonal experiments for liensinine ultrasonic extraction process optimization

表8 正交試驗結果方差分析Table 8 Variance analysis of orthogonal test results

由表7中的k值可以看出，蓮心堿的最佳超聲波提取工藝為A2B1C1，所以超聲波提取蓮心堿的最佳工藝為：料液比1∶30（g∶mL），提取溫度50 ℃，提取時間10 min。在此最佳提取條件下，蓮心堿質量濃度為1.97×103μg/mL。

從表8可以看出，A、B、C的P值依次為0.632、0.309、0.001，且C的顯著值P＜0.05，因此得出影響蓮心堿提取率的主次順序是C＞B＞A，并且因素C對蓮心堿提取率影響顯著。

2.5 蓮子心飲料最佳風味配方試驗

2.5.1 白砂糖對蓮子心飲料風味的影響

白砂糖能增加甜味，促進食欲，因此需要添加適量的白砂糖。不同白砂糖添加量對產品色澤和風味的影響見表9。

表9 白砂糖添加量對蓮子心飲料感官品質的影響Table 9 Effect of sugar addition on lotus plumule beverage sensory quality

由表9可知，白砂糖添加量為1%時，蓮子心飲料顏色不變，蓮心苦味和甜味各占一半，蓮子心飲料感官得分88分；白砂糖添加量為2%時，蓮子心飲料感官得分95分；白砂糖添加量＞3%時，蓮子心飲料感官得分下降，甜味很重。綜上所述，白砂糖添加量2%較適宜。

2.5.2 脫苦劑對蓮子心飲料風味的影響

蓮子心中含產生苦味的物質生物堿和黃酮，致使蓮心飲料具有苦味。為了減輕或去除蓮子心的苦澀味，β-環狀糊精和麥芽糊精[15-16]都具有包埋苦味的作用。尋找一種食品添加劑能夠達到降低蓮心苦味的效果。先用β-環狀糊精做脫苦劑進行試驗。得到浸提液后，加入一定量β-環狀糊精加熱、溶解，結果見表10。

表10 β-環狀糊精對飲料感官品質的影響Table 10 Effect of β-cyclodextrin on lotus plumule beverage sensory quality

由表10可知，β-環狀糊精作為脫苦劑在蓮子心飲料中，不僅包埋了蓮子心的苦味，還會同時包埋其他成分的味道，失去了飲料原有的清香。從感官得分也可以看出，β-環狀糊精的使用大大影響了連心飲料的氣味和口感，所以β-環狀糊精不適宜作為本飲料的脫苦劑。再用麥芽糊精作為脫苦劑進行試驗，結果見表11。

表11 麥芽糊精對飲料感官品質的影響Table 11 Effect of maltodextrin on lotus plumule beverage sensory quality

由表11可知，麥芽糊精作為脫苦劑，不僅沒有包埋其他成分的味道，而且對蓮心苦味有抑制作用。它能與蓮子心中苦味物質形成包接復合物，從而將蓮子心飲料的苦味脫去。并且麥芽糊精易容于水、黏度大、吸濕性低、甜度低，可改善飲料風味和口感。從感官得分來看，其用量為0.15%時連心飲料的風味最佳，故最佳麥芽糊精添加量為0.15%。

2.5.3 檸檬酸對蓮心飲料風味的影響

檸檬酸是一種較強的有機酸，可以調節酸度。檸檬酸的添加量過低，會使飲料口感發澀；添加量過高，酸味偏重會掩蓋原料的味道，檸檬酸對蓮心飲料風味的影響見表12。

表12 檸檬酸添加量對蓮心飲料感官品質影響Table 12 Effect of citric acid addition on lotus plumule beverage sensory quality

由表12可知，蓮心飲料在不添加檸檬酸時呈清香微苦澀味，蓮心飲料感官得分88分，加入0.005%的檸檬酸時感官得分85分；添加量為0.010%時，味道較好，感官得分93分；當再增加檸檬酸的添加量時，蓮心飲料變感官得分只有80分。綜上所述，在蓮心飲料中添加0.010%的檸檬酸為宜。

綜上所述，蓮子心飲料最佳風味配方為白砂糖2%，麥芽糊精0.15%，檸檬酸0.010%。

2.6 產品質量指標的測定

2.6.1 感官指標

色澤：紅棕色，均勻一致，透明。

滋味和氣味：滋味、氣味純正，無異味，具有蓮心、薄荷、菊花等特有的混合香氣，口感清涼爽口。

組織狀態：清澈透明，無懸浮物和雜質。

2.6.2 理化指標

可溶性固形物含量為6.2%，總糖含量9%，pH值為4.9。

2.6.3 微生物指標

經測定該產品中菌落總數60 CFU/mL，大腸桿菌＜3 MPN/100 mL，故該產品符合國家相關衛生指標標準。

3 結論

本研究對蓮心堿提取的傳統水浸法和超聲波法進行對比，發現在相同的料液比條件下，超聲波提取的蓮心堿含量高于傳統方法提取的蓮心堿含量。通過正交試驗確定了超聲波法提取蓮心堿的的最佳工藝條件為：溫度50℃，時間10 min，料液比1∶30（g∶mL）。最后，以感官評分為評價指標，確定了蓮心飲料風味配方為白砂糖2%，麥芽糊精0.15%，檸檬酸0.01%。蓮子心飲料具有降壓、降低血糖和去熱解暑等功效，而通過本研究所得超聲波提取蓮心堿工藝，時間短、溫度低，保護了蓮子心中有效成分的損失。

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