不同烹饪方式对食物营养素的影响研究

王勇 李阿敏 陈东坡

杭州老板电器股份有限公司 浙江杭州 311100

1 引言

西兰花是一种富含维生素C、多酚等的花类蔬菜，具有抗癌、抗氧化、降血糖等医用价值，营养价值居同类蔬菜的首位，被誉为“蔬菜皇冠”。紫薯中富含花色苷及多酚等营养成分，具有抗氧化、抗炎、抑制肿瘤等生理活性。以西兰花中的维生素C与多酚、紫薯中的花色苷与多酚为代表，通过评价这类营养素，可以反映不同烹饪方式对食物营养素的影响。在日常膳食中，西兰花和紫薯均可采用不同烹饪方式（明火蒸锅、电蒸箱、水煮、煎炒、烘烤、油炸及微波等）进行烹饪，这使得西兰花和紫薯成为普通家庭一日三餐中最常见的菜肴之一。同时，由于西兰花和紫薯易制作标准块，在烹饪与营养研究中是研究对象的首选。

随着生活水平的提高与市场经济的发展，人们更加注重日常膳食的营养选择，饮食内容日渐丰富，饮食结构日趋多样化，同时家电领域对健康烹饪技术的研究也在不断深入[1]。近年来有不少专家学者对不同加工方法引起新鲜原料营养成分流失情况进行了研究，如王璐等[2]研究了不同烹调方式对蔬菜植物化学物及维生素 C 的影响；郎静等[3]探讨了不同烹调方式对食物中花色苷稳定性的影响；陈蔚辉等[4]研究了不同烹饪方法对番薯营养成分的影响。然而，关于西兰花、紫薯在不同中式烹饪热加工条件下的含量变化的报导较少。本文以西兰花和紫薯为代表，在不同烹饪方式的最佳工艺条件下，通过对比二者营养素含量，以考察不同烹饪方式对食物中营养素的影响。

2 材料与方法

2.1 材料与仪器

设备：Waters液相色谱仪、紫外-可见分光光度计、色差仪、质构仪、pH计、分析天平、超声波清洗器、离心机、滤膜、振荡器、老板电器SQ225电蒸箱、老板电器CQ906蒸烤一体机、老板电器MQ505微波炉、日立MRO-A6000C、电磁灶、红外温度仪、组织捣碎机、水浴摇床等。

试剂：L(+)-抗坏血酸标准品、偏磷酸、盐酸、氯化钾、醋酸、醋酸钠、磷酸三钠、磷酸二氢钾、磷酸、L-半胱氨酸、十六烷基三甲基溴化铵、甲醇、丙酮、乙醇、没食子酸、福林酚、碳酸钠、乙醇等、pH1.0缓冲液（HCl-KCl，取0.2 mol/L的KCl溶液25 mL，0.2 mol/L的HCl溶液67 mL定容至100 mL）、pH4.5缓冲液（CH3COOHCH3COONa，取CH3COONa 1.8 g，CH3COOH 0.98 mL定容至100 mL）。

2.2 试验方法

2.2.1 西兰花样品处理方法

购买优质西兰花时，顶部加冰块，立即运至实验室。去除不可食用部分，并分割成均匀的小块（花茎比基本一致），分成均匀的6份（每份100 g），其中1份为对照样品，其他5份为不同烹饪方式处理样品。称取烹饪后的样品重量，并立即粉碎。每组做3个平行试验。不同烹饪方式的具体工艺如下：

（1）明火蒸锅：参考IEC 60350-1[5]，蒸制西兰花达到感评喜好度最高的成熟度（硬度）。蒸锅中加入500 mL水，采用Robam煤气灶最大火力P5档使水沸腾，取1份样品，蒸制4 min。样品沥干。

（2）电蒸箱：参考IEC 60350-1[5]，达到明火蒸锅蒸制西兰花相同的硬度。取1份样品置于放入S225电蒸箱（不预热）中100℃蒸制10 min。样品沥干。

（3）水煮[6]：与明火蒸锅的烹饪时间相同。在炒锅中加入500 mL水，采用电磁灶最大火力（Robam电磁灶P5档）使水沸腾，取1份样品，沸腾煮制4 min。样品沥干。

（4）翻炒[6]：与明火蒸锅的烹饪时间相同。在炒锅中加入30 mL大豆油，采用电磁灶中火（Robam电磁灶P3档）预热至140℃后，取1份样品，翻炒4 min，出锅。样品沥干，并用吸油纸吸干表面的油。

（5）烘烤[7]：参考“不同处理方法对西兰花内部水分状态以及维生素C提取产量的影响”中焙烤西兰花最适工艺条件。取1份样品置于C906中层200℃（不预热）条件下焙烤15 min。

（6）微波[8]：参考日立MRO-A6000C使用说明书要求，取1份样品用保鲜膜包裹，置于白底盘中央加热，选择自动菜谱（菜单编号7），功率850 W运行1.5 min。

2.2.2 紫薯样品处理方法

取大小均匀的紫薯若干（110～130 g），将外皮洗净，分6份，每份3个，每份为不同烹饪方式处理样品。不同烹饪方式的具体工艺如下：

（1）明火蒸锅[8,9]：蒸锅中加入1 L水，用最大火力使水沸腾，后用中火保持沸腾，取1份样品，蒸制30 min。样品沥干。

（2）电蒸箱[8,9]：取1份样品置于放入预热好的S225蒸箱中蒸制30 min。样品沥干。

（3）水煮[9]：样品与水的比例为1:5（w:v），采用电磁灶最大火力（Robam电磁灶P6档）使水沸腾，取1份样品，以P1档保持沸腾，煮制30 min。样品沥干。

（4）风扇烤[9]：取1份样品置于已预热的烤箱中层230℃，风扇烤的条件下烤制30 min。

（5）油炸[4]：样品切成的横截面1 cm×1 cm，长约5 cm的条状，在炒锅中加入100 mL大豆油，采用电磁灶中火（Robam电磁灶P6档）。温度控制为170℃，取1份样品，油炸1.5 min，出锅。样品沥干，并用吸油纸吸干表面的油。

（6）微波[8]：取1份样品，包裹保鲜膜，扎孔，置于微波炉中1000 W微波2.5 min。

2.2.3 营养素分析方法

（1）维生素C测定

参考GB 5009.86-2016《食品安全国家标准食品中抗坏血酸的测定》第一法高效液相色谱法。大致步骤如下：称取2 g左右粉碎试样，加入偏磷酸和L-半胱氨酸分别进行维生素C提取与还原。每组2个平行试验，且维生素C样品提取液分别进行2次进样，取平均值。

（2）多酚测定

参考GB/T 31740.2-2015《茶制品 第2部分：茶多酚》附录A。大致步骤如下：称取1 g粉碎试样于50 mL离心管中，加入60%的乙醇溶液25 mL，摇匀后立即移入60℃水浴锅中浸提40 min（每5 min搅拌1次），过滤，滤液备用。移取2.5 mL提取液、没食子酸工作液、水（作为空白对照）于25 mL具塞试管中，然后加入10 mL 10%福林酚试剂摇匀，反应3～8 min内，加入10 mL 7.5%的NaCO3溶液，用去离子水定容至25 mL刻度，室温下避光60 min，在765 nm处测定其吸光度值，带入标准曲线，计算多酚含量（mg/100 g）。

（3）总花色苷测定

图1 不同烹饪方式对西兰花质量变化的影响

图2 不同烹饪方式对紫薯质量变化的影响

图3 不同烹饪方式对西兰花中维生素C的影响

参考《不同中式烹饪热加工方式对鲜食及加工紫薯花色苷含量影响分析》[10]。大致步骤如下：1）提取：称取粉碎紫薯样品2.5 g（精确至0.0001 g），加入50 mL离心管中，每份样品加入（1:10，m:v）80%酸化乙醇溶液（pH=3）25 mL，60℃水浴下提取120 min，4000 r/min离心20 min，收集上清液重复2次，合并上清液。2）浓缩：提取液于60℃水浴条件下旋转蒸发至剩余3 mL左右，用提取液冲洗旋蒸瓶4次，并定容至10 mL。3）测定：定容后的物质分别用pH1.0缓冲液pH4.5缓冲液进行稀释（例如：紫薯可移取3 mL提取液稀释至10 mL，按照稀释比例制取空白组），在510 nm和700 nm处测得吸光度差值。

3 结果与讨论

3.1 质量变化

烹饪后食材的质量变化不仅能反映食材中营养素的流失率，如水溶性维生素C、多酚等营养素随着水分的流失而流失，同时在评价具体某个营养素的含量时，需要刨除质量变化产生的影响，得到西兰花中某一营养素的绝对含量，以客观评价不同烹饪方式对食物营养素的影响。

不同烹饪方式西兰花增重有一定的差异，如图1所示。水煮过程水一直浸泡着西兰花，导致水煮后西兰花增重最大（约16%），明火蒸锅、电蒸箱和翻炒后的西兰花的质量均略有增加（＜5%），其中蒸制有蒸汽冷凝，翻炒西兰花质量有所增加主要是由于加了食用油引起的。而烘烤后的西兰花由于持续高温作用，导致西兰花水分损失严重，脱水高达30%。微波作用时间短，且西兰花被保鲜膜包裹，水分损失较少，约5%。

不同烹饪方式对紫薯的重量影响有一定的差异，如图2所示。水煮过程中水一直浸泡着紫薯，导致水煮后紫薯增重最大，明火蒸锅、电蒸箱的紫薯的质量均略有增加（＜5%），而烘烤后的紫薯由于持续高温作用，导致紫薯水分损失严重。微波作用时间短，且紫薯被保鲜膜包裹，水分损失较少。油炸过程中水分损失，且营养物质（蛋白质、淀粉、花青素）急剧分解，紫薯质量损失严重[4]。

3.2 不同烹饪方式对西兰花营养素的影响

3.2.1 不同烹饪方式对西兰花维生素C的影响

不同烹饪方式对西兰花中维生素C的影响如图3所示。研究表明，从西兰花维生素C含量分析，不同烹饪方式对西兰花维生素C的影响显著，其中，明火蒸锅蒸制的西兰花中维生素C含量最高，其次是电蒸箱和微波，翻炒次之，最差的是水煮和烘烤。

3.2.2 不同烹饪方式对西兰花中多酚的影响

不同烹饪方式对西兰花中多酚的影响如图4所示。结果表明，不同烹饪方式对西兰花中多酚保留率呈现以下趋势：明火蒸锅≈电蒸箱＞翻炒＞烘烤＞水煮。除了水煮与烘烤顺序倒置，与维生素C含量保留率的趋势基本一致。同时，从西兰花多酚绝对含量分析，明火蒸锅、电蒸箱和翻炒中多酚含量要高出生西兰花，最高超出17%。综上可知，在传统的几种烹饪方式中，蒸制和微波更有利于保留西兰花中的多酚物质。

3.3 不同烹饪方式对紫薯营养素的影响

3.3.1 不同烹饪方式对紫薯多酚的影响

不同烹饪方式对紫薯多酚含量的影响如图5所示。研究表明，电蒸箱、微波和明火蒸锅保留紫薯中的多酚最具优势，每100 g平均分别含有多酚（231.9±3.7）mg、（225.1±7.5）mg以及（220.5±3.3）mg，其次是风扇烤（212.7±2.3）mg、水煮（198.2±5.0）mg，最次的是油炸（182.1±3.5）mg，说明蒸制最有利于保留食物中的营养价值，且电蒸箱的效果更好。可知，较低温度（电蒸箱、明火蒸锅）、较短时间（微波）的烹饪方式是加工紫薯保留多酚类物质较好的方法。炸的烹饪方式的多酚含量最少，可能是因为油炸前处理切块和水浸泡过程多酚物质含量减少。煮的过程中水溶性酚类物质在烹饪过程中随水流失且遇热分解，造成酚类物质大量损失[11]。

3.3.2 不同烹饪方式对紫薯花色苷的影响

不同烹饪方式对紫薯花色苷含量的影响如图6。结果表明，不同烹饪方式对花色苷含量呈现以下趋势：微波＞明火蒸锅＞电蒸箱＞油炸＞风扇烤＞水煮。花色苷含量（湿重）分别为：（57.5±1.2）mg/100 g、（55.1±2.3）mg/100 g、（53.6±4.4）mg/100 g、（51.2±0.7）mg/100 g、（44.4±0.7）mg/100 g、（42.9±2.9）mg/100 g。

天然的花色苷是以一个多聚羟基或甲氧基的苷元为核心，通过糖苷化作用以糖苷或酰化糖苷的形式存在。不同方式烹调过程对糖苷键的破坏程度不同，表现为不同烹调方式后紫薯花色苷的损失率不同。花色苷具有热不稳定性，因此风扇烤的高温使紫薯中的花色苷降解而大量损失。油炸的温度较风扇烤较低，且加热时间较短，故花色苷含量损失不大。而花色苷可溶于水，煮的过程中花色苷在烹饪过程中随水流失，且溶解在水中的花色苷会随着环境温度的增高或加热时间的延长而逐渐降解，造成花色苷大量损失。而较低温度的电蒸箱、明火蒸锅烹饪方式以及较短时间的微波烹饪方式可保留较多的花色苷[3]。

综合维生素C、多酚和总花色苷营养指标发现，蒸制和微波更有利于保留食物中的营养素，主要是因为蒸制方式的条件温和，蒸汽穿透力强，烹饪时间短，且100℃蒸汽对食物中的营养素的破坏小，而明火蒸锅优于电蒸箱，主要是因为明火蒸锅的温度高，蒸锅的内壁温度高，对蒸汽进行二次加热，导致蒸锅内的蒸汽温度最高可达120℃，同时，明火蒸锅的蒸汽量也可能明显要大，瞬时短时间烹饪，对西兰花的营养和色泽均有更强的保护作用。微波对食物内外同步加热，烹饪速率高，烹饪时间短，对营养素的破坏也小。炒锅的温度虽高，但炒锅与食物接触面较少，加上烹饪时间短，翻炒食物中营养素被破坏的较少。而水煮会导致食物中的营养素流失至水中，烘烤的持续高温会破坏营养素，从而导致食物中的营养素不同程度的降低，这与前人的研究结果基本保持一致[3,4,10]。

图4 不同烹饪方式对西兰花中多酚的影响

图5 不同烹饪方式对紫薯中多酚的影响

图6 不同烹饪方式对紫薯中花色苷的影响

4 结论

通过比对烹饪后西兰花和紫薯的营养素含量来研究不同烹饪方式对食物营养素的影响。研究发现，在不同烹饪方式最佳工艺条件下，明火蒸锅和微波对西兰花中维生素C和多酚保留最高，其次是电蒸箱、翻炒和水煮，最次的是烘烤；明火蒸锅、电蒸箱和微波对紫薯中多酚和总花色苷保留最高，其次是烘烤和油炸，最次的是水煮。综合而言，较低温度的电蒸箱、明火蒸锅烹饪方式以及较短时间的微波烹饪方式可保留食物中的营养素。同时研究发现，明火蒸锅在保留食物的色泽、微波在保留紫薯的完整性上有一定的优势，可深入研究明火蒸锅的机理与微蒸组合模式及工艺，在保留食物营养价值的前提下进一步提升电蒸箱的烹饪效果。