袁長梅,佟海嬌,張樂,潘賽超,馬麗艷*
(1.中國農(nóng)業(yè)大學 食品科學與營養(yǎng)工程學院,北京 100083;2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(北京),北京 100083;3.北京房山區(qū)農(nóng)業(yè)環(huán)境和生產(chǎn)監(jiān)測站,北京 102488;4.北京市農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測站,北京 100029)
香椿(Toonasinensis)又名香椿芽,原產(chǎn)于中國的中部及南部,作為中國特有的木本蔬菜,其風味獨特,保健功效顯著,是深受廣大消費者青睞的綠色蔬菜[1]。香椿生長季節(jié)性很強,新鮮香椿僅在4-5月份采摘。
新鮮香椿芳香馥郁、脆爽多汁、味道鮮美、營養(yǎng)價值高,含有黃酮、多酚、生物堿、皂苷等多種生物活性成分[2]。研究表明,香椿中的黃酮具有抗氧化、降糖、治療痛風等作用[3-4],香椿中的多酚化合物具有不同的抗氧化性能,在抗氧化活性中起到了關鍵作用[5],香椿中的皂苷和生物堿是重要的藥用成分,具有抗菌、抗腫瘤、降血壓、保護神經(jīng)元等多種醫(yī)療保健作用[6]。
已有研究表明,香椿的不同采收期、不同干燥方式、不同殺菌方式等會影響香椿中生物活性成分的含量[7-9]。而傳統(tǒng)的烹飪方式(煮、炒、油炸)對其生物活性成分的研究鮮見報道。本研究比較了傳統(tǒng)的烹飪方式(煮、炒、油炸)對香椿抗氧化物質(zhì)(黃酮、生物堿、多酚類物質(zhì))和抗氧化活性的影響,評估了烹飪時間長短對抗氧化物質(zhì)和抗氧化活性的影響,為香椿及其制品的加工提供了依據(jù)。
1.1.1 材料與試劑
紅油香椿:于2020年4月16日采于北京市房山區(qū)韓村河鎮(zhèn)圣水峪村上方山。
表兒茶素、沒食子酸、兒茶素、蘆丁、楊梅素、槲皮素、山奈酚、鹽酸小檗堿標準品、奎諾二甲基丙烯酸酯(Trolox)、甲醇(色譜純)、甲酸(色譜純):購自百靈威科技有限公司;乙醇、鹽酸、硝酸鋁、氫氧化鈉、三氯甲烷、氨水、福林酚、碳酸鈉、冰乙酸、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、2,4,6-三(2-吡啶基)三嗪(TPTZ)、三氯化鐵、乙酸鈉等:購自北京藍弋試劑有限公司;試驗用水均為一級水。
1.1.2 儀器與設備
Agilent 1290超高壓液相色譜儀 安捷倫科技(中國)有限公司;UV-2600紫外可見分光光度計 日本島津有限公司。
1.2.1 試驗處理
采集的香椿用流水沖洗后,切除根部,散開葉片,瀝干水分,備用。本試驗采用了煮、炒、油炸3種烹飪方法。
煮:在不銹鋼鍋中倒入2 L蒸餾水,煮沸,分別放入200 g香椿煮1,3,5 min,蓋上鍋蓋,避免水分蒸發(fā)。取出瀝干水分,冷卻,液氮速凍。用粉碎機粉碎成粉末,存放于-20 ℃冰箱中。
炒:在不銹鋼鍋中放入10 mL大豆油,加熱至冒煙,分別放入200 g香椿炒1,3,5 min,倒出,用吸水紙吸去多余油脂,液氮速凍。用粉碎機粉碎成粉末,存放于-20 ℃冰箱中。
油炸:在不銹鋼鍋中放入400 mL大豆油,加熱到冒煙,分別放入200 g香椿油炸1,3,5 min,撈出,用吸水紙吸去多余油脂,液氮速凍。用粉碎機粉碎成粉末,存放于-20 ℃冰箱中。
1.2.2 測定方法
1.2.2.1 總黃酮的測定
采用硝酸鋁顯色法[10],以蘆丁為標準品,測定總黃酮含量。
1.2.2.2 總生物堿的測定
采用分光光度法,以鹽酸小檗堿為標準品,測定總生物堿含量。
1.2.2.3 總多酚的測定
采用福林酚比色法[11],以沒食子酸為標準品,測定總多酚含量。
1.2.2.4 酚類組成分析
采用高效液相色譜法,參考高意等的方法并略有改動[12]。精確稱取香椿粉末0.5 g,依次加入5 mL甲醇和5 mL水,超聲萃取40 min,提取液離心(6000 r/min)10 min,取上清液過濾(0.22 μm有機濾膜),濾液待測定。
色譜柱為Poroshell 120 EC-C18(3.0 mm×100 mm, 2.7 μm);流動相:以0.1%乙酸為流動相A,以甲醇為流動相B,選擇梯度洗脫:5% A 保持2 min,5 min為45% A,6 min 為55% A,9~11 min 為80% A,保持2 min,13 min回到5% A;流速:0.3 mL/min;進樣量:10 μL;檢測波長:290 nm;柱溫:35 ℃。
1.2.3 抗氧化活性測定
1.2.3.1 DPPH自由基清除率的測定
測定方法參考文獻[13-14]并略有改動。稱取樣品粉末1.0 g置于250 mL錐形瓶中,加入80%乙醇50 mL,超聲萃取30 min,收集上清液,殘渣復提2次,合并所有上清液,減壓濃縮后用80%乙醇定容至50 mL,得到樣品提取液。樣品提取液用乙醇稀釋成1000 μg/mL的母液,無水乙醇梯度稀釋成500,250,125 μg/mL。
1.2.3.2 FRAP鐵離子還原試驗
測定方法參考文獻[13-14],以溶于80%甲醇的Trolox溶液作為標樣,繪制標準曲線,F(xiàn)RAP值的結果以每克樣品相當于多少毫克的Trolox來表示(mg TE/g)。FRAP值越大,代表樣品的還原性物質(zhì)越多,抗氧化活性越強。
采用Excel 2017軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析和圖表繪制。
2.1.1 烹飪方式對黃酮類物質(zhì)的影響
黃酮類化合物在植物中分布廣泛,屬于植物的代謝產(chǎn)物,具有較強的抗氧化作用。新鮮香椿中的總黃酮含量是1130 mg/100 g,烹飪后總黃酮大量損失,煮平均損失了72.8%,炒平均損失了58.8%,油炸平均損失了73.1%。對比烹飪方式,炒的損失率最低,煮和油炸損失率較高(見表1)。隨著烹飪時間的延長,總黃酮的含量均明顯降低,說明總黃酮含量與烹飪的介質(zhì)(水、油)、溫度、時間有很大關系。劉金亮等[15]研究表明,在槐米加工過程中,不殺青105 ℃直接烘干對黃酮的保存率要優(yōu)于蒸汽殺青后105 ℃烘干,推測黃酮類物質(zhì)更易溶解損失。有大量水、油介質(zhì)存在的情況下,黃酮更容易溶出損失,炒的損失率反而最低。
表1 烹飪方式對香椿抗氧化物質(zhì)含量的影響Table 1 The effects of cooking methods on the content of antioxidant substances in Toona sinensis
2.1.2 烹飪方式對生物堿類物質(zhì)的影響
新鮮香椿中生物堿含量達到45.1 mg/100 g,烹飪加工后,煮平均損失了9.94%,炒平均損失了17.8%,油炸損失了40.5%。隨著烹飪時間的延長,生物堿含量明顯降低,油炸的損失率明顯高于煮和炒的烹飪方式,油炸5 min后香椿中生物堿含量下降到16.9 mg/100 g。
桑葉中生物堿以1-脫氧野尻霉素(DNJ)為代表,俞燕芳等[16]研究表明,與凍干桑葉相比,油炸和水煮處理的桑葉DNJ含量均顯著下降,油炸的下降幅度大于水煮。隨著烹飪時間的延長,桑葉中DNJ含量顯著降低??傮w說明DNJ含量與烹飪介質(zhì)(水、油)、溫度、時間有很大關系。這與本試驗結果相符,油炸后生物堿的下降幅度顯著大于水煮,推測香椿中的生物堿類物質(zhì)更怕高溫,高溫易引起生物堿類物質(zhì)的降解。
2.1.3 烹飪方式對多酚類物質(zhì)的影響
新鮮香椿中的總多酚含量高達12793 mg/kg,烹飪后總多酚損失比較多,煮平均損失了61.3%,炒損失了68.6%,油炸損失了78.7%。隨著烹飪時間的延長,總多酚的含量呈降低趨勢,油炸5 min后的香椿中總多酚的含量降為2505 mg/kg。
研究表明,水煮和炒等加工方式會引起酚類物質(zhì)結構的變化及含量的降低[17-18],油炸處理比其他處理更為復雜,油炸過程中食物的受熱溫度顯著高于其他處理,從而導致了酚類物質(zhì)的變化[19]。王耀紅等[20]研究表明,水煮處理馬鈴薯后,其自由態(tài)多酚和結合態(tài)多酚含量均顯著降低。俞燕芳等研究表明,水煮和油炸后桑葉的總酚含量顯著降低,隨著水煮時間的延長,總酚含量明顯降低,這與本試驗結果相符。
水煮會使多酚類物質(zhì)水解且隨水溶出流失,油炸溫度高可以使很多物質(zhì)遇熱聚合、水解,從而使含量顯著下降。根據(jù)試驗結果發(fā)現(xiàn),香椿中多酚類物質(zhì)對油炸高溫的損失率大于水煮溶解損失。也有研究表明[21],番茄、南瓜和土豆在烹飪時,以橄欖油為介質(zhì)(油炸和清炒)其總多酚的含量顯著高于以水為介質(zhì)。不同食物的多酚化合物種類組分不同,含量不同,不同酚類單體的穩(wěn)定性也不同,所以會造成研究結果的不一致。
2.1.4 烹飪方式對酚類組成的影響
通過測定紅油香椿中可能存在的幾種酚類物質(zhì)(表兒茶素、沒食子酸、兒茶素、蘆丁、楊梅素、槲皮素和山奈酚),最終發(fā)現(xiàn)紅油香椿中主要含有沒食子酸、蘆丁、楊梅素(見圖1),其他幾種物質(zhì)未檢出。
圖1 混合標準品和樣品色譜圖Fig.1 The chromatogram of the standard mixtures and samples注:1為沒食子酸;2為兒茶素;3為表兒茶素;4為蘆??;5為楊梅素;6為槲皮素;7為山奈酚。
由表2可知,不同烹飪方式處理后,隨著烹飪時間的延長,蘆丁和楊梅素的含量顯著降低。油炸的損失率最高,水煮和炒的損失率差不多。
表2 烹飪方式對香椿幾種化合物含量的影響Table 2 The effects of cooking methods on the content of several compounds in Toona sinensis mg/kg
水煮后,沒食子酸的含量反而升高,推測是香椿中其他酚酸類物質(zhì)受熱后發(fā)生了水解反應而生成沒食子酸。Yang Y等[22]研究了香椿貯藏過程中沒食子酸乙酯含量的變化,結果發(fā)現(xiàn)香椿中的沒食子酸乙酯在貯藏初期短暫升高,隨著貯藏時間的延長,含量明顯降低,在貯藏期結束時達到了最低值,根據(jù)結果推測其發(fā)生了降解。吳佳欣等[23]研究了加熱時間對余甘子水煎液中沒食子酸含量的影響,結果顯示:隨著加熱時間的延長,沒食子酸含量顯著升高,柯里拉京、單寧酸的含量明顯減少,推測其發(fā)生了水解反應并釋放出沒食子酸,從而導致沒食子酸含量顯著增加,這與本試驗結果一致,水煮后,沒食子酸含量顯著升高,水煮3 min達到了最高值,水煮5 min后含量開始降低。炒和油炸后,香椿中的沒食子酸含量先增加后降低,推測炒和油炸的烹飪溫度比較高,水解產(chǎn)生的沒食子酸在高溫下迅速降解損失。
2.2.1 烹飪方式對DPPH自由基清除能力的影響
DPPH自由基清除能力的高低代表樣品抗氧化性的能力,不同烹飪方式對香椿樣品提取液DPPH自由基的清除能力見圖2。
圖2 加工方式對香椿中DPPH自由基清除能力的影響Fig.2 The effects of cooking methods on DPPH free radical scavenging ability of Toona sinensis注:(a)、(b)、(c)中1~10分別表示凍干、煮1 min、煮3 min、煮5 min、炒1 min、炒3 min、炒5 min、油炸1 min、油炸3 min、油炸5 min。
水煮處理的香椿樣品,樣品提取液濃度在500~1000 μg/mL時,這幾個處理的DPPH自由基清除能力都維持在一個較高的水平,清除能力趨于平緩,數(shù)值比較接近;當樣品提取液濃度從500 μg/mL降低至100 μg/mL時,樣品DPPH自由基清除能力顯著降低。炒處理的香椿樣品,樣品提取液濃度在100~1000 μg/mL 時,DPPH自由基清除能力均顯著降低。油炸處理的香椿樣品,樣品提取液濃度在500~1000 μg/mL時,1 min油炸的樣品DPPH自由基清除能力緩慢降低,3,5 min處理明顯降低;當樣品提取液濃度從500 μg/mL降低至100 μg/mL時,樣品DPPH自由基清除能力均顯著降低。
2.2.2 烹飪方式對 FRAP值的影響
香椿經(jīng)過水煮、炒、油炸中式烹飪后,F(xiàn)RAP值的結果見圖3。
圖3 加工方式對香椿中FRAP的影響Fig.3 The effects of cooking methods on FRAP of Toona sinensis
與新鮮香椿相比,1,3 min水煮處理的香椿FRAP值無明顯差異,5 min水煮處理的香椿FRAP值顯著降低,但是也明顯高于炒和油炸處理。與新鮮香椿相比,炒和油炸烹飪的香椿FRAP值顯著降低,炒平均損失了51.6%,油炸平均損失了33.9%,隨著烹飪時間的延長,F(xiàn)RAP值顯著降低。
根據(jù)DPPH自由基清除能力和FRAP值的試驗結果發(fā)現(xiàn),不同的中式烹飪對香椿抗氧化作用的影響差異很大,其中炒的烹飪方式破壞最為明顯,水煮的烹飪方式對抗氧化物質(zhì)的降解作用不明顯,1 min油炸處理的烹飪方式結果比較接近水煮的烹飪方式,要明顯優(yōu)于炒的烹飪方式,隨著烹飪時間的延長,所有烹飪方式的抗氧化作用均呈下降趨勢。
不同烹飪方式對香椿抗氧化物質(zhì)和抗氧化活性的影響顯著,各種烹飪方式都導致了總黃酮、總生物堿、總多酚含量的降低,并且隨著烹飪時間的延長,含量會進一步降低。水煮的烹飪方式要明顯優(yōu)于炒和油炸,1 min 油炸的烹飪方式明顯優(yōu)于炒和長時間油炸。綜合考慮,水煮和1 min 油炸的烹飪方式是保留香椿活性成分最好的方法,水煮也要盡量控制最短的烹飪時間。