花椰菜不同品種類型間營養成分差異及烹飪對其含量的影響

馬 蓉,梁 穎,王樹林,李 藝,劉賢金,曹效海,*

(1.青海大學農牧學院,青海西寧 810016;2.江蘇省農業科學院農產品質量安全與營養研究所,江蘇省食品質量安全重點實驗室,江蘇南京 210014)

花椰菜(BrassicaoleraceaL.var.)又稱花菜,屬十字花科蔬菜,其分布廣泛,營養豐富。花椰菜含有豐富的生物活性成分,包括胡蘿卜素類、黃酮類、酚酸類等[1-2],這些生物活性成分具有較高的抗氧化活性,多項流行病學研究表明花椰菜有利于保護機體免受活性氧的傷害[3],同時也有證據證明花椰菜對于降低心血管疾病具有較好的作用[4]。

目前我國常見的花椰菜品種類型有白花菜(Cauliflower)、松花菜(Loose-curd cauliflower),青花菜(Broccoli)以及羅馬花椰菜(Romanesco Cauliflower)。白花菜花蕾巨大,產量大,南北各地種植廣泛;松花菜,市場上又稱為“有機花菜(非有機方式種植的花菜)”,由于其花梗長、花層薄、口感脆嫩香甜而深受消費大眾的喜愛,近年在珠三角、江浙等地區種植面積大幅增加[5];青花菜,又稱“西蘭花”,栽培歷史雖短,但發展快速,目前各地均有種植[6];羅馬花椰菜,又稱“青寶塔”,色澤鮮亮、口感爽甜,適于長江流域種植。目前花椰菜營養成分組成及抗氧化活性的研究多圍繞青花菜開展,而花椰菜中營養成分受品種類型影響而差異明顯,明確四種常見花椰菜品種類型間營養成分差異對于推薦高營養蔬菜品種類型及評估人群營養物質飲食攝入具有較為重要的意義。

我國居民蔬菜飲食多經蒸、煮、炒、微波等烹飪方式加工后食用。烹飪既可提升營養成分的生物利用度,也會伴隨營養成分不同程度的損失[7]。如何選擇合適烹飪方式,最大程度減少蔬菜營養的損失,是花椰菜有效利用的關鍵。針對烹飪方式對花椰菜中營養成分影響的研究主要圍繞青花菜開展[8-9],其它花椰菜品種類型寥寥無幾。

本實驗以花椰菜四種常見品種類型為研究對象,研究品種類型間維生素C、總胡蘿卜素、總黃酮、總酚等營養成分及1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、2,2-氨基-二(3-乙基-苯并噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)自由基清除和亞鐵離子還原能力(FRAP)差異,以及烹飪方式對營養成分含量及抗氧化活性影響。研究結果有利于向消費者推薦高營養含量的花椰菜品種類型以及營養成分保持較好的烹飪方式,并可用于蔬菜營養物質飲食攝入評估。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

白花菜、松花菜、青花菜及羅馬花椰菜 均購于南京蘇果超市及農貿市場,新鮮,無損傷;維生素C、β-胡蘿卜素、沒食子酸、蘆丁等標準品 純度≥98%,美國Sigma公司;2,6-二氯靛酚溶液、福林酚、亞硫酸鐵、ABTS工作液、DPPH溶液、草酸、碳酸氫納、丙酮、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、乙醇、碳酸鈉、無水醋酸鈉等 均為分析純,南京壽德試驗器材有限公司。

臺式高速冷凍離心機 美國Thermo公司;紫外分光光度計 上海譜元有限公司;氮吹儀 美國Organomation Associates公司;pH計 瑞士Mettler Toledo公司;超聲波清洗機 南京先歐儀器制造有限公司;數顯恒溫水浴鍋 江蘇省金壇市金城國盛實驗儀器廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 花椰菜清洗切分預處理:每個品種類型花椰菜樣品分別取12個,去除不可食用部分,清水洗滌,瀝干,切成塊大小約3 cm×3 cm。各品種類型蔬菜樣品分為四份,其中一份加入液氮冷凍后用粉碎機打成粉末狀,作為對照組放入-20 ℃冰箱冷凍保存待用。另三份樣品分別用于烹飪處理實驗,方法參照Turkmen等[10],具體操作如下:

水煮處理:不銹鋼鍋中加入2000 mL水加熱至沸騰,將稱好的花椰菜樣品200 g放入沸水中,煮5 min(花椰菜變熟且硬度與其他處理相似),處理后樣品瀝干水分,迅速降溫至室溫。樣品加入液氮冷凍后用粉碎機打成粉末狀,放入-20 ℃冰箱冷凍保存待用。蒸制處理:不銹鋼鍋中加入2000 mL水加熱至沸騰,將稱好的花椰菜樣品200 g懸浮于沸水上蒸8 min(花椰菜變熟且硬度與其他處理相似),其它處理同上。微波處理:將花椰菜樣品200 g放入玻璃燒杯中,加10 mL水防止花椰菜微波加熱中失水嚴重,微波爐中加熱10 min(花椰菜變熟且硬度與其他處理相似),其他處理同上。清炒處理:不銹鋼平底鍋中加入4 g食用油,加熱至150 ℃左右,將花椰菜樣品200 g放入翻炒7 min(花椰菜變熟且硬度與其他處理相似),取出樣品,用吸水紙拭去表面油跡,其它處理同上。每個烹飪實驗處理均做3個重復。

1.2.2 營養成分測定

1.2.2.1 維生素C測定 采用GB 5009. 86-2016《食品中抗壞血酸的測定》中2,6-二氯靛酚滴定法測定維生素C含量。

1.2.2.2 總胡蘿卜素含量測定 采用丙酮提取比色法測定花椰菜中總胡蘿卜素含量[11]。

1.2.2.3 總黃酮含量測定 按照鋁離子顯色法測定,具體見Ahlem等[12]的方法。以蘆丁(RE)作標準曲線,紫外分光光度計510 nm處測定吸光值,樣品中總黃酮含量以mg RE/100 g樣品來表示。

1.2.2.4 總酚含量測定 按照福林酚比色法測定,具體見Ahlem等[12]的方法。以沒食子酸(GAE)作標準曲線,紫外分光光度計765 nm處測定吸光值,樣品中總酚含量以mg GAE/100 g樣品來表示。

1.2.3 抗氧化活性測定 參照梁穎等[13]方法,分別采用DPPH自由基清除法、ABTS自由基清除法以及FRAP法綜合評價其抗氧化活性。稱取1 g磨粉碎后的樣品,加入75%乙醇5 mL,超聲提取30 min后,10000 r/min、4 ℃下離心15 min,取上清液用于抗氧化活性測定。

1.3 數據處理

采用Excel 2010軟件進行數據統計分析,數據均為三次重復實驗的均值和標準差,并進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 花椰菜不同品種類型營養成分及抗氧化活性差異

不同品種類型花椰菜中營養成分含量及抗氧化活性見表1。由表中數據可知,花椰菜不同品種類型其營養成分含量各有特點。花椰菜中維生素C含量差異顯著(P<0.05),其中羅馬花椰菜中維生素C含量顯著最高(P<0.05),為75.67 mg/100 g,其它依次為松花菜、白花菜以及青花菜;羅馬花椰菜以及青花菜中總胡蘿卜素含量顯著高于松花菜(P<0.05),分別為39.24、38.95以及31.65 μg/100 g,白花菜含量顯著最低(P<0.05);羅馬花椰菜中總黃酮顯著最高(P<0.05),為4.34 mg RE/100 g,其它依次為青花菜、松花菜以及白花菜,三者差異不顯著(P>0.05);青花菜中總酚含量最高,為38.04 mg GAE/100 g,但與白花菜和羅馬花椰菜差異不顯著(P>0.05),松花菜含量顯著最低(P<0.05)。

表1 花椰菜不同品種類型營養成分含量及抗氧化活性差異Table 1 The contents of nutrients and antioxidant activities in different species of Brassica oleracea L. var.

抗氧化活性中DPPH自由基清除能力為青花菜最高,為68.40%,其次為羅馬花椰菜及松花菜,三者差異不顯著(P>0.05);ABTS自由基清除能力中依然為青花菜最高,為28.00%,其次為白花菜,二者差異不顯著(P>0.05),羅馬花椰菜及松花菜次之,差異顯著(P<0.05);FRAP還原能力則為白花菜及松花菜較高,二者差異不顯著(P>0.05),其次為羅馬花椰菜及青花菜。

依據Anna綜述中,白花菜及西蘭花中維生素C含量變化范圍較大,白花菜為17.2～81 mg/100 g,西蘭花為34～146 mg/100 g[14],這與本實驗結果一致。Singh等報道西蘭花總酚在44.5～82.9 mg GAE/100 g,白花菜在16.3～21.8 mg GAE/100 g之間[15],西蘭花總酚含量高于本實驗結果,白花菜反之,極有可能為生長環境不同造成差異。Luzia等研究顯示青花菜總胡蘿卜素含量顯著大于白花菜[16],趨勢與本實驗結果一致。松花菜及羅馬花椰菜均未見報道。

2.2 花椰菜不同烹飪方式對其營養成分含量影響

2.2.1 不同烹飪方式對花椰菜中維生素C含量影響 不同烹飪方式對花椰菜中維生素C含量的影響見圖1。由圖1可以看出:不同品種類型的花椰菜在烹飪處理后維生素C均有不同程度的損失,不同烹飪方式處理不同品種類型花椰菜其維生素C損失趨勢一致。微波處理花椰菜其維生素C損失最低,其中白花菜及青花菜中維生素C損失與對照相比差異不顯著(P>0.05);其次為蒸制,但與對照相比均差異顯著(P<0.05);清炒處理花椰菜中維生素C含量損失最高,尤其是青花菜中維生素C含量損失為33.31%。Cristiana等研究發現西蘭花中維生素C經水煮、蒸制及清炒均顯著下降,其中蒸制相對下降幅度最低,清炒下降幅度最高[17],可佐證本實驗研究結果。

圖1 不同烹飪方式對花椰菜中維生素C含量的影響Fig.1 Effects of different cooking treatments on the VC content of Brassica oleracea L. var.注:不同字母表示同品種類型花椰菜在不同烹飪處理下數據差異顯著,P<0.05，圖2～圖7同。

2.2.2 不同烹飪方式對花椰菜中總胡蘿卜素含量影響 不同烹飪方式對花椰菜中總胡蘿卜素含量的影響見圖2。由圖2可以看出,不同烹飪處理花椰菜其總胡蘿卜素含量變化不同。水煮處理可以提高花椰菜中總胡蘿卜素含量,尤其是白花菜和松花菜,與對照相比差異顯著(P<0.05);蒸制、微波及清炒處理對不同品種類型花椰菜中總胡蘿卜素含量作用不同;蒸制處理后白花菜中總胡蘿卜素含量顯著提高(P<0.05),松花菜及青花菜中總胡蘿卜素含量提高但不顯著(P>0.05),而羅馬花椰菜中總胡蘿卜素含量下降但不顯著(P>0.05);微波處理后白花菜中總胡蘿卜素含量提高顯著(P<0.05),松花菜中提高但不顯著(P>0.05),青花菜中下降但不顯著(P>0.05),羅馬花椰菜中下降顯著(P<0.05);清炒處理后白花菜中總胡蘿卜素顯著提高(P<0.05),松花菜中提高但不顯著(P>0.05),而青花菜及羅馬花椰菜中下降顯著(P<0.05)。

圖2 不同烹飪方式對花椰菜中總胡蘿卜素含量的影響Fig.2 Effects of different cooking treatments on the total carotene content of Brassica oleracea L. var.

據已有研究報道中,蒸煮蔬菜胡蘿卜素含量保持較好,甚至有一定程度上升[18-19],這與本實驗研究結果一致。究其原因可能為花椰菜在加熱后細胞軟化,胡蘿卜素提取率較高,同時胡蘿卜素與蛋白質結合物在加熱后分解將胡蘿卜素釋放出來;同時胡蘿卜素幾乎不溶于水,不會在水煮及蒸制過程中造成溶水損失,只有氧化會造成其損失[20]。烹飪處理過程中,花椰菜組織細胞軟化、蛋白結合物熱分解以及氧化同時進行,加之不同花椰菜品種類別的性狀及營養成分組成不同,故而會出現烹飪處理后總胡蘿卜素含量與對照相比有高有低的情況。

2.2.3 不同烹飪方式對花椰菜中總黃酮含量影響 不同烹飪方式對花椰菜中總黃酮含量的影響見圖3。由圖3可以看出,除羅馬花椰菜水煮處理外,其它不同烹飪方式處理花椰菜其總黃酮含量均有提升。蒸制、微波及清炒處理花椰菜后總黃酮含量均提升顯著(P<0.05),尤以青花菜最為突出。何湘漪等[18]的研究顯示微波處理可顯著提升十字花科蔬菜中總黃酮含量,Adefegha等[21]報道蒸制的蔬菜中總黃酮的保持遠優于水煮處理,并呈顯著上升態勢,這與本實驗結果一致。烹飪處理后花椰菜總黃酮含量提升的原因可能為烹飪加熱過程中花椰菜組織的細胞壁及化合物次級結構破壞,黃酮物質由內部結合形式變為游離形式,更加容易提取,從而使總黃酮檢測結果升高[22],同時熱作用鈍化了導致黃酮損失的酶類,減少了黃酮物質的損失。

圖3 不同烹飪方式對花椰菜中總黃酮含量的影響Fig.3 Effects of different cooking treatments on the total flavonoid content of Brassica oleracea L. var.

2.2.4 不同烹飪方式對花椰菜中總酚含量影響 不同烹飪方式對花椰菜中總酚含量的影響見圖4。由圖4可以看出,水煮處理對不同品種類型花椰菜中總酚作用不同,松花菜中總酚含量提升,其它花椰菜中降低,但差異均不顯著(P>0.05);蒸制、微波及清炒處理均對花椰菜中總酚含量有提升作用,除蒸制及清炒處理羅馬花椰菜外,其它提升作用均顯著(P<0.05)。Nihal等[23]在對西蘭花烹飪處理后發現水煮會降低其總酚含量,差異不顯著,而蒸制及微波均會顯著提升總酚含量,可為本實驗結果提供佐證。Faller等[2]認為烹飪過程中總酚氧化損失過程中,亦伴有蔬菜組織破壞,使結合于木質素及多糖中的多酚物質被釋放出來,不溶多酚亦會轉化成為可溶多酚,從而烹飪后蔬菜中總酚含量出現增加情況。同時多酚物質水溶性好,在水煮的過程中流失較為嚴重,故而水煮處理后花椰菜中總酚含量大多下降。

圖4 不同烹飪方式對花椰菜中總酚含量的影響Fig.4 Effects of different cooking treatments on the total phenolics content of Brassica oleracea L. var.

2.3 花椰菜不同烹飪方式對其抗氧化活性影響

花椰菜不同烹飪方式對其DPPH自由基清除能力的影響見圖5。由圖5可以看出,經過烹飪處理后花椰菜DPPH自由基清除能力均得到提升,除微波處理白花菜外,其它提升效果均顯著(P<0.05),尤以蒸制最為突出。圖6為花椰菜不同烹飪方式對其ABTS自由基清除能力的影響,經過烹飪處理后花椰菜ABTS自由基清除能力均得到顯著提升(P<0.05),尤以蒸制最為突出,提升率高達92.34%。由圖7花椰菜不同烹飪方式對FRAP還原能力的影響可以看出,烹飪處理后花椰菜FRAP還原能力均下降顯著(P<0.05),尤以水煮最為突出。

圖5 花椰菜不同烹飪方式對其DPPH自由基清除率影響Fig.5 Effects of different cooking treatments on the DPPH free radical scavenging rates of Brassica oleracea L. var.

圖6 花椰菜不同烹飪方式對其ABTS自由基清除率影響Fig.6 Effects of different cooking treatments on the ABTS free radical scavenging rates of Brassica oleracea L. var.

圖7 花椰菜不同烹飪方式對其FRAP還原能力的影響Fig.7 Effects of different cooking treatments on the FRAP reduction of Brassica oleracea L. var.

Nihal等[23]在對西蘭花烹飪處理后發現水煮、蒸制以及微波均會顯著增加西蘭花的DPPH自由基清除活性,這與Ali等[24]、Faller等[2]的研究及本實驗研究結果一致,這很可能是由引起促氧化活性的促氧化酶在高溫下鈍化造成[25]。烹飪熱處理對蔬菜中營養成分及抗氧化作用既有負面作用也有積極作用,通常熱處理對不穩定的酚類及黃酮類化合物有破壞作用[26-27],但這種破壞作用取決于熱處理過程中暴露于空氣和光照的程度、蔬菜中活性成分的結構、蔬菜切分方式、物質的熱穩定性等[28],Makris等[29]發現烹飪不僅會改變多酚的含量,還會改變多酚的組成,進而影響到抗氧化活性。烹飪處理的積極作用是可以鈍化多酚氧化酶和其它氧化酶,從而降低多酚物質的氧化破壞;烹飪處理后蔬菜中細胞基質被破壞,使得處于結合狀態的酚類物質釋放出來,更易提取;同時亦有研究證明,烹飪處理可以使酚-糖結合鍵斷裂,形成酚糖苷配基,而酚糖苷配基與福林酚試劑結合活性很強,從而使總酚含量提升[30]。

3 結論

花椰菜不同品種類型間營養成分及抗氧化活性具有較大差異,其中羅馬花椰菜與青花菜營養成分及抗氧化活性較好。烹飪處理花椰菜對其營養成分及抗氧化活性具有不同作用,其中蒸制方式對于花椰菜營養成分及抗氧化活性保持或提升作用較好,其次為微波、水煮及清炒。本實驗獲得的花椰菜不同品種類型營養成分及抗氧化活性特點可為特定人群花椰菜消費以及烹飪方式選擇提供依據,同時亦可為居民通過花椰菜飲食營養物質攝入風險評估提供基礎數據。