微波对天麻鱼头汤营养和安全性影响

韩忠，蔡梦洁，成军虎，梁晗妮，贾逾泽，孙宁，孙大文

（1.华南理工大学食品科学与工程学院，广州广东 510640）（2.广东美的厨房电器制造有限公司，广州佛山 528311）

汤因具有营养丰富、味道鲜美以及易于消化吸收等特点而深受人们的喜爱，故有“吃肉不如喝汤”的俗语。鱼头质地细嫩、营养丰富，除了含蛋白质、脂肪、钙、磷和铁之外，还含丰富的不饱和脂肪酸，它对脑的发育尤为重要。天麻素又称天麻苷，有较好的镇静和安眠作用，对神经衰弱、失眠、头痛症状有缓解作用，同时天麻富含蛋白质、氨基酸和微量元素等，对血管性神经性头痛有显著疗效，天麻和鱼头的营养价值都极高[1]。天麻鱼头在煲汤过程中，一些水溶性的成分溶解到汤中，并随加热时间的延长营养素不断溶出，同时肉中的呈味物质会发生一系列生化反应，因而呈现出独特的鲜香风味[2]。但是生活中常用的煲汤方法如常压煮制、高压煮制和砂锅煲汤等烹饪方法比较耗时，不适宜现代人们所追求的方便快捷的生活方式。

近年来，微波炉得到普及和推广，给人们生活带来很大方便，微波炉已经成为现代城市生活中人们不可缺少的烹饪工具，现在的微波炉已经可以做到煮、煎、蒸、烤、烘、焖、炖和烩等多种烹饪方式，做出各种营养美味的食物，而且微波炉具有热效率高、耗电量少、烹调速度快以及产生油烟少的优势。但是目前大多数家庭中微波炉只是用来加热饭菜和食物解冻的，用于其他烹饪方式的很少，对于煲汤的研究更少，国外对微波煲汤功能的研究也比较少，微波煲汤领域缺乏相关营养性和安全性的研究。因此本文通过对比研究微波与传统电炖锅制作天麻鱼头汤的营养性和安全性，同时也对功率和时间进行了比较，为进一步开发和推广微波炉煲汤提供基础数据。

1 材料和方法

1.1 实验仪器

变频蒸立方微波炉 EV025LC7-NR（广东美的厨房电器制造有限公司）；电炖锅 JYZS-K423（九阳股份有限公司）；单相电参数综合测量仪 AN8721P（青岛艾诺电子仪器公司）；荧光光纤测温仪（Indigo Precision Co., Ltd, California, USA）；紫外分光光度计UV-1800（日本津岛公司）；高效液相色谱系统Acquity®ArcTM（Waters，美国）。

1.2 材料

鱼头购自广州卜蜂莲花超市；天麻购自大参林药房，经机器加工切割成薄厚均一的块状，剔除掉形状不规整的天麻片，每片重量约为0.5 g左右。

1.3 样品前处理和煲汤工艺

鲜活大头鱼宰杀后，去鳃洗净，称重400 g放入砂锅，加入12 g天麻，按照1:5料液比加入2 L去离子水，在微波炉和电煲锅上连接荧光光纤测温仪，实时记录整个加热过程中的温度变化，以及两种加热方式加热到100 ℃所需要时间，并将此煮沸时间点作为第一个取样点，煮沸后以20 min为间隔取样，每次取样10 mL。

微波煲汤：微波功率1000 W加热煮沸后，分别调整功率为200、400、600和800 W，保沸加热80 min。

电炖锅煲汤：选择营养煲模式，整个煲汤过程为3 h。

1.4 实验方法

1.4.1 不同微波功率条件下失水率的测定

失水率采用失重法进行测定，即通过测定煲汤前后汤锅的总重量，根据式（1）进行计算。通过测定不同微波保沸功率下的失水率并与电炖锅进行比较，选择与电炖锅营养煲失水率最接近的微波加热功率作为后续研究条件。

式中，P-失水率，%；W0-加入水的重量，g；W1-煲汤前汤锅的总重量，g；W2-煲汤后汤锅的总重量，g。

1.4.2 水溶性蛋白的测定

采用考马斯亮蓝法进行水溶性蛋白的测定[3]，将所得汤汁冷却，在5000 r/min条件下离心10 min，取1 mL上清液，加入5 mL考马斯亮蓝试剂，充分混合并放置10 min，以空白试剂为对照，在波长595 nm处比色测定吸光度值。通过标准曲线查出每1 mL样液中蛋白质质量浓度 mg/mL，再根据式（2）计算出样品中水溶性蛋白质的含量。

式中，S-水溶性蛋白，%；A-标准曲线上的蛋白质浓度，mg/mL；V-鱼汤体积，mL；m-鱼肉质量，g。

1.4.3 游离性氨基酸的测定

参考刘慧燕的方法[4]，采用茚三酮染色法测定游离性氨基酸的含量。样品在5000 r/min条件下离心10 min，然后取1 mL离心后上清液至比色管中，向管中加入pH 5.4的醋酸缓冲溶液和茚三酮显色剂各1 mL，再加入2 mL蒸馏水，使总体积为5 mL。摇匀、盖塞，在沸水浴中加热 15 min后，取出后立即用冷水冷却15 min，再加入5 mL KIO3稀释液并摇匀，在568 nm波长处测其吸光度，同时做样品空白。

1.4.4 天麻素的测定

采用高效液相色谱法对天麻素进行测定，该方法有着操作简单，分析速度快，实验前准备少等优点[5,6]。

供试样品溶液：将样品用2 mol/L盐酸调节至pH为3，静置24 h，5000 r/min条件下离心10 min，然后取上清液1 mL，加甲醇溶液1 mL并过滤，取滤液。

配置浓度为58 µg/mL的对照品贮存液，按比例进行稀释，分别稀释至 5.8，11.6，23.2，34.8和 46.4µg/mL，并绘制标准曲线。

色谱柱：Cortecs-C18柱（4.6×50 mm，2.7 μm）；流动相：乙腈-水（3:97）；流速：1.852 mL/min；检测波长：220 nm；柱温：25 ℃，进样量4 μL。

1.4.5 矿物质钙离子、锌离子的测定

采用微波消解法进行前处理，取1 mL样品置于聚四氟乙烯内罐中，依次加入5 mL浓硝酸和2 mL H2O2，放置5 min，然后在微波消解仪中进行微波消解。消解条件采用程序升温方式：100 ℃消解 5 min后，升温至160 ℃，消解8 min。消解完成后让消解罐冷却一段时间，然后用少量水多次清洗消解罐，定容至10 mL，用原子吸收光谱仪进行测定[7]。

1.4.6 嘌呤的测定

鱼汤中嘌呤类物质检测采用高效液相法[8]。

1.4.6.1 标准曲线的制作

分别准确称取四种嘌呤（鸟嘌呤、黄嘌呤、次黄嘌呤和腺嘌呤）各20.0 mg，加入0.1 mol/L NaOH溶液10 mL溶解，用蒸馏水分别定容至100 mL，即为0.2 g/L标准溶液，4 ℃保存。

1.4.6.2 样品的处理

称取200.0 mg肉样或1 mL汤样于10 mL具塞刻度离心管中，加入10%（V/V）高氯酸3 mL，置于沸水浴中水解60 min，冷却，用1 mol/L KOH调节pH至中性，定容至10 mL，以3000 r/min离心30 min，过滤，取滤液2.0 mL，用1 mol/L H3PO4调节pH至4，定容至5.0 mL，用0.22 µm针头过滤器过滤，样品待分析。

1.4.6.3 高效液相色谱条件

色谱柱：Waters HSS T3（4.6 mm×250 mm，5 μm），流动相：A为7.0×10-3mol/L KH2PO4-H3PO4（pH=4.0），B为甲醇，采用等度洗脱，流动相A和B比例为99:1，流速1.0 mL/min，柱温25 ℃，检测波长254 nm，进样量 20 μL。

1.4.7 感官评定

评价小组由10名经过训练的感官评定员组成，每感官评定一个样品后，要以清水漱口再感官评定下一个样品[9]。本次实验采用了四种感官评定的指标，分别是色泽，滋味，香气，可接受度，相关的评分标准的设定如下表1。

表1 鱼汤的感官评价标准Table 1 Sensory evaluation standards of fish head soup

1.4.8 数据统计分析

采用SPSS 19.0软件，对感官评价的结果进行统计分析，研究其组间的差异性，其他数据采用Microsoft Excel 2010软件进行处理，实验结果均为三次实验的平均值。

2 结果与分析

2.1 微波功率对失水率的影响

图1 不同煲汤过程对失水率的影响Fig.1 Effects of different processing methods on the water loss rate of the soup

在煲汤过程中，汤汁含量是一个重要的影响因素，关系到水溶性成分的溶出。失水率是选择微波加热功率的重要参考条件，过大的失水率会导致营养物质损失以及汤汁过于浓稠[10]。当采用微波炉方式进行煲汤时，均先使用1000 W功率加热至沸腾（100 ℃），再采用不同功率进行保沸加热。其中，微波1000 W加热条件下达到100 ℃所需要的时间约为25 min，电炖锅加热到100 ℃所需要的时间约为60 min，图1中保沸时间0 min即汤刚达到100 ℃时的取样点，后续图表亦同。从图1可见，失水率与保沸时间的变化呈线性关系，微波200 W功率下的失水率与电炖锅营养煲最为接近；另外，微波400 W条件下的失水率虽然比电炖锅的大，但当微波功率大于400 W时，变频微波加热为持续性加热，更加耗能。从节省能耗和失水率角度考虑，因此选择400 W和200 W的功率进行后续实验。

2.2 水溶性蛋白

水溶性蛋白含量的升高有助于动物机体的消化吸收、加速蛋白质的沉积，进而促进动物生长，鱼汤熬制过程中汤汁中的蛋白质含量变化主要是肌肉中水溶性的蛋白逐渐向汤汁中扩散所引起的[11]。由图2可知，随着时间的增加，水溶性蛋白含量增加变缓，200 W功率下的水溶性蛋白质的含量相对来说较低，在煮沸60 min左右时趋于稳定，小功率的加热并没有使蛋白质完全溶出；400 W微波煲汤在在煮沸40 min时水溶性蛋白的含量趋于稳定，含量与电炖锅相接近；变频微波炉在低功率时（<500 W）采用的是间断式加热模式，微波作用时间减少，不利于大分子物质的溶出，所以微波煲汤中水溶性蛋白含量低于电炖锅加热。

图2 不同煲汤过程对水溶性蛋白的影响Fig.2 Effects of different processing methods on the water soluble protein content of the soup

2.3 游离性氨基酸

图3 不同煲汤方式对游离氨基酸含量的影响Fig.3 Effects of different processing methods on the free amino acids content of the soup

汤中的游离氨基酸有助于形成肉汤的鲜美滋味，提高其营养价值[12,13]。根据图3可以看出，随着时间的增加，汤样中游离氨基酸的溶出也随之增加。微波加热方式下的游离氨基酸含量略高于电炖锅，这是由于汤中氨基酸主要来自于蛋白质的分解和肌肉细胞中的游离氨基酸的溶出，虽然浓度效应和热效应起主要作用，但是，微波独特的加热方式可使细胞内部温度瞬间上升，促使蛋白分解和细胞涨破，因此，有利于游离氨基酸等小分子物质的快速溶出。并且，微波功率越高，越有利于游离氨基酸分子溶出到汤中，微波400 W和200 W功率条件下保沸40 min，游离氨基酸含量与电炖锅营养煲加热3 h时的含量相当。

2.4 天麻素

图4 不同煲汤方式对天麻素含量的影响Fig.4 Effects of different processing methods on the gastrodin content of the soup

由图4可以看出，天麻素浓度随着时间的增加呈上升趋势，微波煲汤400 W条件下的天麻素浓度最高，这与微波独特的加热方式有关，微波加热方式可使细胞内部温度瞬间上升，促使细胞涨破，有利于天麻素小分子物质的快速溶出，同时，微波功率越高，越有利于天麻素等小分子溶出到汤中。

2.5 矿物质钙、锌离子的测定

图5 不同煲汤方式对锌离子含量的影响Fig.5 Effects of different processing methods on the Zn2+content of the soup

图6 不同煲汤方式对钙离子含量的影响Fig.6 Effects of different processing methods on the Ca2+content of soup

鱼头汤中锌离子和钙离子的含量变化规律如图 5和图6所示。矿物质元素是维持生命及正常新陈代谢所必需的物质，而人体自身不能合成，故日常膳食中的含量尤显重要[14]。从图中可以看出，微波鱼汤中两种矿物质离子的含量均高于电炖锅鱼汤，这可能是由于，微波使鱼骨组织结构变得相对松散，矿物质的溶出量大大增加。通过对比不同微波保沸功率条件下的矿物质离子含量可知，对于锌离子来说，高功率有利于其溶出；而对于钙离子来说，微波功率对其浓度影响不明显。

2.6 嘌呤含量

图7 不同煲汤方式对总嘌呤含量的影响Fig.7 Effects of different processing methods on the total purine content of the soup

微波和电炖锅加热条件下嘌呤含量会发生显著变化，腺嘌呤是DNA的组成部分，在动物体内主要以结合态存在，而黄嘌呤是鸟嘌呤代谢的中间产物，主要以游离态存在。研究表明，汤中嘌呤的变化主要是由于次黄嘌呤和鸟嘌呤的增加引起[15]，由测得的四种嘌呤变化所得的总嘌呤含量如图7所示。从图中可以看出，随着煮制时间的延长，汤中的嘌呤含量越来越高，400 W微波保沸条件下，汤中嘌呤的含量最高，当保沸40 min时，汤中嘌呤浓度与电炖锅3 h的浓度相当，而嘌呤是形成鱼头汤特征香味的原因之一，因此微波400 W和200 W煲汤所产生的香味物质多于电炖锅煲汤。另一方面，对于痛风病人来说，每天饮食中嘌呤含量应当限制在150 mg以下[16]，而在实验范围内，微波制作天麻鱼头汤中的总嘌呤含量均低于15 mg/L，鱼汤具有较佳风味的同时，对痛风病人具有较低风险。

2.7 感官评定

天麻鱼头中的风味前体物质被加热后，反应生成多种呈味物质，从而表现出特有的滋味和香气。在不同的加热方式和时间下，由色泽、滋味、香气和可接受度等综合指标所得的感官得分如表 2，可知不同的煲汤方式以及微波功率和时间对感官品质都有显著影响。另外从滋味、香气、色泽、可接受度以及总分的显著性差异来看，采用微波1000 W煮沸后，200 W条件保沸60 min以及400 W条件保沸40 min的感官得分与电炖锅保沸 2 h的得分没有显著性差异（p<0.05），这可能是由于水溶性蛋白、氨基酸、矿物质和嘌呤含量造成的。总的来说，考虑到汤沸腾的时间，微波炉400 W煲汤1 h的感官评价可以达到与电炖锅煲汤3 h类似的效果，微波加热可大大缩短煲制时间，是一种更加高效的煲汤方式。

表2 感官评价的综合得分Table 2 Comprehensive score of sensory evaluation

3 结论

天麻鱼头汤熬制过程中汤汁的营养成分含量的变化主要是肌肉和骨骼中的蛋白质等大分子物质在高温作用下发生热降解以及水溶性的小分子物质和矿物质逐渐向汤汁中扩散所引起的。试验结果表明，微波熬制有利于形成营养丰富、滋味鲜美的汤汁，还会使鱼骨组织结构变得相对松散，矿物质的溶出量大大增加。另一方面，微波加热改善了鱼汤风味，采用低功率微波汤品对痛风病人具有较低风险。通过对微波药膳鱼汤进行感官分析可知，采用微波1000 W煮沸后，400 W保沸40 min，与传统电炖锅煲汤3 h相比，汤品具有相当的营养品质和感官评定得分，从而大大缩短了煲汤周期。总的来说，微波药膳汤相比于传统煲汤方式营养口感更佳，并且方便快捷，通过调整微波煲汤功率和时间，可达到最佳的煲汤效果。

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