花椰菜不同品种类型间营养成分差异及烹饪对其含量的影响

马 蓉,梁 颖,王树林,李 艺,刘贤金,曹效海,*

(1.青海大学农牧学院,青海西宁 810016;2.江苏省农业科学院农产品质量安全与营养研究所,江苏省食品质量安全重点实验室,江苏南京 210014)

花椰菜(BrassicaoleraceaL.var.)又称花菜,属十字花科蔬菜,其分布广泛,营养丰富。花椰菜含有丰富的生物活性成分,包括胡萝卜素类、黄酮类、酚酸类等[1-2],这些生物活性成分具有较高的抗氧化活性,多项流行病学研究表明花椰菜有利于保护机体免受活性氧的伤害[3],同时也有证据证明花椰菜对于降低心血管疾病具有较好的作用[4]。

目前我国常见的花椰菜品种类型有白花菜(Cauliflower)、松花菜(Loose-curd cauliflower),青花菜(Broccoli)以及罗马花椰菜(Romanesco Cauliflower)。白花菜花蕾巨大,产量大,南北各地种植广泛;松花菜,市场上又称为“有机花菜(非有机方式种植的花菜)”,由于其花梗长、花层薄、口感脆嫩香甜而深受消费大众的喜爱,近年在珠三角、江浙等地区种植面积大幅增加[5];青花菜,又称“西兰花”,栽培历史虽短,但发展快速,目前各地均有种植[6];罗马花椰菜,又称“青宝塔”,色泽鲜亮、口感爽甜,适于长江流域种植。目前花椰菜营养成分组成及抗氧化活性的研究多围绕青花菜开展,而花椰菜中营养成分受品种类型影响而差异明显,明确四种常见花椰菜品种类型间营养成分差异对于推荐高营养蔬菜品种类型及评估人群营养物质饮食摄入具有较为重要的意义。

我国居民蔬菜饮食多经蒸、煮、炒、微波等烹饪方式加工后食用。烹饪既可提升营养成分的生物利用度,也会伴随营养成分不同程度的损失[7]。如何选择合适烹饪方式,最大程度减少蔬菜营养的损失,是花椰菜有效利用的关键。针对烹饪方式对花椰菜中营养成分影响的研究主要围绕青花菜开展[8-9],其它花椰菜品种类型寥寥无几。

本实验以花椰菜四种常见品种类型为研究对象,研究品种类型间维生素C、总胡萝卜素、总黄酮、总酚等营养成分及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)二铵盐(ABTS)自由基清除和亚铁离子还原能力(FRAP)差异,以及烹饪方式对营养成分含量及抗氧化活性影响。研究结果有利于向消费者推荐高营养含量的花椰菜品种类型以及营养成分保持较好的烹饪方式,并可用于蔬菜营养物质饮食摄入评估。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

白花菜、松花菜、青花菜及罗马花椰菜 均购于南京苏果超市及农贸市场,新鲜,无损伤;维生素C、β-胡萝卜素、没食子酸、芦丁等标准品 纯度≥98%,美国Sigma公司;2,6-二氯靛酚溶液、福林酚、亚硫酸铁、ABTS工作液、DPPH溶液、草酸、碳酸氢纳、丙酮、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、乙醇、碳酸钠、无水醋酸钠等 均为分析纯,南京寿德试验器材有限公司。

台式高速冷冻离心机 美国Thermo公司;紫外分光光度计 上海谱元有限公司;氮吹仪 美国Organomation Associates公司;pH计 瑞士Mettler Toledo公司;超声波清洗机 南京先欧仪器制造有限公司;数显恒温水浴锅 江苏省金坛市金城国盛实验仪器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理 花椰菜清洗切分预处理:每个品种类型花椰菜样品分别取12个,去除不可食用部分,清水洗涤,沥干,切成块大小约3 cm×3 cm。各品种类型蔬菜样品分为四份,其中一份加入液氮冷冻后用粉碎机打成粉末状,作为对照组放入-20 ℃冰箱冷冻保存待用。另三份样品分别用于烹饪处理实验,方法参照Turkmen等[10],具体操作如下:

水煮处理:不锈钢锅中加入2000 mL水加热至沸腾,将称好的花椰菜样品200 g放入沸水中,煮5 min(花椰菜变熟且硬度与其他处理相似),处理后样品沥干水分,迅速降温至室温。样品加入液氮冷冻后用粉碎机打成粉末状,放入-20 ℃冰箱冷冻保存待用。蒸制处理:不锈钢锅中加入2000 mL水加热至沸腾,将称好的花椰菜样品200 g悬浮于沸水上蒸8 min(花椰菜变熟且硬度与其他处理相似),其它处理同上。微波处理:将花椰菜样品200 g放入玻璃烧杯中,加10 mL水防止花椰菜微波加热中失水严重,微波炉中加热10 min(花椰菜变熟且硬度与其他处理相似),其他处理同上。清炒处理:不锈钢平底锅中加入4 g食用油,加热至150 ℃左右,将花椰菜样品200 g放入翻炒7 min(花椰菜变熟且硬度与其他处理相似),取出样品,用吸水纸拭去表面油迹,其它处理同上。每个烹饪实验处理均做3个重复。

1.2.2 营养成分测定

1.2.2.1 维生素C测定 采用GB 5009. 86-2016《食品中抗坏血酸的测定》中2,6-二氯靛酚滴定法测定维生素C含量。

1.2.2.2 总胡萝卜素含量测定 采用丙酮提取比色法测定花椰菜中总胡萝卜素含量[11]。

1.2.2.3 总黄酮含量测定 按照铝离子显色法测定,具体见Ahlem等[12]的方法。以芦丁(RE)作标准曲线,紫外分光光度计510 nm处测定吸光值,样品中总黄酮含量以mg RE/100 g样品来表示。

1.2.2.4 总酚含量测定 按照福林酚比色法测定,具体见Ahlem等[12]的方法。以没食子酸(GAE)作标准曲线,紫外分光光度计765 nm处测定吸光值,样品中总酚含量以mg GAE/100 g样品来表示。

1.2.3 抗氧化活性测定 参照梁颖等[13]方法,分别采用DPPH自由基清除法、ABTS自由基清除法以及FRAP法综合评价其抗氧化活性。称取1 g磨粉碎后的样品,加入75%乙醇5 mL,超声提取30 min后,10000 r/min、4 ℃下离心15 min,取上清液用于抗氧化活性测定。

1.3 数据处理

采用Excel 2010软件进行数据统计分析,数据均为三次重复实验的均值和标准差,并进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 花椰菜不同品种类型营养成分及抗氧化活性差异

不同品种类型花椰菜中营养成分含量及抗氧化活性见表1。由表中数据可知,花椰菜不同品种类型其营养成分含量各有特点。花椰菜中维生素C含量差异显著(P<0.05),其中罗马花椰菜中维生素C含量显著最高(P<0.05),为75.67 mg/100 g,其它依次为松花菜、白花菜以及青花菜;罗马花椰菜以及青花菜中总胡萝卜素含量显著高于松花菜(P<0.05),分别为39.24、38.95以及31.65 μg/100 g,白花菜含量显著最低(P<0.05);罗马花椰菜中总黄酮显著最高(P<0.05),为4.34 mg RE/100 g,其它依次为青花菜、松花菜以及白花菜,三者差异不显著(P>0.05);青花菜中总酚含量最高,为38.04 mg GAE/100 g,但与白花菜和罗马花椰菜差异不显著(P>0.05),松花菜含量显著最低(P<0.05)。

表1 花椰菜不同品种类型营养成分含量及抗氧化活性差异Table 1 The contents of nutrients and antioxidant activities in different species of Brassica oleracea L. var.

抗氧化活性中DPPH自由基清除能力为青花菜最高,为68.40%,其次为罗马花椰菜及松花菜,三者差异不显著(P>0.05);ABTS自由基清除能力中依然为青花菜最高,为28.00%,其次为白花菜,二者差异不显著(P>0.05),罗马花椰菜及松花菜次之,差异显著(P<0.05);FRAP还原能力则为白花菜及松花菜较高,二者差异不显著(P>0.05),其次为罗马花椰菜及青花菜。

依据Anna综述中,白花菜及西兰花中维生素C含量变化范围较大,白花菜为17.2～81 mg/100 g,西兰花为34～146 mg/100 g[14],这与本实验结果一致。Singh等报道西兰花总酚在44.5～82.9 mg GAE/100 g,白花菜在16.3～21.8 mg GAE/100 g之间[15],西兰花总酚含量高于本实验结果,白花菜反之,极有可能为生长环境不同造成差异。Luzia等研究显示青花菜总胡萝卜素含量显著大于白花菜[16],趋势与本实验结果一致。松花菜及罗马花椰菜均未见报道。

2.2 花椰菜不同烹饪方式对其营养成分含量影响

2.2.1 不同烹饪方式对花椰菜中维生素C含量影响 不同烹饪方式对花椰菜中维生素C含量的影响见图1。由图1可以看出:不同品种类型的花椰菜在烹饪处理后维生素C均有不同程度的损失,不同烹饪方式处理不同品种类型花椰菜其维生素C损失趋势一致。微波处理花椰菜其维生素C损失最低,其中白花菜及青花菜中维生素C损失与对照相比差异不显著(P>0.05);其次为蒸制,但与对照相比均差异显著(P<0.05);清炒处理花椰菜中维生素C含量损失最高,尤其是青花菜中维生素C含量损失为33.31%。Cristiana等研究发现西兰花中维生素C经水煮、蒸制及清炒均显著下降,其中蒸制相对下降幅度最低,清炒下降幅度最高[17],可佐证本实验研究结果。

图1 不同烹饪方式对花椰菜中维生素C含量的影响Fig.1 Effects of different cooking treatments on the VC content of Brassica oleracea L. var.注:不同字母表示同品种类型花椰菜在不同烹饪处理下数据差异显著,P<0.05，图2～图7同。

2.2.2 不同烹饪方式对花椰菜中总胡萝卜素含量影响 不同烹饪方式对花椰菜中总胡萝卜素含量的影响见图2。由图2可以看出,不同烹饪处理花椰菜其总胡萝卜素含量变化不同。水煮处理可以提高花椰菜中总胡萝卜素含量,尤其是白花菜和松花菜,与对照相比差异显著(P<0.05);蒸制、微波及清炒处理对不同品种类型花椰菜中总胡萝卜素含量作用不同;蒸制处理后白花菜中总胡萝卜素含量显著提高(P<0.05),松花菜及青花菜中总胡萝卜素含量提高但不显著(P>0.05),而罗马花椰菜中总胡萝卜素含量下降但不显著(P>0.05);微波处理后白花菜中总胡萝卜素含量提高显著(P<0.05),松花菜中提高但不显著(P>0.05),青花菜中下降但不显著(P>0.05),罗马花椰菜中下降显著(P<0.05);清炒处理后白花菜中总胡萝卜素显著提高(P<0.05),松花菜中提高但不显著(P>0.05),而青花菜及罗马花椰菜中下降显著(P<0.05)。

图2 不同烹饪方式对花椰菜中总胡萝卜素含量的影响Fig.2 Effects of different cooking treatments on the total carotene content of Brassica oleracea L. var.

据已有研究报道中,蒸煮蔬菜胡萝卜素含量保持较好,甚至有一定程度上升[18-19],这与本实验研究结果一致。究其原因可能为花椰菜在加热后细胞软化,胡萝卜素提取率较高,同时胡萝卜素与蛋白质结合物在加热后分解将胡萝卜素释放出来;同时胡萝卜素几乎不溶于水,不会在水煮及蒸制过程中造成溶水损失,只有氧化会造成其损失[20]。烹饪处理过程中,花椰菜组织细胞软化、蛋白结合物热分解以及氧化同时进行,加之不同花椰菜品种类别的性状及营养成分组成不同,故而会出现烹饪处理后总胡萝卜素含量与对照相比有高有低的情况。

2.2.3 不同烹饪方式对花椰菜中总黄酮含量影响 不同烹饪方式对花椰菜中总黄酮含量的影响见图3。由图3可以看出,除罗马花椰菜水煮处理外,其它不同烹饪方式处理花椰菜其总黄酮含量均有提升。蒸制、微波及清炒处理花椰菜后总黄酮含量均提升显著(P<0.05),尤以青花菜最为突出。何湘漪等[18]的研究显示微波处理可显著提升十字花科蔬菜中总黄酮含量,Adefegha等[21]报道蒸制的蔬菜中总黄酮的保持远优于水煮处理,并呈显著上升态势,这与本实验结果一致。烹饪处理后花椰菜总黄酮含量提升的原因可能为烹饪加热过程中花椰菜组织的细胞壁及化合物次级结构破坏,黄酮物质由内部结合形式变为游离形式,更加容易提取,从而使总黄酮检测结果升高[22],同时热作用钝化了导致黄酮损失的酶类,减少了黄酮物质的损失。

图3 不同烹饪方式对花椰菜中总黄酮含量的影响Fig.3 Effects of different cooking treatments on the total flavonoid content of Brassica oleracea L. var.

2.2.4 不同烹饪方式对花椰菜中总酚含量影响 不同烹饪方式对花椰菜中总酚含量的影响见图4。由图4可以看出,水煮处理对不同品种类型花椰菜中总酚作用不同,松花菜中总酚含量提升,其它花椰菜中降低,但差异均不显著(P>0.05);蒸制、微波及清炒处理均对花椰菜中总酚含量有提升作用,除蒸制及清炒处理罗马花椰菜外,其它提升作用均显著(P<0.05)。Nihal等[23]在对西兰花烹饪处理后发现水煮会降低其总酚含量,差异不显著,而蒸制及微波均会显著提升总酚含量,可为本实验结果提供佐证。Faller等[2]认为烹饪过程中总酚氧化损失过程中,亦伴有蔬菜组织破坏,使结合于木质素及多糖中的多酚物质被释放出来,不溶多酚亦会转化成为可溶多酚,从而烹饪后蔬菜中总酚含量出现增加情况。同时多酚物质水溶性好,在水煮的过程中流失较为严重,故而水煮处理后花椰菜中总酚含量大多下降。

图4 不同烹饪方式对花椰菜中总酚含量的影响Fig.4 Effects of different cooking treatments on the total phenolics content of Brassica oleracea L. var.

2.3 花椰菜不同烹饪方式对其抗氧化活性影响

花椰菜不同烹饪方式对其DPPH自由基清除能力的影响见图5。由图5可以看出,经过烹饪处理后花椰菜DPPH自由基清除能力均得到提升,除微波处理白花菜外,其它提升效果均显著(P<0.05),尤以蒸制最为突出。图6为花椰菜不同烹饪方式对其ABTS自由基清除能力的影响,经过烹饪处理后花椰菜ABTS自由基清除能力均得到显著提升(P<0.05),尤以蒸制最为突出,提升率高达92.34%。由图7花椰菜不同烹饪方式对FRAP还原能力的影响可以看出,烹饪处理后花椰菜FRAP还原能力均下降显著(P<0.05),尤以水煮最为突出。

图5 花椰菜不同烹饪方式对其DPPH自由基清除率影响Fig.5 Effects of different cooking treatments on the DPPH free radical scavenging rates of Brassica oleracea L. var.

图6 花椰菜不同烹饪方式对其ABTS自由基清除率影响Fig.6 Effects of different cooking treatments on the ABTS free radical scavenging rates of Brassica oleracea L. var.

图7 花椰菜不同烹饪方式对其FRAP还原能力的影响Fig.7 Effects of different cooking treatments on the FRAP reduction of Brassica oleracea L. var.

Nihal等[23]在对西兰花烹饪处理后发现水煮、蒸制以及微波均会显著增加西兰花的DPPH自由基清除活性,这与Ali等[24]、Faller等[2]的研究及本实验研究结果一致,这很可能是由引起促氧化活性的促氧化酶在高温下钝化造成[25]。烹饪热处理对蔬菜中营养成分及抗氧化作用既有负面作用也有积极作用,通常热处理对不稳定的酚类及黄酮类化合物有破坏作用[26-27],但这种破坏作用取决于热处理过程中暴露于空气和光照的程度、蔬菜中活性成分的结构、蔬菜切分方式、物质的热稳定性等[28],Makris等[29]发现烹饪不仅会改变多酚的含量,还会改变多酚的组成,进而影响到抗氧化活性。烹饪处理的积极作用是可以钝化多酚氧化酶和其它氧化酶,从而降低多酚物质的氧化破坏;烹饪处理后蔬菜中细胞基质被破坏,使得处于结合状态的酚类物质释放出来,更易提取;同时亦有研究证明,烹饪处理可以使酚-糖结合键断裂,形成酚糖苷配基,而酚糖苷配基与福林酚试剂结合活性很强,从而使总酚含量提升[30]。

3 结论

花椰菜不同品种类型间营养成分及抗氧化活性具有较大差异,其中罗马花椰菜与青花菜营养成分及抗氧化活性较好。烹饪处理花椰菜对其营养成分及抗氧化活性具有不同作用,其中蒸制方式对于花椰菜营养成分及抗氧化活性保持或提升作用较好,其次为微波、水煮及清炒。本实验获得的花椰菜不同品种类型营养成分及抗氧化活性特点可为特定人群花椰菜消费以及烹饪方式选择提供依据,同时亦可为居民通过花椰菜饮食营养物质摄入风险评估提供基础数据。