不同加工方式對紫色馬鈴薯中酚類物質(zhì)的影響

王耀紅，王 蕾，趙 朋，張 超，楊 樂，閆曉洋，王冬冬，陳 勤*

（西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

不同加工方式對紫色馬鈴薯中酚類物質(zhì)的影響

王耀紅，王 蕾，趙 朋，張 超，楊 樂，閆曉洋，王冬冬，陳 勤*

（西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

紫色馬鈴薯富含花青素、綠原酸等多酚類物質(zhì)，是價格低廉、取材廣泛的天然抗氧化劑來源。為探明加工方式對紫色馬鈴薯中酚類物質(zhì)的影響，最大程度地保留抗氧化活性物質(zhì)，以3 個紫色馬鈴薯品系和白色馬鈴薯品種‘夏波蒂’為實驗材料，采用蒸制、微波和水煮3 種加工方式進行處理，分析加工前后紫色馬鈴薯塊莖中花青素、綠原酸、自由態(tài)多酚、結(jié)合態(tài)多酚的含量及抗氧化活性的變化。結(jié)果表明，3 種加工方式均導(dǎo)致紫色馬鈴薯花青素含量的降低；與對照品種‘夏波蒂’相比，蒸制和微波處理后紫色品系馬鈴薯自由態(tài)多酚、結(jié)合態(tài)多酚、綠原酸的含量及抗氧化活性均更高，而水煮處理后，除結(jié)合態(tài)多酚的含量增加外，其余成分的含量均顯著降低。因此，微波和蒸制加工可以更好地保留紫色馬鈴薯中的多酚類物質(zhì)，從而發(fā)揮其抗氧化作用。

紫色馬鈴薯；加工方式；酚類物質(zhì)；抗氧化活性

彩色馬鈴薯不僅含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分，還有豐富的抗氧化活性物質(zhì)，如花色苷、酚酸、類黃酮等多酚類物質(zhì)?；ㄉ帐且环N水溶性天然食用色素，屬黃酮多酚類化合物，由花青素與糖類以糖苷鍵結(jié)合而成，從而使馬鈴薯塊莖呈現(xiàn)出紅、紫、藍等顏色。綠原酸及其異構(gòu)體是馬鈴薯中最主要的多酚類物質(zhì)，綠原酸占總酚含量的50%～70%，對抗氧化活性的貢獻達28%～45%[1]。大量研究表明，這些多酚類

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試材料（表1）由西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院馬鈴薯遺傳育種實驗室提供，其中紫色馬鈴薯均為西北農(nóng)林科技大學(xué)馬鈴薯育種團隊培育的新品系。S為常規(guī)馬鈴薯品種‘夏波蒂’。物質(zhì)是天然的抗氧化劑，具有減肥、降血糖、降血脂、防止血管硬化等保健功能[2-4]。植物中的多酚除了以自由態(tài)的形式存在之外，還與細胞壁中的纖維素、半纖維素相連、糖類、蛋白等相連接形成不溶性結(jié)合態(tài)多酚，它在馬鈴薯中的含量為39.9%[5]。在高溫、酸堿條件下細胞膜透性增加，使結(jié)合態(tài)多酚的C—C鍵或C—O鍵遭到破壞，從而使多酚類物質(zhì)釋放，游離態(tài)多酚含量上升[6]。

隨著馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的推進，馬鈴薯加工逐漸成為研究熱點。馬鈴薯在加工過程中，不僅物理特性會發(fā)生變化，化學(xué)成分也會發(fā)生改變，因而烹調(diào)和加工過程會影響馬鈴薯的營養(yǎng)品質(zhì)。其中，多酚類物質(zhì)穩(wěn)定性差，受熱易分解，所以在加工過程中要盡可能降低多酚類物質(zhì)的損耗。Blessington等[7]發(fā)現(xiàn)基因型、貯藏時間和烹飪處理3 種因素對馬鈴薯抗氧化活性的影響分別占18%、1%和18%，對總酚含量的影響分別占40%、1%和22%，說明基因型選擇對抗氧化活性物質(zhì)的含量具有很大貢獻，除此之外，收獲后的貯藏和加工也會顯著影響其含量，尤其這3 種因素之間的兩兩互作對抗氧化活性物質(zhì)的影響十分明顯。Xu Xiaoyun等[8]研究發(fā)現(xiàn)，微波、烘烤和水煮均使馬鈴薯中的總酚含量和抗氧化活性降低，對于同一供試材料而言，加工方式之間沒有顯著性差異。而Navarre等[9]研究表明微波、烘烤、水煮和油炸均使總酚、酚酸和抗氧化活性升高。目前，國內(nèi)外關(guān)于彩色馬鈴薯研究多集中在抗氧化等保健功能以及花色苷的提取分離和鑒定等方面，雖然國外已有相關(guān)文獻報道馬鈴薯加工過程中營養(yǎng)成分的變化，但是由于材料、加工和處理方式、時間、溫度、pH值等影響，不同的實驗得到的結(jié)果差異較大。

本研究采用微波、蒸制和水煮3 種加工方法，以紫色馬鈴薯品系和常規(guī)馬鈴薯品種‘夏波蒂’為材料，分析其在3 種加工方式處理下塊莖中花青素、綠原酸、自由態(tài)和結(jié)合態(tài)多酚的含量以及抗氧化活性的變化規(guī)律和差異，以選擇最好的加工方式，從而最大程度地保留馬鈴薯塊莖中的抗氧化活性物質(zhì)，為彩色馬鈴薯的加工提供參考。

表1 供試馬鈴薯材料及塊莖性狀Table 1 Potato varieties and their tuber traits

甲醇、福林-酚試劑、碳酸鈉、沒食子酸、醋酸鈉、碳酸氫鈉（均為分析純） 天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；綠原酸、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、水溶性生育酚（Trolox）（均為色譜純） 美國Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-4802紫外-可見分光光度計 尤尼柯（上海）儀器有限公司；FD5-3冷凍干燥機 美國SIM公司；Allegra64R臺式高速冷凍離心機 美國Beckman Coulter公司；THC-C-1控溫搖床 蘇州培英實驗設(shè)備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 馬鈴薯加工處理

不同品種（系）馬鈴薯于2014年5月1日在榆林實驗基地種植，實驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，每個小區(qū)面積為36 m2（3.6 m×10 m），各種植136 株，每個材料重復(fù)3 次。管理方式同普通大田生產(chǎn)，9月10日收獲。所有材料在4 ℃貯藏3 個月后，進行加工處理。

將各品種（系）馬鈴薯（約500 g，5 個左右大小均勻的塊莖）清洗、去皮（1.5 mm），切成約5 mm×5 mm的扇形小塊，分為4等份，一份作為對照，其余3 份分別進行蒸制、微波和水煮處理，每個處理重復(fù)3 次，待處理樣品在室溫條件下冷卻后，所有待測樣品都制備成冷凍干燥樣品，-20 ℃貯藏待用。

加工處理條件：根據(jù)前期實驗結(jié)果選擇最佳加工條件（加工時間以薯塊剛剛熟透為標準），所使用的溫度和功率參數(shù)均為實際中的常用參數(shù)。蒸制：蒸鍋中加1.5 L沸水，用錫箔紙將40 g切好的鮮薯包裹，加工條件為100 ℃，15 min；微波：將40 g切好的鮮薯放入燒杯中，用封口膜封口，加工條件為700 W，3.5 min；水煮：鍋中加2 L沸水，將40 g鮮薯放入100 mL的小燒杯中，加沸水至剛沒過材料，用封口膜封口，加工條件為100 ℃，15 min。

1.3.2 指標測定

1.3.2.1 樣品提取

自由態(tài)多酚提?。簠⒖纪跞輀10]的方法，略作修改。稱取0.5 g材料加5 mL 70%甲醇勻質(zhì)，4 ℃搖床過夜，離心，10 000 r/min，5 min，取上清液，重復(fù)提取一次，合并濾液，定容至10 mL，-20 ℃貯藏備用。

結(jié)合態(tài)多酚提取：參考Albishi等[11]的方法，略作修改。向提取自由態(tài)多酚后剩余的殘渣中加5 mL 4 mol/LNaOH溶液，95 ℃水浴30 min，在室溫條件下反應(yīng)1 h，用6 mol/L HCl溶液酸化（pH 2），加2 mL正己烷去脂，5 min后，7 000 r/min離心5 min，再用乙酸乙酯提取3 次，合并濾液，用冷凍干燥儀冷凍干燥，用70%甲醇復(fù)溶，待用。

1.3.2.2 多酚含量的測定

采用福林-酚法，參照Deuber等[12]的方法，略做修改。分別取上述提取液0.1 mL，用70%甲醇稀釋5 倍，加0.5 mL 1 mol/L福林-酚溶液，勻質(zhì)3 min，加1.25 mL 75 g/L碳酸鈉溶液和1.75 mL dH2O，避光反應(yīng)45 min，10 000 r/min離心5 min，在765 nm波長處測吸光度，甲醇為對照，沒食子酸（gallic acid equivalents，GAE）為標準品。結(jié)果表示為：mg GAE/kg。

1.3.2.3 綠原酸含量的測定

參考劉豫東等[13]的方法，略做修改。取0.3 mL自由態(tài)多酚提取液，用70%甲醇稀釋10 倍至3 mL，在327 nm波長處測定吸光度，甲醇為對照，綠原酸為標準品，單位為mg/kg。

1.3.2.4 花青素含量的測定

參照Albishi等[11]的pH差示法。取0.5 mL提取液加入兩個干凈試管中，分別加2.5 mL 0.025 mol/L氯化鉀（pH 1.0）和0.4 mol/L醋酸鈉（pH 4.5），反應(yīng)15 min，在520、700 nm波長處測定吸光度?；ㄇ嗨睾康挠嬎愎綖椋?/p>

式中：C為花青素含量/（mg/kg）；A為（A520nm-A700nm）pH1.0-（A520nm-A700nm）pH4.5；Mr為矢車菊素-3-葡萄糖苷的相對分子質(zhì)量（C15H11O6，449.2）；DF為稀釋因子；V為最終體積/mL；ε為摩爾吸光系數(shù)（26 900 L/mol）；m為樣品質(zhì)量/g。

1.3.2.5 抗氧化活性測定

采用DPPH法，參考王全逸[10]的方法，并加以改進。30 μL提取液加60 μmol/L DPPH溶液3 mL，避光反應(yīng)20 min，在515 nm波長處測定吸光度，Trolox為標準品，結(jié)果表示為：mmol TE/kg。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用Excel 2010 軟件統(tǒng)計數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)為3 次以上重復(fù)實驗的平均值和標準誤差；采用SPSS 16.0軟件對數(shù)據(jù)進行差異顯著性分析，數(shù)據(jù)處理間差異顯著性檢驗采用Duncan法。

2 結(jié)果與分析

2.1 加工處理前后花青素含量的變化

由圖1可知，蒸制、微波和水煮3 種加工方式均對紫色馬鈴薯中花青素的含量具有明顯影響（‘夏波蒂’不含花青素，可忽略不計）。所有材料在加工處理后，花青素的含量均低于對照，熱處理使花青素發(fā)生了不同程度的降解和流失。CQP1514經(jīng)過蒸制、微波和水煮處理后，花青素的含量分別比對照降低了35.50%、28.98%和41.14%，是所有材料中顏色最深、花青素含量最高、同時也是損失率最大的品系，但CQP1514在加工后仍是花青素含量最高的品系；其次是CQB1505，加工后花青素分別比對照減少21.28%、24.77%和38.71%；CQB1540在加工后花青素的含量分別損失了21.94%、19.49%和35.59%，是花青素流失最少的品系。對所有材料而言，蒸制和微波處理之間均不存在顯著性差異，而水煮后花青素的含量顯著低于對照（P＜0.05），表明水煮條件下花青素更容易損失，因而對于彩色馬鈴薯的加工應(yīng)盡量避免水煮處理。

圖1 蒸制、微波和水煮加工對花青素含量的影響Fig. 1 Prof i ling of anthocyanins in potato tubers under steaming, microwave and boiling conditions

2.2 加工處理前后綠原酸含量的變化

圖2 蒸制、微波和水煮加工對綠原酸含量的影響Fig. 2 Prof i ling of chlorogenic acid in potato tubers under steaming, microwave and boiling conditions

本實驗中，紫色馬鈴薯中綠原酸含量是白色馬鈴薯的4.43～4.75 倍，且3 個紫色馬鈴薯品系的綠原酸含量比較接近。由圖2可知，CQB1540、CQP1514和S在蒸制和微波處理后，綠原酸含量沒有明顯變化，而水煮后顯著減少（P＜0.05）；而CQB1505在蒸制和微波處理后，綠原酸含量分別升高15.70%和5.96%（P＜0.05），水煮條件下顯著地降低了16.08%（P＜0.05）。這3 個紫色馬鈴薯品系經(jīng)過蒸制和微波兩種加工處理后，綠原酸含量均比原來有所增加，而CQB1505尤為明顯，這可能是品系間的差異造成的。綠原酸是水溶性酚酸，水煮條件下一部分可能會進入水中，而另一部分由于高溫發(fā)生降解和分解，從而使塊莖中綠原酸含量減少，另外，在水煮條件下，由于所有組織都浸在水中，塊莖中的綠原酸等水溶性成分會因為濃度差而不斷進入水中，因而，水煮加工后綠原酸的流失程度明顯大于微波和蒸制加工。

2.3 加工處理前后多酚含量的變化

2.3.1 自由態(tài)多酚含量的變化

圖3 蒸制、微波和水煮加工對自由態(tài)多酚含量的影響Fig. 3 Prof i ling of free phenolics in potato tubers under steaming, microwave and boiling conditions

由圖3可知，加工前4 個馬鈴薯材料中自由態(tài)多酚的含量分別為5 210.611（CQP1514）、4 628.530（CQB1505）、3 989.820（CQB1540）mg GAE/kg和1 753.160 mg GAE/kg（S）。同樣，紫色馬鈴薯的自由態(tài)多酚含量遠高于白色馬鈴薯，是其2.27～2.97 倍。3 種加工方式對自由態(tài)多酚的含量具有不同的影響。CQP1514在蒸制和水煮處理后，自由態(tài)多酚含量分別減少11.27%和20.39%，而微波處理后比對照增加3.66%；CQB1505在蒸制和微波處理后，自由態(tài)多酚含量均有所上升，但與對照沒有明顯差異，而水煮后顯著減少14.93%（P＜0.05）；而CQB1540在蒸制和微波處理后，自由態(tài)多酚含量分別升高9.85%和11.63%，水煮后顯著下降了17.54%，與前兩種加工方式形成顯著差異（P＜0.05）；S在經(jīng)過3 種加工處理后，自由態(tài)多酚含量均比原來降低，其中微波和水煮處理后損失率分別為2.97%和29.43%。

所有材料在水煮加工后，自由態(tài)多酚顯著減少。對于CQB1505和CQB1540及S而言，微波和蒸制加工不具有顯著差異，只有水煮處理會顯著降低自由態(tài)多酚的含量。自由態(tài)多酚包含多種酚類，如花青素等類黃酮物質(zhì)，綠原酸、咖啡酸等酚酸類，且不同的品系之間各組分的含量不同，因此，經(jīng)過加工后多酚的變化情況比花青素和綠原酸等單體酚類更為復(fù)雜。

2.3.2 結(jié)合態(tài)多酚含量的變化

由圖4可知，3 種加工方式均增加了紫色馬鈴薯塊莖中結(jié)合態(tài)多酚的含量。經(jīng)過蒸制、微波和水煮3 種加工處理，CQP1514結(jié)合態(tài)多酚的含量分別是原來的1.88、2.22 倍和1.61 倍；CQB1505結(jié)合態(tài)多酚的含量分別是對照的2.89、2.86 倍和1.90 倍；CQB1540結(jié)合態(tài)多酚的含量分別是原來的1.76、2.63 倍和1.25 倍，微波處理后，結(jié)合態(tài)多酚的含量明顯高于其余兩種加工方式；S在蒸制和微波加工后，結(jié)合態(tài)多酚的含量略有增加，但沒有顯著性差異，而水煮條件使其含量比原來減少31.27%。

圖4 蒸制、微波和水煮加工對結(jié)合態(tài)多酚含量的影響Fig. 4 Prof i ling of bound phenolics in potato tubers under steaming, microwave and boiling conditions

2.4 加工處理前后抗氧化活性的變化

2.4.1 自由態(tài)多酚抗氧化活性的變化

圖5 蒸制、微波和水煮加工對自由態(tài)多酚DPPH自由基清除率的影響Fig. 5 Prof i ling of DPPH radical scavenging capacity of free phenolics in potato tubers under steaming, microwave and boiling conditions

由圖5可知，在經(jīng)過加工處理后，自由態(tài)多酚的DPPH自由基清除率與自由態(tài)多酚的含量變化情況相似。CQP1514在蒸制和微波處理后，DPPH自由基清除率與對照沒有顯著性差異，而水煮后比對照減少18.76%；CQB1505在前兩種加工方式下，DPPH自由基清除率分別增加了16.84%和13.92%，而水煮后降低了16.34%；CQB1540經(jīng)過蒸制和微波處理后，DPPH自由基清除率均升高20.08%，而水煮后下降了9.53%；S在蒸制和微波處理后，DPPH自由基清除率沒有明顯變化，而第3種加工處理使DPPH自由基清除率減少4.10%。李葵花等[14]也認為在微波、常壓水煮、壓力蒸煮和油炸4 種加工方式中，微波加工能夠更好地保留馬鈴薯塊莖中的多酚及其抗氧化活性。

根據(jù)以上分析結(jié)果，自由態(tài)多酚的DPPH自由基清除率與自由態(tài)多酚的含量之間具有一致的變化規(guī)律，表明自由態(tài)多酚的含量可以很好地反映馬鈴薯塊莖的DPPH自由基清除率。

2.4.2 結(jié)合態(tài)多酚抗氧化活性的變化

圖6 蒸制、微波和水煮加工對結(jié)合態(tài)多酚DPPH自由基清除率的影響Fig. 6 Prof i ling of DPPH radical scavenging capacity of bound phenolics in potato tubers under steaming, microwave and boiling conditions

圖6 是3 種加工處理后結(jié)合態(tài)多酚的抗氧化活性變化情況，它與結(jié)合態(tài)多酚含量的變化規(guī)律一致。紫色馬鈴薯在蒸制、微波和水煮后，結(jié)合態(tài)多酚的抗氧化活性均高于未處理樣品。CQP1514的DPPH自由基清除率分別是原來的1.81、2.22、1.55 倍；CQB1505的DPPH自由基清除率分別是原來的2.2、2.51、1.55 倍；CQB1540在前兩種加工處理后，DPPH自由基清除率是分別是對照的1.31 倍和2.19 倍，而水煮后與對照相同；S在蒸制和微波加工后，結(jié)合態(tài)多酚的含量略有增加，但沒有顯著性差異，而水煮條件使其含量比原來減少33.33%。上述結(jié)果表明，結(jié)合態(tài)多酚的抗氧化活性與結(jié)合態(tài)多酚的含量具有一定的相關(guān)性。在3 種加工方式中，微波處理后，DPPH自由基清除率最高，表明微波條件下，可能更有利于細胞的破碎以及結(jié)合態(tài)多酚的提取，從而增加了其含量和抗氧化活性。

2.5 酚類物質(zhì)的含量與抗氧化活性的相關(guān)性

表2顯示加工前后花青素、綠原酸和自由態(tài)多酚的含量之間具有明顯的正相關(guān)性，同時，它們和DPPH自由基清除率（自由態(tài)）之間也具有明顯的正相關(guān)性，而結(jié)合態(tài)多酚的含量與DPPH自由基清除率（結(jié)合態(tài)）之間也呈正相關(guān)。其中，在對照樣品中，DPPH自由基清除率（自由態(tài)）和綠原酸及自由態(tài)多酚的含量之間極顯著相關(guān)（P＜0.01）；蒸制加工后，結(jié)合態(tài)多酚和自由態(tài)多酚的含量均與DPPH自由基清除率（自由態(tài)）之間顯著或極顯著正相關(guān)（P＜0.05，P＜0.01），DPPH自由基清除率（結(jié)合態(tài)）與上述所有酚類物質(zhì)的含量以及DPPH自由基清除率（自由態(tài)）均顯著正相關(guān)（P＜0.05）；微波處理后，DPPH自由基清除率（自由態(tài)）與花青素的含量極顯著正相關(guān)（P＜0.01），而結(jié)合態(tài)多酚的含量僅與DPPH自由基清除率（結(jié)合態(tài)）極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；水煮處理后，所有酚類物質(zhì)之間均具有明顯的相關(guān)性，其中，結(jié)合態(tài)多酚的含量與其余3 種酚類物質(zhì)的含量顯著正相關(guān)（P＜0.05），與DPPH自由基清除率（自由態(tài)）極顯著正相關(guān)（P＜0.01），DPPH自由基清除率（結(jié)合態(tài)）與所有酚類物質(zhì)以及DPPH自由基清除率（自由態(tài)）之間均具有正相關(guān)性，且與綠原酸含量、結(jié)合態(tài)多酚含量和DPPH自由基清除率（自由態(tài)）之間極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。

表2 馬鈴薯中花青素、綠原酸、總酚含量及抗氧化活性間的相關(guān)系數(shù)Table 2 Correlations between the contents of anthocyanin, chlorogenic acid, free phenolics and bound polyphenols and DPPH radical scavenging capacity in potatoes

以上結(jié)果表明，在未處理和微波處理后的樣品中，結(jié)合態(tài)多酚的含量僅與其DPPH自由基清除率（結(jié)合態(tài)）相關(guān)，與其他成分含量沒有明顯的相關(guān)性。而在蒸制和水煮后的樣品中，各酚類成分含量的相關(guān)性變得更為復(fù)雜，結(jié)合態(tài)多酚與自由態(tài)多酚之間產(chǎn)生了一定的相關(guān)性，因而它們的抗氧化活性也具有了一定的相關(guān)性。

3 討 論

基因型、塊莖成熟度、貯藏條件和加工方式等因素都會影響多酚的含量和穩(wěn)定性。對未處理馬鈴薯而言，基因型是酚類物質(zhì)含量高低的最主要影響因素，但對收獲后的同一材料而言，貯藏條件和加工方式則是影響其含量的主要因素[7]。本實驗以3 個不同基因型的紫色馬鈴薯品系和一個白色馬鈴薯品種為研究對象，分析比較各基因型材料經(jīng)過不同加工處理后抗氧化活性物質(zhì)的變化情況。試圖通過探討紫色馬鈴薯對不同處理條件的反應(yīng)及其原因，從而選擇最佳的加工方式。

通常，加工過程會引起酚類物質(zhì)的流失或減少，原因一般是發(fā)生氧化分解或酶促反應(yīng)，另外，也會由于去皮、破碎程度等原因而發(fā)生不同程度的損失。大量研究表明，薯皮中抗氧化活性物質(zhì)的含量遠高于薯肉，因此加工處理過程中是否去皮也是影響這些成分的重要因素。Rytel等[15]發(fā)現(xiàn)，藍色馬鈴薯和黃色馬鈴薯經(jīng)過去皮后，其酚酸含量分別減少了80%和60%，進一步干燥處理（120 ℃、1 h）后，黃色品種幾乎不含酚類成分，而藍色品種的含量為原來的4%。Harakotr等[16]認為，紫色玉米經(jīng)過蒸制和水煮后花青素、總酚含量以及抗氧化活性顯著減少，但水煮條件下的損失率更大，同時，將玉米粒從果穗上剝離后加工會損失更多的抗氧化活性物質(zhì)。

在Blessington等[7]的實驗中，使用切塊后的未去皮馬鈴薯進行加工，發(fā)現(xiàn)烘烤、微波和油炸之后抗氧化活性和總酚含量均比原來增加，而水煮處理則與之相反。Tierno等[17]發(fā)現(xiàn)去皮并切塊后的馬鈴薯在水煮后總酚的含量減少到原來的45%～74%。本實驗也對馬鈴薯進行去皮和切塊處理，但破碎程度更大，且水煮時間是其一半，因而多酚的損失率較低，為14.93%～29.43%。

加工處理過程中塊莖內(nèi)部的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)會發(fā)生顯著變化，從而改變其組織特性和多酚等活性成分的含量[18]。其中，溫度、濕度和加工時間是影響抗氧化活性成分重要的因素。Perla等[19]發(fā)現(xiàn)，貯藏6 個月的成熟馬鈴薯經(jīng)過水煮、烘烤和微波加工之后，酚類物質(zhì)均減少，但水煮比另外兩種方式損失的酚類物質(zhì)更少。他們認為，干燥狀態(tài)下，由于氧氣的原因，在熱處理過程中，酚類物質(zhì)更易發(fā)生氧化，而由于水的熱力學(xué)性能，水煮過程可能會相對較少的破壞多酚。該研究直接對完整的且未去皮的馬鈴薯塊莖進行加工，且加工條件與本實驗差異較大：水煮時間為1 h，微波加工使用最高功率，且時間為20 min，而烘烤條件為204 ℃、1 h。本實驗雖然也使用成熟馬鈴薯，但貯藏期為3 個月，并且加工過程采用的均是去皮且切塊后的馬鈴薯，由于薯皮中的酚類物質(zhì)含量遠高于薯肉，因此，去皮加工一方面減少了加工過程中薯皮所起的屏障保護作用，另一方面，從很大程度上降低了塊莖中的酚類含量。時間和溫度是加工過程中非常重要的兩個因素，研究表明，時間越長，溫度越高，抗氧化活性物質(zhì)的損失越大，該實驗中的烘烤溫度達204 ℃，長時間的高溫烘烤對塊莖的組織結(jié)構(gòu)及其中的酚類物質(zhì)等活性成分破壞極大，因而，造成了抗氧化活性物質(zhì)的大量流失。

也有研究報道水煮后多酚含量增加的情況[20-22]。在Burgos等[23]的研究中，未去皮的紫色馬鈴薯在水煮后，花青素和總酚含量均比原來升高，他們認為加工有利于酚類物質(zhì)的水解，從而提高其提取效率，使含量比未處理馬鈴薯增加。因為薯皮中的酚類物質(zhì)含量較高，帶皮加工可以很好地保護塊莖內(nèi)部酚類物質(zhì)的流失，同時促進薯皮中多酚的釋放與提取。

此外，不同的酚類物質(zhì)具有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)，因此穩(wěn)定性也不同。Kita等[24]發(fā)現(xiàn)，紅肉馬鈴薯Herbie 26、Rosalinde和Highland Burgundy Red加工成薯片后，花青素基本全部流失，總酚含量分別減少10%、6%和20%，而紫肉馬鈴薯Blue Congo和Vitelotte加工成薯片后，總酚含量分別減少40%和60%，推測原因可能是紅色和紫色馬鈴薯中所含的的花青素種類不同，因而具有不同的穩(wěn)定性。本實驗中，3 種加工方式下，花青素含量均明顯減少，表明花青素比綠原酸等其他酚類更為敏感，在加工后損失率更高。綠原酸是咖啡?？崴岬难苌?，和咖啡酸同屬于羥基肉桂酸，它們對熱處理的敏感因物種而異。研究發(fā)現(xiàn)，茄子、去皮馬鈴薯和朝鮮薊中游離咖啡酸的含量在加工后比原來有所上升，原因可能是不同的咖啡?？崴狨ネ瑫r發(fā)生了水解，復(fù)雜糖苷或酯上的苷元被釋放，從而增加了游離咖啡酸的含量[25]。本實驗對彩色馬鈴薯品系中花青素單體和各酚酸成分的含量變化需要進一步研究和探討，從而更好地解釋其內(nèi)在原因和規(guī)律。

在彩色馬鈴薯中，除了自由態(tài)多酚以外，還有很多與纖維素、糖類和蛋白質(zhì)等細胞壁結(jié)構(gòu)成分相結(jié)合形成的結(jié)合態(tài)多酚，這些物質(zhì)主要以β-糖苷的形式存在于胃和小腸中，不能被人體的酶消化，在到達結(jié)腸后才能夠被吸收，可用于治療結(jié)腸癌，如香蕉含有較高含量的結(jié)合態(tài)多酚，在傳統(tǒng)中醫(yī)中香蕉被認為是治療便秘的良藥[26]。經(jīng)過高溫等加工處理后，細胞結(jié)構(gòu)破壞，酚類物質(zhì)被釋放出來變成自由態(tài)多酚，因而加工后自由態(tài)酚類的含量可能會增加或保持不變。一般情況下，結(jié)合態(tài)多酚存在于細胞結(jié)構(gòu)中，需要堿解的方法提取，而高溫條件下，細胞結(jié)構(gòu)變得松散或被破壞，更有利于結(jié)合態(tài)多酚的提取，這可能是其加工后含量增加的重要原因[27]。

結(jié)合態(tài)多酚在熱處理條件下容易釋放轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂蓱B(tài)多酚，因而傳統(tǒng)的加工處理即能夠使結(jié)合態(tài)多酚釋放。本實驗中，經(jīng)過熱加工后，結(jié)合態(tài)多酚的含量均遠高于對照，尤其是微波處理更好地釋放了紫色馬鈴薯中的結(jié)合態(tài)多酚，并發(fā)揮其自由基清除作用，而在水煮條件下，部分結(jié)合態(tài)多酚釋放后，可能會以自由態(tài)的形式擴散到水中，這種濃度差會使更多的酚類浸入水中，從而減少了塊莖中結(jié)合態(tài)多酚的含量。

經(jīng)過不同的加工處理后，各酚類物質(zhì)的含量及其抗氧化活性的變化各不相同。尤其是水煮后，它們之間的相關(guān)關(guān)系變得更為復(fù)雜，在另外兩種加工方式中，綠原酸、自由態(tài)多酚的含量都保持不變或是增加，可能由于結(jié)合態(tài)酚類物質(zhì)在加工后從細胞壁等結(jié)構(gòu)成分中釋放出來，變成自由態(tài)多酚，彌補了由于高溫降解而流失的那部分含量。因此，微波和蒸制處理更適合于彩色馬鈴薯的加工，能夠更好地保留其中的抗氧化活性物質(zhì)。

本實驗中，紫色馬鈴薯塊莖中的花青素、綠原酸、多酚的含量以及抗氧化活性均明顯高于常規(guī)白色品種，與前人研究結(jié)果一致[28-30]。同一肉色不同品系間酚類物質(zhì)含量也有差異，在3 個紫色品系中，CQP1514的酚類物質(zhì)的含量顯著高于CQB1505和CQB1540，并且在加工處理后仍然高于另外兩個品系，因而可以作為進一步研究的材料。經(jīng)過不同的加工處理后，酚類物質(zhì)發(fā)生了不同程度的流失，由大到小依次為水煮、蒸制和微波。其中，微波處理保留了較多的抗氧化活性物質(zhì)，是最適宜的加工方式。

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Effects of Domestic Cooking Methods on Phenol Contents and Antioxidant Activity in Purple-Fleshed Potatoes

WANG Yaohong, WANG Lei, ZHAO Peng, ZHANG Chao, YANG Le, YAN Xiaoyang, WANG Dongdong, CHEN Qin*
(College of Agronomy, Northwest A&F University, Yangling 712100, China)

Purple-f l eshed potato, rich in phenolic compounds such as anthocyanin, chlorogenic acid, is a good source of natural antioxidants due to its extensive availability and cheapness. This research was performed to investigate the impacts of domestic cooking methods on the contents of anthocyanins, free polyphenols, bound polyphenols and chlorogenic acid and antioxidant activity in purple-f l eshed potato for the purpose of achieving maximum retention of the antioxidant bioactives. Three purple-f l eshed potato breeding lines and the white potato cultivar ‘Shepody’ were tested in this study. The results showed that all cooking methods signif i cantly reduced anthocyanin contents in purple-f l eshed potato varieties; compared with ‘Shepody’, free polyphenols, bound polyphenols and chlorogenic acid contents and 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging capacity in purple-f l eshed potatoes increased after steam and microwave treatments, whereas all components except for bound polyphenols decreased after boiling treatment. In conclusion, phenolics could be retained maximally after microwave irradiation and steaming and thus exert their antioxidant activities.

purple-f l eshed potato; cooking treatment; phenolics; antioxidant activity

10.7506/spkx1002-6630-201707019

S532

A

1002-6630（2017）07-0115-07

王耀紅, 王蕾, 趙朋, 等. 不同加工方式對紫色馬鈴薯中酚類物質(zhì)的影響[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(7): 115-121. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201707019. http://www.spkx.net.cn

WANG Yaohong, WANG Lei, ZHAO Peng, et al. Effects of domestic cooking methods on phenol contents and antioxidant activity in purple-f l eshed potatoes[J]. Food Science, 2017, 38(7): 115-121. (in Chinese with English abstract)

10.7506/ spkx1002-6630-201707019. http://www.spkx.net.cn

2016-08-07

農(nóng)業(yè)部引進國際先進農(nóng)業(yè)科技技術(shù)計劃（948計劃）項目（2015-Z38）

王耀紅（1991—），女，碩士，研究方向為功能食品開發(fā)。E-mail：1079806856@qq.com

*通信作者：陳勤（1957—），男，教授，博士，研究方向為馬鈴薯遺傳育種及功能性開發(fā)。E-mail：chenpeter2289@nwsuaf.edu.cn