不同蒸煮方式對藜麥營養(yǎng)特性及風(fēng)味的影響

延 莎 毛曉慧 楊莉榕 張金葉 馮翠萍 王曉聞(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，太谷 030801)

藜麥屬藜科植物，是南美洲特有的古老物種。幾千年前，經(jīng)過安第斯山脈人馴化，藜麥變成了人們喜愛的谷物食品[1]。藜麥平均蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為16%，淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55%左右，脂類以亞油酸為主，同時富含各種維生素和礦物質(zhì)[2-3]。USDA比較了小麥、玉米、大米、大麥、燕麥和藜麥等常見谷物的營養(yǎng)成分，藜麥顯示出絕對優(yōu)勢[4]。此外，藜麥富含皂甙、甾醇和酚類等植物化學(xué)物質(zhì)[5]，孩子、老人、乳糖不耐受患者、糖尿病人、高血脂等特殊人群都可食用藜麥并受益[4-6]。藜麥的優(yōu)勢不僅僅是營養(yǎng)價值高，它對氣候和土壤條件有極高的抗性[4]，對農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[7]。

藜麥的食用基礎(chǔ)在國外，目前已有一些藜麥加工與其營養(yǎng)、功能變化方面的相關(guān)研究。Anna等[8]通過脈孢菌發(fā)酵有色藜麥，所得產(chǎn)品有更多蛋白和膳食纖維，但是脂類物質(zhì)有所降低。Ramiro等[9]研究不同焙烤條件對藜麥多酚含量、抗氧化性的影響，結(jié)果表明高溫焙烤后可以增強(qiáng)其抗氧化性，但起主要作用的不是多酚而是一些美拉德產(chǎn)物。Brito等[10]研制一種藜麥無麩質(zhì)餅干，雖然產(chǎn)品的顏色較深、體積減小，但卻富含纖維、必需氨基酸、亞麻酸和礦物質(zhì)。然而藜麥的食用在國內(nèi)還屬于推廣初期[3]。蒸煮是我國居民最常用的烹調(diào)谷物方法，蒸煮不僅是熟化的過程，也是各種成分發(fā)生變化、產(chǎn)生特殊風(fēng)味的過程。張玲艷等[11]通過比較蒸、煮對小米中維生素、植酸、多酚的保留率及抗氧化活性，表明對于小米煮是一種較好的加工方式。然而不同蒸煮方式對藜麥營養(yǎng)特性(如維生素保留率、淀粉水解性等)有何影響鮮有報道，風(fēng)味是食品的重要品質(zhì)之一，其好壞直接決定了人們的喜好程度，不同蒸煮方式會如何改變藜麥風(fēng)味也鮮有研究。本實驗將對這些問題進(jìn)行研究，旨在為人們提供更為合理的藜麥?zhǔn)秤梅绞健?/p>

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 實驗材料

藜麥：青藜1號，采收于2016年秋，由山西清禹鳴商貿(mào)有限公司提供。實驗選取的樣品無蛀蟲，無破碎，無交叉污染，保存于密封袋中并置于室溫下。

鐵氰化鉀、氫氧化鈉、醋酸鈉、鹽酸硫胺素、正丁醇、高錳酸鉀、沒食子酸、乙酸乙酯、葡萄糖、氯化鈉，酒石酸鈉鉀、3,5-二硝基水楊酸、苯酚、亞硫酸氫鈉、丙酮等，分析純：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

HZQ-C空氣浴振蕩器：晉中佳通機(jī)電科技有限公司；930型熒光光度計：廣州北銳精密儀器有限公司；RE-201D型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：鞏義市英峪儀器廠；HBDG-243L多功能電飯鍋：周村海寶電器廠；YS24ED不銹鋼壓力鍋：蘇泊爾電器公司；G70F20CN1L-DG微波爐：格蘭仕家用電器公司；101-3A電熱鼓風(fēng)干燥箱：北京中興偉業(yè)儀器有限公司；DVB/Carboxen/PDMS萃取纖維：美國Supelco公司；Trace ISQ氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國Thermo Fisher公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品制備

藜麥樣品用蒸餾水清洗一次，按料液比1:5比例加水后進(jìn)行蒸煮。參考文獻(xiàn)[11]，結(jié)合實際情況，以熟化為標(biāo)準(zhǔn)，所確定的蒸煮條件見表1。測定營養(yǎng)成分時，用勻漿機(jī)將其勻漿成糊狀，置于錐形瓶中在4 ℃冰箱中進(jìn)行保藏。

表1 藜麥蒸煮條件

1.2.2 維生素測定

硫胺素(VB1)檢測方法參照GB/T 7628—2008；核黃素(VB2)檢測方法參照GB/T 7629—2008。

1.2.3 酚類物質(zhì)測定

1.2.3.1 游離酚和結(jié)合酚的提取

參照徐建國[12]的方法，并稍作改動。稱取樣品2 g，各3份，參照1.2.1樣品制備對藜麥樣品進(jìn)行處理后得到糊狀樣品溶液，然后依次加入預(yù)冷的體積分?jǐn)?shù)為80%的丙酮15 mL，充分混合后在3 500 r/min離心10 min，收集上清于具塞試管中。濾渣用80%的丙酮再次提取，重復(fù)提取3次，直至上清幾乎無色，收集全部上清，旋蒸至干。用70%甲醇溶解定容至10 mL，即得到游離型多酚提取液。

游離型多酚提取后的剩余殘渣進(jìn)行深度提取。向殘渣中加入2 mol/L NaOH，在空氣浴振蕩箱中振蕩1 h，然后用鹽酸調(diào)節(jié)pH至2，再加入乙酸乙酯30 mL，攪拌均勻后靜置10 min后3 500r/min離心10 min，收集乙酸乙酯部分，重復(fù)操作數(shù)次，直至溶液無色。將收集得到的溶液旋干，用70%甲醇潤洗數(shù)次，并定容至10 mL，即為結(jié)合型多酚提取液。

1.2.3.2 沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

所得的標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為Y=0.003 9X+0.003 4，R2=0.999 4，式中：Y為吸光度；X為質(zhì)量濃度/μg/mL。

1.2.3.3 測定

提取液按照一定體積比進(jìn)行稀釋，吸取稀釋后的提取液0.15 mL，加入福林酚試劑1.5 mL，避光反應(yīng)5 min，再加入1.5 mL 6% Na2CO3于75 ℃下加熱10 min，冷卻后于725 nm處測定吸光度。多酚含量以每100 g干質(zhì)量等同于沒食子酸的質(zhì)量(mg)表示。

1.2.4 蒸煮后藜麥淀粉含量的測定

采用DNS法測還原糖含量[13]：以葡萄糖純品作為標(biāo)準(zhǔn)品，反應(yīng)后在540 nm處測定吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程：Y=0.569X-0.004 2，R2=0.999 0，其中Y為吸光度，X為葡萄糖質(zhì)量濃度(mg/mL)。

稱取1 g樣品，加入100 mL 16 mol/L的鹽酸和15 mL的蒸餾水混勻，在沸水浴中加熱30 min，取1～2滴KI-I2溶液檢查淀粉的水解程度，若已水解，則不成藍(lán)色；待水解液冷卻之后加入一滴酚酞指示劑，用6 mol/L的NaOH進(jìn)行中和至溶液呈現(xiàn)微紅色，過濾并且稀釋至100 mL，得到稀釋液，再次從稀釋液中吸取10 mL溶液，定容至100 mL，作為樣品待測液。取1 mL待測液，加入1 mL蒸餾水和1.5 mL DNS試劑，在沸水浴中反應(yīng)5 min，立即冷卻至室溫，用蒸餾水稀釋至25 mL，在540 nm測其吸光值，用空白調(diào)零，重復(fù)3次。

1.2.5 蒸煮后藜麥淀粉的水解指數(shù)

體外模擬淀粉消化：參照Goin等[14]的方法，稍作修改。按照1.2.1處理好的樣品，加入pH=1.5的HCL-KCI緩沖液10 mL，0.1 g/mL的胃蛋白酶溶液0.2 mL，搖勻后置于40 ℃恒溫水浴鍋中保溫1 h；加入0.5 mol/L的乙酸鈉緩沖液，將溶液體積定容至25 mL，再加入α-淀粉酶10 mL，搖勻后將其置于37 ℃恒溫水浴鍋中進(jìn)行消化處理；分別在0、30、60、90、120、180 min處吸取1 mL消化液，沸水浴5 min滅酶；在裝有消化液的試管中加入1 mL蒸餾水，1.5 mL DNS試劑進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)液稀釋后測量其吸光度，用葡萄糖作為標(biāo)品，得到各樣液中還原糖的含量。

以時間為橫坐標(biāo)，淀粉的水解率為縱坐標(biāo)繪制淀粉水解曲線。計算各樣品和參考食品(白面包，HI=100%)在0～180 min期間淀粉水解曲線下面積比值，得出各樣品水解指數(shù)(HI)，水解曲線下面積(AUC)計算方法參照周一鳴等[15]的方法，具體公式為ACU=C∞(Te-T0)-(Cω/k)[1-exp-k(Te-T0)]，C∞為反應(yīng)平衡時濃度，Te為反應(yīng)結(jié)束時間，T0為反應(yīng)初始時間，k為一級反應(yīng)動力常數(shù)。其中C∞和k通過淀粉水解曲線方程C=C∞(1-e-kt)計算。

1.2.6 SPME-GC-MS聯(lián)用技術(shù)測定蒸煮后藜麥的揮發(fā)性成分

預(yù)處理：稱取樣品1 g，按照1.2.1方法對樣品進(jìn)行處理，后裝入20 mL密封頂空樣品瓶中，100 ℃平衡20 min，萃取10 min后進(jìn)樣。

色譜條件：HP-5MS毛細(xì)管色譜柱(30 m×250 μm，0.25 μm)；初始溫度45 ℃，保持2 min，以6 ℃/min升至240 ℃，保持5 min。進(jìn)樣口溫度270 ℃，載氣高純氦氣(99.999%)；流速1 mL/min；無分流。

質(zhì)譜條件：電離方式EI，電子能量為70 eV，離子源溫度為280 ℃，接口溫度280 ℃，掃描質(zhì)量范圍35～600 u。各組分經(jīng)過NIST標(biāo)準(zhǔn)譜庫檢索和Wiley譜庫相匹配。

1.3 數(shù)據(jù)處理

結(jié)果均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，多重比較和聚類分析通過IBM SPSS Statistics 22分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同蒸煮方式的藜麥VB1、VB2含量

Koziol等[16]報道的藜麥VB1含量與VB2含量分別為0.38、0.39 mg/100 g。與本研究結(jié)果VB1為0.260 6 mg/100 g和VB2為0.193 8 mg/100 g差異較大，可能與測量方法和品種選擇有關(guān)。并且，加工過程會使VB1和VB2損失，VB1對熱加工更為敏感，這與Koziol[16]報道是一致的。VB2耐熱性較強(qiáng)，熱處理后的含量差異不大，這與黨亞麗等[17]的結(jié)論相符。

蒸煮時食物所處環(huán)境溫度升高、在氧氣、酶共存的條件下，會加速維生素的氧化破壞作用。經(jīng)高壓和微波蒸煮后，VB1和VB2的穩(wěn)定性更差[18]，其含量要比常壓處理的更少。但是，微波處理得到的維生素含量最低(VB1減少了46%，VB2減少了10%)，這與Tian等[19]提出的微波加工可保留較多的維生素不相符。造成這樣差異的原因可能是由于微波處理中為避免藜麥過分飛濺而用低火使蒸煮時間延長，導(dǎo)致維生素?fù)p失多。因此，為避免VB1和VB2大量損失，最好采用常壓蒸煮。

表2 不同蒸煮方式VB1、VB2含量的比較/mg/100 g

注：數(shù)值以平均值±SD表示，不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，余同。

2.2 不同蒸煮方式的藜麥酚類化合物含量

在糧谷中，酚類化合物是重要的活性成分，主要以游離和結(jié)合兩種形式存在[20]。Fatima等[21]研究了多種有色藜麥的多酚化合物，結(jié)果顯示不同品種藜麥中游離酚和結(jié)合酚的比例相差很大。Nickel等[22]報道藜麥多酚含量為98 mg/100 g，F(xiàn)atima等[21]測得的有色藜麥多酚含量為250～792 mg/100 g，本實驗中藜麥多酚含量為136.253 mg/100 g，且主要是游離酚，占總酚含量的84%。經(jīng)過不同蒸煮方式處理后，藜麥中的總酚含量都有不同程度下降，其中高壓蒸煮后保留的多酚最多，Nickel等[22]的結(jié)果也表明高壓蒸煮會保留更多的酚類化合物，可能由于在高壓下可縮短受熱時間。微波蒸煮損失了24.6%的酚類化合物，相比較其他蒸煮方式損失得最多。

藜麥經(jīng)過蒸煮后，游離酚和結(jié)合酚的比例也發(fā)生了變化。微波處理后變化最小，游離酚為83.2%，與藜麥原料相比，無顯著性差異。高壓和常壓蒸煮都使藜麥的游離酚減少，結(jié)合酚增多，Maillard等[23]也發(fā)現(xiàn)進(jìn)行熱處理數(shù)小時后的大麥麥芽中結(jié)合態(tài)的酚酸含量提高。這可能是蒸煮破壞了藜麥籽粒的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，釋放出部分更為穩(wěn)定的結(jié)合酚。Tang等[24]報道藜麥中的酚類化合物主要是香草酸和阿魏酸及它們的衍生物，在蒸煮過程中，同時存在著結(jié)合型酚類的水解、聚合物的降解作用和游離酚類物質(zhì)的熱降解，而氧氣濃度、壓力、時間和其他因素都會影響這些過程，蒸煮過程中酚類化合物的變化很復(fù)雜，總體來說高壓蒸煮有利于酚類物質(zhì)的保留。

圖1 不同蒸煮方式酚類化合物的比較

2.3 不同蒸煮方式的藜麥淀粉水解指數(shù)

2.3.1 不同蒸煮方式的藜麥淀粉含量

Semra等[25]報道藜麥的主要碳水化合物是淀粉，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在52%～69%之間，本實驗測得的藜麥淀粉含量是66.626 g/100 g。由表3可以看出，經(jīng)蒸煮后淀粉含量均有所下降。淀粉粒受熱會發(fā)生吸水、溶脹、破裂，部分淀粉發(fā)生糊化，可消化淀粉含量大大增加[26]，部分淀粉會水解成葡萄糖，使總淀粉含量下降，其中高壓蒸煮較其他方式能使更多的淀粉水解。

表3 不同蒸煮方式淀粉含量的比較

2.3.2 不同蒸煮方式藜麥的水解指數(shù)

表4為根據(jù)淀粉水解動力學(xué)方程計算得到的水解指數(shù)(HI)。已有的文獻(xiàn)報道藜麥的血糖指數(shù)為35[27]，屬于低血糖生成指數(shù)食物。Goni等[14]模擬體外消化淀粉的HI與血糖指數(shù)(GI)的關(guān)系，表明二者存在顯著的正相關(guān)性，即HI越大表明食用后在體內(nèi)血糖升高越快。藜麥原料與蒸煮后的淀粉水解指數(shù)差異顯著，表明蒸煮過程中會有部分淀粉水解，且經(jīng)蒸煮后的淀粉更易消化。如圖2所示，模擬消化淀粉主要發(fā)生在120 min之前，淀粉酶水解淀粉速率快，曲線斜率大，在120 min以后，隨著時間的延長，大部分可消化淀粉都被水解，剩余一部分抗消化淀粉不容易被水解，淀粉水解率緩慢上升，最后趨于恒定[26]。常壓蒸煮的淀粉水解指數(shù)顯著低于其他兩種蒸煮方式，常壓蒸煮可能是更適合糖代謝異常的人使用的烹調(diào)方法。

表4 不同蒸煮方式藜麥的水解指數(shù)

圖2 各樣品的淀粉水解率

2.3.3 揮發(fā)性成分檢測

由表5可得，藜麥經(jīng)常壓蒸煮共得到揮發(fā)性物質(zhì)60種，主要包括正辛醛、2-戊基呋喃、壬醛、壬醇、苯乙醛、辛酸乙酯、癸醛、癸酸乙酯、十四酸異丙酯和棕櫚酸等化合物，其中醛類物質(zhì)種類較多且含量最大。藜麥經(jīng)高壓蒸煮后檢出48種揮發(fā)性化合物，主要有雙戊烯、壬醛、癸醛、油酸和烷烴類化合物，如十四烷、十八烷，但是烷烴類化合物對風(fēng)味貢獻(xiàn)不大。微波蒸煮后的藜麥共得到揮發(fā)性成分48種，其中含量較多的有雙戊烯、壬醛、辛酸乙酯、癸醛、癸酸乙酯、十二醛、肉豆蔻醛、亞油酸和棕櫚酸等。有些成分雖含量低，但具有較強(qiáng)的氣味活性，如肉豆蔻醛具有溫柔的油脂氣息，略帶柑桔香氣[28]；十二酸乙酯具有稍帶葉樣和似花瓣的溫和香氣，這些物質(zhì)賦予了藜麥特有的清香風(fēng)味。

將不同蒸煮方式所得揮發(fā)性成分進(jìn)行聚類分析，見圖4，微波蒸煮和高壓蒸煮先聚為一類，它們與常壓蒸煮結(jié)果相差較大。結(jié)合氣質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析，常壓蒸煮的揮發(fā)性成分總含量最高，香氣物質(zhì)種類最多，而高壓蒸煮與微波蒸煮得到的揮發(fā)性成分含量低，物質(zhì)種類較少。即使是三種處理所共有的成分，常壓蒸煮組中的含量顯著高于其他兩組，如壬醛、壬醇、辛酸乙酯、癸醛、癸酸乙酯等。然而，HS-SPME-GC檢測出的是所有揮發(fā)性成分，其中可能有些成分含量高但不具氣味活性或是閾值很低，故對風(fēng)味貢獻(xiàn)不大。

圖3 常壓蒸煮藜麥揮發(fā)性成分總離子流圖

注：1為常壓蒸煮；2為微波蒸煮；3為高壓蒸煮。圖4 不同蒸煮方式揮發(fā)性成分聚類分析

表5 各揮發(fā)性成分的種類及含量

表5(續(xù))

3 結(jié)論

比較了常壓、高壓和微波3種常用的家庭蒸煮方式對藜麥營養(yǎng)特性及風(fēng)味的影響。經(jīng)3種蒸煮方式處理后，藜麥VB1含量差異顯著，其中常壓蒸煮更有利于保留VB1，而微波蒸煮VB1損失最大。熱處理對VB2影響較VB1小，且常壓蒸煮可保留較多的VB2。3種蒸煮方式都會使藜麥的酚類化合物減少，相比較高壓蒸煮能保留較多，其次是常壓蒸煮。且經(jīng)過蒸煮后，藜麥中的酚類化合物的存在形式也會發(fā)生改變，游離酚都顯著減少，經(jīng)常壓和高壓蒸煮后結(jié)合酚顯著升高，而微波蒸煮后結(jié)合酚含量也會減少。已有文獻(xiàn)表明，淀粉的水解指數(shù)與血糖指數(shù)存在正相關(guān)關(guān)系，常壓蒸煮的淀粉水解指數(shù)較其他兩種方式顯著偏低，表明常壓蒸煮可能更適合血糖代謝異常的人群。最后，采用SPME-GC-MS聯(lián)用技術(shù)對3種蒸煮方式樣品的風(fēng)味進(jìn)行分析，共獲得76種揮發(fā)性成分，主要是醛類、酯類和醇類化合物，其中常壓蒸煮藜麥的揮發(fā)性物質(zhì)含量最高，種類最多，賦予藜麥特有的清香風(fēng)味。因此，常壓蒸煮能較好保留VB1和VB2，且有較低的淀粉水解指數(shù)，能獲得較多的揮發(fā)性成分，可能是更適于藜麥的蒸煮方式。

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