不同蒸煮方式对藜麦营养特性.DOC

1、 基金项目： 山西农业大学 重大特色成果 培育项目（ J341702057） 收稿日期： 2017-09-05 作者简介：延莎，女， 1986 年出生 ，讲师，功能食品与生物活性物质 通讯作者：王晓闻，女， 1968 年出生， 教授 ， 食品 营养与安全 不同蒸煮方式对藜麦营养特性 及风味的影响 延 莎 毛晓慧 杨莉榕 张金叶 冯翠萍 王晓闻 山西农业大学食品科学与工程学院， 太谷 030801 摘要： 研究常压蒸煮 、 高压蒸煮 、 微波蒸煮三种不同蒸煮方式对藜麦的营养特性（ VB1、 VB2的损失； 酚类物质 含量和组成 ； 淀粉水解率 ）的影响，并采用 固相微萃取联用 气相色谱 -质谱

2、技术对样品的风味 物质 进行分析。结果表明： 与其他两种蒸煮方式相比， 常压 蒸煮藜麦可保留较多的 VB1、VB2，有较低的淀粉水解指数，可产生更多的风味物质 。 但 在 酚类物质的 保留上，常压蒸煮不及 高压蒸 煮。 因此 ，常压蒸煮可能是一种较适于藜麦的烹调方式。 关键词： 藜麦 蒸煮方式 营养特性 风味 中图分类号： TS201.4 文献标识码： A 文章编号： 20170340 Effects of different cooking methods on nutritional properties and flavor of quinoa Yan Sha Mao Xiaohui Y

3、ang Lirong Zhang jinye Feng Cuiping Wang Xiaowen College of Food Science and Engineering Shanxi Agricultural University, Taigu 030801 Abstract: In this experiment, quinoa as main raw materials, we researched the effects of the nutritional properties by using three different cooking methods(atmospher

4、ic pressure cooking, high pressure cooking and microwave cooking), and we also analyzed the flavor of the samples by SPME-GC-MS. The results showed that the atmospheric pressure cooking was a better method to reserve more vitamin B1 and B2, to generate more volatiles and have lower starch hydrolysis

5、 index. However, quinoa lost more phenolic compounds by atmospheric pressure cooking than high pressure cooking. So atmospheric pressure cooking could be more suitable for quinoa. Key words: quinoa, cooking method, nutritional properties, flavor 2 藜麦属藜科植物，是南美洲特有的古老物种。几千年前，经过安第斯山脉人驯化，藜麦变成了人们喜爱的 谷物食品

6、1。 藜麦平均蛋白质 的质量分数 约为 16 %， 淀粉 的质量分数为 55 %左右， 脂类以亚油酸为主， 同时富含各种维生素和矿物质 2-3。 USDA（ 2015）4比较了小麦、玉米、大米、大麦、燕麦 和藜麦 等常见谷物 的营养成分，藜麦显示出绝对优势 。 此外，藜麦富含皂甙、甾醇和酚类等植物化学物质 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麦并受益 4-6。藜麦的优势不仅仅是营养价值高，它对 气候和土壤条件有极高的抗性 4，对农业的可持续发展具有重要意义 7。 藜麦的食用基础在国外， 目前 已有一些藜麦加工与其营养、功能变化方面的相关研究。Anna 等 8通

7、过脉孢菌发酵有色藜麦，所得产品有更多蛋白和膳食纤维，但是脂类物质 有所降低。 Ramiro 等 9研究不同焙烤条件对藜麦多酚含量、抗氧化性的影响，结果表明高温焙烤后可以增强其抗氧化性，但起主要作用的不是多酚而是一些美拉德产物。 Brito 等 10研制一种藜麦无麸质饼干，虽然产品的颜色较深、体积减小，但却富含纤维、必需氨基酸、亚麻酸和矿物质。 然而藜 麦的食用在 国内还属于推广初期 3。 蒸煮是我国居民最常用的烹调谷物方法，蒸煮不仅是熟化的过程， 也是各种成分发生变化 、产生特殊风味 的过程。 张玲艳等 11通过比较蒸、煮对小米中维生素、植酸、多酚的保留率及抗氧化活性，表明对于小米煮是一种较好

8、的加工方式。 然而不同蒸煮方式对藜麦营养特性 （如维生素保留率、淀粉水解性等） 有何影响 ？ 风味是食品的重要品质之一，其好坏直接决定了人们的喜好程度 ，不同蒸煮方式会如何 改变藜麦风味 。 本文将对 这些 问题进行研究，旨在为人们提供更为合理的藜麦食用方式。 1材料与方法 1.1 材料与仪器 1.1.1 试验材料 藜麦： 青藜 1 号， 采收于 2016 年秋， 由山西清禹鸣商贸有限公司提供 。 试 验选取的样品无蛀虫，无破碎，无交叉污染，保存于密封袋中并置于室温下。 铁氰化钾、氢氧化钠、醋酸钠、盐酸硫胺素、正丁醇、高锰酸钾、没食子酸、乙酸乙酯、葡萄糖、氯化钠，酒石酸钠钾、 3,5-二硝基水

9、杨酸、苯酚、亚硫酸氢钠、丙酮等 ， 分析纯 ： 国药集团化学试剂有限公司 。 1.1.2 仪器与设备 HZQ-C 空气浴振荡器：晋中佳通机电科技有限公司； 930 型荧光光度计：广州北锐精密仪器有限公司； RE-201D 型旋转蒸发器：巩义市英峪仪器厂； HBDG-243L 多功能电饭锅：3 周村海宝电器厂； YS24ED 不锈钢压力锅：苏泊尔电器 公司 ； G70F20CN1L-DG 微波炉：格兰仕 家 用电 器 公司 ； 101-3A 电热 鼓 风干 燥箱 ： 北京 中兴 伟业 仪 器有 限公 司 ；DVB/Carboxen/PDMS 萃取纤维：美国 Supelco 公司； Trace I

10、SQ 气相色谱 -质谱联用仪： 美国 Thermo Fisher 公司。 1.2 试验方法 1.2.1 样品制备 藜麦样品用蒸馏水清洗一次，按 料液比 1:5 比例加水后进行蒸煮。 参考文献 11， 结合实际情况，以熟化为标准，所确定的蒸煮条件见 表 1。 测 定营养成分时， 用匀浆机将其匀浆成糊状，置于锥形瓶中在 4 冰箱中进行保藏。 表 1 藜麦蒸煮条件 常压 1:5 100 20 min 高压 1:5 100 15 min 微波 1:5 低火 20 min 1.2.2 维生素测定 硫胺素（ VB1）检测方法参照 GBT 7628-2008；核黄素（ VB2）检测方法参照 GB/T 762

11、9-2008。 1.2.3 酚类物质测定 （ 1）游离酚和结合酚的提取：参照徐建国 12的方法，并稍作改动。称取样品 2g，各3 份，参照 1.2.1 样品制备对藜 麦样品进行处理后得到糊状样品溶液，然后依次加入预冷的体积分数为 80 %的丙酮 15 mL，充分混合后在 3 500 r/min 离心 10 min，收集上清于具塞试管中。滤渣用 80 %的丙酮再次提取，重复提取三次，直至上清几乎无色，收集全部上清，旋蒸 至干。用 70 %甲醇溶解定容至 10 mL，即得到游离型多酚提取液。 游离型多酚提取后 的 剩余残渣进行深度提取。向残渣中加入 2 mol/L NaOH ，在空气浴振荡箱中振荡

12、 1 h，然后用盐酸调节 pH至 2，再加入乙酸乙酯 30 mL，搅拌均匀后静置10 min 后 3 500 r/min 离心 10 min，收集乙酸乙酯部分，重复操作数次，直至溶液无色。将收集得到的溶液旋干，用 70 %甲醇润洗数次，并定容至 10 mL，即为结合型 多 酚提取液。 （ 2）没食子酸标准曲线的制作：所得的标准曲线回归方程为 Y=0.003 9X+0.003 4，R2=0.999 4，式中： Y 为吸光度； X 为质量浓度（ g/mL） （ 3）测定：提取液按照一定体积比进行稀释， 吸 取稀释后的提取液 0.15 mL，加入福林酚试剂 1.5 mL，避光反应 5 min，再加入

13、 1.5 mL 6 % Na2CO3 于 75 下加热 10 min，冷4 却后于 725 nm 处测定吸光度。多酚含量以每 100 g 干质量等同于没食子酸的 质量（ mg）表示。 1.2.4 蒸煮后藜麦淀粉含量的测定 采用 DNS 法测还原糖含量 13：以葡萄糖纯品作为标准品，反应后在 540 nm处测定吸光度，绘制标准曲线。标准曲线回归方程： Y=0.569X-0.004 2， R2=0.999 0，其中 Y 为吸光度， X 为葡萄糖 质量 浓度（ mg/mL）。 称取 1 g 样品，加入 100 mL l6 mol/L 的盐酸和 15 mL 的蒸馏水混匀，在沸水浴中加热30 min，

14、取 12 滴 KI-I2 溶液检查淀粉的 水解程度，若已水解，则不成蓝色；待水解液冷却之后加入一滴酚酞指示剂，用 6 mol/L 的 NaOH 进行中和至溶液呈现微红色，过滤并且稀释至 100 mL， 得到稀释液，再次从稀释液中吸取 10mL 溶液，定容至 100 mL，作为样品待测液。 取 1 mL 待测液，加入 1 mL 蒸馏水和 1.5 mL DNS 试剂，在沸水浴中反应 5 min，立即冷却至室温，用蒸馏水稀释至 25 mL，在 540 nm测其吸光值，用空白调零，重复三次。 总淀粉含量（ g/100g） = 9.01 0 0 样品质量 稀释倍数还原糖的含量1.2.5 蒸煮后藜麦淀粉的

15、水 解指数 体外模拟淀粉消化：参照 Goin 等 14的方法，稍作修改。按照 1.2.1 处理好的样品，加入 pH=1.5 的 HCL-KCI 缓冲液 10 mL， 0.1 g/mL 的胃蛋白酶溶液 0.2 mL，摇匀后置于 40 恒温水浴锅中保温 1 h；加入 0.5 mol/L 的乙酸钠缓冲液，将溶液体积定容至 25 mL， 再加入 -淀粉酶 10 mL， 摇匀后将其置于 37恒温水浴锅中进行消化处理；分别在 0、 30、 60、90、 120、 180 min 处吸取 1 mL 消化液，沸水浴 5 min 灭酶；在装有消化液的试管中加入 1 mL 蒸馏水， 1.5 mL DNS 试剂进行

16、反应，反应液稀释后测量其吸光度，用葡萄糖作为标品，得到各样液中还原糖的含量。 以时间为横坐标，淀粉的水解率为纵坐标绘制淀粉水解曲线。计算各样品和参考食品（白 面包， HI=100 %）在 0-180min 期间淀粉水解曲线下面积 比值 ，得出各样品水解指数（ HI） ，水解曲线下面积 （ AUC） 计算方法参照周一鸣等 15 的方法 ，具体公式为 0exp1/- TTkkCTTCACU e0e ， C 为反应平衡时浓度， Te 为反应结束时间， T0 为 反应初始时间， k 为一级反应动力 常数 。其中 C 和 k 通过淀粉水解曲线方程 ktCC -e-1 计算。 1.2.6 SPME-GC-

17、MS 联用技术测定蒸煮后藜麦的挥发性成分 预处理： 称取样品 1 g，按照 1.2.1 方法 对样品进行处理， 后 装入 20 mL 密封顶空样品瓶中， 100 平衡 20 min，萃取 10 min 后进样。 色谱条件： HP-5MS 毛细管色谱柱（ 30 m 250 m， 0.25 m）； 初始温度 45 ，保持 2 min，以 6 /min 升至 240 ，保持 5 min。 进样口温度 270 ， 载气高纯氦气（ 99.999 %）；5 流速 1 mL/min；无分流。 质谱条件： 电离方式 EI，电子能量为 70 eV， 离子源温度为 280 ，接口温度 280 ，扫描质量范围 35

18、 600u。 各组分经过 NIST 标准谱库检索和 Wiley 谱库相匹配。 1.3 数据处理 试验结果均以平均值标准差表示，多重比较 和聚类分析 通过 IBM SPSS Statistics 22分析。 2结果与分析 2.1 不同 蒸煮方式 的 藜麦 VB1、 VB2含量 Koziol16报道的藜麦 VB1 含量为 0.38 mg/100g， VB2 含量为 0.39 mg/100g。与本研究结果 VB1 为 0.2606 mg/100g 和 VB2 为 0.1938 mg/100g 差异较大，可能与测量方法和品种选择有关。并且，加工过程会使 VB1 和 VB2 损失， VB1 对热加工更为

19、敏感，这与 Koziol 报道是一致的。 VB2 耐热性较强，热处理后的含量差异不大，这与党亚丽等 17的结论相符。 蒸煮时食物所处环境温度升高、在氧气、酶共存的条件下，会加速维生素的氧化破坏作用。经高压和微波蒸煮后， VB1 和 VB2 的稳定性更差 18，其含量要比常压处理的更少。但是，微波处理得到 的维生素含量最低（ VB1 减少了 46 %， VB2 减少了 10 %），这与 Tian等 19提出的微波加工可保留较多的维生素 不相符 。造成这样差异的原因可能是由于微波处理中为避免藜麦过分飞溅而 用 低火 使 蒸煮时间 延 长，导致维生素损失多。因此，为避免 VB1和 VB2 大量 损失

20、，最好采用常压蒸煮。 表 2 三种蒸煮方式 VB1、 VB2 含量的比较 / mg/100g 类别 蒸煮方式 藜麦 常压蒸煮 高压蒸煮 微波蒸煮 VB1 0.2606 0.0010a 0.1905 0.0035b 0.1630 0.0020c 0.1385 0.0015d VB2 0.1938 0.0025a 0.1801 0.0020b 0.1745 0.0016c 0.1752 0.0029c 注：数值以平均值 SD 表示，不同小写字母表示差异显著（ P0.05）， 余 同。 2.2 不同蒸煮方式 的 藜麦 酚类化合物 含量 在粮谷中，酚类化合物是重要的活性成分，主要以游离和结合两种形式存

21、在 20。 Fatima等 21研究了多种有色藜麦的多酚化合物，结果显示不同品种藜麦中游离酚和结合酚的比例相差很大。 Nickel 等 22报道藜麦多酚含量为 98 mg/100g， Fatima 等 21测得的有色藜麦多酚含量为 250 792 mg/100g，本试验中藜麦多酚含量为 136.253 mg/100g，且主要是游离酚，占总酚含量的 84 %。经过不同蒸煮方式处理后，藜麦中的总酚含量都有不同程度下降，其中高压蒸煮后保留的多酚最多， Nickel 等 22的结果也表明高压蒸煮会保留更多的酚类化合物，可能由于在高压下可缩短受热时间。 微波蒸煮损失了 24.6 %的酚类化合物，相比较其

22、6 他蒸煮方式损失得最多。 藜麦经过蒸煮后，游离酚和结合酚的比例也发生了变化。微波处理后变化最小，游 离酚为 83.2 %，与藜麦原料相比，无显著性差异。高压和常压蒸煮都使藜麦的游离酚减少，结合酚增多， Maillard 等 23也发现进行热处理数 小时后的大麦麦芽中结合态的酚酸含量提高。这可能是蒸煮破坏了藜麦籽粒的细胞壁结构，释放出部分更为稳定的结合酚。 Tang 等24报道藜麦中的酚类化合物主要是香草酸和阿魏酸及它们的衍生物，在蒸煮过程中，同时存在着结合型酚类的水解、聚合物的降解作用和游离酚类物质的热降解，而氧气浓度、压力、时间和其他因素都会影响这些过程，蒸煮过程中酚类化合物的变化很复杂，

23、总体来说高压蒸煮有利 于酚类物质的保留。 020406080100120140含量/（mgGAE/100g)藜麦 常压 高压 微波游离酚结合酚总酚 图 1 三种蒸煮方式酚类化合物的比较 2.3 不同蒸煮方式 的 藜麦 淀粉水解 指数 2.3.1 不同蒸煮方式 的 藜麦淀粉含量 Semra25报道藜麦的主要碳水化合物是淀粉， 质量分数 在 52 %69%之间，本试验测得的藜麦淀粉含量是 66.626 g/100g。 由表 3 可以看出， 经蒸煮后淀粉含量均有所下降。淀粉粒受热会发生吸水、溶胀、破裂，部分淀粉发生糊化，可消化淀粉含量大大增加 26，部分淀粉会水解成葡萄糖，使总淀粉含量下降，其中高压

24、蒸煮较其他 方式能使更多的淀粉水解。 7 表 3 三种蒸煮方式淀粉含量的比较 处理方式 藜麦 常压蒸煮 高压蒸煮 微波蒸煮 淀粉含量（ g/100g） 66.626 0.399a 41.582 0.377b 39.785 0.341c 40.787 0.338bc 2.3.2 不同蒸煮方式藜麦的水解指数 表 4 为根据淀粉水解动力学方程计算得到的 水解指数（ HI） 。 已有的文献报道藜麦的血糖指数为 3527，属于低血糖生成指数食物。 Goni14模拟体外消化淀粉的 HI 与血糖指数（ GI）的关系，表明 二者存在显著的正相关性，即 HI 越大表明食用后在体内血糖升高越快。藜麦原料与蒸煮后的

25、淀粉水解指数差异显著，表明蒸煮过程中会有部分淀粉水解，且经蒸煮后的淀粉更易消化。 如图 2 所示， 模拟消化淀粉主要发生在 120 min 之前，淀粉酶水解淀粉速率快，曲线斜率大，在 120 min 以后，随着时间的延长，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，淀粉水解率缓慢上升，最后趋于恒定 26。常压蒸煮的淀粉水解指数显著低于其他两种蒸煮方式 ，常压蒸煮可能是更适合糖代谢异常的人使用的 烹调 方法。 表 4 不同蒸煮方式藜麦 的 水解 指数（ HI） 蒸煮方式 动力学常数（ k） 动力学平衡浓 度（ C ） /% 水解指数（ HI） 藜麦 0.04 0.01a 35.9

26、8 11.32a 48.92 7.87a 常压蒸煮 0.03 0.01b 52.28 10.89b 70.84 3.66b 高压蒸煮 0.04 0.00a 57.08 4.08c 87.10 1.21c 微波蒸煮 0.04 0.00a 57.14 4.12c 85.78 0.32c 8 0 30 60 90 120 150 1800204060淀粉水解率/%时间 /min藜麦常压高压微波图 2 各样品的 淀粉水解率 2.3.3 三种样品挥发性成分检测 由表 5 可得， 藜麦经 常压蒸煮共 得到挥发性物质 60 种 ，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

27、、十四酸异丙酯和棕榈酸等化合物，其中醛类物质种类较多且含量最大。藜麦经高压蒸煮后检出 48 种挥发性化合物，主要有 双戊烯、壬醛、癸醛、油酸和烷烃类化合物，如十四烷、十八烷， 但是烷烃类化合物对风味贡献不大。微波蒸煮后的藜麦共得到挥发性成分 48 种，其中含量较多的有双戊烯、壬醛、辛酸乙酯、癸醛、癸酸乙酯、十二醛、肉豆蔻醛、亚油酸和棕榈酸等。 有些成分 虽含 量低，但具有较 强的气味活性 ， 如 肉豆蔻醛具有温柔的油脂气息，略带柑桔香气 28；十二酸乙酯具有稍带叶样和似花瓣的温和香气，这些物质赋予了藜麦特有的清香 风味 。 将不同蒸煮方式所得挥发性成分进行聚类分析，得图 4， 微波蒸煮和高压蒸

28、煮先聚为一类，它们与常压蒸煮结果相差较大。结合气质数据进一步分析 ，常压 蒸煮的挥发性成分总含量最高，香气物质种类最多，而高压蒸煮与微波蒸煮得到的挥发性成分含量低，物质种类较少 。 即使是三种处理所共有的成分，常压蒸煮 组中 的含量显著高 于其他两组 ，如壬醛、壬醇、辛酸乙酯、癸醛、癸酸乙酯等 。 然而， HS-SPME-GC 检测出的是所有挥发性成分，其中可能有些成分含量高但不具气味活性或是阈值很低，故对风味贡献不大 。 9 图 3 常压蒸煮藜麦挥发性成分总离子流图 图 4 不同蒸煮方式挥发性成分聚类分析 1： 常压蒸煮； 2：微波蒸煮； 3：高压蒸煮 表 5 各挥发性成分的种类及含量 编号

29、 保留时间 /min 化学名称 相对 质量分数 /% 常压 高压 微波 1 4.16 甲苯 0.28 1.29 0.71 2 4.79 己醛 1.30 0.45 0.38 3 6.89 2-庚酮 0.21 0.15 4 7.11 庚醛 0.45 0.54 5 8.61 苯甲醛 0.71 0.44 0.23 6 8.88 2,2,5,5-四甲基 0.25 10 四氢呋喃 7 8.93 2,5-二甲基-2,5-己二醇 0.34 0.37 8 9.11 1-辛烯 -3 醇 0.29 0.66 0.34 9 9.20 2,5-己二酮 0.20 10 9.21 丁酸苯酯 0.29 11 9.33 甲基庚

30、烯酮 0.16 12 9.41 2-戊基呋喃 1.40 0.90 0.26 13 9.71 正辛醛 1.97 14 10.41 双戊烯 0.23 1.73 1.10 15 10.50 桉叶油醇 0.27 0.51 0.28 16 10.78 苯乙醛 1.26 0.52 0.26 17 11.17 反 -2-辛烯醛 0.60 0.21 0.20 18 11.43 2-壬烯 -1-醇 0.32 19 11.49 1-辛醇 0.80 0.33 0.23 20 11.96 愈创木酚 0.37 0.39 21 12.17 庚酸乙酯 0.36 22 12.23 十一烷 0.15 23 12.32 壬醛 1

31、1.14 3.25 2.30 24 12.60 苯乙醇 0.38 25 13.06 4-乙酰基 -1-甲基 -环己烯 0.17 26 13.74 反 -辛烯醛 0.82 0.28 0.37 27 14.03 壬醇 3.94 0.64 0.56 28 14.11 L-薄荷醇 0.24 0.13 29 14.14 癸醛 0.41 30 14.35 萘 0.35 0.55 0.44 31 14.64 辛酸乙酯 3.13 1.38 32 14.72 十二烷 0.43 33 14.86 癸醛 12.82 1.89 2.71 34 15.09 2,4-二甲基 -2-戊烯 0.32 35 15.84 L-香芹酮 0.20 36 16.20 反式 -2-癸烯醛 0.39 37 16.33 壬酸 0.51 38 16.42 1-壬醇 0.52 0.15 39 16.56 反 -2-十一烯醇 0.67 0.22 0.20 40 16.98 壬酸乙酯 0.71 41 17.02 二氧化萜二烯 0.95 0.62 42 17.06 十三烷 0.43 0.49 0.24 43 17.24 十一醛 1.33 0.35 0.55