烹飪方式對胡蘿卜感官品質及營養素含量的影響

鮑詩晗，李詩雯，何玉英，李佳琪，王家琪，蘭天，孫翔宇，馬婷婷,2*

1(西北農林科技大學 食品科學與工程學院， 陜西 楊凌， 712100)2(西北農林科技大學 葡萄酒學院， 陜西 楊凌， 712100)3(國家林業和草原局葡萄與葡萄酒工程技術研究中心， 陜西 楊凌， 712100)4(陜西省葡萄與葡萄酒工程技術研究中心，陜西 楊凌， 712100) 5(西北農林科技大學合陽葡萄試驗示范站， 陜西 合陽， 715300)

胡蘿卜作為一種重要的家常蔬菜在世界范圍內備受喜愛。在我國，胡蘿卜以其豐富的營養價值享有“小人參”的美譽。流行病學研究表明，增加胡蘿卜的攝入量可以降低慢性病發病風險[1]。此外，胡蘿卜在防治夜盲癥、抗氧化、抑制癌細胞生長[2～3]等方面也發揮著重要作用。類胡蘿卜素是胡蘿卜中含量最高的營養素，我國絕大多數地區種植的胡蘿卜中，類胡蘿卜素含量高達4～13 mg/100 g[4]，遠高于其他植物。酚類物質在胡蘿卜中的含量也十分可觀，在抗氧化和降低癌癥發病風險方面起重要作用。因此，類胡蘿卜素與酚類物質含量是衡量胡蘿卜及其制品營養價值的重要指標。

胡蘿卜攝入以鮮食為主，經烹飪加工后的胡蘿卜與新鮮胡蘿卜相比感官特性更優；同時，由于加工過程對植物組織的破壞，使胡蘿卜中營養素生物可及性升高；因此，烹飪后的胡蘿卜相較于新鮮胡蘿卜有更高的食用價值。胡蘿卜烹飪方式主要包括蒸、煮、炒、炸4種，其傳熱介質分別為汽傳熱、水傳熱、油傳熱。不同烹飪方式傳熱介質、處理方法的差異以及不同營養素的溶解性差異，使得烹飪后的胡蘿卜在感官品質和營養素的含量上有較大差異。因此，本實驗通過探究胡蘿卜切片經不同方式處理后的感官品質及類胡蘿卜素、總酚含量，確定出胡蘿卜切片食用價值最高的烹飪方式與烹飪時間。

目前，加工方式對胡蘿卜感官特性與營養價值的影響已成為研究熱點。人們就脈沖電場[5]、超聲[6]、微波干燥[7]以及聯合處理[8-9]等新型非熱加工技術對胡蘿卜及其制品的影響陸續進行了深入研究。傳統熱加工方式對胡蘿卜食用價值的影響被密切關注[10-11]。然而，以上熱加工大多是基于西式烹飪方法進行的，然而，西式烹飪對炒與炸并沒有做出區分，統一歸類于油傳熱烹飪方式。此外，中西烹飪器皿的差異也會使同種烹飪方式對胡蘿卜的食用價值產生不同的影響。因此，西方研究結果在國內環境下并不完全適用。而國內對于傳統中式烹飪對胡蘿卜食用價值影響的研究還鮮有開展。傳統中式烹飪蒸、煮、炒、炸對胡蘿卜食用價值的影響尚未清晰。本試驗基于傳統中式烹飪技法，研究不同烹飪方式對胡蘿卜食用價值的影響，以期為國內家庭胡蘿卜烹飪提供理論依據與技術參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

胡蘿卜，品種為廣紅，選取直徑3.5～5 cm，無傷痕，無歧根，肉質根表面光滑，色澤橙黃鮮亮的新鮮胡蘿卜；食用油，魯花5S壓榨一級花生油；以上材料均購置于西北農林科技大學周邊超市；自來水。

1.2 儀器與設備

Ci7600色度儀，愛色麗(上海)色彩科技有限公司；TA.XT Plus質構測定儀，Stable Micro systems Ltd；Nova Nano SEM-450場發射掃描電子顯微鏡，美國FEI公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品預處理方法

胡蘿卜用自來水洗凈后，選取肉質根中段直徑均勻處，切割為厚度0.3 cm，直徑4 cm的薄片，如圖1所示。

圖1 胡蘿卜取樣方式Fig.1 Sample preparation of carrots

之后，胡蘿卜切片按表1所示方法進行烹飪處理。預實驗中組織感官評價小組對經不同烹飪溫度與時間處理的樣品進行品評，確定感官品質較優的溫度與時間梯度，作為正式試驗中的烹飪溫度與時間。

表1 烹飪方法Table 2 The cooking methods

1.3.2 感官品質測定

1.3.2.1 感官評價

邀請12名接受過感官評定培訓的專業人員組成感官評價小組，對預處理后的胡蘿卜切片進行感官評價。評分標準如表2所示。

表2 胡蘿卜切片感官評價評分標準Table 2 The standard of sensory evaluation of carrot slice

1.3.2.2 色澤測定

以未經處理的新鮮胡蘿卜切片為對照組，測定經不同處理后胡蘿卜切片的色澤變化。試驗做3個平行樣，每個樣品隨機選取四個部位進行測定。所測色澤參數分別為明度通道L*、紅綠度通道a*、黃藍度通道b*。通過L*、a*、b*可計算出樣品與新鮮胡蘿卜切片的色差值ΔE。計算公式(1)如下：

ΔE=[(L*-L0)2+(a*-a0)2+(b*-b0)2]1/2

(1)

式中:L0、a0、b0分別為新鮮胡蘿卜切片的明度、紅綠度、黃藍度。

1.3.2.3 質構測定

使用TA.XT Plus質構測定儀對的胡蘿卜切片進行穿刺實驗、剪切實驗及TPA測定，所用探頭及測試參數見表3。同一類樣品重復試驗10次。

表3 TA.XT Plus測試參數設置Table 3 TA.XT Plus test parameter setting

注：-表示穿刺模式不設定變量這個參數

1.3.3 微觀結構測定

胡蘿卜切片經烹飪，切成長、寬、高分別為5 mm、5 mm、3 mm的薄片，浸泡于2.5%戊二醛中，于4 ℃固定24 h；使用pH 6.8的磷酸緩沖液沖洗3次，每次持續10 min；使用30%、50%、70%、80%、90%的梯度濃度乙醇進行洗脫，每次沖洗15 min；使用無水乙醇脫水，沖洗3次，每次15 min。薄片脫水完成后，經臨界點干燥及噴金鍍膜，使用Nova Nano SEM-450場發射掃描電子顯微鏡觀察其微觀形態。

1.3.4 營養指標測定

分別選取蒸、煮、炒、炸4種處理方式中感官評價總分最高的處理時間，對胡蘿卜切片進行烹飪，測定烹飪后及新鮮胡蘿卜切片的營養指標。

1.3.4.1 總酚含量

采用福林酚比色法測定胡蘿卜切片樣品中的總酚含量。取5片胡蘿卜切片，稱重(精確至0.001 g)，低溫研磨為勻漿，浸提液為70%乙醇溶液，超聲輔助提取，離心后，取上清液定容至50 mL，得到提取液。取提取液0.2 mL，加入2 mL稀釋后的福林酚溶液，再加入1.8 mL 7.5% Na2CO3溶液，混勻避光放置1 h后于765 nm處測定吸光值，蒸餾水調零。試驗做3個平行樣。

1.3.4.2 類胡蘿卜素含量

取1片胡蘿卜切片，稱重(精確至0.001 g)，低溫研磨為勻漿，浸提液為丙酮溶液，超聲輔助提取，離心后，取上清液，重復上述操作1次，合并上清液，得到非皂化類胡蘿卜素樣品。在非皂化類胡蘿卜素樣品中加入50 mL 10%的NaOH甲醇溶液，混勻，45 ℃皂化2 h后，取出立刻冷卻至室溫。將皂化液移入500 mL分液漏斗，加入石油醚振蕩萃取后靜置分層，收集有機相，水相按上述方法反復提取。合并有機相定容至250 mL。過0.45 μm 的有機系濾膜，得到類胡蘿卜素提取液。使用丙酮調零，在450 nm處測定類胡蘿卜素提取液吸光度，試驗做3個平行樣。

1.4 數據處理

采用Excel和SPSS 21.0統計分析軟件對實驗數據進行處理。通過對各實驗結果的方差分析、顯著性分析及對感官評價結果的主成分分析，獲得不同處理方式的感官分數及處理后樣品營養素的保留率。

2 結果與分析

2.1 烹飪方式與時間對胡蘿卜切片感官品質的影響

2.1.1 感官評價結果

由感官評價小組得出的胡蘿卜切片的感官評價結果如圖2所示。

A-蒸;B-煮;C-炒;D-炸;E-主成分載荷圖1;F-主成分載荷圖2圖2 感官評價結果及主成分載荷圖Fig.2 The results and PCA biplot of sensory evaluation of carrot slices

由圖2可知，胡蘿卜切片經蒸煮處理后感官評價分數較高。蒸處理組胡蘿卜切片滋味得分遠高于其他處理方式。由此可知，蒸處理可以使胡蘿卜的風味物質得到最大程度的保留。煮處理時長越大，滋味得分越低，風味物質在水中的喪失越嚴重。蒸煮兩種處理方式在咀嚼性和硬度得分上沒有表現出明顯差異，均高于鮮切組，而表觀形態、色澤得分與鮮切組差別不大。炸處理的胡蘿卜切片得分較低，其滋味、咀嚼性、硬度得分高于鮮切組；而表觀形態與色澤得分與處理時間表現出負相關性，均低于鮮切組。炒處理組得分最低，除氣味外各項指標得分均隨處理時間的延長而明顯降低。4種處理方式及鮮切組的氣味得分基本相同。4種烹飪方式對應的最優時間分別為：蒸13 min，煮4 min，炒70 s，炸35 s。

對感官評價結果進行主成分分析，所得結果見表4。第一個主成分特征值為3.533，方差貢獻率為58.887%；第二個主成分特征值為1.477，方差貢獻率為24.612%。前兩個主成分累計方差貢獻率為83.487%，可以反映胡蘿卜切片感官品質83.487%的信息。

選取特征值大于1的前兩個主成分繪制評價指標的主成分載荷圖，見圖2-E。根據圖2-E，主成分1的主要感官指標包括滋味、咀嚼性、硬度，主成分2的主要感官指標包括表觀形態與色澤，氣味對胡蘿卜切片感官品質的影響可忽略。

各樣品的主成分得分圖如圖2-F所示。蒸處理組主成分1得分較高，表示蒸處理組有更優良的滋味、咀嚼性和硬度。煮處理組的樣品與鮮切樣品有更相近的表觀形態與色澤。炒處理組代表點均位于第4象限，說明與其他處理組相比，炒處理組的各方面感官指標均較差。炸處理組中，隨處理時間的延長，其主成分1、主成分2得分均降低，即胡蘿卜片在炸處理時，處理時間的延長會導致其感官品質的下降。

表4 胡蘿卜切片感官評定結果的成分特征根及方差貢獻率Table 4 The component and cumulative contribution for sensory evaluation of carrot slices

2.1.2 色澤測定結果

根據感官評價主成分分析結果可知，色澤是影響胡蘿卜切片感官評定的重要因素，其測定結果如圖3所示。胡蘿卜的顏色主要取決于類胡蘿卜素的含量及組成[12～13]。此外，水分含量[14]及在處理過程中發生的一系列生化反應，如酶促褐變、非酶褐變、蛋白質的分解等都會造成樣品色澤的變化[15]。

根據圖3可知，對比鮮樣與經不同烹飪方式處理后的樣品，黃度沒有顯著差異，紅度隨烹飪方式的不同呈現出不同幅度的減小。研究表明，紅綠度a*與類胡蘿卜素總含量呈顯著正相關[16]。因此，烹飪處理時類胡蘿卜素的損失導致了紅綠度a*的減小。炒炸處理后樣品的a*高于蒸煮處理，這可能是由于油的存在加劇了類胡蘿卜素與結合蛋白的分離，使其顯色能力提升。而黃藍度b*與類胡蘿卜素種類與含量的關系尚無定論。

圖3 胡蘿卜切片色澤測定結果Fig.3 The results of color measurement of sensory evaluation of carrot slices注：同一參數不同字母表示差異顯著(P<0.05)(下同)

經不同烹飪方式處理后的樣品明度L*顯著低于鮮切樣品，這是因為樣品經處理后類胡蘿卜素含量降低。蒸煮處理樣品的明度L*低于炒炸處理，且與處理時間呈正相關。這是由樣品的水分與油脂含量的差異所導致的。本試驗的色澤測定使用反射模式進行，水與油脂的存在是樣品對入射光產生反射的一部分原因，且隨著處理時間的延長，樣品水分或油脂含量更高，反射能力也隨之加強，從而導致明度L*與處理時間呈正相關。

處理后的胡蘿卜切片樣品與鮮樣相比色差值ΔE均大于5，可以清晰分辨出差別。

A-鮮切;B-蒸;C-煮;D-炒;E-炸;1-最大時長;2-中間時長;3-最小時長圖4 胡蘿卜切片Fig.4 Sliced carrots

2.1.3 質構測定結果

胡蘿卜切片的質構測定結果如表5所示。根據表5可知，穿刺模式對經不同烹飪處理的胡蘿卜切片樣品質構差異的敏感性較低，剪切模式及TPA模式下的硬度、回復性可以清晰表明不同胡蘿卜切片樣品間的質構差異。

在剪切模式下，剪切力與剪切功存在正相關關系，二者的大小可以反映樣品的脆度及纖維度。由表5可知，剪切力與剪切位移的大小與處理時間呈負相關關系，即胡蘿卜切片的脆度隨處理時間延長而減小。鮮樣脆度最大，烹飪樣品脆度有不同程度的減小，蒸煮樣品減小幅度大于炒炸樣品。

在TPA模式下，硬度與回復性的變化規律與剪切力和剪切功一致。胡蘿卜切片經烹飪后硬度大幅度減小。結合圖2-A，硬度得分最高的樣品為蒸處理13、10 min，煮處理7 min，其硬度值集中于220～300。

結果表明，蒸煮樣品之間質構差異不大，炒炸樣品之間質構差異不大，這是由兩組烹飪方式傳熱介質的不同導致。炒炸處理時，胡蘿卜組織細胞嚴重脫水，從而使其質構指標與蒸煮處理的樣品有顯著差異。

果蔬組織的基本結構是細胞，細胞的形態、結構、空間排列和完整性直接影響果蔬的機械特性，決定果蔬制品的質構[17]。烹飪處理導致胡蘿卜細胞膜被破壞，細胞內容物流出，細胞膨壓下降，脆性、硬度降低，同時，由于組織結構變軟，恢復能力下降，回復性降低。

表5 胡蘿卜切片質構測定結果Table 5 The results of texture of carrot slices

注：表中數據為平均值±標準差,表中不同小寫字母表示差異顯著

2.2 烹飪方式對胡蘿卜切片微觀結構的影響

胡蘿卜的可食部分主要是肉質根的木質部，包括初生木質部，即維管束結構，與次生木質部，即維管束外圍的薄壁組織部分。試驗過程中對兩部分分別進行了觀察，但為了更好地說明差異，選擇薄壁組織部分的掃描電鏡圖片進行分析(圖5)。

A-鮮切;B-蒸;C-煮;D-炒;E-炸圖5 胡蘿卜切片掃描電鏡圖Fig.5 Scanning electron microscopy photography of carrot slices注：s表示淀粉顆粒

圖5顯示了不同烹飪方式對胡蘿卜次生木質部薄壁組織結構的影響。對比各樣品，發現組織因切割產生破壞的形式，在鮮樣中主要表現為細胞斷裂，而在烹飪樣品中主要表現為不同程度的細胞塌陷。這是由于新鮮植物組織中，細胞間結合力大于細胞壁力，因此切割力主要導致細胞斷裂；與之相反，由于熱處理后細胞壁間果膠等物質的分解，使細胞結合力降低，小于細胞壁力，導致組織破壞的主要形式是細胞間的分離，表現為細胞塌陷。果膠的水溶性導致直接與沸水接觸的煮處理樣品細胞塌陷最嚴重。鮮樣組織中，細胞結合緊密，只有極少數細胞間存在細小孔隙。烹飪樣品細胞間隙增大，細胞孔隙率增加，部分區域形成管狀結構。可以觀察到，蒸、煮樣品孔隙直徑大于炒、炸樣品。這是由孔隙的形成原因導致的。蒸、煮處理過程中，連接細胞壁的果膠物質水解導致了細胞間隙的擴大；而炒、炸處理過程中部分孔隙的形成是由于木質部中水的蒸發造成了組織結構的破壞。

此外，樣品中細胞的形態也隨烹飪方式的不同呈現差異。鮮樣次生木質部部分未斷裂的細胞為典型的多面體形狀，呈現出不規則但非無定型狀態的蜂窩狀結構，細胞壁較平整、光滑。在細胞腔內可以觀察到較多的球狀淀粉顆粒。蒸、煮處理后細胞吸水膨脹，變為近圓形，細胞的完整性較強。在蒸處理樣品中可以觀察到無定型狀態的糊化淀粉。炒、炸樣品細胞形態基本一致，部分細胞破裂，被破壞的細胞壁發生卷曲，未被破壞的細胞嚴重失水皺縮。與炸處理相比，炒處理樣品中破裂細胞的數目更多，細胞壁的卷曲程度與完整細胞的皺縮程度更嚴重。這是因為炸處理時，胡蘿卜切片樣品淹沒在油中，與樣品暴露在空氣中的炒處理相比，對流換熱強度更小，不出現細胞內部水分的直接蒸發，因此對細胞的破壞程度更小[18]。

2.3 烹飪方式對胡蘿卜中重要營養素含量的影響

2.3.1 總酚含量

樣品總酚含量如圖6所示。鮮樣中總酚含量較低，這是由于相較于熟樣，鮮樣細胞結構更完整，細胞間的連接更緊密，營養素包裹于細胞壁內，不易釋放出來。

由圖6可知，炒、炸樣品中總酚含量最高，且高于鮮樣，二者無顯著性差異，蒸處理次之，低于鮮樣，煮處理后樣品中幾乎無法檢測出總酚。多酚類物質易溶于水、甲醇、乙醇等極性物質，而在油中溶解度較低。因此煮處理后，樣品中的多酚幾乎全部溶于水中而損失。而蒸、炒、炸處理過程中，樣品不與水接觸，且高溫可以鈍化多酚氧化酶活性，一定程度上抑制了多酚類物質的氧化損失[19-20]。綜上，相較于蒸、煮處理，炒、炸處理更有利于胡蘿卜中酚類物質的保留。

2.3.2 類胡蘿卜素含量

樣品類胡蘿卜素含量如圖6所示。蒸、煮樣品類胡蘿卜素含量相較于鮮樣均升高，二者無顯著性差異。這是由于類胡蘿卜素在細胞內以晶體形式與蛋白質相連構成顯色體，熱處理可以使連接二者的共價鍵斷裂，提高類胡蘿卜素的可提取性[21-23]。相較于鮮樣，炒處理后胡蘿卜樣品中類胡蘿卜素含量顯著降低。TIAN等在研究家庭烹飪方式對紫薯植物化學成分和抗氧化能力的影響時也觀察到了類似現象，即煎處理、炒處理、炸處理會導致類胡蘿卜素的大量損失[24]。然而，本試驗中炸處理后樣品中類胡蘿卜素含量與鮮樣沒有顯著差異，這可能是由于在炸處理過程中，樣品被淹沒在油中，不與氧氣直接接觸，因此減少了類胡蘿卜素的氧化損失。綜上所述，蒸、煮最有利于胡蘿卜中類胡蘿卜素的保留。

圖6 胡蘿卜切片營養素含量Fig.6 Nutrient content of carrot slices

3 結論

在傳統中式烹飪技法下，蒸處理13 min可以使胡蘿卜擁有最優的感官特性。蒸處理使賦予胡蘿卜甘甜滋味的風味物質釋放，從而使其具有最優的滋味，同時，蒸處理使植物細胞保留了完整結構并吸水膨脹，提高了胡蘿卜的多汁性，使其擁有最適宜的咀嚼度。此外，蒸處理也可以保留較多的類胡蘿卜素，但會使酚類物質有較多損失。煮處理最適宜時間為4 min，處理時間的延長會導致風味物質的喪失，使胡蘿卜甘甜滋味消解。煮處理可以使細胞保留完整的結構，但處理過程中果膠物質大量水解，導致胡蘿卜咀嚼性較差、硬度過低。此外，由于煮處理導致胡蘿卜組織的嚴重破壞，酚類物質幾乎全部溶出。但經煮處理后類胡蘿卜素的提取量較大。炒處理的最優時間為70 s，胡蘿卜在炒處理過程中內部水分蒸發，導致部分細胞結構被破壞，保留完整結構的細胞則發生嚴重皺縮，使其硬度、咀嚼性均較差。炒處理過程中高溫與空氣同時存在，類胡蘿卜素的脂溶性與還原性使其在炒處理過程中大量喪失。炸處理最優處理時間為35 s。炸處理與炒處理類似，但由于胡蘿卜在處理過程時淹沒在油中，避免接觸氧氣，使類胡蘿卜素的保留率高于炒處理。同理，炸處理對胡蘿卜細胞的破壞程度也更小，其咀嚼性優于炒處理。在家庭烹飪中，蒸處理操作簡便，賦予胡蘿卜優越的感官特性和最高的類胡蘿卜素保留率，是胡蘿卜的優良食用方式。