賴(lài)燈妮，彭 佩，李 濤，覃 思，趙玲艷，鄧放明*

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128）

烹飪方式對(duì)馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)影響的研究進(jìn)展

賴(lài)燈妮，彭 佩，李 濤，覃 思，趙玲艷，鄧放明*

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128）

馬鈴薯是全球重要的糧食作物，富含營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)。馬鈴薯通常采用煮、蒸、炸、烘焙等烹飪方式。在不同烹飪過(guò)程中馬鈴薯的物理、化學(xué)性質(zhì)和酶活性的變化不同，從而影響馬鈴薯的營(yíng)養(yǎng)成分和功能作用。本文綜述了不同烹飪方式對(duì)馬鈴薯的營(yíng)養(yǎng)成分及生物活性物質(zhì)的影響，分析了烹飪方式對(duì)馬鈴薯抗氧化、抗癌癥、調(diào)節(jié)血糖等功能影響的研究進(jìn)展，以期為馬鈴薯的精深加工、綜合利用提供參考依據(jù)。

烹飪方式；馬鈴薯；營(yíng)養(yǎng)成分；生物活性物質(zhì)

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）是人類(lèi)四大糧食作物之一，世界年產(chǎn)量高達(dá)3億 t，僅次于大米、小麥和玉米，是重要的糧食、蔬菜兼用作物[1]。2016年國(guó)家農(nóng)業(yè)部發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)的指導(dǎo)意見(jiàn)》將馬鈴薯作為主糧產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)，計(jì)劃到2020年，馬鈴薯種植面積擴(kuò)大至666.7億m2以上，適宜主食加工的品種種植比例達(dá)30%，主食消費(fèi)占馬鈴薯總消費(fèi)的30%。數(shù)據(jù)顯示，2014年我國(guó)馬鈴薯種植面積超過(guò)557.0億m2，新鮮馬鈴薯產(chǎn)量超過(guò)9 500萬(wàn) t，種植面積和產(chǎn)量均占世界1/4左右，是馬鈴薯生產(chǎn)和消費(fèi)第一大國(guó)[2]。馬鈴薯含豐富的營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)，其中主要營(yíng)養(yǎng)成分為糖類(lèi)、脂類(lèi)、蛋白質(zhì)、維生素、無(wú)機(jī)鹽、水和纖維素7大類(lèi)，經(jīng)人食用后與體內(nèi)氧氣通過(guò)新陳代謝轉(zhuǎn)化為構(gòu)成人體的基本物質(zhì)和維持生命活動(dòng)的能量。新鮮馬鈴薯中各營(yíng)養(yǎng)成分所占比例：淀粉9%～20%、蛋白質(zhì)1.5%～2.3%、脂肪0.1%～1.1%、膳食纖維0.6%～0.8%，每100 g鮮馬鈴薯含鈣11～60 mg、磷15～68 mg、鐵0.4～4.8 mg、硫胺素0.03～0.08 mg、核黃素0.03～0.11 mg、尼克酸0.4～1.1 mg（表1）。生物活性物質(zhì)是一些次級(jí)代謝產(chǎn)物，但相對(duì)于初級(jí)代謝產(chǎn)物而言，其含量甚微但種類(lèi)繁多，是植物進(jìn)化過(guò)程中為適應(yīng)周?chē)h(huán)境而產(chǎn)生的各種活性分子。按照其化學(xué)結(jié)構(gòu)，廣義地分為多酚、萜類(lèi)、皂苷、有機(jī)含硫化合物、植物甾醇、非淀粉活性多糖與寡糖、植物蛋白酶抑制劑、植物雌激素、植物凝血素等[3]。這些營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)與抗氧化、抗腫瘤、抗病毒、預(yù)防心血管疾病和調(diào)節(jié)血糖等功能有著密不可分的關(guān)系。

表1 新鮮馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)成分Table 1 Nutritional components of fresh potato

馬鈴薯的烹飪方式常以蒸、煮、炸、烘焙為主，且烹飪方式對(duì)馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)的影響差異較大。本文綜述了不同烹飪方式對(duì)馬鈴薯的營(yíng)養(yǎng)成分及生物活性物質(zhì)影響的研究進(jìn)展，并總結(jié)了烹飪方式對(duì)馬鈴薯抗氧化、抗腫瘤、調(diào)節(jié)血糖等功能作用的影響，提出了關(guān)于馬鈴薯烹飪方式研究的發(fā)展方向，以期為馬鈴薯的精深加工、綜合利用提供參考依據(jù)。

1 烹飪方式對(duì)馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)成分的影響

由于地區(qū)和文化不同，馬鈴薯烹飪方式不同。烹飪方式影響馬鈴薯的物理化學(xué)性質(zhì)和酶的活性，從而影響馬鈴薯的感官、營(yíng)養(yǎng)和結(jié)構(gòu)[4]。

1.1 淀粉

馬鈴薯中含有大量的碳水化合物，大約占鮮質(zhì)量的16.5%，其中大部分為淀粉，且抗性淀粉（resistant starch，RS）含量較高，約為73.08 g/100 g淀粉[5]。RS較其他淀粉難降解，在體內(nèi)消化、吸收和進(jìn)入血液都較緩慢，能夠降低糖尿病患者餐后的血糖值，從而有效控制糖尿病，也能增加糞便體積，對(duì)于便秘、肛門(mén)直腸等疾病有良好預(yù)防效果。不同的烹飪方式對(duì)馬鈴薯淀粉的影響不同（圖1）。據(jù)孟天真[5]的研究，馬鈴薯經(jīng)過(guò)炒、燒、炸、蒸、焯5 種烹飪方式處理后，RS含量分別為25.26、22.21、21.76、18.70、17.43 g/100 g淀粉。烹飪處理的馬鈴薯樣品于4 ℃冷藏12 h后RS含量顯著提高，然后在功率為600 W的微波爐中加熱10 min，馬鈴薯RS含量則顯著下降。焯制樣品冷藏后再微波加熱處理所得樣品的RS含量下降程度最大，由冷藏后43.43 g/100 g淀粉下降到19.26 g/100 g淀粉。馬鈴薯經(jīng)炒、燒、炸后RS的含量高于蒸、焯，且炒后馬鈴薯RS的保留因子最高，蒸和焯后RS的保留因子較低。由于烹飪過(guò)程中炒、燒、炸的溫度高于蒸、焯，所以前者RS含量高于后者，這與Rosin等[6]得出高溫能提高RS含量的結(jié)果一致。

圖1 不同烹飪方式對(duì)馬鈴薯淀粉的影響Fig. 1 Effects of cooking methods on potato starch

然而，烹飪加工后的馬鈴薯RS含量顯著低于鮮樣，這主要由于淀粉結(jié)構(gòu)因高溫遭到破壞，淀粉分子間的氫鍵斷裂，在冷卻過(guò)程中相鄰直鏈淀粉又重新形成氫鍵導(dǎo)致淀粉老化，從而使α-淀粉酶容易進(jìn)入到淀粉顆粒內(nèi)部，導(dǎo)致淀粉的抗消化能力降低[5]。在蒸、焯過(guò)程中水分含量較充分，從而使淀粉顆粒膨脹，導(dǎo)致抗消化能力降低。而在微波過(guò)程中，水分是引起食物發(fā)熱的主要成分，它在極短時(shí)間內(nèi)迅速汽化，使食物達(dá)到特有的膨化效果，產(chǎn)生多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響RS的含量。

王蘭[7]分析了紫色馬鈴薯鮮樣、熱燙-凍融預(yù)處理樣品及其膨化產(chǎn)品的可溶性淀粉含量分別為68.66%、50.28%、44.49%，三階段樣品可溶性淀粉含量依次呈下降趨勢(shì)；通過(guò)掃描電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，新鮮紫色馬鈴薯樣品中含有大量淀粉顆粒，預(yù)處理后樣品內(nèi)部淀粉糊化，組織結(jié)構(gòu)受到了破壞，產(chǎn)生不同程度的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，膨化后樣品脆片其內(nèi)部淀粉完全糊化，形成均勻、疏松的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)榕蚧瘲l件從高溫高壓突然降至低溫低壓，馬鈴薯中自由水含量迅速下降，食物結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)而影響了淀粉含量。

1.2 脂肪

新鮮馬鈴薯中脂肪含量約0.1%～1.1%，然而通過(guò)不同的烹飪方式加工處理后，馬鈴薯中脂肪含量有著不同程度的變化。炒、燒、炸后，馬鈴薯的脂肪干基含量均顯著增加，其中炸后脂肪干基含量最高，比鮮樣增加了71%；炒、燒后脂肪干基含量接近，約為5%～6%；炒后脂肪干基含量比鮮樣增加了43%，而蒸、焯后脂肪干基含量均下降了2%[8-9]。在烹調(diào)過(guò)程中，脂肪因油炸加熱而分解，不僅產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì)，還加深了油炸制品的顏色[10]。由于油炸的高溫加快了脂肪氧化速率，使原料表面發(fā)生氧化凝固，閉合了細(xì)胞空隙，從而防止原料內(nèi)部的營(yíng)養(yǎng)成分外流[11]。研究發(fā)現(xiàn)烹調(diào)加熱過(guò)程中失水率越高，吸油量也越高，這表明含水量高的原料會(huì)降低烹調(diào)過(guò)程中對(duì)油脂的吸入[12]。烹飪過(guò)程中馬鈴薯自身脂肪被分解，同時(shí)吸收添加的食用油，當(dāng)吸收的脂肪質(zhì)量大于分解的脂肪質(zhì)量時(shí)，最終表現(xiàn)為脂肪含量增加。

1.3 蛋白質(zhì)

雖然馬鈴薯中蛋白質(zhì)含量較低，約為2%～3%，但與其他植物相比，馬鈴薯中氨基酸含量較高且必需氨基酸種類(lèi)較多。蔬菜和谷物中一般缺乏人體所必需的賴(lài)氨酸，而馬鈴薯卻被認(rèn)為是最好的賴(lài)氨酸植物來(lái)源[13]。一般來(lái)說(shuō)，烹飪后的馬鈴薯中蛋白質(zhì)含量與新鮮馬鈴薯基本相同，甚至?xí)?，這是因?yàn)樗舭l(fā)后干物質(zhì)比例增加[14]。Murniece等[15]研究不同烹飪方式對(duì)馬鈴薯蛋白質(zhì)含量的影響，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)含量從鮮馬鈴薯的（1.55±0.04）g/100 g增加至（2.46±0.10）g/100 g（烘烤）、（2.61±0.13）g/100 g（煎）、（4.27±0.08）g/100 g（熱油煎）。Finglas等[16]研究發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯鮮樣的蛋白質(zhì)含量為1.6 g/100 g，經(jīng)發(fā)酵和烘烤后分別增加至2.2 g/100 g和2.8 g/ 100 g，且天冬氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、賴(lài)氨酸、精氨酸含量顯著增加。

烹飪還會(huì)導(dǎo)致馬鈴薯中蛋白質(zhì)變性。烹飪使蛋白酶抑制劑，如胰凝乳蛋白酶抑制劑Ⅰ和Ⅱ、胰蛋白酶抑制劑、羧肽酶抑制劑失活，使得蛋白質(zhì)易被人體消化和吸收；此外，烹飪使一些特異性過(guò)敏蛋白，如：使個(gè)體過(guò)敏的特異蛋白中的馬鈴薯蛋白Patatin和免疫球蛋白（immunoglobulin E，IgE）[17]失活，這避免了人體特異性蛋白過(guò)敏反應(yīng)。研究顯示油炸、烘烤烹飪條件比煮、蒸更易引起蛋白質(zhì)的變性[18]。

1.4 維生素

馬鈴薯富含多種維生素，如VC、尼克酸、硫胺素等[19]。由于維生素具有熱敏感性，烹飪過(guò)程極易造成維生素的流失，且水或油的烹飪方式最為嚴(yán)重。Han等[20]研究發(fā)現(xiàn)馬鈴薯煮后維生素?fù)p失77%～88%，加壓烹飪后損失56%～60%，燉后損失50%～63%，烘烤后損失33%～51%，微波加熱后損失21%～33%。烹飪方式造成了大量VC的損失，這是由于VC在水中易溶解且在高溫條件下不穩(wěn)定。此外，一些烹飪方式（如炒）極易快速氧化馬鈴薯，從而使得維生素顯著減少[21]。

烹飪后馬鈴薯的維生素含量不僅受烹飪方式影響[22]，還受加熱程度和時(shí)間的影響。Burg等[23]認(rèn)為過(guò)度烹飪會(huì)使馬鈴薯維生素含量顯著下降。VC在烹飪過(guò)程中損失率最大，可通過(guò)優(yōu)化烹飪方式的條件最大程度減少維生素?fù)p失[24]。

1.5 礦物質(zhì)

馬鈴薯的塊莖中富含多種礦物質(zhì)（表1）。烹飪方式對(duì)馬鈴薯中多種礦物質(zhì)含量的影響均較大，由于某些礦物質(zhì)的水溶性，加水的烹飪方式使得礦物質(zhì)含量顯著降低。而無(wú)水烹飪方式（如微波、烤和烘焙）因破壞馬鈴薯微觀結(jié)構(gòu)從而使得礦物質(zhì)得到了較好的保留。Finglas等[16]研究發(fā)現(xiàn)煮、烘焙和油炸3 種烹飪方式中，油炸對(duì)馬鈴薯中礦物含量影響最小，煮的烹飪方式影響最大。Bethke等[25]研究發(fā)現(xiàn)，煮后馬鈴薯中鉀的含量減少了50%。美國(guó)農(nóng)業(yè)部（United States Department of Agriculture，USDA）營(yíng)養(yǎng)數(shù)據(jù)（https://ndb.nal.usda.gov/ndb/）表明，相對(duì)于其他的烹飪方式，蒸煮更易使礦物質(zhì)流失。烤馬鈴薯皮中鉀、磷、鎂含量分別是550、71、30 mg/100 g，而煮后其含量分別降低為379、44、22 mg/100 g[14]，鐵和鋅含量卻未降低，這是由于馬鈴薯對(duì)大分子的金屬元素有較強(qiáng)的約束力[26]。

1.6 膳食纖維

膳食纖維是一種多糖，它既不能被胃腸道消化吸收，也不產(chǎn)生能量，包括纖維素、半纖維素、果膠、樹(shù)膠、黏液和非糖類(lèi)化合物成分木質(zhì)素[27]。馬鈴薯膳食纖維含量（表1）低于谷物粉（7.3 g/100 g），但高于精白米（0.3 g/100 g）[28]。烹飪?cè)黾恿笋R鈴薯的膳食纖維含量，根據(jù)USDA國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)參考營(yíng)養(yǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)（https://ndb.nal.usda.gov/ndb/），經(jīng)過(guò)煮、烘焙、冰凍-微波加熱后，馬鈴薯（皮和肉）的膳食纖維含量分別為1.87、2.50、2.66 g/100 g。Thed等[29]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)煮和微波后的速食馬鈴薯泥中膳食纖維含量增加，而烘焙后則變化不顯著。油炸會(huì)增加馬鈴薯中膳食纖維含量，其原因是馬鈴薯中多聚糖與其他成分（如蛋白質(zhì)）形成復(fù)合物，且烹飪引起了馬鈴薯中RS結(jié)構(gòu)變化[30]。

2 烹飪方式對(duì)馬鈴薯生物活性物質(zhì)的影響

2.1 馬鈴薯生物活性物質(zhì)概述

生物活性物質(zhì)雖不是維持機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)成分，但對(duì)維護(hù)人體健康、調(diào)節(jié)生理功能和預(yù)防疾病發(fā)揮重要的作用。大量的研究表明生物活性物質(zhì)的攝入量與慢性炎癥、心血管疾病、癌癥和糖尿病等疾病的發(fā)生率呈負(fù)相關(guān)[31-33]。馬鈴薯中含有大量的生物活性物質(zhì)（表2），這些生物活性物質(zhì)對(duì)健康有積極作用。從馬鈴薯中提取的生物活性物質(zhì)對(duì)抵抗急性肝功能損傷和紅細(xì)胞的氧化損傷有一定的作用，在小鼠實(shí)驗(yàn)中有抑制乳腺癌的作用[34]。另外，生物活性物質(zhì)還具有抗炎癥、保護(hù)心臟和視力的作用[35]。

表2 馬鈴薯中主要生物活性物質(zhì)分類(lèi)Table 2 Classification of bioactive phytochemicals in potato

2.2 總酚

總酚是所有的酚類(lèi)物質(zhì)的總和，它包括多酚和單酚，廣泛存在于馬鈴薯中。馬鈴薯中主要酚類(lèi)物質(zhì)是綠原酸，其次是咖啡酸、香草酸、沒(méi)食子酸和香豆酸及黃酮等[36]。大量研究表明馬鈴薯經(jīng)過(guò)蒸、煮、微波、烘焙、炸等方式處理后，總酚含量均增加[37-38]，這與馬鈴薯在現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中結(jié)果一致[39]。

由于烹飪過(guò)程中不存在酚類(lèi)物質(zhì)的生物合成途徑，總酚含量的增加表明可提取或者不可提取的酚類(lèi)化合物增加[40]。研究已經(jīng)證明烹飪加熱能誘導(dǎo)馬鈴薯結(jié)構(gòu)的分解和提高細(xì)胞質(zhì)中酚類(lèi)化合物的提取率，釋放膳食纖維中酚類(lèi)化合物[41]。另外，熱處理還可以降低酚類(lèi)氧化酶活性，抑制酚類(lèi)物質(zhì)的氧化和聚合[42]。

然而，一些研究報(bào)道卻發(fā)現(xiàn)烹飪會(huì)引起酚類(lèi)結(jié)構(gòu)改變和含量的降低[43]。Lemos等[44]研究發(fā)現(xiàn)煮、烘焙、微波處理降低了馬鈴薯總酚含量，且煮的影響最大，這是因?yàn)樗苄苑宇?lèi)物質(zhì)在烹飪過(guò)程中隨水流失且遇熱分解[45]。此外，如炒等烹飪過(guò)程中，酚類(lèi)化合物發(fā)生了美拉德反應(yīng)從而導(dǎo)致酚類(lèi)物質(zhì)含量減少[46]。在工業(yè)化過(guò)程中，常用的預(yù)處理、熱燙和切碎等加工工藝使得酚酸類(lèi)物質(zhì)大量損失[47]?？傊^低溫度、較短時(shí)間的烹飪方式（如蒸、微波）和選用大小適中的馬鈴薯是保留酚類(lèi)化合物較好的方法。

2.3 花色苷

花色苷屬于類(lèi)黃酮，與其他天然黃酮類(lèi)化合物一樣具有C6-C3-C6碳骨架，由花青素以糖苷鍵與糖結(jié)合，它的穩(wěn)定性受到溫度、pH值、光和氧氣的影響。紫色馬鈴薯除具普通馬鈴薯中含有的酚酸類(lèi)化合物、類(lèi)胡蘿卜素、抗壞血酸等，還含有豐富的花色苷，其含量是胡蘿卜的6 倍。早期研究發(fā)現(xiàn)在烹飪過(guò)程中加熱時(shí)間對(duì)花色苷穩(wěn)定性有顯著的影響[48]。Brown等[49]研究發(fā)現(xiàn)在煮、微波和烘焙后，5 個(gè)不同品種馬鈴薯的總花色苷含量顯著下降。與煮（100 ℃）或蒸（100 ℃）相比較，炸（170 ℃）因?yàn)闊峤到庾饔檬够ㄉ蘸繙p少最多。不同烹飪時(shí)間的工業(yè)油炸方式（170 ℃）導(dǎo)致紫色馬鈴薯中花色苷損失了38%～70%，延長(zhǎng)烹飪時(shí)間幾乎使其完全降解。最近研究表明薯片的生產(chǎn)工藝導(dǎo)致花色苷幾乎完全降解[45]，這是由花色苷水溶性的性質(zhì)造成的。在傳統(tǒng)和工業(yè)生產(chǎn)中，常用的兩種前處理（浸泡和熱燙）使得花色苷流失。

另外，有報(bào)道表明烹飪后的馬鈴薯花色苷含量將會(huì)略微改變[50]。Lemos等[44]研究發(fā)現(xiàn)馬鈴薯在煮、蒸、微波以后，花色苷的含量增加（表3），這是因?yàn)榛ㄉ諛O易發(fā)生酶促降解，然而在烹飪過(guò)程中的熱處理抑制了酶活性，使得馬鈴薯中的花色苷得到保留。其次，有些烹飪方式，例如微波破壞了馬鈴薯的微觀結(jié)構(gòu)，使花色苷更易于提取。

表3 不同烹飪方式對(duì)馬鈴薯中生物活性物質(zhì)的影響Table 3 Effect of domestic cooking on bioactive phytochemicals in potato

2.4 類(lèi)胡蘿卜素

類(lèi)胡蘿卜素是由C40主鏈變化而來(lái)的聚異戊二烯化合物，具有高度不飽和結(jié)構(gòu)，這使得它對(duì)光、氧和熱很敏感。類(lèi)胡蘿卜是一類(lèi)脂溶性的色素，大多難溶于水、易溶于有機(jī)溶劑。因此，在烹飪時(shí)，時(shí)間、溫度和介質(zhì)是影響類(lèi)胡蘿卜素含量的主要因素。烹飪常使得馬鈴薯中的類(lèi)胡蘿卜素含量下降[52]；在某些情況下，加熱使得與蛋白質(zhì)結(jié)合的類(lèi)胡蘿卜素解聯(lián)，從而使之成為游離的類(lèi)胡蘿卜素（如protein-xanthoph Ⅱ聚合體）。由于類(lèi)胡蘿卜素的的熱敏性和親脂性，水煮和油炸的方法使得其含量下降[53]（表3）。

2.5 生物堿

馬鈴薯正常情況沒(méi)有毒性，然而由于貯藏不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致發(fā)芽或者塊莖變綠，馬鈴薯塊莖則會(huì)積累一定的糖苷生物堿。馬鈴薯糖苷生物堿包含6 種不同糖苷生物堿（α/β/γ-茄堿和α/β/γ-卡茄堿），且具有抑制膽堿酯酶活性功能，人勿食后會(huì)引起致畸、腸道炎和嘔吐等一些不適癥狀[54]。其中茄堿是馬鈴薯中的主要毒素，攝入高于200 mg/kg的茄堿會(huì)引起人體中毒。剝皮和熱燙工藝使馬鈴薯中的生物堿分別減少70%和29%，烹飪過(guò)后的馬鈴薯中大部分的生物堿都失活，剩余的生物堿在烹飪過(guò)程中減少。蒸、干燥、脫水等方法使生物堿含量降低（表3）[51]。Tajner-Czopek等[55]研究發(fā)現(xiàn)不同的烹飪方式可以使彩色馬鈴薯中生物堿的含量降低，一般情況下生物堿含量達(dá)到50%，切片后下降了53%，熱燙工藝后下降了58%，在馬鈴薯工業(yè)化生產(chǎn)中，生物堿甚至完全消失。因此，不同的烹飪方式可以使馬鈴薯中的生物堿降低甚至消失，從而防止人們因勿食發(fā)芽的馬鈴薯而中毒。

3 烹飪方式對(duì)馬鈴薯生物活性的影響

馬鈴薯中的總酚、花色苷、類(lèi)胡蘿卜素、生物堿等活性成分具有抗氧化、抗癌、調(diào)節(jié)血糖等多種生物活性。

3.1 抗氧化活性

抗氧化物是一種能夠清除自由基的重要物質(zhì)。目前大量研究表明食用富含抗氧化物的食物能降低患多種慢性疾病的風(fēng)險(xiǎn)，抗氧化活性一般通過(guò)清除自由基能力、還原力、螯合金屬離子能力、抑制脂質(zhì)體過(guò)氧化能力或動(dòng)物實(shí)驗(yàn)來(lái)檢測(cè)。VC是水果和蔬菜中重要的抗氧化成分，但近期研究表明蘋(píng)果中的VC抗氧化能力不足總抗氧化能力的0.4%，而多酚、類(lèi)胡蘿卜素、花色苷則是主要的抗氧化成分，且這些物質(zhì)的含量與抗氧化能力呈正相關(guān)。Reddivari等[56]研究發(fā)現(xiàn)紫色馬鈴薯與其他馬鈴薯相比，其總酚含量最高，抗氧化性最強(qiáng)，其次為紅色、黃色馬鈴薯。Reyes等[57]發(fā)現(xiàn)酚類(lèi)物質(zhì)和花色苷是抗氧化性的主要成分，其含量越高，抗氧化性越強(qiáng)。

不同的烹飪方式影響馬鈴薯化學(xué)成分的變化，從而影響其抗氧化能力。因此，確定保持馬鈴薯中高抗氧化活性成分的最佳烹飪方式十分重要。煮、微波和烘焙降低了馬鈴薯的抗氧化能力（表2）。Burgos等[40]研究發(fā)現(xiàn)水煮樣品的抗氧化活性高于鮮樣，但鮮樣和水煮樣品中總花色苷和酚酸含量差異不顯著。鮮樣和水煮馬鈴薯中主要的酚酸是綠原酸，而咖啡酸含量在水煮樣品中急劇下降。

生物活性物質(zhì)是抗氧化的主要成分，但并不是唯一的成分。因?yàn)轳R鈴薯在烹飪過(guò)程中產(chǎn)生了新的抗氧化成分。在100～180 ℃范圍內(nèi)，隨著溫度的升高其抗氧化活性顯著下降。然而超過(guò)180 ℃，抗氧化活性反而增強(qiáng)。因?yàn)槌^(guò)一定溫度后，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)（如：美拉德反應(yīng)、焦糖反應(yīng)、斯特雷克反應(yīng)）會(huì)產(chǎn)生新的抗氧化物質(zhì)。

3.2 抗癌活性

圖2 花色苷通過(guò)氧化應(yīng)激抗腫瘤機(jī)制Fig. 2 Potential mechanism of cancer chemoprevention by anthocyanins through inhibiting oxidative stress

馬鈴薯的生物活性物質(zhì)具有腫瘤化學(xué)預(yù)防作用，尤其是綠原酸和花色苷作用最顯著。花色苷抗癌機(jī)理之一是通過(guò)氧化應(yīng)激反應(yīng)作用于腫瘤細(xì)胞，抑制腫瘤細(xì)胞增殖、激活蛋白激酶與半胱天冬酶通路從而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，阻止活性氧、致癌物-DNA加合物以及降低金屬蛋白酶（matrix-metalloproteinases，MMPs）的活性（圖2）。氧化應(yīng)激是指體內(nèi)氧化作用失衡而更傾向于氧化損傷，導(dǎo)致中興粒細(xì)胞炎性浸潤(rùn)，蛋白酶分泌增加，產(chǎn)生大量氧化中間產(chǎn)物。谷胱甘肽過(guò)氧化酶（glutathione peroxidase，GPX）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過(guò)氧化氫酶（catalase，CAT）等組成的還原緩沖體系和其他一些措施如線粒體解偶聯(lián)蛋白介導(dǎo)的質(zhì)子使得細(xì)胞活性氧受到嚴(yán)格控制。細(xì)胞基因表達(dá)和各種酶的活性受多種通路的相互影響，其中死亡結(jié)構(gòu)蛋白（fas-associating protein with death domain，F(xiàn)ADD）是細(xì)胞凋亡的中間環(huán)節(jié)，也是一些死亡受體如腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）受體家族成員Fas介導(dǎo)凋亡的必需蛋白。Charepalli等[58]用5.0 μg/mL的烘焙紫色馬鈴薯肉花色苷提取物刺激陽(yáng)性p53結(jié)腸腫瘤干細(xì)胞，并用烘焙紫色馬鈴薯喂養(yǎng)氧化偶氮甲烷誘導(dǎo)結(jié)腸腫瘤的小鼠，藥物蘇靈大作陽(yáng)性對(duì)照。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明花色苷提取物通過(guò)抑制Wnt-β-catenin通路及其下游蛋白表達(dá)和提高促凋亡蛋白（BCL2-Associated X，Bax）、細(xì)胞色素c（cytochrome c，Cyto c）和線粒體凋亡協(xié)調(diào)蛋白表達(dá)，從而抑制結(jié)腸腫瘤干細(xì)胞抗癌基因p53的活性最終誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。體內(nèi)小鼠實(shí)驗(yàn)表明烘焙紫色馬鈴薯通過(guò)抑制細(xì)胞核中β-catenin表達(dá)從而誘導(dǎo)其細(xì)胞凋亡，最終抑制腫瘤增殖，其作用機(jī)理與藥物蘇靈大抑腫瘤增殖途徑相似。目前，不同的烹飪方式對(duì)馬鈴薯生物活性物質(zhì)的抗腫瘤研究尚少，相關(guān)機(jī)理尚未闡明，需待進(jìn)一步研究。

3.3 調(diào)節(jié)血糖

血糖生成指數(shù)（glycemic index，GI）是某種食物升高血糖效應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)食品（通常為葡萄糖）升高血糖效應(yīng)之比，即人體食用一定食物后會(huì)引起多大的血糖反應(yīng)。GI越高，糖分消化吸收的速率越快。通常GI高于70的食品稱(chēng)為高GI食品，在56～69之間的稱(chēng)為中GI食品，低于55的稱(chēng)為低GI食品。一般GI值在40以下的食物，是糖尿病患者可安心食用的食物。食用高GI食物，在短時(shí)間內(nèi)會(huì)使血糖升高，胰島素喚起身體機(jī)能，將攝入體內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)化為脂肪。而低GI食物的消化吸收作用會(huì)相對(duì)較慢，使血糖值維持在比較穩(wěn)定的狀態(tài)，能更長(zhǎng)時(shí)間地維持飽腹感。長(zhǎng)時(shí)間食用高GI食品存在潛在的增加Ⅱ型糖尿病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。然而大量的研究表明不同的烹飪方式能夠調(diào)節(jié)馬鈴薯的GI[54]。García-Alonso等[59]研究發(fā)現(xiàn)煮后馬鈴薯的GI為99.6，馬鈴薯泥GI為107.5。Choi等[60]建立鏈脲霉素誘導(dǎo)大鼠糖尿病模型，在實(shí)驗(yàn)組大鼠的食物中添加10%和20%紫色馬鈴薯凍干粉，發(fā)現(xiàn)飼養(yǎng)7 周后，添加紫色馬鈴薯凍干粉兩組的血糖水平明顯低于未添加組，表明食用紫色馬鈴薯能提高糖尿病大鼠的胰島素水平，降低膽固醇和甘油三酯含量。

研究表明馬鈴薯中的淀粉分為消化性淀粉和RS，餐后GI與RS含量呈負(fù)相關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，烹飪加熱有2 個(gè)功能，一方面是使淀粉變性，如生成糊化淀粉和RS；另一方面是改變馬鈴薯的微觀結(jié)構(gòu)，從而使酶更難或更易消化淀粉[61]。例如：煮馬鈴薯比油炸、微波和烘烤產(chǎn)生更高的GI，這是由于不同的烹飪法方法對(duì)馬鈴薯糊化和微觀結(jié)構(gòu)破壞程度不同導(dǎo)致。在油炸過(guò)程中馬鈴薯細(xì)胞內(nèi)部水分導(dǎo)致淀粉糊化，而表面高溫會(huì)導(dǎo)致淀粉脂質(zhì)化合物形成。此外，細(xì)胞內(nèi)部的水迅速蒸發(fā)，細(xì)胞脫水，油炸馬鈴薯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得緊湊，這阻礙酶和淀粉反應(yīng)。煮馬鈴薯的細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全崩塌，淀粉膨脹和糊化使之較易消化[62]。

4 結(jié) 語(yǔ)

我國(guó)馬鈴薯種植面積廣、產(chǎn)量高，但目前對(duì)馬鈴薯研究多集中在栽培技術(shù)、品種篩選及提取功效成分等方面，從而使馬鈴薯的價(jià)值沒(méi)有得到充分的發(fā)揮，也使其綜合經(jīng)濟(jì)效益受到了局限。馬鈴薯通過(guò)不同的烹飪方式加工，一方面避免了馬鈴薯因貯藏期的病蟲(chóng)害、發(fā)霉腐爛、發(fā)芽等造成損失的問(wèn)題；另一方面也提高了馬鈴薯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，促進(jìn)了馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。馬鈴薯烹飪方式多種多樣，不同程度地影響營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)。在烹飪過(guò)程中馬鈴薯的游離化學(xué)物質(zhì)流失或降解，但結(jié)合化學(xué)物質(zhì)得到釋放甚至有新的物質(zhì)產(chǎn)生。目前常見(jiàn)的馬鈴薯產(chǎn)品包括馬鈴薯全粉、營(yíng)養(yǎng)粉、薯片、薯?xiàng)l、果酒、飲料。如何優(yōu)化生產(chǎn)工藝，開(kāi)發(fā)營(yíng)養(yǎng)成分豐富的馬鈴薯產(chǎn)品，探索能最大程度保留營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有利于人體健康的生物活性物質(zhì)的烹飪方式是未來(lái)研究的方向。

目前研究人員從不同的角度和水平探索了烹飪方式對(duì)馬鈴薯的影響，但是還有一些工作亟待完成。首先，對(duì)于煮熟的馬鈴薯中生物活性物質(zhì)和抗氧化劑活性的研究?jī)H集中在化學(xué)分析方向是不夠的，體內(nèi)和細(xì)胞層面的研究將是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)方向。其次，烹飪方式影響馬鈴薯的微觀結(jié)構(gòu)，研究烹飪馬鈴薯的結(jié)構(gòu)變化與生物活性物質(zhì)的釋放以及與消化淀粉之間的關(guān)系是迫切需要的。最后，目前的研究主要集中于西方的烹飪方式（如：煮、蒸、炸、烘焙）對(duì)馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)的含量和種類(lèi)的影響，然而全球近一半的馬鈴薯生產(chǎn)和消費(fèi)都在亞洲地區(qū)，因此加強(qiáng)東方特有的烹飪方式（如：醋溜、咖喱紅燒）對(duì)馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)影響的研究十分必要。

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A Review of the Effects of Cooking Methods on Nutritional Components and Bioactives in Potato

LAI Dengni, PENG Pei, LI Tao, QIN Si, ZHAO Lingyan, DENG Fangming*
(College of Food Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)

Potato (Solanum tuberosum L.) is an important global food crop, which is rich in nutrients and bioactives.Cooking (boiling, steaming, frying and baking) is usually adopted for potato consumption. The physical, chemical and enzymatic modifications during cooking will alter the nutritional composition and bioactive properties of potato. In this paper, we review the effects of different cooking methods on the nutritional composition, bioactive composition and functional properties (antioxidant, anticancer and antidiabetic activities) of potato. We hope this review will provide a useful reference for the processing and comprehensive utilization of potato.

cooking methods; potato; nutritional composition; bioactives

10.7506/spkx1002-6630-201721046

S632.2

A

1002-6630（2017）21-0294-08

賴(lài)燈妮, 彭佩, 李濤, 等. 烹飪方式對(duì)馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)影響的研究進(jìn)展[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(21):294-301.

10.7506/spkx1002-6630-201721046. http://www.spkx.net.cn

LAI Dengni, PENG Pei, LI Tao, et al. A review of the effects of cooking methods on nutritional components and bioactives in potato[J]. Food Science, 2017, 38(21): 294-301. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201721046. http://www.spkx.net.cn

2016-08-04

湖南省研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目（CX2016B279）；湖南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專(zhuān)項(xiàng)（湘農(nóng)聯(lián)[2015]137號(hào)）；公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專(zhuān)項(xiàng)（201303079）；湖南省教育廳優(yōu)秀青年項(xiàng)目（13B047）

賴(lài)燈妮（1984—），女，工程師，博士研究生，研究方向?yàn)閳@藝產(chǎn)品采后科學(xué)。E-mail：1193908903@qq.com

*通信作者：鄧放明（1962—），男，教授，博士，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)。E-mail：fmdenghnan@sina.com