多種蔬菜中β-胡蘿卜素含量測(cè)定及油脂烹制作用

王釗，李長(zhǎng)濱，王源，張宏娜，丁凱迪，樊紅麗，王允，鄒建*

(1.河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院 食品與生物工程學(xué)院，鄭州 450046；2.河南省科學(xué)院同位素研究所有限責(zé)任公司，鄭州 450015)

β-胡蘿卜素是一種脂溶性類胡蘿卜素，純品為紫紅至暗紅色有光澤的結(jié)晶性粉末，略有異味，對(duì)光敏感，易被氧化，易溶于氯仿、丙酮、正己烷等有機(jī)溶劑，不溶于水[1]。β-胡蘿卜素常見(jiàn)于多種新鮮蔬菜中，也可在動(dòng)物體內(nèi)與動(dòng)物蛋白結(jié)合[2]，可在人體內(nèi)轉(zhuǎn)化為維生素A，具有較高的維生素A原活性，被認(rèn)為是維生素A的良好來(lái)源[3]。大量研究表明，β-胡蘿卜素還具有多重營(yíng)養(yǎng)保健功能[4]。例如：研究表明β-胡蘿卜素具有良好的抗氧化功能[5]，可以有效清除體內(nèi)自由基和單線態(tài)氧[6]，促進(jìn)細(xì)胞抗氧化防御系統(tǒng)，抑制脂質(zhì)氧化，從而減緩器官損傷[7]。又如，β-胡蘿卜素可以調(diào)節(jié)細(xì)胞分化、周期和凋亡[8]；此外，β-胡蘿卜素還可增強(qiáng)人體免疫能力、抗癌、預(yù)防心血管疾病[9]。

由于人體自身不能合成β-胡蘿卜素，其每日所獲得的β-胡蘿卜素均來(lái)自飲食攝入。已知β-胡蘿卜素具有多個(gè)同分異構(gòu)體，其中安全性和生物利用率最高的全反式β-胡蘿卜素主要來(lái)自天然產(chǎn)物[10](見(jiàn)圖1)，而且許多綠色至深色新鮮蔬菜中均含有β-胡蘿卜素，物美價(jià)廉的同時(shí)營(yíng)養(yǎng)也較為豐富，通過(guò)食用天然新鮮蔬菜補(bǔ)充β-胡蘿卜素是人們理想的攝食方式。然而，不同種類蔬菜中的β-胡蘿卜素含量不同，風(fēng)味各異的同時(shí)彼此間的價(jià)格也參差不齊，如何選出β-胡蘿卜素含量較高的蔬菜成為人們關(guān)注的問(wèn)題。因此，本文擬對(duì)市場(chǎng)上常見(jiàn)的部分蔬菜中的β-胡蘿卜素含量進(jìn)行研究。此外，β-胡蘿卜素本身為脂溶性物質(zhì)，在油脂中的溶解性更佳，也更易于被人體吸收[11]。所以，本文還擬研究經(jīng)常用的各種動(dòng)物油脂和植物油脂加熱烹飪處理后的蔬菜成品及殘余油脂中的β-胡蘿卜素含量，通過(guò)對(duì)比烹飪前后β-胡蘿卜素的變化，找出對(duì)其富集效果最好，即最適合烹飪的油脂，為人們合理膳食提供了理論依據(jù)。

圖1 全反式β-胡蘿卜素的化學(xué)結(jié)構(gòu)式Fig.1 The chemical structural formula of all-trans-β-carotene

1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑

新鮮的胡蘿卜、青椒、黃椒、紅椒、番茄、南瓜、紅薯、洋蔥、馬鈴薯、西蘭花、紫甘藍(lán)、青甘藍(lán)：購(gòu)自鄭州世紀(jì)聯(lián)華超市；雞油、牛油、羊油、豬油、大豆油：購(gòu)自鄭州市姚橋菜市場(chǎng)；β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)品：上海麥克林生化科技有限公司；無(wú)水乙醇(分析純)、石油醚(分析純)：天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；三氯甲烷(分析純)：煙臺(tái)市雙雙化工有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

R-1001型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；KQ-50DE型超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；HH-S4A型電熱恒溫水浴鍋 北京科偉永興儀器有限公司；FA1204B型電子天平 上海精科天美科學(xué)儀器有限公司；TU-1901型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限公司；80-5型離心機(jī) 常州國(guó)華電器有限公司；DGX-8053B型高溫恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海福瑪實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.3 β-胡蘿卜素提取方法的篩選

本文在檢測(cè)β-胡蘿卜素含量時(shí)采用的是紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)法，檢測(cè)前需要先提取各種樣品中的β-胡蘿卜素，因此先對(duì)β-胡蘿卜素的提取方法進(jìn)行篩選。當(dāng)前，關(guān)于各類蔬菜水果中，β-胡蘿卜素提取方法的研究已有許多報(bào)道，并顯示了良好的提取效果，所以本文不再進(jìn)行β-胡蘿卜素提取方法的研究，而是對(duì)已報(bào)道的提取方案進(jìn)行對(duì)比，并從中選取效果最佳的方案。

經(jīng)過(guò)對(duì)提取效果的對(duì)比，本文最終以李世紅等[12]報(bào)道的提取方法作為所有樣品中β-胡蘿卜素提取的方案，即選取無(wú)水乙醇為提取劑，料液比為1∶60，提取時(shí)間為180 min，提取溫度為55 ℃。具體操作方法：準(zhǔn)確稱取胡蘿卜1.00 g，切碎并置于研缽內(nèi)充分研磨10 min，加入60 mL無(wú)水乙醇后移至圓底燒瓶?jī)?nèi)，在55 ℃水浴鍋中恒溫浸提180 min。提取結(jié)束后將上清液濾出，并在3000 r/min轉(zhuǎn)速下將濾渣離心15 min，并再次取上清液。將所得上清液合并，旋蒸濃縮后用無(wú)水乙醇定容至50 mL棕色容量瓶中備用，并在454.5 nm波長(zhǎng)處測(cè)得其吸光度峰值，為0.672(見(jiàn)圖2)。由于β-胡蘿卜素對(duì)光線敏感，因此整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作時(shí)進(jìn)行了必要的避光處理。

圖2 β-胡蘿卜素的吸收曲線Fig.2 The absorption curve of β-carotene

1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備

1.4.1 β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配制

用分析天平準(zhǔn)確稱取0.01 mg β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)品于100 mL棕色容量瓶中，用無(wú)水乙醇溶解后定容，制成濃度為100 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液避光保存。然后分別吸取β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液1，2，3，4，5 mL至10 mL棕色容量瓶中，用無(wú)水乙醇定容，混合均勻后制成濃度分別為10，20，30，40，50 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作液，并避光保存。

1.4.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別吸取1 mL已配制好的不同濃度的β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)液，使用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)檢測(cè)各濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液在454.5 nm波長(zhǎng)處的吸光度值，結(jié)果見(jiàn)表1；以吸光度y對(duì)樣品濃度x(μg/mL)進(jìn)行回歸，得標(biāo)準(zhǔn)曲線(見(jiàn)圖3)，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得到回歸方程：y=0.0099x+0.0063，R2=0.9997。

表1 不同濃度下β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)品的吸光度Table 1 The absorbance of β-carotene standard samples at different concentration

圖3 β-胡蘿卜素的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線Fig.3 The standard curve of β-carotene

1.4.3 β-胡蘿卜素含量計(jì)算公式

根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.83-2016《食品中胡蘿卜素的測(cè)定》色譜條件二，試樣中β-胡蘿卜素含量計(jì)算公式如下：

Xβ=ρβ×V×100/M。

式中：Xβ表示試樣中β-胡蘿卜素的含量，μg/100 g；ρβ表示從標(biāo)準(zhǔn)曲線得到的待測(cè)樣中β-胡蘿卜素的濃度，μg/mL；V表示樣品液定容體積，mL；100表示將結(jié)果表示為μg/100 g的系數(shù)；M表示試樣質(zhì)量，g[13]。

1.5 新鮮蔬菜樣品液的制備、檢測(cè)和β-胡蘿卜素含量的計(jì)算

分別稱量各蔬菜樣品，蔬菜種類及重量見(jiàn)表2。充分研磨各樣品，按照1.3所述的提取方法對(duì)各樣品進(jìn)行提取、過(guò)濾、離心、濃縮，并用無(wú)水乙醇將各樣品提取濃縮液定容至50 mL棕色容量瓶中，制成樣品液。檢測(cè)各樣品溶液在454.5 nm波長(zhǎng)處的吸光度值并按照1.4.3中的方法計(jì)算各樣品中的β-胡蘿卜素含量，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 樣品測(cè)定結(jié)果Table 2 The detection results of samples

1.6 不同油脂對(duì)蔬菜中β-胡蘿卜素的影響

由于β-胡蘿卜素是一種脂溶性天然抗氧化劑和維生素A原，油脂的存在對(duì)其富集和吸收效果有著重要的促進(jìn)作用，因此，本文還選取了生活中較為常見(jiàn)的多種油脂進(jìn)行模擬烹飪加工，考察油脂加工(低溫烹飪)對(duì)β-胡蘿卜素含量的影響。

1.6.1 蔬菜樣品和油脂樣品的前處理

由于β-胡蘿卜素在胡蘿卜中含量較高，且胡蘿卜物美價(jià)廉、四季常見(jiàn)，本文選取胡蘿卜進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室模擬廚房油脂烹飪實(shí)驗(yàn)。參考已有研究方法[14]，首先將新鮮胡蘿卜洗凈后去皮(去蒂)，切成小塊后進(jìn)一步破碎，制成均勻的胡蘿卜泥，除去多余水分后備用。

油脂選取雞油、豬油、牛油、羊油、大豆油，均購(gòu)于鄭州姚橋菜市場(chǎng)。將動(dòng)物油脂切成片狀，放置于烘箱中烘45 min，烘成油狀，備用。

1.6.2 胡蘿卜烹飪實(shí)驗(yàn)操作

將制好的胡蘿卜泥攪拌均勻，保持油脂加工溫度在100 ℃，將胡蘿卜泥放入各種油脂中充分混合翻炒，待胡蘿卜泥炒至棕褐色時(shí)以濾網(wǎng)將油脂和胡蘿卜烹飪成品分離開(kāi)，冷卻至室溫后分別裝樣備用。

1.6.3 樣品處理與檢測(cè)結(jié)果

油脂：稱取不同油脂樣品各約1 g，加入60 mL無(wú)水乙醇后移入圓底燒瓶中，在55 ℃水浴鍋中恒溫浸提180 min，過(guò)濾取上清液，經(jīng)離心、旋蒸濃縮處理后，用無(wú)水乙醇分別定容至50 mL棕色容量瓶中，通過(guò)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)檢測(cè)各樣品液在454.5 nm波長(zhǎng)時(shí)的吸光度值，并計(jì)算其β-胡蘿卜素含量，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 油脂測(cè)定結(jié)果Table 3 The detection results of oils

胡蘿卜烹飪成品：處理及檢測(cè)方法與油脂樣品相同，經(jīng)無(wú)水乙醇提取及定容后檢測(cè)各樣品液在454.5 nm波長(zhǎng)時(shí)的吸光度值，并計(jì)算其β-胡蘿卜素含量，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 胡蘿卜烹飪成品測(cè)定結(jié)果Table 4 The detection results of carrot cooking products

2 結(jié)果與分析

2.1 不同蔬菜中β-胡蘿卜素含量比較

由表2可知，在454.5 nm波長(zhǎng)處，所檢測(cè)的市售常見(jiàn)不同種類新鮮蔬菜中的β-胡蘿卜素含量由大到小的順序?yàn)椋汉}卜>南瓜>紅甜椒>青甘藍(lán)>黃甜椒>紅薯>番茄>青甜椒>西蘭花>紫甘藍(lán)>洋蔥>馬鈴薯。其中，胡蘿卜、南瓜和紅甜椒中的β-胡蘿卜素含量遠(yuǎn)超過(guò)后面9種蔬菜，是洋蔥、馬鈴薯的近百倍，特別是胡蘿卜中的β-胡蘿卜素含量極其突出，高達(dá)3.57 mg/g。此外，從結(jié)果中可以看出，蔬菜中β-胡蘿卜素的含量與蔬菜顏色的深度并無(wú)緊密聯(lián)系，如青甘藍(lán)中的β-胡蘿卜素含量明顯高于黃甜椒、番茄和紫甘藍(lán)。

2.2 不同油脂烹飪處理對(duì)β-胡蘿卜素的影響

由表3和表4可知，在不同油脂中烹飪后，殘余油脂和胡蘿卜烹飪成品中的β-胡蘿卜素含量均有明顯的提高，從生胡蘿卜的3.57 mg/g升高至4.34 mg/g，顯示了明顯的富集效應(yīng)。

由表3可知，本文所選取的5種油脂對(duì)β-胡蘿卜素的富集能力存在一定差異，其含量由大到小的順序?yàn)椋贺i油>牛油>雞油>羊油>大豆油，動(dòng)物油脂顯示出了比植物油脂更好的富集能力。其中，豬油和牛油對(duì)β-胡蘿卜素的吸收更為有利，豬油最佳，若考慮健康因素，亦可選擇牛油。

由表4可知，胡蘿卜烹飪成品中β-胡蘿卜素的含量由大到小的順序?yàn)椋贺i油=牛油>大豆油>雞油>羊油，與殘余油脂中β-胡蘿卜素含量順序略有不同。其中，豬油、牛油烹飪成品比殘余油脂中的β-胡蘿卜素含量略高，大豆油烹飪成品中的β-胡蘿卜素含量有明顯提升，雞油、羊油烹飪成品中的β-胡蘿卜素含量基本持平。

3 結(jié)論

本文以無(wú)水乙醇為溶劑，從經(jīng)過(guò)處理的蔬菜中提取β-胡蘿卜素，通過(guò)對(duì)市場(chǎng)上常見(jiàn)的12種新鮮蔬菜的比較，確定了胡蘿卜為常見(jiàn)蔬菜中β-胡蘿卜素含量最高的品種，南瓜和紅甜椒中的β-胡蘿卜素含量少于胡蘿卜，這3種蔬菜中的β-胡蘿卜素含量存在階梯性差距，但又遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其余9種蔬菜；實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：β-胡蘿卜素含量與蔬菜顏色深度之間并無(wú)必然聯(lián)系，青甘藍(lán)中的β-胡蘿卜素含量是紫甘藍(lán)的11倍；再如，普遍認(rèn)為可能含有較多β-胡蘿卜素的番茄，其含量要明顯低于紅(黃)甜椒、青甘藍(lán)和紅薯。因此，在綜合考慮價(jià)格、保存能力和β-胡蘿卜素含量3個(gè)因素后，本文認(rèn)為胡蘿卜是日常飲食補(bǔ)充β-胡蘿卜素的最佳選擇，這一結(jié)果也符合大眾的認(rèn)知。此外，經(jīng)過(guò)動(dòng)物油脂低溫(100 ℃)烹制的胡蘿卜，其β-胡蘿卜素含量明顯提升，顯示出油脂對(duì)β-胡蘿卜素良好的富集作用，其中以豬油和牛油為佳。