两种烹饪方法（煮沸和烘烤）对山药（Dioscorea bulbifera）小块茎的营养成分、功能性及抗氧化特性的影响

《Measurement: Food》：Effects of two culinary treatments (boiling and roasting) on the nutritional composition, functional and antioxidant properties of aerial yam ( Dioscorea bulbifera) bulbils

本研究分析了喀麦隆两种Dioscorea bulbifera（黑色和白色）品种经煮沸和烘烤后的营养、抗氧化及功能特性变化。结果显示，烘烤显著增加纤维（7.6%）、钾（225.66 mg/100g）和还原糖（3.24%）含量，并降低植酸、单宁等抗营养因子。抗氧化活性测试表明，烘烤白Dana的提取物在抑制羟自由基和铁还原能力上表现最佳。结论表明，烹饪处理（尤其是烘烤）能有效提升Dana的营养价值和功能性，为促进其生产与消费提供科学依据。

　　### 解读与分析

在非洲的许多国家，尤其是西非和中非地区，**Dioscorea bulbifera**（也被称为“空气土豆”）是一种重要的传统作物，不仅在饮食中扮演着重要角色，还因其多种药用价值而受到关注。然而，由于其产量下降，以及消费过程中需要特定的烹饪处理，这种植物的营养价值和功能特性常常受到忽视。本研究旨在通过分析两种烹饪方式——**煮沸**和**烘烤**——对**Dioscorea bulbifera**（简称Dana）的营养、抗氧化和功能特性的影响，以期为消费者提供更佳的烹饪方法，并鼓励其生产。

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### 研究背景与意义

在许多发展中国家，**粮食安全**仍然是一个严峻的挑战。为了应对这一问题，国际社会倡导建立可持续的食品系统，从生产到消费，涵盖所有相关领域。其中，加强本地作物的生产与加工，尤其是小农户和家庭农场的层面，是提高粮食安全的重要措施之一。**Dioscorea bulbifera**作为一种根茎类作物，在热带地区是主要的能量来源之一，其重要性不言而喻。

然而，尽管其具有广泛的药用和食用价值，**Dioscorea bulbifera**在某些国家，如尼日利亚和喀麦隆，却面临**利用不足**和**产量下降**的问题。这可能与缺乏对这种作物的研究、本地知识的流失、市场机会的有限以及对它营养价值和功能特性的认知不足有关。因此，本研究通过系统地评估烹饪方式对Dana的影响，不仅有助于揭示其潜在的健康价值，还可能为推动其生产与消费提供科学依据。

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### 材料与方法

研究中使用了两种**Dioscorea bulbifera**品种：**黑色**和**白色**。这些样品来源于喀麦隆国家标本馆，编号为81853/SRF/CAM，并由一位农民在**Bandjoun**地区采集，于2023年1月送至**喀麦隆大学**的**药用植物生物化学研究单位**（URBPMAN）进行处理。为了评估其营养、抗氧化和功能特性，研究者采用了**煮沸**和**烘烤**两种常见的烹饪方式，分别对每种样品进行处理。

在**煮沸**过程中，样品被放入沸水中煮35分钟；在**烘烤**过程中，样品则在**炭火**上以低热处理40分钟。所有样品在处理后均被干燥并研磨成粉，随后用于分析其**营养成分**、**矿物质含量**、**抗营养成分**（如**皂苷**、**植酸**、**草酸**、**单宁**）以及**功能特性**（如**水分保持能力**、**油脂保持能力**、**膨胀率**、**密度**等）。此外，还评估了其**抗氧化活性**，包括**DPPH自由基清除能力**和**FRAP（还原铁能力）**。

为了确保实验的科学性和准确性，所有数据均通过**Minitab 18.1**软件进行统计分析，使用**方差分析（ANOVA）**和**费舍尔检验**进行显著性判断。研究还通过**色谱法**和**分光光度法**等方法对不同提取物进行分析，以评估其抗氧化和抗炎特性。

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### 结果与讨论

#### 1. 营养成分的变化

研究发现，**煮沸**和**烘烤**对Dana的营养成分有显著影响。其中，**烘烤**对**纤维含量**、**钾含量**和**还原糖含量**的提升效果更为明显。例如，**白色Dana**的纤维含量从4.75%（生）增加到7.6%（烘烤），而钾含量从126.71 mg/100g（生）增加到225.66 mg/100g（烘烤）。这表明，烘烤过程能够有效提升这些营养成分的含量，同时降低**抗营养成分**，如**植酸**、**草酸**、**皂苷**和**单宁**。

此外，**煮沸**对**脂类含量**也有显著提升，特别是**白色Dana**的脂类含量从0.69%（生）增加到1.07%（煮沸）。这种变化可能与烹饪过程中**脂类从外皮扩散到内部**有关。同时，**蛋白质含量**在两种处理方式下均有提升，表明烹饪过程能够减少某些抗营养物质对蛋白质的结合，从而提高其生物利用率。

#### 2. 抗营养成分的变化

抗营养成分通常会对人体健康产生负面影响，例如**植酸**和**草酸**会干扰矿物质的吸收，而**单宁**则可能影响消化。研究发现，无论是**煮沸**还是**烘烤**，都显著降低了这些抗营养成分的含量。例如，**生白色Dana**的植酸含量为21.36 mg/100g，而**烘烤白色Dana**的植酸含量降至13.71 mg/100g。这一结果表明，通过适当的烹饪处理，可以显著降低Dana中的抗营养成分，从而提高其营养价值和安全性。

**皂苷**和**单宁**的含量在**生白色Dana**中最高，分别为0.40±0.06 mg/100g和0.36±0.00 mg/100g。而经过烹饪处理后，这些成分的含量显著降低，说明烹饪过程有助于去除这些可能影响消化和吸收的物质。

#### 3. 功能特性的影响

**Dana粉**的功能特性，如**水分保持能力（WHC）**、**油脂保持能力（OHC）**、**膨胀率（SR）**和**密度（MD）**，在烹饪处理后均有所改善。其中，**烘烤白色Dana**的水分保持能力达到52±5.65%，远高于**生黑色Dana**的35±0.00%。这可能与烘烤过程中**淀粉结构的变化**有关，淀粉在高温下发生**糊化**，释放出更多的水分结合能力。

**油脂保持能力**方面，**生白色Dana**的油脂保持能力最高，为28±2.82%。这可能与其较高的**淀粉含量**和**脂类含量**有关。然而，经过烹饪处理后，油脂保持能力有所下降，这可能与**部分脂类在高温下被破坏**或**形成难以结合的化合物**有关。

**膨胀率**方面，**烘烤白色Dana**的膨胀率达到82.80%，而**煮沸黑色Dana**的膨胀率仅为68.59%。这表明，**烘烤**更有利于Dana粉的膨胀特性，这在食品加工中具有重要意义，如**烘焙**和**面条制作**等。

**密度**的变化也反映出烹饪处理对Dana粉物理性质的影响。例如，**烘烤黑色Dana**的密度为0.75 g/ml，而**煮沸黑色Dana**的密度为0.66 g/ml。这可能与烹饪过程中**颗粒大小的变化**和**密度的提高**有关，从而影响其在食品中的应用。

#### 4. 抗氧化活性的变化

在抗氧化活性方面，**烘烤白色Dana**的**DPPH自由基清除能力**和**FRAP还原能力**显著优于**生黑色Dana**。这表明，烘烤不仅能够提升Dana的营养成分，还能够增强其抗氧化能力，从而在**预防慢性疾病**和**提高食品营养价值**方面具有重要作用。

此外，**煮沸**和**烘烤**均显著提高了**酚类化合物**和**黄酮类化合物**的含量，尤其是**乙醇提取物**。这说明，烹饪过程能够促进这些活性成分的释放，从而增强其抗氧化和抗炎特性。

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### 结论

本研究的结果表明，**烹饪方式**对**Dioscorea bulbifera**的营养、抗氧化和功能特性具有显著影响。其中，**烘烤**在提升纤维、矿物质和还原糖含量方面效果尤为突出，同时有效降低抗营养成分，如植酸、草酸、皂苷和单宁。相比之下，**煮沸**虽然也能提升某些营养成分，但在保持抗氧化活性方面略逊于烘烤。

此外，**白色Dana**在营养和功能特性上优于**黑色Dana**，这可能与其更高的淀粉含量和较低的抗营养成分有关。因此，**推荐使用烘烤**作为对Dana的烹饪方式，以最大化其营养价值和功能特性，从而促进其在食品工业和健康饮食中的应用。

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### 研究的意义与展望

本研究不仅揭示了烹饪方式对Dana营养和功能特性的影响，还为传统作物的现代化利用提供了科学依据。通过改善烹饪方式，可以提升Dana的**营养价值**、**口感**和**功能特性**，从而增强其市场竞争力和消费者接受度。

未来的研究可以进一步探索不同烹饪条件（如**温度**、**时间**和**方式**）对Dana的影响，以及这些变化在**人体健康**中的具体作用。此外，还可以研究**Dana**在**食品加工**中的应用潜力，如作为**天然添加剂**或**功能性食品**的原料。

总之，本研究为**Dioscorea bulbifera**的进一步开发和利用提供了重要参考，同时也为传统作物的现代化加工和推广提供了新的思路。