热处理对蔬菜生物活性物质含量及抗氧化活性（ABTS、DPPH、FRAP）的影响机制研究

本研究系统评估了水煮与蒸制两种热处理方式对大蒜、洋葱、辣椒、马铃薯和番茄中维生素C、总多酚含量及抗氧化活性（DPPH、ABTS、FRAP法）的影响。结果表明：水煮导致维生素C与总多酚显著流失（p<0.05），而蒸制能更有效保留生物活性成分（p>0.05）。抗氧化活性检测进一步证实蒸制处理的优越性。本研究为优化蔬菜烹饪工艺、最大化保留功能成分提供了科学依据。

　　

热处理对蔬菜生物活性物质及抗氧化特性的影响机制

摘要

本研究通过高效液相色谱（HPLC）和福林-酚（Folin–Ciocalteu）法等技术手段，系统分析了水煮（90°C）和蒸制（100°C）处理对五种常见蔬菜（大蒜、洋葱、辣椒、马铃薯、番茄）中维生素C、总多酚含量及抗氧化活性（采用DPPH、ABTS、FRAP三种方法测定）的影响。结果表明：水煮处理导致所有蔬菜的维生素C和总多酚含量显著降低（p<0.05），而蒸制处理对这些生物活性物质的保留效果更好，部分样本的损失无统计学意义。抗氧化活性的变化与生物活性物质含量高度相关（Spearman相关系数r>0.9），进一步证实蒸制是一种更温和、更有效的蔬菜加工方式。

引言

大蒜（Allium sativum L.）、洋葱（Allium cepa L.）、辣椒（Capsicum annuum L.）、马铃薯（Solanum tuberosum L.）和番茄（Solanum lycopersicum L.）是斯洛伐克及全球范围内广泛消费的蔬菜品种。这些蔬菜富含多种生物活性物质，如多酚类化合物、维生素C及硫化合物等，具有抗氧化、抗炎、抗菌和抗癌等生理功能。近年来，膳食中植物化学物质的摄入与慢性疾病风险降低之间的关联日益受到关注。

蔬菜通常需经热处理后食用，而不同的加工方式会显著影响其营养品质和功能特性。热处理可能导致热敏性成分（如维生素C和部分多酚）的降解，同时也可能通过软化植物基质提高某些成分的提取率。因此，研究不同热处理方式对蔬菜生物活性成分的影响，对指导健康膳食制备具有重要意义。

材料与方法

实验材料包括番茄（品种Perun、Glazier、Briosso）、辣椒（品种Promontor、Slovakia、Claudius）、马铃薯（品种Toscana、Rafaela、Campina）、洋葱（品种Boston、Red Matte、White Solid）和 garlic（品种Mojmir、Havran、Makoi）。所有样品均取自斯洛伐克尼特拉农业大学实验园。

热处理分为两组：水煮（90°C，样品:水=1:5）和蒸制（100°C）。每组实验使用200g样品，重复4次。维生素C含量采用HPLC法测定，以3%偏磷酸（MPA）提取，C18色谱柱分离，检测波长254nm。总多酚含量采用Folin–Ciocalteu法测定，以没食子酸当量（GAE）表示。抗氧化活性分别采用DPPH法（515nm）、ABTS法（734nm）和FRAP法（593nm）测定，并以Trolox当量表示。

数据分析采用三因素方差分析（ANOVA），考察蔬菜种类、热处理方式和品种（嵌套于蔬菜种类）对结果的影响，并使用Spearman相关分析评估各指标间的关联性。

结果与讨论

维生素C含量

生鲜样品中维生素C含量最高的是辣椒（2725±577.2 mg·kg^?1），最低的是大蒜（137±62.3 mg·kg^?1）。整体排序为：辣椒>番茄>马铃薯>洋葱>大蒜。

水煮处理后，所有蔬菜的维生素C损失显著（p<0.05），损失率在51.52%（马铃薯）至63.5%（辣椒）之间。蒸制处理的损失较小，损失率从16.79%（洋葱）到36.11%（辣椒）不等。其中大蒜和洋葱经蒸制后的维生素C损失无统计学意义（p>0.05）。维生素C的热降解主要归因于其氧化为L-脱氢抗坏血酸，并进一步转化为无活性的2,3-二酮古洛糖酸。

总多酚含量

水煮处理导致总多酚含量显著下降（p<0.05），损失率从29.16%（番茄）到59.8%（大蒜）不等。蒸制处理的多酚损失较低，损失率在1.37%（番茄）到52.8%（大蒜）之间。多酚的损失主要与其极性特点和在水中的溶出有关。蒸制由于避免了与大量水接触，能更好地保留多酚类物质。

抗氧化活性

抗氧化活性的变化与维生素C和总多酚含量高度一致。水煮处理后，DPPH法测得的抗氧化活性损失为47.32–58.80%，ABTS法为35.80–61.47%，FRAP法为32.60–58.90%。蒸制处理的损失较小：DPPH法为2.55–46.76%，ABTS法为8.68–26.08%，FRAP法为8.83–33.04%。番茄经蒸制后DPPH值略有上升（1.26%），洋葱经蒸制后FRAP值上升5.73%，但均无统计学意义（p>0.05）。这种轻微上升可能与基质软化和成分提取率提高有关。

相关性分析

Spearman相关分析显示，维生素C与总多酚含量显著相关（r=0.757），与DPPH（r=0.880）、ABTS（r=0.901）、FRAP（r=0.824）活性高度正相关。总多酚与三种抗氧化活性方法的相关系数均超过0.9（DPPH:0.919, ABTS:0.924, FRAP:0.902）。表明维生素C和多酚类物质是这些蔬菜抗氧化活性的主要贡献者。三种抗氧化活性测定方法之间也具有高度一致性（DPPH-ABTS: r=0.977）。

方差分析

三因素ANOVA表明，蔬菜种类、热处理方式和品种（嵌套因子）对维生素C、总多酚含量及抗氧化活性均有极显著影响（p<0.001）。蔬菜种类的影响最大（F值最高），其次是热处理方式。蔬菜种类与热处理方式的交互作用也显著，表明不同蔬菜对热处理的响应不同。品种间的差异也贡献了显著 variability，提示基因型选择对热稳定性具有重要影响。

结论

水煮和蒸制均会对蔬菜的生物活性物质含量和抗氧化活性产生影响，其中水煮导致的损失更为显著。蒸制作为一种温和的热处理方式，能更好地保留维生素C、总多酚及抗氧化活性。研究结果提示，在蔬菜加工中优先选择蒸制有利于最大化保留其营养和功能成分。未来的研究可进一步关注单一化合物的热稳定性机制及其他烹饪方式（如烘烤、油炸）的影响。

数据可用性声明

本研究的相关数据均包含在文章中。