宋萌萌，刘 媛,，王 健,，张 璇，彭发智，高清海，任丛涛

(1.河北北方学院 河北省农产品食品质量安全分析检测重点实验室，河北 张家口 075000；2.河北省马铃薯加工技术创新中心 张家口弘基农业科技开发有限责任公司，河北 张家口 076576；3.河北省农业机械化研究所有限公司，河北 石家庄 050051)

马铃薯(SolanumtuberosumL.)又名土豆、山药、荷兰薯等，一年生草本植物，从一开始被发现流传至今都被视为重要的工业原料作物，也可以当作粮食或者炒菜食用，它的特点包括低脂肪、高维生素及高钾等，享有“地下苹果”的称号[1]。不仅如此，它还被誉为“十全十美”的最佳食物[2]，马铃薯含有丰富的维生素B1、维生素B2、维生素B6和泛酸等B族维生素及大量优质纤维素，此外还含有一些营养元素，包括微量元素、氨基酸、蛋白质、脂肪和优质淀粉等[3]。因为国家和地区之间存在的文化不同，不同国家和地区对马铃薯的烹饪方式不同，常用的烹饪熟化方式有蒸、煮、炸、微波等。烹饪与加工过程发生的化学、物理变化以及不同酶的作用都会不同程度地改变马铃薯的抗氧化能力和消化率，也会让马铃薯的营养成分发生改变，进而改变马铃薯中化学物质的生物利用率[4]。起源于南美洲的安第斯山，一直传播了160多个国家和地区，作为粮食作物之一的马铃薯，它的地位可与水稻、小麦和玉米相媲美[5]，中国已经有500多年种植马铃薯的历史。某数据显示，2014年中国马铃薯种植面积超过557.0亿m2，鲜薯产量超过9 500万t，马铃薯种植面积约占世界种植面积的1/4，成为马铃薯生产和消费第一大国[6]。

1 马铃薯的营养成分

1.1 蛋白质

蛋白质的功效比值(protein efficiency ratio,PER)是指受试动物体重增重与摄取的蛋白质质量之比，研究表明马铃薯蛋白质的PER高达2.3[7-8]。马铃薯块茎中的蛋白质是一种富含19种氨基酸的完全蛋白质，必需氨基酸占氨基酸总含量47.9%[9]。一般而言，人们对马铃薯进行烹饪熟化之后马铃薯中富含的蛋白质含量与新鲜的马铃薯含量大体相同，当然也存在高于新鲜马铃薯的情况，这是因为马铃薯中水分蒸发后干物质比例增加[10]。侯飞娜等[11]研究22个不同品种的马铃薯全粉，研究结果表明马铃薯中必需氨基酸的平均含量优于WHO/FAO推荐的理想蛋白质的必需氨基酸组成模式。

1.2 淀粉

淀粉是人类日常饮食的主要成分[12]。马铃薯块茎干物质主要由淀粉组成，抗性淀粉(resistant starch，RS)大部分存在生的马铃薯中，经过一系列的烹饪糊化后能够完全被人体消化吸收，因此，马铃薯也被列入高血糖指数食品之一。人们日常食用抗性淀粉能够调节体内血糖的高低、还可以防治心脑血管疾病、预防结肠癌、控制体重等。

Sanz等[13]的研究表明，油炸膨化类的食品中膳食纤维含量和营养价值的提高离不开RS。事实证明，RS可以减少油的消耗、促进膨化、增强土豆的清脆度，使产品具有独特的风味等功能。Kawaljit等[14]研究表明，加入马铃薯淀粉的面条光滑明亮、口感顺滑、汤汁吸收能力强，在制作面条的过程中加入马铃薯淀粉，面条蒸煮时间可以大大减少，将大米淀粉代替马铃薯淀粉具有提高面条品质的潜力。

1.3 维生素

马铃薯是维生素含量最全面的粮食作物，含有多种维生素，包括维生素M、维生素PP、维生素B2、维生素E、维生素B1、维生素C等。相比其它农作物，马铃薯含有的B族维生素最全面，且含量适中。维生素与人体的健康息息相关，人体新陈代谢离不开它，但人体不能自身合成，需要从日常饮食中获取，人体内维生素不足时，会产生各种疾病[15]。葛声等[16]研究发现，不同的烹调方式都会造成蔬菜中维生素C损失，且烹饪用具的不同使维生素损失的量也存在差异，加盖密封这种密封的环境可减少维生素C的损失，不锈钢锅比传统铁锅更好，可以较少的损失维生素，且维生素C含量与烹饪前相比，差异具有统计学意义(P<0.05)。Han等[17]研究发现马铃薯煮后维生素损失77%～88%，高压锅加压煮后损失56%～60%，炖后损失50%～63%，烘烤后损失33%～51%，油炸损失55%～79%，微波加热后损失21%～33%，由此看出煮制损失的维生素最多。烹饪方式造成了大量维生素C的损失，这是由于维生素C在水中易溶解且在高温条件下不稳定。

1.4 膳食纤维

膳食纤维通常是指由可食用的植物细胞壁残留物及其相关物质组成的化合物，在人体小肠中难以消化和吸收[18]，主要包括植物木质素、纤维素、半纤维素、果胶、动物外壳、胶原蛋白等。继水、糖、脂肪、矿物质、蛋白质、维生素之后，被列为人体必需的“第七营养素”[19]。马铃薯含有的膳食纤维质地细腻，不会对肠胃产生较大的刺激，同时患有慢性肠炎或胃溃疡的人也可食用。

研究表明，不同膳食纤维在人体内发挥的作用不一，不溶性膳食纤维的作用是机械蠕动，促使人体排便，因为它在人体内不会被降解；相反可溶性膳食纤维具有降低血脂、胆固醇、预防糖尿病、预防高血压等，具有保健功能[20]。油炸工艺会增加马铃薯中膳食纤维含量，其原因是马铃薯中的多糖与其他成分(如蛋白质)形成复合物，其它烹饪方式也会导致马铃薯中的多糖结构发生变化[21]。张艺萱等[22]研究膳食纤维对小麦面团热力学特性、热机械特性、流变特性和微观结构的影响，结果表明，小麦粉的机械稳定性随膳食纤维的增加而提高，而筋力强度和蒸煮稳定性随膳食纤维的增加逐渐降低；面筋网络弱化的速度、淀粉糊化和淀粉酶的下降速率随膳食纤维的增加均呈下降趋势。随着温度升高，膳食纤维增强，面粉具有较高的粘度弹性，面粉周围的面筋网络及容量会连续性降低。

1.5 总酚

所有酚类物质的总和称为总酚。马铃薯含有多种酚类物质，包括单酚类和多酚类。马铃薯的皮、渣中存在不同种类的酚类物质，其中就有绿原酸，此外还存在没食子酸、咖啡酸等，绿原酸及其异构体是马铃薯中最主要的多酚类物质，绿原酸占总酚含量的50%～70%，对抗氧化活性的贡献达28%～45%[23]。马铃薯中的酚酸、花青素和类胡萝卜素在预防包括动脉粥样硬化和癌症在内的许多慢性疾病方面发挥着重要作用。王全逸[24]对马铃薯中的多酚进行提取，研究结果表明马铃薯多酚类化合物明显抑制癌细胞体外增殖，增殖率越低的情况下，多酚类化合物的浓度越高。此外天然多酚类化合物绿原酸和花色素同样也可以显著抑制癌细胞的增长。

Xu Xiaoyun等[25]研究发现，微波、烘烤和水煮3种烹饪方式均使马铃薯的总酚含量和抗氧化活性降低，且同一试验材料的加工方法之间无显著差异。然而，Navarre等[26]研究表明，总酚、酚酸和抗氧化活性的提高均离不开微波、烘烤、煮沸和油炸。由此可见，实验过程中使用的材料、加热的温度、加工方式、处理手段、加热时间、pH值的确定等各方面的不同影响，导致得到的结论存在不同方面的差异。

2 马铃薯目前的主要加工方式

在中国，马铃薯的消费形式主要是鲜食，人们将马铃薯预处理成丝、块、丁、条、片等形状之后，加以辅料，再通过炒、煮、蒸、微波等烹饪形式进行加工。马铃薯的感官、营养结构的改变受到烹饪方式的影响，不同的烹饪方式会使马铃薯物理、化学的性质以及酶的活性发生改变[27]。

在烹饪过程中，热量的传递过程是从热源到容器到液体再到食物颗粒，以大量油为传热介质的快速烹饪方法是炒制，这是中式烹饪的一种代表性方式[28]，炒制过程的主要参数，如功率、时间、油料比、油脂预热时间、物料粒度和切割方法等，影响食品口感[29]。汽传热烹饪方式主要是蒸制，是将经过处理的食品原料放在锅或者其它器具中，在它们上方加上蒸笼利用水加热产生蒸汽使食物成熟的过程。中国拥有五千年饮食文化，烹饪方式多种多样，不尽相同，营养师们普遍推荐的烹饪的方式是蒸制。微波加热与以往传统烹饪方式可以说是毫不相干，食品吸收微波炉内的产生的微波，使食品自身发热，从而达到在较短的时间内对食品进行快速加热。微波加热不需要提前为食品准备适宜的热环境，直接与反应体系中的极性分子耦合[30]。煮制是将食物或者其他原材料放入事先准备好的锅中，加入水之后开始煮制，煮制过程中添加各种佐料使口味达到最佳，一般煮粥、熬汤较多。烹饪的方法还有很多，但是每种食品都有适合它本身的烹饪熟化方式，这样才能保证营养流失最少。

3 不同加工方式对马铃薯营养成分的影响

3.1 炒制方式对马铃薯营养成分的影响

中国最受欢迎的烹饪方法之一就有炒制，也是中国菜常用的制作方式，在进行炒制的时候普遍用大火快速翻炒并加以各种辅料的方法。采用这种炒菜的方式胡萝卜素的损失率低于25%，维生素损失在30%～40%。同时，炒菜中的盐量和维生素的损失情况呈正相关。杨黛等[31]人通过研究炒薯丝与炸薯条，并且对处理之前与处理之后马铃薯所含的营养物质与成分进行了检测与比较，结果表明经过烹饪处理炒炸处理后，其含有的水分、脂肪、直链淀粉、矿物质等营养都发生了不同的变化，损失较多的是直链淀粉。魏永义等[32]人测定不同熟化方式马铃薯维生素C含量的改变，测定的方法是2，6-二氯靛酚滴定法，结果表明，马铃薯中维生素C随着处理时间增加而均有不同程度的损失，在炒制过程中，马铃薯中维生素C含量呈下降的趋势，蒸制过程中损失的最少。

3.2 蒸制方式对马铃薯营养成分的影响

蒸菜时不会造成无机盐的流失，其损失维生素的情况和煮的方式相近。刘加艳等[33]研究了不同蒸煮条件下韭菜、马铃薯和苦瓜中总酚含量的变化，结果表明高温蒸煮破坏细胞壁，释放类黄酮和花青素，多酚类物质耐热，总酚含量增加[34]。作为一种特别的植物化学物，多酚类物质对人体有多种作用，包括人体预防心血管疾病、延缓衰老、抗氧化、清除自由基等。杨军林等[35]研究发现汽蒸和微波可最大程度地降低马铃薯基本营养成分的损失，油炸之后脂肪的含量高于其它的加工方式。刘娟等[36]通过研究14个品种的马铃薯块茎发现不同品种的马铃薯经过蒸煮之后，其营养物质、色泽、质构特性均发生不一样的变化，但缺点是蒸煮过程中不能够发生美拉德反应，无法使马铃薯的色泽发生改变。

3.3 微波加热方式对马铃薯营养成分的影响

微波炉加热的方式可能不如炒制与蒸制那么普及，但是现在也成为人们日常生活的必备器具之一，但是相比于蒸制和炒制，微波炉加热存在一定的局限性及风险，如果操作不当可能发生事故，一些食品也不可以放进微波炉加热，例如油炸食品。微波处理会改变马铃薯淀粉的性质，使部分淀粉转化成抗性淀粉。这样马铃薯淀粉的抗消化性也会显著提高。Dupui等[37]分别采用微波、蒸煮、以及压力蒸煮3种加工方式对马铃薯进行处理，研究结果表明不同加工方式的淀粉体外消化率随着加热时间的延长也逐渐增加。其中压力蒸煮过程中存在剪切作用和捏合作用，破坏了淀粉的结构完整，导致淀粉体外消化率显著增加。微波处理也会降解马铃薯中的多酚氧化酶，因此会保留一些花青素和酚类物质。王耀红等[38]研究表明蒸制和微波处理后紫色品系马铃薯自由态多酚、结合态多酚、绿原酸的含量及抗氧化活性均更高，且马铃薯皮中富有的抗氧化活性物质也比马铃薯薯肉中要多。

3.4 煮制方式对马铃薯营养成分的影响

烹饪方式中煮制会对糖类和蛋白质产生水解，但是却不会对脂肪产生很大的影响。煮制食物的时侯，食物中含有的水溶性维生素以及一些矿物质会在水中水解。因此，汤中含有较多的营养物质。马铃薯中含有的维生素具有热敏性，部分维生素还具有水溶性，因此在煮制时马铃薯富含的维生素会损失大约77%～88%，类胡萝卜素具有热效应，水中煮沸会导致马铃薯中的类胡萝卜素含量下降。Burgos等[39]研究发现水煮样品的抗氧化活性高于新鲜样品，但总花青素和酚酸含量在水煮样品和新鲜样品之间没有显著差异。Perla等[40]发现，存储6个月之后的马铃薯经过水煮、烘烤和微波加工之后，酚类物质均发生减少，但水煮比其它两种方式损失的酚类物质更少，物质保留的也较为全面，烘烤损失的酚类物质最多，他们认为干燥状态下存在氧气，氧气更易酚类物质发生氧化，水煮过程由于存在热力学动能可能会相对较少破坏多酚及其它营养物质。

4 展 望

马铃薯的加工方式多种多样，影响其营养特性的因素不尽相同。在马铃薯的加工过程中，常见的加工方式有炒、蒸、煮以及微波等，这些加工方式对马铃薯营养的影响不一，不同的加工方式均会对马铃薯的营养特性产生影响。炒制过程中，马铃薯中的矿物质与淀粉损失较多，维生素C的含量也有所下降，改变功率、时间、油料比、油脂预热时间、物料大小以及切割方法，营养物质损失的程度也不一样；蒸制过程中，高温破坏了细胞壁，黄酮类、花色苷类等释放，致使马铃薯中所含的总酚含量有所增加；微波加热过程中，微波处理会降解马铃薯中的多酚氧化酶，膳食纤维含量增加，但是部分矿物质含量会下降；煮制过程中，马铃薯中含有的维生素具有热敏性，部分维生素还具有水溶性，因此在煮制时马铃薯富含的维生素会损失大约77%～88%，另外马铃薯所含酚类物质在一定时间内也存在不同程度的变化。总体而言，不同加工方式对马铃薯的营养成分的影响不同，但是目前的研究是远远不够的，要实现马铃薯的加工升级，必须深入研究加工处理对马铃薯营养特性的影响及机制是未来该领域的研究方向。这对于马铃薯研究者来说，是机遇，也是挑战，应该走在社会发展的前沿，将更多的精力投入到马铃薯的加工研究当中，进一步推动马铃薯产业的发展。