壹 摘要 本研究目的主要在了解各種不同屬性的豆子, 以不同的方式取得豆子水, 其抗氧化力如何, 有哪些因素會影響豆子水的抗氧化力 比較的豆類有六種 : 紅豆 黑豆 綠豆 黃豆 花豆 ( 又稱斑豆 ) 我們嘗試了六種取得豆子水的方法, 包括 滾水沖泡法 浸泡法 滾煮法 冷泡法 先浸泡再滾煮法 和 電鍋蒸煮法 研究後發現 :1. 會影響豆子水抗氧化力的溶出有 溫度 時間 浸泡 三項要素, 且要能快速取得抗氧力高的豆子水, 必須三者兼具 2. 六種方法中, 以 先浸泡再滾煮法 具備了上述三個條件, 因此所取得的豆子水抗氧力較高 3. 六種豆類中, 紅豆水 黑豆水 綠豆水 花豆水皆有良好的抗氧化力, 黃豆水的抗氧化力最差 但每種豆子屬性不同, 適用的烹煮方式也不同 紅豆的抗氧化成分較不易溶出, 一定要先浸泡再持續高溫 黑豆和花豆因為抗氧化成分較易溶出, 因此各種方式所得到的抗氧化力皆比其他豆類高 4. 豆子水遇到酸性物質抗氧化力會大幅降低, 遇到鹼性物質抗氧化力有些不變, 有些則有些許增加 5. 不同抗氧化力的豆子水可以和鋼絲絨的生鏽做映證, 抗氧化力高的豆子水有延緩鋼絲絨生鏽的效果 6. 我們也將自製的紅豆水和市面上的紅豆水做比較, 發現還是自製紅豆水抗氧化成分的溶出率較高 貳 研究動機與目的一 研究動機 自從電視上有女明星分享以 紅豆水 來美容養顏後, 許多愛美的女性紛紛自製紅豆水飲用, 甚至還有商家推出紅豆水商品來銷售 我們上自然課有學到物體的氧化作用, 1
因此我們很好奇, 紅豆水這項炙手可熱的保健飲品, 其抗氧化力如何, 那其他豆類的水呢? 如黑豆水 綠豆水 黃豆水 米豆水 花豆水等, 經調查又發現, 煮紅豆水的說法各家不一, 有人說沖泡, 有人說滾煮, 又有人說放電鍋, 還有人說不可煮破, 不同製作方式所產生的豆子水抗氧化力又如何. 這些問題有待我們一一去探究 二 研究目的與問題本研究目的在於了解各種不同屬性的豆子, 以不同的方式取得豆子水, 其抗氧化力如何, 有哪些因素會影響豆子水的抗氧化力, 並將研究結果與生活中的事物做對照 因此, 所擬出的研究問題如下所示 : 一 以 滾水沖泡法 ( 不同時間不同水溫 ) 所取得的豆子水抗氧化力如何? 二 以 浸泡法 ( 同一時間不同水溫 ) 所取得的豆子水抗氧化力如何? 三 以 滾煮法 ( 相同水溫不同時間 ---100 度 ) 所取得的豆子水抗氧化力如何? 四 以 冷泡法 ( 相同水溫不同時間 ---25 度 ) 所取得的豆子水抗氧化力如何? 五 以 先浸泡再滾煮法 所取得的豆子水抗氧化力如何? 六 以 電鍋蒸煮法 所取得的豆子水抗氧化力如何? 七 豆子水能否延緩鋼絲絨生鏽的氧化作用? 八 酸鹼環境是否會影響豆子水抗氧化力的表現? 九 與市面上豆子水商品抗氧化力比較又是如何? 参 名詞定義一 豆子水 坊間的紅豆水是指採滾水沖泡法 滾煮法或電鍋蒸煮法, 而不管採哪一種製造法, 但不能煮破, 所謂紅豆水是指放置一段時間, 取頂層的上清液飲用, 而非紅豆本身 我們便以紅豆水的製法為基礎, 以不同豆類 不同製作方式來設計實驗 2
二 自由基 vs 抗氧化力我們在五下自然 燃燒與生鏽 單元中, 提到氧化的概念, 氧是讓生命維持正常運作的重要成分, 平常我們吃東西進入身體內, 產生氧化作用, 提供人體所需要的能量, 但是氧在生物體內的代謝過程中, 會產生自由基, 人體細胞若受到自由基的攻擊, 容易因此受到損害或老化, 甚至產生病變, 因此人體細胞氧化作用和老化或疾病有關 抗氧化力 和 自由基 是近年來在媒體發燒的話題, 自由基有很強的氧化力, 對人體細胞有害, 人體如果攝取適量抗氧化劑, 可幫助人體提升抗氧化力對抗自由基 如果能在生活中食用天然且具有良好抗氧化活性的食物, 幫助人體維持體內氧化 - 還原作用均衡, 就可增加身體對自由基的耐受性, 強化自體防護的功能, 這也是一直以來營養學家和保健產品努力的方向 三 碘滴定法國小階段沒有滴定設備或更精密的儀器, 因此, 在蒐集資料和討論後, 我們決定以碘滴定法來比較各種豆水的抗氧化力 碘滴定法以澱粉 ( starch ) 當指示劑, 當碘與澱粉結合即呈深藍色 碘被還原成碘離子, 遇到澱粉沒有反應, 溶液呈無色 碘滴定法是一種氧化還原的方法, 可利用碘化鉀和水溶液中的澱粉指示劑形成深藍色溶液, 再將具有還原力的物質加入後, 和溶液中的碘反應, 如果碘被還原成碘離子, 水溶液顏色就由深藍轉為透明無色, 即達滴定終點 肆 研究材料與工具一 材料 : 太白粉 紅豆 黑豆 綠豆 黃豆 米豆 斑豆 ( 又稱花豆 ) 碘液 小蘇打粉 醋 市售紅豆水 六種豆類 ( 由左到右依序為紅豆 黑豆 綠豆 黃豆 米豆 花豆 ) 3
太白粉碘液小蘇打粉 醋市售紅豆水 二 工具 : 燒杯 錐形瓶 酒精燈 三腳架 石棉網 塑膠滴管 量筒 溫度計 電子秤 湯匙秤 電磁爐 煮水器 大小鍋子 電鍋 計時器 鋼絲絨 酸鹼測試筆 燒杯錐形瓶酒精燈 三腳架滴管 量筒 溫度計電子秤湯匙秤電磁爐 煮水器大鍋子小鍋子電鍋 4
鋼絲絨 酸鹼測試筆 伍 研究過程與討論 以下說明兩個在研究中會不斷進行的實驗操作 製作澱粉指示劑, 方式如下 : 1. 量取 200ml 水到燒杯中 2. 加 4g 的太白粉到燒杯中, 攪拌均勻 3. 再放到酒精燈上加熱攪拌至接近沸騰即可 ( 根據研究資料, 澱粉加熱到 90 度即可, 才不會太濃稠 ) 4. 靜置冷卻到室溫, 備用 1. 先以湯匙秤取 4 克 太白粉 2. 將太白粉倒入燒 杯中 3. 攪拌均勻 4. 再放到酒精燈上 加熱攪拌至接近沸騰 即可靜置冷卻 滴定 1. 用量筒取 20ml 的水 5
2. 將 20ml 的水倒入錐形瓶 " 豆 陣來抗氧 --- 豆子水抗氧化力之比較 3. 滴入五滴碘液 4. 再滴入六滴澱粉指示劑 5. 搖晃錐形瓶使碘液和澱粉指示劑作用產生深藍色液體 6. 滴入豆子水 ( 在整個實驗滴碘液 滴澱粉指示劑和豆子水的滴管都固定同一支 ) 7. 兩人一起數滴數, 直到溶液變透明為止 8. 當右邊的深藍色液體變成透明即為滴定終點 1. 用量筒取 20ml 的 水 2. 將 20ml 的水倒入 錐形瓶 3. 滴入五滴碘液 4. 再滴入六滴澱粉 指示劑 5. 搖晃錐形瓶使碘 液和澱粉指示劑作用 產生深藍色液體 6. 滴入豆子水 7. 兩人一起數滴 數, 直到溶液變透明 為止 8. 當右邊的深藍色 液體變成透明即為滴 定終點 本研究根據九個研究問題所產生的實驗設計與結果如下 : 一 以 滾水沖泡法 ( 不同時間不同水溫 ) 所取得的豆子水抗氧化力如何? ( 一 ) 實驗步驟 : 1. 準備六種豆 ( 紅豆 黑豆 綠豆 黃豆 米豆 花豆 ) 各 30 克和六份 200ml 的水 ( 豆 : 水 =3:20) 2. 將水倒入煮水器中直到煮滾, 即 100 度 3. 將滾水倒入燒杯中浸泡豆子並放上蓋子 6
"豆 陣來抗氧---豆子水抗氧化力之比較 4. 每種豆分別泡 20 分鐘 30 分鐘 60 分鐘 120 分鐘 時間到即可取豆子水 5. 測量每種豆子水達到滴定終點的滴數並記錄 取豆子水的方式如下圖: 1. 準備六種豆各 30 克和六 份 200ml 的水 2. 將水倒入煮水器中直到煮 滾 即 100 度 4. 在燒杯上放蓋子 每種豆 5. 時間到便以濾勺取豆子水 分別泡 20 分鐘 30 分鐘 60 分鐘 120 分鐘 3. 將滾水倒入燒杯中 6. 六種豆子水 (二)實驗結果 各種豆子水 沖泡時間越短 豆子水顏色越淺越清澈 沖泡時間越長 豆子水顏 色越深越混濁 (由左至右分別為沖泡 20 分 30 分 60 分 120 分) 紅豆水 黑豆水 綠豆水 黃豆水 米豆水 花豆水 7
經測量後, 得到的結果整理如下表 : 表一 紅豆 黑豆 綠豆 黃豆 米豆 花豆 沖泡時間 20 分 140 135 142 19 20 18 60 65 68 305 320 310 130 120 125 20 23 22 30 分 80 85 88 19 21 22 55 50 54 260 275 265 72 70 74 24 24 23 60 分 40 35 38 15 19 20 30 34 38 154 168 160 60 65 66 22 20 23 120 分 35 36 38 9 14 13 30 30 32 150 145 153 60 60 62 18 22 20 1. 以單一豆子水縱向來比較, 除了黑豆 花豆外, 其他豆類隨著沖泡時間越長, 豆子水的抗氧化力皆有明顯的增加 2. 以單一時間豆子水橫向來比較 : (1) 以沖泡時間 20 分和 30 分來看, 六種豆子水抗氧化力由高到低皆為黑豆 花豆 > 綠豆 > 米豆 紅豆 > 黃豆 (2) 以沖泡時間 60 分和 120 分來看, 六種豆子水抗氧化力由高到低皆為黑豆 花豆 > 綠豆 紅豆 > 米豆 > 黃豆 3. 以單一豆子水抗氧化力增加速率來看 : (1) 黑豆與花豆一遇到高溫, 抗氧化成分便能快速溶出, 但隨著時間拉長, 抗氧化力並沒有明顯的提升 也就是說, 如果要取得黑豆水和花豆水的抗氧化力,100 度的滾水只要沖泡 20 分就有很好的效果 (2) 紅豆 綠豆 米豆 黃豆的豆子水則在 60 分鐘內逐漸提高抗氧化力, 但皆在 60 分鐘後成長趨緩, 隨著滾水溫度慢慢下降,120 分鐘的抗氧化力與 60 分鐘的抗氧化力相近 也就是說, 如果要以滾水沖泡法來取得豆子水, 紅豆 綠豆 米豆 黃豆的豆子水需要至少 60 分鐘, 抗氧化力會比較好, 但若再浸泡更久的時間, 抗氧化力提升有限 4. 六種豆子浸泡 120 分鐘後, 燒杯內的水已接近常溫, 豆子能溶出的抗氧化成分也愈來愈緩, 增加有限, 因此也可以說六種豆子在 120 分鐘所呈現的抗氧化力已接近 8
滾水沖泡法 所能讓豆子釋出抗氧化成分的最大限度 5. 我們將泡過後的豆子加以按壓, 發現黑豆 花豆最快軟化, 對照數據, 可知黑豆和花豆本身是屬於抗氧化成分容易溶出的豆子 在沖泡 60 分鐘後, 黑豆 花豆 米豆 黃豆均偏軟, 只有紅豆 綠豆摸起來較硬, 我們猜想也許是內部的抗氧化成分尚未完全釋出 這個實驗讓我們知道, 滾水沖泡法影響豆子水抗氧化力的原因, 除了時間 ( 沖泡時間設定不同 ), 還有溫度 ( 並非恆溫,100 度的滾水會隨著時間恢復為常溫 ), 也就是說, 溫度 和 時間 是影響豆子抗氧化成分溶出的兩個重要條件 因此接下來我們想探究的是, 溫度 此一變因對豆子水抗氧化力的影響, 亦即同樣時間內, 不同溫度沖泡的豆子水, 其抗氧化力是否不同? 因此, 我們設計了實驗二 二 以 浸泡法 ( 同一時間不同水溫 ) 所取得的豆子水抗氧化力如何? ( 一 ) 實驗步驟 : 1. 為了一次可以將所有的燒杯放入大鍋中, 我們將豆和水分量減半, 但比例不變 ( 豆 : 水 =3:20), 準備六種豆 ( 紅豆 黑豆 綠豆 黃豆 米豆 花豆 ) 各 15 克和六份 100ml 的水 2. 先將裝水的燒杯置入大鍋中, 以隔水加熱的方式, 將燒杯內的水加熱到設定的溫度 3. 當燒杯內的水達到設定溫度時, 放入準備好的六種豆子 4. 將電磁爐的火力轉小, 並以溫度計隨時監測, 以保持溫度固定, 讓豆子在水中浸泡 15 分鐘, 時間到即可取豆子水 5. 測量每種豆子水達到滴定終點的滴數並記錄 取豆子水的方式如下圖 : 9
1. 準備六種豆各 15 克和六份 100ml 的水 " 豆 陣來抗氧 --- 豆子水抗氧化力之比較 2. 將燒杯內的水隔水加熱至設定的溫度 3. 燒杯內的水達到定溫度時倒入六 種豆子 4. 時間到以濾勺取出豆子水 ( 二 ) 實驗結果 經測量後, 得到的結果整理如下表 : 表二 紅豆黑豆綠豆黃豆米豆花豆 浸泡 溫度 60 度 30 28 31 30 29 28 22 20 24 170 165 155 33 40 36 6 6 5 80 度 19 17 18 5 5 5 9 9 10 140 133 146 30 32 28 6 5 5 100 度 14 14 12 4 6 6 9 10 9 112 100 105 20 22 21 5 4 5 1. 以單一豆子水縱向來比較, 除了花豆外, 隨著浸泡溫度升高, 抗氧化力皆增加 2. 以單一時間豆子水橫向來比較 : (1) 以浸泡溫度 60 度來看, 花豆 > 綠豆 紅豆 黑豆 米豆 > 黃豆 (2) 以浸泡溫度 80 度來看, 花豆 黑豆 綠豆 > 紅豆 > 米豆 > 黃豆 (3) 以浸泡溫度 100 度來看, 花豆 黑豆 > 綠豆 紅豆 > 米豆 > 黃豆 10
不管哪一種浸泡溫度, 花豆水的抗氧化力皆優於其他豆子水, 黑豆 綠豆後來居上, 最差仍為黃豆 3. 以單一豆子水抗氧化力增加速率來看, 花豆的抗氧化成分快速溶出, 但接下來抗氧化力成長有限, 幾乎停頓 而黑豆水和綠豆水在 80 度的抗氧化力與 100 度接近, 也就是說兩者在 80 度之後, 抗氧化力沒有明顯的增加 紅豆和黃豆則是有持續的成長 和實驗一的結果相比較, 在本實驗中, 不管是 100 度 80 度還是 60 度, 豆子水的抗氧化力皆優於實驗一的 滾水沖泡法 因此, 要提升豆子水的抗氧化力, 光是一開始有高溫是不夠的, 還必須是 持續的高溫, 也就是 溫度 與 時間 兩項要素兼具, 才能使豆子水的抗氧化力更加提升 因此, 我們設計了實驗三 三 以 滾煮法 ( 相同水溫不同時間 ---100 度 ) 所取得的豆子水抗氧化力如何? ( 一 ) 實驗步驟 : 1. 準備六種豆 ( 紅豆 黑豆 綠豆 黃豆 米豆 花豆 ) 各 30 克和六份 200ml 的水 2. 先將 30 克的豆子倒入 200ml 的水中, 隨即倒入電磁爐上的鍋子開始煮, 先大火 ( 電磁爐火力為 6), 等到水滾 ( 約 2-3 分鐘 ), 再關小火 ( 保持水滾, 電磁爐火力為 3) 3. 每種豆分別煮 5 分鐘 10 分鐘 15 分鐘, 時間到就取豆子水 4. 測量每種豆子水達到滴定終點的滴數並記錄 取豆子水的方式如下圖 : 1. 準備六種豆各 30 克和六份 200ml 的 水 2. 將水和豆子一同 倒入鍋中, 以大火煮 滾 3. 煮滾後改小火 4. 時間到熄火並以 濾勺取出豆子水 11
( 二 ) 實驗結果 " 豆 陣來抗氧 --- 豆子水抗氧化力之比較 各種豆子水, 滾煮時間越短, 豆子水顏色越淺越清澈 ; 滾煮時間越長, 豆子水顏 色越深越混濁 ( 由左至右分別為滾煮 5 分 10 分 15 分 ) 紅豆水黑豆水綠豆水 黃豆水米豆水花豆水 經測量後, 得到的結果整理如下表 : 表三 紅豆黑豆綠豆黃豆米豆花豆 滾煮 時間 5 分 35 37 38 12 12 13 23 28 27 240 250 255 85 100 70 18 15 16 10 分 20 23 23 9 10 11 13 12 14 200 210 215 35 38 39 16 15 16 15 分 14 14 12 4 6 6 9 10 9 112 100 105 20 22 21 5 4 5 12
1. 以單一豆子水縱向來比較, 不管哪一種豆子水, 隨著滾煮時間拉長, 抗氧化力皆增加 2. 以單一時間豆子水橫向來比較 : (1) 以滾煮時間 5 分鐘來看, 黑豆 花豆 > 綠豆 > 紅豆 > 米豆 > 黃豆 (2) 以滾煮時間 10 分鐘來看, 黑豆 綠豆 花豆 > 紅豆 > 米豆 > 黃豆 (3) 以滾煮時間 15 分鐘來看, 黑豆 花豆 > 紅豆 綠豆 > 米豆 > 黃豆 3. 以單一豆子水抗氧化力增加速率來看, 每種豆子水隨著滾煮時間拉長, 抗氧化力也跟著提高 4. 被研究指出抗氧化力高的紅豆和綠豆, 從實驗一到實驗三一直沒有特別突出的表現, 反而是黑豆和花豆總是獨占鰲頭, 我們認為, 並不是紅豆抗氧化成分不高, 可能是還沒找到適合 紅豆 和 綠豆 的烹煮方式, 將繼續探究 這個實驗讓我們知道, 持續的高溫 是豆子抗氧化力溶出的重要因素, 溫度越高, 時間越久, 豆子的抗氧化成分溶出越高, 豆子水的抗氧力就越好 成員當中有人提出那如果只是用一般冷水浸泡, 豆子的抗氧化成分會釋出嗎? 釋出的情形又如何呢? 在好奇心的驅使下, 我們設計了實驗四 四 以 冷泡法 ( 相同水溫不同時間 ---25 度 ) 所取得的豆子水抗氧化力如何? ( 一 ) 實驗步驟 : 1. 準備六種豆 ( 紅豆 黑豆 綠豆 黃豆 米豆 花豆 ) 各 30 克和六份 200ml 的水 2. 將 30 克的豆子倒入 200ml 的水中浸泡, 每種豆分別浸泡 8 小時 16 小時和 24 小時, 並置於冰箱冷藏以免豆子水變質壞掉 3. 時間到取出豆子水, 並測量每種豆子水達到滴定終點的滴數並記錄 4. 由於冷泡法得到的是生豆水, 如果要食用, 仍有高溫殺菌的必要, 因此, 我們還將冷泡 24 小時的豆子水加熱煮滾再測抗氧化力 13
取豆子水的方式與過程如下圖 : " 豆 陣來抗氧 --- 豆子水抗氧化力之比較 1. 準備六種豆各 30 克和 六份 200ml 的水 2. 將豆子倒入燒杯中浸泡黑豆的種皮養分最快溶出 8 小時 16 小時 24 小時 ( 二 ) 實驗結果 經測量後, 得到的結果整理如下表 : 14
表四 " 豆 陣來抗氧 --- 豆子水抗氧化力之比較 紅豆黑豆綠豆黃豆米豆花豆 冷泡 時間 8h 45 40 43 35 40 45 45 40 48 260 280 295 140 165 135 50 45 48 16h 28 36 31 31 33 36 45 45 48 240 250 265 110 105 120 43 45 45 24h 20 25 27 20 25 25 23 25 24 135 140 150 80 95 100 30 25 25 煮 20 24 25 20 20 22 23 20 21 145 130 125 75 85 90 28 25 30 1. 以單一豆子水縱向來比較, 不管哪一種豆子水, 隨著浸泡時間拉長, 抗氧化力皆增加 這個結果令我們有些驚訝, 原來冷水也可以讓堅硬的豆子溶出抗氧化成分, 只是需要時間 2. 以單一時間豆子水橫向來比較 : (1) 以浸泡時間 8 小時來看, 紅豆 黑豆 綠豆 花豆 > 米豆 > 黃豆 (2) 以浸泡時間 16 小時來看, 紅豆 黑豆 > 綠豆 花豆 > 米豆 > 黃豆 (3) 以浸泡時間 24 小時來看, 紅豆 黑豆 綠豆 花豆 > 米豆 > 黃豆 由上述我們發現, 原本在實驗一和實驗二抗氧力皆不如黑豆 花豆的紅豆, 在實驗三卻有較佳的表現, 可見 浸泡 對於紅豆來說, 是釋放抗氧化成分的重要條件 1. 以單一豆子水抗氧化力增加速率來看, 每種豆隨著時間, 抗氧化成分皆能 慢慢的 溶出 2. 將冷泡 24 小時取得的豆子水煮滾後測試其抗氧化力, 發現抗氧化力並沒有因為加熱而改變 從實驗一我們得知用滾水沖泡法會因為水溫慢慢下降使豆子抗氧化成分溶出趨緩 ; 從實驗二和三我們得知若想在短時間內取得豆子水, 持續的高溫 是重要的條件 ; 而從本實驗我們知道, 不管什麼水溫, 只要將豆子浸泡在水中, 其抗氧化成分就會溶出, 也就是說, 浸泡 對豆子抗氧化成分的溶出也是重要的因素 雖然冷泡法也可以溶出豆子的抗氧化成分, 但時間耗費過久, 但若要快速取得抗氧化力高的豆子水, 我 15
們認為需要 時間 溫度 浸泡 三者兼具的烹煮方式 因此, 我們設計了實驗五 五 以 先浸泡再滾煮法 所取得的豆子水抗氧化力如何? ( 一 ) 實驗步驟 : 1. 準備六種豆 ( 紅豆 黑豆 綠豆 黃豆 米豆 花豆 ) 各 30 克和六份 200ml 的水 2. 先將 30 克的豆子倒入 200ml 的水中浸泡, 每種豆分別浸泡 10 分鐘 20 分鐘 30 分鐘 60 分鐘 3. 時間到就倒入電磁爐上的鍋子煮 10 分鐘, 最後取出豆子水 4. 測量每種豆子水達到滴定終點的滴數並記錄 取豆子水的方式與各種豆子水如下圖 : 1. 準備六種豆各 30 克和六份 200ml 的水 2. 浸泡豆子 3. 待浸泡時間結束, 將水 和豆子一同放入鍋中 4. 開始滾煮 5. 時間到熄火並以濾勺取 出豆子水 豆子水 紅豆水黑豆水綠豆水 16
黃豆水米豆水花豆水 ( 二 ) 實驗結果經測量後, 得到的結果整理如下表 : 表五紅豆黑豆綠豆黃豆米豆花豆 浸泡時 間 10 分鐘 17 19 18 7 6 5 8 9 9 120 125 130 25 30 29 13 12 12 20 分鐘 13 15 14 4 5 5 6 7 8 100 110 95 25 25 26 9 8 9 30 分鐘 10 11 12 4 3 3 5 5 5 90 88 89 24 25 26 3 4 5 60 分鐘 3 3 4 3 4 4 3 4 3 55 65 70 16 19 20 4 5 3 1. 以單一豆子水縱向來比較, 不管哪一種豆子水, 滾煮前浸泡時間越長, 抗氧化力越高 2. 以單一時間豆子水橫向來比較 : (1) 以滾煮前浸泡 10 分鐘來看, 黑豆 綠豆 > 花豆 紅豆 > 米豆 > 黃豆 (2) 以滾煮前浸泡 20 分鐘來看, 黑豆 綠豆 花豆 > 紅豆 > 米豆 > 黃豆 (3) 以滾煮前浸泡 30 分鐘來看, 黑豆 綠豆 花豆 > 紅豆 > 米豆 > 黃豆 (4) 以滾煮前浸泡 60 分鐘來看, 紅豆 黑豆 綠豆 花豆 > 米豆 > 黃豆 3. 以單一豆子水抗氧化力增加速率來看, 浸泡 對紅豆 米豆和黃豆來說, 有增加抗氧化成分溶出的作用, 三種豆子水的抗氧化力在浸泡 30 分鐘後有明顯的成長 黑豆 綠豆和花豆, 以加長浸泡時間的方式提升抗氧力的效果較不明顯 因此, 如果要煮紅 17
豆水 米豆水和黃豆水, 最好先浸泡, 得到的豆子水抗氧化力比較高 4. 比較 先浸泡 60 分再煮 10 分 的測量結果和先前的實驗結果做對照, 證實 時間 溫度 浸泡 是影響豆子抗氧化成分溶出的三項重要因素, 若要豆子水有較高的抗氧化力, 三者缺一不可 雖然持續的高溫有助於豆子抗氧化成分的溶出, 溫度越高抗氧化力就越高嗎? 鍋內烹煮超過 100 度的電鍋是否更有利於豆子水抗氧化力的提升? 為了探究這個問題, 我們設計了實驗六 六 以 電鍋蒸煮法 所取得的豆子水抗氧化力如何? ( 一 ) 實驗步驟 : 1. 準備六種豆 ( 紅豆 黑豆 綠豆 黃豆 米豆 花豆 ) 各 30 克和六份 200ml 的水 2. 先將 30 克的豆子和 200ml 的水倒入電鍋的內鍋中, 外鍋分別放入 50ml 100ml 200ml 300ml,, 煮到電鍋按鍵跳起來, 也就是外鍋的水蒸發完畢, 便取出豆子水 3. 測量每種豆子水達到滴定終點的滴數並記錄 取豆子水的方式與各種豆子水如下圖 : 1. 準備六種豆各 30 克和六 份 200ml 的水 2. 將水和豆子一同倒入電鍋 的內鍋中, 並在外鍋加入設定 的水量 3. 等電鍋按鍵跳起, 便可 用濾勺取水 紅豆水黑豆水綠豆水 18
黃豆水米豆水花豆水 ( 二 ) 實驗結果經測量後, 得到的結果整理如下表 : 表六紅豆黑豆綠豆黃豆米豆花豆 外鍋水 量 50ml 42 45 48 18 20 15 55 56 58 442 430 438 33 32 37 13 15 14 100ml 33 32 30 12 12 14 43 47 46 296 290 304 25 26 28 14 12 13 200ml 20 22 21 10 9 9 24 25 24 200 220 235 28 30 30 14 15 15 300 ml 15 16 16 7 6 7 20 24 25 160 170 168 30 28 29 15 15 15 1. 以單一豆子水縱向來比較, 紅豆 黑豆 黃豆的豆子水抗氧化力都有隨著外鍋的 水 ( 可控制烹煮的時間 ) 增加而提高 2. 以單一時間豆子水橫向來比較 : (1) 以外鍋水量 50ml 和 100ml 來看, 黑豆 花豆 > 米豆 > 紅豆 > 綠豆 > 黃豆 (2) 以外鍋水量 200ml 來看, 黑豆 > 花豆 > 紅豆 綠豆 米豆 > 黃豆 (3) 以外鍋水量 300ml 來看, 黑豆 > 紅豆 花豆 > 綠豆 米豆 > 黃豆 19
3. 以單一豆子水抗氧化力增加速率來看, 紅豆 黑豆 黃豆都隨著外鍋水量增加, 亦即蒸煮時間增加而提升抗氧化力 綠豆水則是外鍋水量超過 200ml 後抗氧化力便不再增加, 可以說, 這是以 電鍋蒸煮法 來取綠豆水, 綠豆水的抗氧化力所能達到的最大值 米豆和黃豆則是在 50ml 後抗氧化力就沒有明顯的增加, 應該也是如此 4. 紅豆水由於抗氧化力仍在提升, 因此我們又加長紅豆蒸煮的時間, 希望可以把它煮破煮爛, 因為我們也想知道, 煮破煮爛的紅豆水抗氧化力又是如何 結果如下所示 : 煮破的豆子 取出的紅豆水相當混 濁, 杯底有許多澱粉沉 澱 10 12 11 將測試結果和實驗五相比, 紅豆煮爛的豆子水, 其抗氧化力並不低, 但這個數字應是以電鍋蒸煮法取紅豆水所能得到的最大值 這個數值和 浸泡 30 分再煮 10 分 的紅豆水接近, 但得到的抗氧化力還是沒有 浸泡 60 分再煮 10 分 的紅豆水來得好 4. 電鍋雖然內部溫度高於 100 度, 卻沒有明顯提升豆子水的抗氧化力, 也許是電鍋內部的高溫破壞了部分豆子的抗氧化成分, 因此就提升抗氧化力的角度來看, 電鍋的效果沒有滾煮來得好, 也就是說, 過度高溫未必能提升豆子水的抗氧化力 5. 如果不希望高溫持續太久破壞豆子水的抗氧化成分, 或許外鍋的水量不要多, 短時間蒸煮就好, 再搭配其他方式, 例如 先浸泡再蒸 或 先蒸再悶 綜合討論 我們將 滾水沖泡法 ( 實驗一 ) 浸泡法 ( 實驗二 ) 滾煮 ( 實驗三 ) 先浸泡再滾 20
煮 ( 實驗五 ) 以及 電鍋蒸煮 ( 實驗六 ) 的結果整理如下表 ( 冷泡法時間耗費太久, 先不列入比較 ): 紅豆黑豆綠豆黃豆米豆花豆 泡 20 140 135 142 19 20 18 60 65 68 305 320 310 130 120 125 20 23 22 泡 30 80 85 88 19 21 22 55 50 54 260 275 265 72 70 74 24 24 23 泡 60 40 35 38 15 19 20 30 34 38 154 168 160 60 65 66 22 20 23 泡 120 35 36 38 9 14 13 30 30 32 150 145 153 60 60 62 18 22 20 60 度 30 28 31 30 29 28 22 20 24 170 165 155 33 40 36 6 6 5 80 度 19 17 18 5 5 5 9 9 10 140 133 146 30 32 28 6 5 5 100 度 14 14 12 4 6 6 9 10 9 112 100 105 20 22 21 5 4 5 煮 5 35 37 38 12 12 13 23 28 27 240 250 255 85 100 70 18 15 16 煮 10 20 23 23 9 10 11 13 12 14 200 210 215 35 38 39 16 15 16 煮 15 14 14 12 4 6 6 9 10 9 112 100 105 20 22 21 5 4 5 浸 10 17 19 18 7 6 5 8 9 9 120 125 130 25 30 29 13 12 12 浸 20 13 15 14 4 5 5 6 7 8 100 110 95 25 25 26 9 8 9 浸 30 10 11 12 4 3 3 5 5 5 90 88 89 24 25 26 3 4 5 浸 60 3 3 4 3 4 4 3 4 3 55 65 70 16 19 20 4 5 3 50ml 42 45 48 18 20 15 55 56 58 442 430 438 33 32 37 13 15 14 100ml 33 32 30 12 12 14 43 47 46 296 290 304 25 26 28 14 12 13 200ml 20 22 21 10 9 9 24 25 24 200 220 235 28 30 30 14 15 15 300 ml 15 16 16 7 6 7 20 24 25 160 170 168 30 28 29 15 15 15 從上表我們發現 : 1. 六種方法中, 不管哪一種豆子, 皆以 先浸泡 60 分再滾煮 10 分 此一方法所得到的豆子水抗氧化力最高 以滾水沖泡 20 分 取得的豆子水抗氧化力較差 2. 六種豆子中, 以紅豆 黑豆 綠豆 花豆的豆子水抗氧化力最高, 黃豆則不管哪一種方式, 所取得的紅豆水抗氧化力皆最差 3. 雖然紅豆 黑豆 綠豆 花豆的豆子水抗氧化力最高, 但是但每種豆子屬性不同, 適用的烹煮方式也不同 紅豆的抗氧化成分較不易溶出, 必須 浸泡 溫度 時間 三要素兼具, 抗氧化成分才會有較高的溶出率 因此, 實驗一到實驗六中, 以 21
先浸泡 60 分再滾煮 10 分 的方法所得到的紅豆水抗氧化力最高, 因為它兼具了 浸泡 溫度 時間 三條件 但若是 先以電鍋煮再悶, 或是 先滾煮再悶, 或是 先浸泡再放入電鍋蒸煮, 也許也會有較高的抗氧化力, 因為這三種方式也兼具了 浸泡 溫度 時間 三條件, 至於真正情形如何, 可以日後再探究 4. 黑豆和花豆屬於容易釋放抗氧化成分的豆類, 因此不管採用哪一種製作方法, 抗氧化力皆容易較其他豆子水高, 不像紅豆只有 先浸泡 60 分再滾煮 10 分 這個方法而已 為了映證實驗的結果, 我們進一步將抗氧化力較差的豆子水 ( 以滾水沖泡 20 分 ) 和抗氧化力較高的豆子水 ( 先浸泡 60 分再滾煮 10 分 ) 噴在鋼絲絨上, 觀察鋼絲絨的氧化情形 因此, 我們設計了實驗七 七 豆子水能否延緩鋼絲絨生鏽的氧化作用 ( 一 ) 實驗步驟 : 1. 用 滾水沖泡 20 分 和 先浸泡 60 分再煮 10 分 取六種豆子水 2. 將鋼絲絨剪成約 4*4 的正方形 3. 用鑷子將鋼絲絨放入豆子水中浸泡 4. 取出, 將豆子水瀝乾, 放在圖畫紙上 ( 放在圖畫紙上觀察較清楚 ) 5. 放置一天後, 觀察鋼絲絨的生鏽情形 做法如下圖 : 1. 用 滾水沖泡 20 分 2. 將鋼絲絨剪成約 3. 用鑷子將鋼絲絨 4. 取出, 將豆子 和 先浸泡 60 分再煮 4*4 的正方形 放入豆子水中浸泡 水瀝乾, 放在圖畫 10 分 取六種豆子水 紙上觀察 ( 二 ) 實驗結果 放置一天後 22
同一種烹煮方式, 不同豆子水抗氧力比較 ( 由左至右依序為紅豆水 黑豆水 綠豆水 黃豆水 米豆水 花豆水, 上面或下面為噴水的鋼絲絨 ) 滾水沖泡 20 分 先浸泡 60 分再煮 10 分鐘 由上圖可看出, 除了噴黑豆水和花豆水的鋼 絲絨沒有生鏽 ( 黑色的水漬 ), 其他鋼絲絨皆 出現生鏽 ( 紅褐色的水漬 ) 在鋼絲絨上或是圖 畫紙上 由上圖可看出, 除了噴黃豆水的鋼絲絨有明顯 的生鏽 ( 紅褐色的水漬 ), 其他多殘留黑色的水漬 在鋼絲絨上或是圖畫紙上 同一種豆子水, 不同烹煮方式比較 ( 上面皆為 先浸泡 60 分再煮 10 分鐘 取得的豆子水, 下面皆為 滾水沖泡 20 分 取得的豆子水 ) 紅豆水黑豆水綠豆水黃豆水米豆水花豆水 採用 沖泡 兩者皆無生鏽 採用 沖泡 兩者皆有生鏽採用 沖泡法 兩者皆無生鏽 法 的鋼絲絨 法 的鋼絲絨 的鋼絲絨有少許 有明顯的生 有少許生鏽, 生鏽, 先浸泡 鏽, 先浸泡再 先浸泡再滾 再滾煮 的鋼 滾煮 的鋼絲 煮 的鋼絲絨 絲絨沒有生鏽 絨沒有生鏽 沒有生鏽 23
從這個實驗中, 可以映證實驗一和實驗五的結果, 顯見豆子水抗氧化力的高低確實具有能延緩氧化的效果 從實驗一到實驗六我們知道 溫度 時間 浸泡 是影響豆子抗氧化成分溶出的重要變因, 還有甚麼因素會影響豆子水的抗氧化力呢? 我們想到 ph 值可能也是變因, 豆子水的抗氧化力在酸性或鹼性的環境下會提升或是被削弱呢? 為了解開這個疑問, 我們設計了實驗八 八 酸鹼環境是否會影響豆子水抗氧化力的表現? ( 一 ) 實驗步驟 : 1. 準備六種豆 ( 紅豆 黑豆 綠豆 黃豆 米豆 花豆 ) 各 30 克和六份 200ml 的水 2. 先以滾煮法煮豆子 5 分鐘, 取得各種豆子水 3. 每種豆類各取三份 50ml 的豆子水, 一份加入 5ml 醋酸 ( 經測試, 各種豆子水的酸鹼值在 ph3.0-ph3.3 之間 ), 一份加入兩平匙的小蘇打粉 ( 即一茶匙 ), 攪拌溶解至飽和 ( 經測試, 各種豆子水的酸鹼值皆為 8.1) 4. 測量每種豆子水達到滴定終點的滴數並記錄 做法如下圖 : 將豆子水調製為酸性溶液 將豆子水調製為鹼性溶液 取 5ml 的醋將醋倒入豆子水中小蘇打粉取兩平匙, 即為一茶匙 將小蘇打粉倒入豆子 水中, 攪拌溶解到飽 和 ( 二 ) 實驗結果 經測量後, 得到的結果整理如下表 : 表七 24
紅豆黑豆綠豆黃豆米豆花豆 酸 140 145 148 30 32 29 145 155 153 440 450 455 188 196 206 25 28 30 中 35 37 38 12 12 13 23 20 21 240 250 255 85 100 70 18 15 20 鹼 30 27 28 10 8 6 20 21 23 120 135 125 78 70 75 19 16 14 從上表我們發現 : 1. 不管哪一種豆子水, 在加入醋酸後, 抗氧化力都大幅降低 2. 紅豆 黑豆 黃豆 米豆在加入小蘇打後, 抗氧化力有明顯的增加 ; 綠豆 花豆則沒有 3. 因此, 如果豆子水和其他鹼性食物在一起, 抗氧化力可能增加, 如果豆子水加上茶類, 或許是不錯的選擇 但如果和其他酸性食物混合, 抗氧化力就被削弱了 實驗九 ---- 與市面上豆子水商品抗氧化力比較 我們從市面上取得兩種不同品牌的紅豆水, 產品為粉末, 產品為飲品 以下 為兩者的介紹與測試的結果 : 25
自製紅豆水 產品 產品 使用 200ml 每包 2 克, 一小包沖泡 295ml, 直接飲用 方式 300-500ml 水量 ( 我們以 300ml 沖泡 ) 製造 以 30 克紅豆加上 200ml 天然紅豆 20 倍濃縮精華 利用低溫研磨和高壓 方法 的水滾煮 5 分鐘而成 ( 根據包裝說明 ) 濃縮的方式製成, 一瓶 =120 克紅豆萃取 ( 根據 包裝說明 ) 圖片 測量 35 30 38 55 55 60 35 35 34 由上表我們發現, 以粉末沖泡而成的紅豆水抗氧化力明顯低於自製紅豆水和罐裝紅豆水, 雖然自製紅豆水和罐裝紅豆水抗氧化力接近, 但自製紅豆水只需要 30 克和 200 毫升的水, 而飲品卻是由 120 克的紅豆製成 ( 根據包裝說明 ), 相較之下, 自製紅豆水較經濟實惠 這也讓我們知道, 雖然坊間有紅豆水相關產品, 但抗氧化成分的溶出卻不盡相同 陸 討論與結論 1. 如果要以 滾水沖泡法 來沖泡豆子水, 在無任何隔熱的容器下, 紅豆 綠豆 米豆 黃豆的豆子水需要至少 60 分鐘, 抗氧化力會比較好, 但若再浸泡更久的時間, 豆子的抗氧化成分會因水溫下降而溶出趨緩, 抗氧化力提升有限 2. 浸泡法 所製造出來的豆子水抗氧化力皆優於 滾水沖泡法, 因此, 我們知道, 影 26
27 " 豆 陣來抗氧 --- 豆子水抗氧化力之比較 響豆子溶出抗氧化成分的要件不只有 溫度, 還有 時間 兩者相結合 持續高溫 才能使豆子水含有較高的抗氧化力 因此, 如果將豆子置於有隔熱效果的保溫罐中, 倒入 100 度的滾水, 罐內水溫不易快速下降, 雖然採用的是滾水沖泡法, 但其實卻有浸泡法 持續高溫 的效果, 也能提升豆子水的抗氧化力 3. 從 冷泡法 的實驗我們知道, 即使沒有高溫, 浸泡於冷水中也能讓豆子的抗氧化成分溶出, 只是所耗費的時間較久, 因此, 浸泡 也是幫助豆子抗氧化成分溶出的重要因素 畢竟豆類不比蔬菜水果, 外型較於堅硬, 如果不浸泡, 水分無法進入內部, 豆子的抗氧化成分遍無法釋出 但是冷泡法較不實用, 因為需要耗費的時間太久, 且容易有豆子水敗壞的疑慮 4. 先浸泡再滾煮法 是結合了 溫度 時間 浸泡 三項要素的豆子水製造方式, 經實驗後也證實所取得的豆子水抗氧力更為提高, 比較難滲透但卻抗氧化力高的豆子如紅豆, 在此實驗中就有很好的抗氧化力 後來我們還想到其他種結合 溫度 時間 浸泡 三個條件的豆子水製作方式, 如 先浸泡再放入電鍋 先煮好再悶 或 先放入電鍋煮再悶, 這些方法成效如何, 可以日後再深入研究 5. 從 電鍋蒸煮法 中我們發現, 溫度高 就一定提升抗氧化力嗎? 電鍋雖然內部溫度高, 卻沒有明顯提升豆子水的抗氧化力, 也許是電鍋內部的高溫破壞了豆子的抗氧化成分, 因此就提升抗氧化力的角度來看, 電鍋的效果沒有滾煮來得好 6. 在本研究實驗的六種製作豆子水方法中, 不管哪一種豆子, 皆以 先浸泡 60 分再滾煮 10 分 此一方法所得到的豆子水抗氧化力最高 以滾水沖泡 20 分 取得的豆子水抗氧化力較差 7. 六種豆類中, 紅豆水 黑豆水 綠豆水 花豆水皆有良好的抗氧化力, 因此, 若要養顏美容, 不是只有紅豆水可以選擇, 黑豆水 綠豆水 花豆水也有相近的效果呢! 而六種豆類中, 米豆水的抗氧化力較弱, 黃豆水最差, 但每種豆類都有複雜的營養成分, 雖然黃豆抗氧化成分不高, 但不代表營養價值不高 8. 四種抗氧化力高的豆子屬性各有不同, 適用的烹煮方式也不同 紅豆的抗氧化成分較不易溶出, 一定要先浸泡再持續高溫 黑豆和花豆因為抗氧化成分較易溶出, 因此
不管採用哪一種製作方法, 抗氧化力皆容易較其他豆子水高 9. 豆子水遇到酸性物質抗氧化力會大幅降低, 遇到鹼性物質, 綠豆水和抗氧化力有些沒有明顯差異, 有些則有些許增加 10. 不同抗氧化力的豆子水可以和鋼絲絨的生鏽做映證, 實驗證明, 抗氧化力高的豆子水有延緩鋼絲絨生鏽的效果 同一種製作方法中, 黑豆水和花豆水延緩鋼絲絨的效果明顯, 而不管哪一種豆, 先浸泡 60 分再煮 10 分 所取得的豆子水比 沖泡 20 分 的豆子水更有延緩鋼絲絨生鏽的效果 11. 我們也將自製的紅豆水和市面上的紅豆水做比較, 發現還是自製紅豆水抗氧化成分的溶出率較高 心得 : 參加這次實驗後, 才發現做實驗好辛苦, 為了讓實驗一到實驗六的結果可以相互比較, 我們常常做到後面才發現前面的實驗設計要修正, 一修正又全部重新做, 過程比想像中還要漫長 雖然過程坎坷, 但也從中學到很多, 我們知道更多抗氧化的觀念也更了解豆類, 本來對豆類沒興趣的我們, 做完這個實驗, 都開始想喝紅豆水 黑豆水保健身體了呢! 柒 參考資料 1. 王暐嵂 邱耀慶 郭主歆, 解開 澱粉 ~ 碘 的藍色密碼, 中華民國第 47 屆科學展覽會 參展作品集 2. 陳威翰 蘇煥鈞 周傳益, 我是 地 一名 地瓜葉抗氧化力之探討, 中華民國第 50 屆科學展覽會參展作品集 3. 用紅豆水消腫, 先破除五盲點 康健雜誌 185 期 2014.4.1 http://www.commonhealth.com.tw/article/article.action?nid=68293&page=1 4. 民 86, 陳雅莉, 揭開黑豆的真面目 http://www.igotmail.com.tw/from/wbstaylor/18725?f=0&p=20 28
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