不同豆類發(fā)芽過程中營養(yǎng)成分的變化*

于立梅，于新，曾曉房，鐘惠曾，陳海光

(仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院輕工與食品學(xué)院，廣東廣州，510225)

豆類的營養(yǎng)價(jià)值非常高，我國傳統(tǒng)飲食講究“五谷宜為養(yǎng)，失豆則不良”?，F(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)也證明這一點(diǎn)。豆芽類食品是中國人民喜愛的一種傳統(tǒng)優(yōu)質(zhì)食品，其中含有蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、鈣、磷、鐵、維生素和粗纖維等，既能促進(jìn)受傷血管壁的愈合，又是合成體內(nèi)軟骨素的重要原料，軟骨素能消除血管壁上附著的膽固醇和脂肪的積存，對(duì)血管有保護(hù)作用，有防治冠心病和抗癌的強(qiáng)大功效［1－3］。

非洲山毛豆(Tephrosia vogelii Hook.f)和山毛豆(Tephrosia candida)均為豆科蝶形花亞科，灰葉屬多年生灌木，原產(chǎn)非洲，主要分布于北緯15°至南緯20°的廣大地區(qū)。近10多年來，我國廣東、廣西、海南、云南、福建等省區(qū)大量種植山毛豆［4］。山毛豆種子是一種脂肪和蛋白含量雙高的豆類。其所含的營養(yǎng)豐富，其中不飽和脂肪酸含量高，人體必需脂肪酸亞油酸含量占總體脂肪酸含量的52.0%，占山毛豆種子質(zhì)量的6.76%，其蛋白質(zhì)含量高達(dá)38.73%，可作為廉價(jià)的食用或飼用蛋白質(zhì)來源，滿足生活、生產(chǎn)的需要［5］。本文以山毛豆、綠豆和黃豆為對(duì)象，比較其發(fā)芽前后及發(fā)芽過程中營養(yǎng)成分含量的變化，對(duì)三者的營養(yǎng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期為山毛豆的進(jìn)一步開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大豆、綠豆，購于市場(濱江東市場);野生山毛豆，采摘于廣州到從化的山坡。

濃硫酸、濃鹽酸，抗壞血酸、亞鐵氰化鉀、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉等，均為分析純。

MJ-176NR型多功能能粉碎機(jī)(日本大阪松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社)，DK-S22電熱恒溫水浴鍋(廣東環(huán)凱微生物科技有限公司)，KDN-08C定氮儀(上海雷磁儀器廠)，DGSB/20-002A臺(tái)式干燥箱(重慶試驗(yàn)設(shè)備廠制造)，LWY84B型控溫式遠(yuǎn)紅外消煮爐(四平電子技術(shù)研究所)，WFZ800-D3B紫外分光光度計(jì)(上海匯質(zhì)精密儀器有限公司)，SHB-3循環(huán)水多用真空泵(鄭州杜甫儀器廠)，索氏提取器(天津玻璃儀器廠)等。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 豆類種子的發(fā)芽及前處理［6－7］

選色澤新鮮、籽粒飽滿、無蟲蛀、無霉?fàn)€、無殘破豆粒、發(fā)芽勢(shì)強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)豆，將其放入盆中，用清水漂洗2～3遍，然后用80℃熱水浸泡5 min，迅速?zèng)_入冷水，將水溫調(diào)為45℃左右，浸泡3～4h，將豆撈出，用豆重量3倍的溫水浸泡，在上面覆蓋2層紗布遮光，在25℃恒溫條件下發(fā)芽。每隔5～6h淋溫水一次。從浸泡開始24h為生長1d的豆芽，分別隨機(jī)采取1～7d的豆芽進(jìn)行測(cè)定。發(fā)芽好的種子立即放在45℃烘箱中烘干，然后將種子用粉碎機(jī)粉碎過60目篩。粉碎過篩后的種子作為每次試驗(yàn)的樣品(VC的測(cè)定除外)。測(cè)定樣品以可食部100%取樣。豆帶皮測(cè)定，經(jīng)發(fā)芽的豆芽不帶皮。

1.2.2 測(cè)定方法

(1)VC含量的測(cè)定:采用2，6-二氯靛酚滴定法［8］。

(2)總糖含量的測(cè)定:直接滴定方法［9］。

(3)還原糖含量的測(cè)定:直接滴定法［8］。

(4)粗蛋白含量的測(cè)定:凱氏定氮法［8］。

(5)粗脂肪含量的測(cè)定:索氏提取法［9］。

(6)異黃酮含量的測(cè)定:紫外分光光度法［9］。

2 結(jié)果與分析

種子的發(fā)芽過程分3個(gè)階段:吸水膨脹、萌發(fā)和出苗。有活力的種子受潮吸水后，開始進(jìn)行呼吸、蛋白質(zhì)合成以及其它代謝活動(dòng)，經(jīng)過一定時(shí)期，種胚突破種皮，露出胚根，這一過程稱為種子的萌發(fā)(germination)。目前的研究表明，種子吸水萌發(fā)后發(fā)生了許多生理代謝變化，主要表現(xiàn)在酶的活化、生成，細(xì)胞生理活性的恢復(fù)，同時(shí)進(jìn)行著復(fù)雜的生化代謝，使種子的營養(yǎng)成分和理化性質(zhì)發(fā)生了重大的變化［10］。

2.1 豆類發(fā)芽過程中Vc含量的變化

圖1結(jié)果表明，發(fā)芽過程中3種豆的VC含量都比未發(fā)芽前高，且基本上都是在第3天到第5天時(shí)有較大的增幅?？梢姶藭r(shí)合成酶的活力達(dá)到最高。綠豆芽的VC含量比山毛豆和黃豆都要高，在第4天時(shí)綠豆芽的VC含量是山毛豆的4.14倍，是黃豆的4.6倍，而在第5天時(shí)含量達(dá)到0.021 3%?？梢姲l(fā)芽前后綠豆的VC含量遠(yuǎn)比其余2種豆芽的含量要多。

圖1 豆類發(fā)芽過程中Vc含量的變化

這是由于在綠豆芽生長時(shí)，還原型的VC與生長素可能共同促進(jìn)芽的生長，它能把不活躍的生長素活化，以促進(jìn)芽生長點(diǎn)的細(xì)胞分裂作用。并且在發(fā)芽過程中，淀粉水解產(chǎn)生的葡萄糖為VC的生物合成提供了原料，因而VC含量大為增加。而3種豆的VC含量都較未發(fā)芽前要高，普遍認(rèn)為這是由于發(fā)芽期間內(nèi)部參與物質(zhì)代謝的酶類隨之產(chǎn)生或被活化，使機(jī)體內(nèi)物質(zhì)代謝不斷增強(qiáng)，參與VC合成代謝的酶類也隨之增強(qiáng)，從而在其豆芽組織中VC含量不斷增加。徐茂軍研究發(fā)現(xiàn)，大豆發(fā)芽后抗壞血酸含量增加，其合成的關(guān)鍵酶是半乳糖酸內(nèi)酯脫氫酶(GLDH)［11］。山毛豆發(fā)芽過程中抗壞血酸的合成累積機(jī)制是否與發(fā)芽大豆相似，目前未見相關(guān)報(bào)道，有待進(jìn)一步研究。

2.2 豆類發(fā)芽過程中還原糖含量的變化

豆類發(fā)芽實(shí)際上是一個(gè)酶促反應(yīng)的啟動(dòng)過程。發(fā)芽時(shí)，豆類內(nèi)源淀粉酶被激活，導(dǎo)致豆類淀粉發(fā)生降解，引起直鏈淀粉和支鏈淀粉含量的下降，淀粉在淀粉酶的作用下逐步分解為葡萄糖等小分子糖類，為幼芽和幼根生長提供能量，所以隨著淀粉酶活力的升高，淀粉含量逐漸減少，還原糖含量迅速升高［6］。從圖2可見，在發(fā)芽初期0－4d，山毛豆的還原糖含量較多，而后隨著時(shí)間的增加其含量降低;綠豆的還原糖含量在第3天時(shí)最大，為66.3 mg/g，而后，

圖2 豆類發(fā)芽過程中還原糖含量的變化

由于呼吸作用的增強(qiáng)，糖消耗的速率增加，而此時(shí)大部分的淀粉都已經(jīng)水解消耗，所以消耗的速度遠(yuǎn)大于其轉(zhuǎn)化的速率，因此后期出現(xiàn)降低的趨勢(shì)。大豆的還原糖含量在其發(fā)芽過程中平穩(wěn)地上升，在第7天時(shí)達(dá)到93.8 mg/g，比未發(fā)芽前增加了2.32倍，大豆的變化趨勢(shì)和山毛豆和綠豆不同，可能是因?yàn)槎诡惖钠贩N不同，淀粉含量不同，其淀粉酶的活性也不同，因而還原糖含量的變化有一定差別，具體的差別機(jī)理還待進(jìn)一步研究。

2.3 豆類發(fā)芽過程中總糖含量的變化

圖3 豆類發(fā)芽過程中總糖含量的變化

從圖3可見，發(fā)芽前4d大豆和綠豆的總糖含量逐漸增加，之后逐漸減少，在第4天時(shí)綠豆芽的總糖含量達(dá)137 mg/g，大豆的總糖含量為156.6 mg/g(干重)。而山毛豆總糖含量隨著發(fā)芽時(shí)間的增加逐漸下降。豆發(fā)芽前期總糖的增加，主要是由于水解酶水解大分子的糖類化合物，使一些具有還原性的糖類和蔗糖增加，再加上脂類的一些分解轉(zhuǎn)化，使其有較大的增幅。而后，由于呼吸作用的增強(qiáng)，消耗糖的速率增加，而大部分的淀粉都已經(jīng)水解消耗，所以消耗的速度遠(yuǎn)大于其轉(zhuǎn)化的速率，因此后期出現(xiàn)降低的趨勢(shì)［10］。三者區(qū)別主要取決于每種豆含有的淀粉種類及含量。綠豆的淀粉含量較多，因此分解的時(shí)間較長，而山毛豆內(nèi)含的淀粉又與綠豆和大豆內(nèi)的淀粉有所區(qū)別，因此三者的變化趨勢(shì)不相一致。當(dāng)然還有酶的活性影響，不同豆內(nèi)所含酶的活性不同，而呼吸作用也是其中的一個(gè)因素，呼吸的強(qiáng)弱決定了糖的消耗量。

2.4 豆類發(fā)芽過程中蛋白質(zhì)含量的變化

圖4 豆類發(fā)芽過程中蛋白質(zhì)含量的變化

根據(jù)圖4的變化，大豆在發(fā)芽1d時(shí)，蛋白質(zhì)的含量有所下降，但下降的幅度不大，但發(fā)芽1d后，蛋白質(zhì)含量增加，且增幅較大，到了第3天增加速率開始減緩。第7天的蛋白質(zhì)含量比未發(fā)芽前增加了11%。綠豆發(fā)芽1d后，蛋白質(zhì)含量從19.96%下降到19.35%，而后又開始增加，到第7天時(shí)，蛋白質(zhì)含量達(dá)244.1 mg/g(干重)，增加了22.3%。其原因是由于發(fā)芽前的浸泡，種子中的可溶性氮溶于水中，另一方面，種子在剛萌動(dòng)時(shí)要消耗一部分蛋白質(zhì)，故發(fā)芽1 d，蛋白質(zhì)含量減少。而隨發(fā)芽時(shí)間的延長，蛋白質(zhì)含量逐漸增加。山毛豆的發(fā)芽初期(1～4 d)，蛋白質(zhì)含量持續(xù)上升，第4天時(shí)達(dá)到最大值349.1 mg/g干重，蛋白質(zhì)含量比未發(fā)芽前增加了33.75%，到第5天時(shí)開始平穩(wěn)下降，但幅度很小。而在第7天時(shí)，蛋白質(zhì)含量仍比未發(fā)芽前增加12.53%?？傊?，蛋白質(zhì)先降后升，這主要是由于蛋白酶的激活，在蛋白酶的作用下，貯藏蛋白被分解成供胚發(fā)育的氨基酸，從而使游離氨基酸增加，再將氨基酸運(yùn)轉(zhuǎn)到胚的生長部分，然后以各種不同的方式重新結(jié)合起來，形成各種性質(zhì)的蛋白質(zhì)。由于發(fā)芽種子中氨基酸的新形成，必然造成種子氨基酸的種類不同，氨基酸的比例以及蛋白的組成發(fā)生變化，使發(fā)芽種子的營養(yǎng)價(jià)值可能有別于萌發(fā)以前的干種子，使其營養(yǎng)價(jià)值得以大幅提高［12］。山毛豆發(fā)芽后的蛋白質(zhì)含量高于其余兩者。這可能是由于三者呼吸作用的強(qiáng)弱不同，而且發(fā)芽豆類的脂肪變化也不同，所以豆類發(fā)芽過程中蛋白質(zhì)含量的變化可能與脂肪降低也有一定的相關(guān)性，還有待進(jìn)一步研究。

2.5 豆類發(fā)芽過程中脂肪含量的變化

脂肪作為貯藏物質(zhì)存在于種子中，是一種良好的能源，每克脂肪在完全氧化時(shí)產(chǎn)生38.93 kJ熱量。在發(fā)芽過程中，種子的脂類含量變化明顯。其主要原因?yàn)榉N子中的脂肪分解酶、脂酶和脂肪氧化酶在萌發(fā)過程中逐漸激活，使種子中的脂類發(fā)生了一系列復(fù)雜的變化。一方面，種子中脂肪被分解成甘油和脂肪酸，使游離脂肪酸增加，同時(shí)脂肪中飽和脂肪酸的比例也增加。這可能與種子萌發(fā)時(shí)首先利用不飽和的亞油酸、亞麻酸有關(guān)。另外，經(jīng)過代謝，最后生成碳水化合物。對(duì)發(fā)芽種子的分析結(jié)果表明，隨著豆子發(fā)芽，脂肪酸逐漸消失，碳水化合物、糖和纖維素增加，這種現(xiàn)象存在于各類種子中［13］。

圖5 豆類發(fā)芽過程中脂肪含量的變化

圖5 結(jié)果表明，大豆在發(fā)芽過程中，總的趨勢(shì)是發(fā)芽前后及過程中，大豆的脂肪含量大幅度降低，第7天脂肪含量與未發(fā)芽前相比，降低了24.93%;山毛豆在發(fā)芽過程中，脂肪的含量持續(xù)下降。在1－4 d下降得較快，在第4天下降幅度達(dá)到24.48%，而后下降速率開始減緩，到第7天時(shí)比未發(fā)芽前下降了39.42%;綠豆的脂肪含量顯著降低，發(fā)芽到第7天的綠豆芽脂肪含量與未發(fā)芽時(shí)相比下降了48.2%。隨著發(fā)芽時(shí)間的增加，脂肪含量減少明顯。這說明豆類在發(fā)芽過程中要消耗脂肪，可能作為能源或分解成小分子作為其新芽的成分。

3 結(jié)論

豆類經(jīng)浸水萌發(fā)后，理化性質(zhì)發(fā)生了很大的變化。在同一培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)，3種豆類的營養(yǎng)成分含量都有不同程度的變化趨勢(shì)。隨著發(fā)芽時(shí)間的增加，三種豆的VC含量都較未發(fā)芽前要高，且基本上都是在第3天到第5天時(shí)有較大的增幅。大豆的還原糖含量在其發(fā)芽的過程中平穩(wěn)地上升，山毛豆和綠豆的還原糖在發(fā)芽初期升高隨后又下降，大豆和綠豆的總糖含量逐漸增加，在第4天的時(shí)候，綠豆芽的總糖含量達(dá)137 mg/g，大豆的總糖含量是156.6 mg/g。以后逐漸減少。而山毛豆總糖含量逐漸下降。山毛豆的發(fā)芽初期1～4d，蛋白質(zhì)的含量在持續(xù)上升，第4天蛋白質(zhì)的含量比起未發(fā)芽前增加了33.75%，到第5天時(shí)開始平穩(wěn)下降，但幅度很小。由于蛋白質(zhì)氨基酸的組成也發(fā)生了變化，發(fā)芽后的營養(yǎng)價(jià)值得以改善。發(fā)芽后脂肪的變化也呈線形下降趨勢(shì)。

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