大豆發(fā)芽過程中異黃酮、維生素C、胰蛋白酶抑制劑含量變化的研究

孫 冰，鄭留學(xué)，朱思齊，秦 陽，楊 洋，李 新，崔素萍

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，黑龍江大慶163319）

大豆是我國主要的植物性蛋白食物資源，營養(yǎng)豐富，是一種理想的植物蛋白。然而，豆類中存在胰蛋白酶抑制劑、植酸、凝集素等抗?fàn)I養(yǎng)成分，降低了人體對其營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。研究表明，大豆經(jīng)過發(fā)芽處理后，其化學(xué)成分均有所改變，營養(yǎng)價值得以提高[1]。異黃酮是一類具有抗腫瘤等多種生物活性的次生代謝物質(zhì)[2-3]，主要存在于大豆及大豆制品中。1986年，美國科學(xué)家首先發(fā)現(xiàn)大豆中有能夠抑制癌細(xì)胞的異黃酮之后，陸續(xù)有科學(xué)家證明了大豆異黃酮是大豆生物活性物質(zhì)中最有醫(yī)療價值的活性成分[4]。維生素C是可溶于水的無色結(jié)晶，是一種分子結(jié)構(gòu)最簡單的維生素[5]。維生素C是人類和其他生物必不可缺的營養(yǎng)物質(zhì)，在生物體內(nèi)其通常作為抗氧化劑來保護(hù)機(jī)體免受氧化損傷[6]。大豆種子中維生素C含量很低，但在發(fā)芽過程中明顯增加[7]，表明大豆發(fā)芽過程中開始了維生素C的合成代謝[8]。大豆胰蛋白酶抑制劑（STI）是一種多肽類或蛋白質(zhì)。它對植物本身具有保護(hù)作用，可防止大豆籽粒自身發(fā)生分解代謝，使種子處于休眠狀態(tài)，能調(diào)節(jié)大豆蛋白質(zhì)的合成與分解，并具有抗蟲作用，因而是大豆必需成分。然而其對人類胰蛋白酶的抑制作用使其成為大豆中主要抗?fàn)I養(yǎng)因子，從而降低了大豆蛋白的營養(yǎng)價值[9]。在前人的研究工作中，取樣時間基本是在大豆發(fā)芽過程中每隔24h或12h取樣一次[10-11]，本研究擬選用高脂肪、高蛋白和普通大豆為實驗材料，每隔4h取一次樣，研究三個供試品種大豆在發(fā)芽期間異黃酮、維生素C及胰蛋白酶抑制劑的含量變化情況，為大豆芽產(chǎn)品的生產(chǎn)開發(fā)提供更為詳細(xì)的數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

墾農(nóng)29（高脂肪品種）大豆、墾農(nóng)30（高蛋白品種）大豆、黑農(nóng)53大豆 均由黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院科研所提供；金雀異黃素標(biāo)準(zhǔn)品、苯甲酸-DL-精氨酸-P-硝基苯胺鹽酸 購買于Sigma公司；三羥甲基氨基甲烷、二甲基亞砜、氫氧化鈉、氯化鈣、Tris、磷酸二氫鉀、氫氧化鈉、抗壞血酸、硫酸 均為分析純，天津大茂化學(xué)試劑廠；水 均為蒸餾水。

AB204-N型分析天平 METTLER TOLEDO公司；S20型精密pH計 METTLER TOLEDO公司；T6紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；JJ-2B型組織搗碎機(jī) 江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；HWS-150型恒溫恒濕培養(yǎng)箱 上海森信實驗儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 大豆萌發(fā)條件 分別挑選顆粒飽滿，大小均勻，無蟲蛀的優(yōu)質(zhì)大豆，用清水洗3遍，去除雜質(zhì)灰塵，用5倍水浸泡12h，撈出大豆，用蒸餾水清洗一遍放入托盤中，下層放2層紗布，將泡好的大豆平鋪在托盤中，大豆鋪放密度不易過高，以大豆間平均間距1cm為宜，上層蓋4層紗布用來遮光保濕。置于22℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)發(fā)芽，此時記為發(fā)芽0h，此后每8h以蒸餾水淋洗一次。由于供試品種在發(fā)芽120h時出現(xiàn)角質(zhì)化，無法食用，因此，發(fā)芽截止時間為120h。

1.2.2 發(fā)芽大豆粉的制備 從發(fā)芽0h時開始取樣，每4h取一次樣，去皮，將樣品放入鼓風(fēng)干燥箱，40～45℃下烘干10h，每1.5～2h翻動一次豆芽，烘干后粉碎，樣品過60目篩。每個樣品設(shè)3次重復(fù)。粉碎后的發(fā)芽大豆粉（以下簡稱豆芽粉）放入夾鏈帶中，-20℃冰箱內(nèi)冷凍保存，用于各指標(biāo)的測定（維生素C除外）。

1.2.3 異黃酮、維生素C及胰蛋白酶抑制劑含量的測定方法

1.2.3.1 異黃酮含量的測定 取1.2.2中處理好的豆芽粉進(jìn)行異黃酮含量的測定，采用紫外分光光度法，具體見參考文獻(xiàn)[12]。

1.2.3.2 維生素C含量測定 取不同發(fā)芽時間的新鮮豆芽，采用2、6-二氯酚靛酚法，具體見參考文獻(xiàn)[13]。

1.2.3.3 胰蛋白酶抑制劑的測定 按GB/T 21498-2008方法進(jìn)行測定。

1.3 統(tǒng)計分析方法

運(yùn)用M icrosoft Excel數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，計算墾農(nóng)29、墾農(nóng)30和黑農(nóng)53三種大豆不同發(fā)芽時期的異黃酮含量、維生素C含量、胰蛋白酶抑制劑含量的平均值和偏差。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種大豆發(fā)芽過程中異黃酮含量的變化

不同品種大豆發(fā)芽過程中異黃酮含量的變化情況見圖1。

由圖1可知，大豆在發(fā)芽過程中異黃酮含量逐漸上升，至96h左右上升趨于平緩，96h后含量則開始下降，這與李振艷等[4]的研究結(jié)論相似。墾農(nóng)29、墾農(nóng)30和黑農(nóng)53三種大豆中異黃酮含量最高點的時間分別是96、100、96h。不同品種之間異黃酮差異比較明顯，本實驗中，高蛋白大豆墾農(nóng)30異黃酮含量無論發(fā)芽前后始終最高。未經(jīng)過浸泡的墾農(nóng)29、墾農(nóng)30和黑農(nóng)53中異黃酮含量分別為0.822、1.090、0.398mg/100g，而在浸泡12h后異黃酮含量分別上升到0.842、1.121、0.408mg/100g，分別增長了2.43%、2.84%、2.51%。在發(fā)芽過程中墾農(nóng)29、墾農(nóng)30和黑農(nóng)53的異黃酮含量最高值分別為3.508、4.312、2.643mg/100g，增長率分別為326.76%、295.60%、563.82%。大豆在發(fā)芽過程中呼吸作用增強(qiáng)，酶的種類和數(shù)量顯著增加，苯丙氨酸氨基裂解酶（PAL）就是其中之一，而它又是異黃酮生物合成代謝的關(guān)鍵酶[14]。所以，通過發(fā)芽可以提高大豆中異黃酮的含量。

圖1 大豆中異黃酮含量與發(fā)芽時間的關(guān)系Fig.1 Variation of isoflavones content during different soybean germination

2.2 不同品種大豆發(fā)芽過程中維生素C含量的變化

不同品種大豆發(fā)芽過程中維生素C含量的變化情況見圖2。

圖2 大豆中維生素C含量與發(fā)芽時間的關(guān)系Fig.2 Variation of Vitamin C content during different soybean germination

由圖2可知，三個大豆品種的維生素C的含量在大豆發(fā)芽過程中均呈上升趨勢，這與苗穎等[15]的研究結(jié)果相同。結(jié)果表明，維生素C的含量在前2d的增加極為明顯，增幅最大，大豆未浸泡時，維生素C的含量很低，接近零，而經(jīng)過12h浸泡后（發(fā)芽0h），墾農(nóng)29、墾農(nóng)30和黑農(nóng)53的維生素C的含量分別增到1.634、1.417、1.529mg/100g，在第120h時，維生素C含量最大，墾農(nóng)29、墾農(nóng)30和黑農(nóng)53的維生素C含量分別為12.572、12.753、12.361mg/100g。于立梅等[16]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[8]研究發(fā)現(xiàn)，干大豆中未發(fā)現(xiàn)維生素C和半乳糖酸內(nèi)酯脫氫酶（GLDH），而隨著發(fā)芽時間延長，GLDH的活性不斷提高，維生素C的含量也有所增加，而GLDH是合成維生素C的關(guān)鍵酶。

2.3 不同品種大豆發(fā)芽過程中胰蛋白酶抑制劑含量的變化

不同品種大豆發(fā)芽過程中胰蛋白酶抑制劑含量的變化見圖3。

圖3 大豆中胰蛋白酶抑制劑含量與發(fā)芽時間的關(guān)系Fig.3 Variation of trypsin inhibitor content during different soybean germination

胰蛋白酶抑制劑是存在于大豆中的主要抗?fàn)I養(yǎng)因子，它可以抑制胰蛋白酶和糜蛋白酶活性，降低蛋白質(zhì)的消化吸收率。供試品種墾農(nóng)29、墾農(nóng)30和黑農(nóng)53的干種子中胰蛋白酶抑制劑的含量分別為29.31、30.68和30.1mg/g，發(fā)芽0h時含量分別為28.99、30.39、29.40mg/g，由圖3可知，大豆發(fā)芽期間胰蛋白酶抑制劑含量隨著發(fā)芽時間的增長不斷下降，到第88h下降速率趨于平穩(wěn)，此時墾農(nóng)29、墾農(nóng)30和黑農(nóng)53中胰蛋白酶抑制劑含量分別為3.83、4.27、3.71mg/g，發(fā)芽截止時，墾農(nóng)29、墾農(nóng)30和黑農(nóng)53中胰蛋白酶抑制劑含量分別為0.36、0.44、0.39mg/g，僅為各干種子中的1.23%、1.43%和1.30%，這說明大豆經(jīng)過發(fā)芽處理可降低胰蛋白酶抑制劑的含量。這和李淑艷[17]的研究有所差別，這可能是由于實驗材料以及實驗條件不同所致。

3 結(jié)論

3.1 高脂肪、高蛋白和普通大豆品種在大豆發(fā)芽過程中異黃酮含量均顯著增加。因此，發(fā)芽處理可以提高大豆中異黃酮的含量。干大豆中異黃酮含量高的品種在發(fā)芽后仍保持較高異黃酮含量。

3.2 發(fā)芽大豆具有合成維生素C的能力，通過發(fā)芽處理可提高大豆中維生素C的含量。

3.3 發(fā)芽處理可以降低胰蛋白酶抑制劑的含量，因此，發(fā)芽是一種降低胰蛋白酶抑制劑活性的有效手段。

[1]鄧放明，尹華.應(yīng)用芽類食品制備類咖啡飲料的研究[J].飲料工業(yè)，2002，5（2）：36-42.

[2]Hom Ross PL，Barnes S，Lee M，etal.Assessing Phytoestrogen exposure in epidimiologic studies development of a database[J].Cancer Causes Control，2000，11（4）：280-289.

[3]Messina M.Soyfoods and soybean phytoestrogens（isoflavones）as possible alternatives to homone replacement therapy（HRT）[J].European Journal of Cancer，2000，36（4）：71-77.

[4]李振艷，張永忠，任紅波.大豆發(fā)芽過程中異黃酮、γ-氨基丁酸等成分含量變化的研究[J].食品工業(yè)科技，2009，30（12），356-358.

[5]孫義.水果和蔬菜中維生素C含量的測定方法綜述[J].天津化工，2008，22（3）：98.

[6]Padayatty S J，Katz A，Wang Y，et al.Vitamin C as an antioxidant：evaluation of its role in disease prevention[J].Journal of the American College Nutrition，2003，22（1）：18-35.

[7]GeetanjaliKaushik，Santosh Satya，Naik SN.Effectofdomestic processing techniques on the nutritional quality of the soybean [J].Mediterr JNutrition Metab，2010 3（1）：39-46.

[8]徐茂軍，杜修橋，包開洪.不同品種大豆發(fā)芽過程中抗壞血酸合成積累的比較研究[J].中國糧油學(xué)報，2003，18（3）：51-53

[9]黃凱，鄭田要，朱建華，等.大豆胰蛋白酶抑制劑的研究進(jìn)展[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2008，20（8）：95-98.

[10]付紅巖，孟廣龍，馬鶯.大豆發(fā)芽過程中蛋白質(zhì)變化的研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2006，32（6）：41-46.

[11]景嵐.大豆發(fā)芽及其營養(yǎng)特性研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

[12]李楊.發(fā)芽大豆?fàn)I養(yǎng)學(xué)評價及產(chǎn)品開發(fā)[D].哈爾濱：哈爾濱商業(yè)大學(xué)，2010.

[13]徐瑋，汪東鳳.食品化學(xué)實驗和習(xí)題[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[14]Hwei-Mming Bau，Christian Villaume，Jean-Pierre Nicolas，et al.Effect of germination on chemical composition biochemical consituents and a tinutritional factor of soybean（Glycinemax）seeds[J].Journal of Science Food Agriculture，1997，21（3）：1-9.

[15]苗穎.大豆發(fā)芽降低植酸效果及其高鈣豆乳的研究[D].哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2003.

[16]于立梅，鐘惠曾，于新，等.大豆發(fā)芽過程中營養(yǎng)成分變化規(guī)律的研究[J].中國糧油學(xué)報，2010，25（8）：19-22.

[17]李淑艷.萌發(fā)過程大豆蛋白質(zhì)動態(tài)變化及營養(yǎng)價值的研究[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2009.