小豆生物活性物質(zhì)、功能特性及芽苗菜生產(chǎn)發(fā)展研究

常暖迎，趙天瑤，張淑杰，康玉凡*

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，北京 100000）

小豆，屬豆科豇豆屬，一年生、直立或纏繞草本植物，是豆科植物赤豆的成熟種子。小豆在全球20多個(gè)國家進(jìn)行種植，但主要集中在東亞的溫帶地區(qū)，以中、日、韓三國為主，所以也被稱為“亞洲作物”。非洲、歐洲及美洲也有少量種植。中國是小豆生產(chǎn)大國，生產(chǎn)面積可達(dá)23萬hm2，總產(chǎn)量約35 t。小豆在我國的主要生產(chǎn)區(qū)聚集在東北地區(qū)、華北地區(qū)、黃河及長江中下游地區(qū)，以北京、天津、河南、河北、山東、山西、陜西及東北3省生產(chǎn)量最大，其次是安徽、湖北、江蘇和臺灣等??；其他省、市、區(qū)小型種植或零星種植，近年來甘肅種植面積有所增加。在中國種植的小豆品種主要有紅小豆、綠小豆、白小豆和黃小豆等。但紅小豆較其他品種的種植面積較大，并且在國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易中起到了很大的作用。紅小豆占總小豆種植面積的90%以上。

小豆含有豐富的營養(yǎng)成分，是一種廣泛受到人們喜愛的豆類食品。其含有充足的淀粉、膳食纖維、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)與較少的脂肪以及種類豐富的黃酮類、皂苷、甾醇等生物活性物質(zhì)。具備很好的利尿和通便功效，可以解酒、解毒，并防止肝硬化與結(jié)石的形成，能很好地調(diào)理血壓和血糖，在心臟病、冠心病、腎病、水腫等輔助治療上會(huì)有一定的作用。在臨床醫(yī)學(xué)中，小豆可用于醫(yī)治癤腫、足癬、腮腺炎、手足口病、白塞病等，也可用來緩解多種皮膚病，包括黃褐斑、濕疹及皮膚瘙癢等[1]。

1 小豆的生物活性物質(zhì)

小豆含有多種氨基酸，包括人體必需的8種氨基酸，其中賴氨酸和谷氨酸最多，總氨基酸含量可達(dá)191.53～222.95 μg/g。小豆與谷物的氨基酸可以構(gòu)成優(yōu)勢互補(bǔ)，保持人類必需氨基酸達(dá)到均衡狀態(tài)。小豆中含有相對較少的脂肪，僅有0.59%，但種類豐富且不飽和脂肪酸含量較大，達(dá)到68.91%。亞油酸（PUFA）是不飽和脂肪酸的主要成分，可達(dá)67.2%。小豆中含有豐富的維生素，每100 g小豆含維生素 A 13.00 mg、維生素 B 10.16 mg、維生素 B20.11 mg、維生素 B32.00 mg、維生素E 14.36 mg，其中，B族維生素含量是大米含量的4倍。小豆中膳食纖維含量可達(dá)5.60%～18.60%，且在小豆種皮中尤為豐富。皂苷是豆科作物獨(dú)特的生物物質(zhì)。三萜皂苷是小豆皂苷的主要成分，可達(dá)3.50～3.90 mg/g，高于其余豆類品種[2]。榭皮素、兒茶素、蘆丁和楊梅酮蕓香糖苷是小豆黃酮的主要成分，可達(dá)0.76～1.31 mg/g[3]。

2 小豆的功能特性研究

2.1 抗氧化活性

小豆中含有大量的多酚、丹寧和類黃酮等物質(zhì)，擁有很好的抗氧化活性[4]。Amarowicz等[5]通過總酚抗氧化活性和DPPH自由基抗氧化試驗(yàn)測定了小豆總酚和鞣質(zhì)兩種物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)其含量與抗氧化活性呈正相關(guān)；Lin等[6]試驗(yàn)表明，小豆經(jīng)熱水處理的提取物可以在一定程度上減小 FeCl2-抗壞血酸引發(fā)小鼠肝勻漿脂質(zhì)發(fā)生過氧化的可能性，而且具備較好的超氧陰離子的去除能力。周威等[7]試驗(yàn)表明，酸性乙醇處理小豆所得物質(zhì)含有大量的多酚和單寧，具備較好的羥自由基清除力和還原力，而且其含量和抗氧化性呈正相關(guān)；易建勇等[8]經(jīng)過對小豆湯抗氧化性的試驗(yàn)，得到了獲取小豆湯的最優(yōu)方法，而且發(fā)現(xiàn)它的抗氧化能力在24 h以內(nèi)處于平穩(wěn)狀態(tài)。

Ohba K等[9]試驗(yàn)表明，在由D-半乳糖胺誘導(dǎo)的小鼠肝臟損傷研究中，用小豆提取物作用于小鼠肝抗氧化酶的 mRNAs后，其表達(dá)高于對照；李波等[10]研究發(fā)現(xiàn)，用乙醇處理小豆所得物質(zhì)對 Fe2+介導(dǎo)的大鼠原代肝細(xì)胞氧化損傷有較好的防護(hù)能力；Wu等[11]試驗(yàn)證明，小豆等豆類物質(zhì)的水提取物能夠潛在地抑制由 APAP引發(fā)的小鼠肝功能受損；Han等[12]試驗(yàn)表明，小豆提取物對小鼠APAP引發(fā)的肝受損的影響是基于其對肝臟谷胱甘肽介導(dǎo)的抗氧化、解毒系統(tǒng)活性的調(diào)控。由此可見，小豆的抗氧化能力可以對肝臟起到保護(hù)的效果。

2.2 其他功能特性

Sato等[13]闡述了小豆如何作用于由順鉑引起的腎間質(zhì)纖維化，研究顯示，被 CDDP破壞的腎臟中巨噬細(xì)胞浸潤受到了小豆皮的抑制，對腎間質(zhì)纖維化起到一定的修復(fù)作用；其另一項(xiàng)研究表明[14]，鏈脲酶素（STZ）可以引起糖尿病小鼠腎小球的膨脹，小豆皮可以抑制其膨脹，并且可以抑制腎小球和腎小管周圍巨噬細(xì)胞滲透數(shù)量的增多，能夠有效地緩解腎病。

王彤等[15]報(bào)道，通過對比進(jìn)食小豆、綠豆、眉豆和白扁豆后的非胰島素依賴型（Ⅱ型）糖尿病（ NIDDM）病人，根據(jù)他們的血糖指數(shù)、血糖曲線增值面積及 C肽曲線增值面積的變化，發(fā)現(xiàn)進(jìn)食小豆病人的3項(xiàng)指標(biāo)指數(shù)值最小。其后研究進(jìn)一步證明，由進(jìn)食小豆導(dǎo)致血糖變化最小，這一點(diǎn)對糖尿病患者調(diào)控血糖變化有很好的作用；此外，王彤等[16]研究結(jié)果表明，與健康的人相比較，小豆與另一種豆谷的搭配粥可以使 NIDDM患者血糖和胰島素達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)。

Hori等[17]試驗(yàn)表明，小豆的水提取物可以對金黃色葡萄球菌等菌類物質(zhì)的滋生有很好的抑制作用；Kawai等[18]試驗(yàn)表明，小豆的熱水提取物能對狂犬病毒有很好的抑制作用。試驗(yàn)結(jié)果顯示，小豆的熱水提取物花青素是其降低狂犬病毒活性的重要物質(zhì)。

Itoh等[19]試驗(yàn)表明，小豆的熱水提取物不僅能控制胃癌細(xì)胞的增多，而且能降低苯并芘引起腫瘤形成的概率。試驗(yàn)證明，小豆的熱水提取物可以作為一種預(yù)防癌癥的原生態(tài)功能食品。

3 小豆芽苗菜的生產(chǎn)技術(shù)

小豆芽苗菜易于培養(yǎng)，設(shè)備簡單，培養(yǎng)周期較短，培養(yǎng)方法多樣。芽苗菜含營養(yǎng)物質(zhì)多，口感良好，并且在種子萌發(fā)之后，其營養(yǎng)價(jià)值得到提升，安全衛(wèi)生，并且對一些疾病有一定的輔助治療功能。因?yàn)樯钗镔|(zhì)水平在不斷提升，人們對鮮食豆芽衛(wèi)生安全水平等方面的要求也相應(yīng)提高，對豆芽的外型、品質(zhì)、營養(yǎng)成分和食品安全指標(biāo)等提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。

小豆芽苗菜的生產(chǎn)技術(shù)：對生產(chǎn)容器消毒，清洗種子并將壞種挑出，用20℃左右的清水浸種，水量超過種子體積的2倍，浸泡24 h，其間5～6 h換水1次，小豆吸水膨脹之后瀝干。發(fā)芽紙浸濕平鋪于發(fā)芽盤，將種子均勻平鋪在發(fā)芽盤中，蓋上濕紗布。培養(yǎng)溫度需要維持在25℃左右，并且每隔6 h澆水1次。待芽長2 cm時(shí)，催芽完成，在弱光區(qū)上架，上架前將個(gè)別爛種挑出，1 d后轉(zhuǎn)入強(qiáng)光區(qū)，長成的小豆苗頂端葉子剛開始展開或已充分展開，色澤翠綠，胚軸長10～15 cm，適時(shí)采收。

然而現(xiàn)在小豆芽苗菜在培養(yǎng)過程中有一些亟待解決的情況，如生長慢，成熟期過遲，生產(chǎn)周期過長，過于成熟老化，胚軸脆弱、細(xì)長，須根長且多，影響品質(zhì)和商品價(jià)值。

發(fā)生以上情況的主要原因是豆種品質(zhì)不好或是在培育芽苗菜之前豆種的選擇和處理做得不好，培育時(shí)的溫度不夠（包括氣溫和水溫），另外，缺水也會(huì)延緩芽苗菜發(fā)育。培育時(shí)間較長，芽苗菜過于成熟、發(fā)生老化等因素都會(huì)導(dǎo)致芽苗菜在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)問題。

解決方法：首先要在豆種選擇方面注意選擇優(yōu)良的品種，然后做好“啟動(dòng)”處理，并且在浸種催芽時(shí)保證時(shí)間；做到按時(shí)淋水，確保有足夠的水分保證其正常生長的需要；盡量縮短芽苗菜培養(yǎng)周期，成熟時(shí)及時(shí)采收；確保芽苗菜生長溫度和水溫，避免過熱或過冷，不適應(yīng)其生長，時(shí)刻注意調(diào)節(jié)，如果水溫過高，則會(huì)造成芽苗菜的根須增多而對其胚軸生長不利；可采用無根調(diào)節(jié)劑來抑制根的生長[20]。

4 小豆芽苗菜的研究進(jìn)展

鄭胤建[21]等研究發(fā)現(xiàn)，小豆芽苗菜在不同光質(zhì)LED植物燈處理下其形態(tài)和品質(zhì)有所不同。結(jié)果顯示，小豆芽苗菜在8R1B、6R3B、6R2G1B條件下的干重和鮮重均有增長趨勢。在8R1B、6R2G1B處理下，其胚軸長度明顯增加。在LED植物燈條件下的小豆芽苗菜中的維生素C、類黃酮、總酚的水平明顯比對照組高；硝酸鹽的含量明顯降低。在各LED植物燈條件下,可以使小豆芽苗菜的產(chǎn)量得到提升，并且6R2G1B的效果最為顯著。

檀志芬等[22]進(jìn)行小豆芽中超氧化物歧化酶（SOD）的試驗(yàn)，施用硫酸銨進(jìn)行分步沉淀，雜蛋白用40%飽和度的硫酸銨清除，酶蛋白用95%飽和度的硫酸銨使其析出?？挂鹊鞍酌赣休^好的水解作用，并且在紫外區(qū)其吸收峰值是275 nm，表現(xiàn)出Cu-Zn SOD譜線的特點(diǎn)。

王穎等[23]經(jīng)過單因素和正交試驗(yàn)得出，小豆芽苗菜中酚類化合物的最優(yōu)提取方法為：乙醇的濃度為50%，料液比為 1∶15，浸提時(shí)間是 1.5 h，30℃進(jìn)行水浴，重復(fù) 2次?？偡拥奶崛×繛?.53 mg GAE·gDM-1，F(xiàn)RAP抗氧化值為 4.96 μmol TE·gDM-1。利用此工藝獲取酚類化合物的效率高，其抗氧化活性也高。

李麗等[24]研究表明，小豆發(fā)芽期間，在0～1 d時(shí)抗氧化能力增強(qiáng)，在4～5 d時(shí)又出現(xiàn)增強(qiáng)趨勢，而萌發(fā)第5天達(dá)到最高值。萌發(fā)初期，酚酸類物質(zhì)快速增長，使得抗氧化能力得到提升，隨著種子萌發(fā)，氧化酶活性不斷加強(qiáng)，酚酸類物質(zhì)減少。同時(shí)，在第5天黃酮類化合物增加達(dá)最高值，在此之上進(jìn)行推測，在發(fā)芽第5天有4種主要酚酸具有抗氧化活性，分別是莽草酸、香草酸、對香豆酸、肉桂酸以及7種黃酮類成分（大豆苷、染料木苷、異槲皮苷、蘆丁、山奈酚-3-O-蕓香糖苷、大豆苷元、染料木素），其中異槲皮苷、大豆苷元、染料木素、大豆苷、染料木苷是第1次從小豆及其萌芽中發(fā)現(xiàn)，研究結(jié)果為小豆萌芽在抗氧化功能食品及功能化妝品原料中的應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)。

趙彬煜等通過運(yùn)用納米材料培養(yǎng)綠豆和小豆芽苗菜，討論其對芽苗菜產(chǎn)量和質(zhì)量的作用。試驗(yàn)中有4種處理方法，試驗(yàn)用水的活化時(shí)間分別為0 h、4 h、8 h和12 h。結(jié)果顯示：與對照組相比，在 T2處理下的綠豆芽苗菜鮮重增加9.3%，小豆芽苗菜鮮重增加15%，胚軸長度和干重也均有增長，綠豆芽苗菜在 T3條件下的維生素C增長了6.2%，在 T1條件下可溶性總酚增長了3%、類黃酮增長了24.1%；小豆芽苗菜在T2條件下可溶性總酚與對照相比增長了1%，T1條件下的黃酮增長了3.9%。

5 研究展望

隨著人們對健康越來越重視，食品的健康價(jià)值也越來越受到重視。小豆具有亞洲保健食品中不可替代的營養(yǎng)價(jià)值，其豐富的營養(yǎng)成分對維持人體健康具有十分重要的作用[25]。作為醫(yī)學(xué)和食品同源的珍貴來源，其營養(yǎng)保健作用已經(jīng)被人們長期反復(fù)驗(yàn)證。當(dāng)前，全球小豆加工方式較單一，沒有獲取很好的經(jīng)濟(jì)效益。中國是小豆生產(chǎn)大國，但是因?yàn)榭萍纪度胼^少，研究基礎(chǔ)薄弱，導(dǎo)致該產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益不理想。未來需要對小豆的功能成分和功能性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，形成一個(gè)體系。

為了適應(yīng)消費(fèi)者對新型食品市場的需求，需要深挖小豆的潛能，對小豆的內(nèi)在成分進(jìn)行進(jìn)一步的探索和研究，通過運(yùn)用國內(nèi)外領(lǐng)先技術(shù)，對小豆在功能成分甚至分子機(jī)制上進(jìn)行研究，有利于小豆發(fā)揮其特色資源和功能。研發(fā)新型、方便、美味的小豆健康食品以及紅小豆色素、蛋白質(zhì)、膳食纖維等精深加工產(chǎn)品，從各方面提高我國小豆加工利用的價(jià)值。

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