黑豆?fàn)I養(yǎng)成分及生物活性的研究進(jìn)展

徐飛 葛陽陽 劉新春 張燕燕 王雪

摘要：從功效角度出發(fā)，對黑豆?fàn)I養(yǎng)成分及生物活性的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，并根據(jù)黑豆研究中目前存在的問題，對我國黑豆的發(fā)展方向和研究趨勢進(jìn)行了展望，為黑豆的進(jìn)一步研究提供科學(xué)依據(jù) 。

關(guān)鍵詞：黑豆;營養(yǎng)成分;動物實(shí)驗(yàn);臨床試驗(yàn)

我國的黑豆種質(zhì)資源豐富，尤以山西、河北、陜西等地栽培較多，目前全國共搜集保存黑豆約2 980份，占全部大豆種質(zhì)資源的13.2%[1-3]。黑豆在我國有悠久的藥食同源史，具有抗氧化[4]、降血壓[5]、抗腫瘤[6]、預(yù)防癌癥[7]、抗肥胖作用[8-10]、降低血脂[11-12]、降低代謝紊亂[13]、減少心血管并發(fā)癥[14]、抗炎癥[15]等功效。本文從營養(yǎng)和功效角度出發(fā)，對黑豆?fàn)I養(yǎng)成分、生物活性成分體內(nèi)驗(yàn)證等方面進(jìn)行綜述，綜合分析當(dāng)前黑豆的研究進(jìn)展和存在問題，提出黑豆未來的研究發(fā)展方向，以期為黑豆生物活性成分功效進(jìn)一步研究和相關(guān)黑豆功能性產(chǎn)品的開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 黑豆?fàn)I養(yǎng)成分的研究進(jìn)展

黑豆在蛋白質(zhì)含量、氨基酸組成、膳食纖維、多酚、花色苷、異黃酮等方面要優(yōu)于黃豆，這些因素的疊加可能是黑豆具有較高藥用價值的依據(jù)[16-17]。

1.1 蛋白質(zhì)

植物性蛋白中，豆類的蛋白含量同肉類相差無幾[18]，高于谷物蛋白[19]，是優(yōu)質(zhì)膳食蛋白質(zhì)的來源。黑豆蛋白含量（43.6g/100g）高于黃豆（39.2g/100g），且黑豆蛋白是完全蛋白質(zhì)，含有人體所需的8種氨基酸，黑豆的總氨基酸含量高達(dá)36g/100g，必需氨基酸為13g/100g，占總氨基酸量的37%。黑豆中除半胱氨酸和黃豆基本相同外，其他氨基酸含量都高于其他3種豆類。參照FAO/WHO推薦的成人氨基酸均衡模式標(biāo)準(zhǔn)相比，作為豆類缺陷氨基酸甲硫氨酸（Met），雖然黑豆Met含量高于其他豆類，但仍較推薦值低一些。值得關(guān)注的是，黑豆蛋白中支鏈氨基酸（Ile、Leu、Val），尤其是亮氨酸（Leu）含量顯著高于FAO/WHO推薦值，支鏈氨基酸易消化且代謝率高，能直接參與能量代謝，調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)代謝和抗運(yùn)動性疲勞[20];也在肝病患者腸內(nèi)營養(yǎng)方面有重要應(yīng)用，Hayaishi等[21]對211例非肝癌肝硬化患者進(jìn)行為期6個月治療，每人每日口服12g支鏈氨基酸，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組患者肝細(xì)胞癌發(fā)生率顯著降低、存活率顯著增高。Lee等[22]選取37 例肝癌放療患者進(jìn)行10w隨機(jī)雙盲試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，服用支鏈氨基酸組患者第3～10w，血漿白蛋白水平顯著提高。

1.2 脂質(zhì)

黑豆中含有豐富的脂肪酸，總脂肪酸含量（17.6g/100g）略高于黃豆（16.85g/100g），其主要是由亞油酸（27.8%）、油酸（45.3%）、棕櫚酸（17.0%）、硬脂酸（9.1%）組成[17]，其他脂肪酸如肉豆蔻酸、棕櫚油酸、亞麻酸共占0.85%。脂肪酸中占比的亞油酸是不能自身合成而必須從食物中攝取，可以調(diào)節(jié)膽固醇代謝，預(yù)防動脈粥樣硬化[23-24]，暗示黑豆在預(yù)防動脈粥樣硬化、保護(hù)心血管健康方面也可能具有一定的潛力。

1.3 碳水化合物

在寡糖方面，僅黑豆中有少量葡萄糖檢出，黑豆蔗糖含量（2.6g/100g）也顯著低于黃豆（4.7g/100g）;關(guān)于黑豆低聚糖的研究較少，韓國Seung-Beom Hong等[25]研究表明，緯度會影響低聚糖的含量，而且緯度比遺傳因素對黑豆中低聚糖的含量影響更大。在淀粉多糖方面，黑豆淀粉含量總體低于黃豆，其抗性淀粉含量高于黃豆，非抗性淀粉含量低于黃豆。抗性淀粉在小腸中不能被酶解，增加飽腹感從而減少食物攝入;在人的腸胃道結(jié)腸被微生物菌群發(fā)酵生成短鏈脂肪酸，具有改善腸道健康、平穩(wěn)血糖、預(yù)防結(jié)腸癌等功效[26]。

關(guān)于多糖活性研究，Liu J等[27]證明，黑豆多糖具有抗氧化活性。Ming-Hsi W等[28]測定了黑豆多糖對人外周血單核細(xì)胞中粒細(xì)胞集落刺激因子產(chǎn)生的影響，可以用于癌癥化療后、骨髓異常增生綜合征伴發(fā)的中性粒細(xì)胞減少的患者。Li C等[29]發(fā)現(xiàn)，黑豆多糖具有強(qiáng)大的抗增殖和抗轉(zhuǎn)移活性，可作為人胃癌的抗腫瘤藥物。黑豆總膳食纖維含量（39.4g/100g）要高于黃豆（33.3g/100g），具體則是可溶性膳食纖維黑豆略低于黃豆，非可溶性膳食纖維則黑豆顯著高于黃豆。關(guān)于黑豆膳食纖維功效的研究鮮有報(bào)道，而關(guān)于黃豆膳食纖維頗多，Jimnez-Escrig A 等[30]證明，豆渣膳食纖維可以促進(jìn)腸道對鈣的吸收。Y Chen等[31]發(fā)現(xiàn)，大豆殘?jiān)锌扇苄陨攀忱w維可以改善脂質(zhì)譜和預(yù)防高血壓。

1.4 多酚

黑豆中總酚含量和總黃酮含量（包括花色苷和異黃酮）幾乎為黃豆的2倍。徐金瑞等[32]對127份黑豆中花色苷含量進(jìn)行測定，結(jié)果顯示，75.6%的黑豆中花色苷含量在0.59～1.34mg/g之間。張芳軒等[33]對60個黑豆種皮的花色苷含量進(jìn)行測定，結(jié)果顯示，85%的品種含量集中在3.30～14.25mg/g。黑豆花色苷類具有抗氧化[34]、減少心血管并發(fā)癥[35]、抗菌作用[36]等生理功能。Philip D C等[37]證明，補(bǔ)充異黃酮（105 mg/d）可降低低密度脂蛋白和更年期癥狀。Milner J A等[38]證明，大豆異黃酮具有防癌抗腫瘤的功效，其抗乳腺癌、前列腺癌的作用尤為突出。Xinjuan Z等[39]證明，黑豆中的異黃酮可以調(diào)節(jié)激素效應(yīng)，可降低婦女更年期綜合癥等。

2 黑豆生物活性成分體內(nèi)驗(yàn)證研究

2.1 臨床功效驗(yàn)證

在目前研究中，動物模型中的嚙齒類動物（大鼠、小鼠）被廣泛用于建立人類疾?。ㄈ缣悄虿?、腫瘤等）動物模型，但由于嚙齒類動物與人類存在極大的種屬差異，因此，仍需臨床試驗(yàn)做出最終評估。由表2可知，目前黑豆功效成分的臨床數(shù)據(jù)并不充足，僅檢索到6篇英文文獻(xiàn)，分別為糖尿?。?篇）、血脂和肥胖（2篇）和安全性（1篇）。在糖尿病方面，Thompson S V等[40]評估了黑豆對2型糖尿病患者即時血糖平穩(wěn)作用。Reverri E J等[41]則對代謝綜合征患者進(jìn)行了9d的追蹤，發(fā)現(xiàn)黑豆膳食可以降低餐后胰島素水平和提高機(jī)體氧化應(yīng)激能力。Kawak J H等[42]則發(fā)現(xiàn)，黑豆多肽可以幫助前驅(qū)糖尿病患者平穩(wěn)餐后血糖和控制血糖水平。在血脂和肥胖方面，Lee M等[43]以黑豆皮提取物為研究對象，根據(jù)8w臨床數(shù)據(jù)說明黑豆提取物可顯著減少腹部肥胖，同時在動脈粥樣硬化方面有潛在效應(yīng)。Kusunoki M等[44]通過對36名2型糖尿病為期2個月的追蹤，發(fā)現(xiàn)黑豆皮提取物可以協(xié)同非諾貝特控制血脂效果優(yōu)異。安全性方面，Jeon S等[45]通過安全性、耐受性和藥代動力學(xué)測試，證明了花青素-3-葡萄糖苷在人體的安全性（表1）。

2.2 動物模型功效驗(yàn)證

由表2可知，黑豆功效成分驗(yàn)證主要集中于黑豆多酚（花青素、花色苷和異黃酮，12篇），其次為黑豆多肽（4篇）、黑豆多糖（1篇）、黑豆（4篇），其他功效性成分如黑豆低聚糖和寡糖、黑豆膳食纖維則鮮有涉及。從功效上看，在減肥方面，黑豆粉、發(fā)酵黑豆制品、黑豆多肽、花色苷均被證實(shí)可以減少脂肪積累;在降血糖方面，黑豆水提物（主要包括花青素、花色苷、異黃酮等）和花色苷可以平穩(wěn)血糖、保護(hù)糖尿病導(dǎo)致的器官損傷;在降血脂方面，則包括發(fā)酵黑豆、黑豆多肽和花色苷;在護(hù)肝方面，黑豆和黑豆多糖被證實(shí)具有保護(hù)肝損傷作用;在氧化應(yīng)激方面，則主要涉及黑豆多肽和黑豆皮提取物;除此之外，黑豆花青素還被證實(shí)具有一定保護(hù)心肌損傷的功效。

3 存在問題與展望

3.1 存在問題

通過對國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述，黑豆的研究還主要存在以下三方面問題：（1）在黑豆基本成分分析上，黑豆?fàn)I養(yǎng)成分分析不夠完備，目前成分研究多集中于黑豆種皮多酚、蛋白和脂肪等大類，而對黑豆糖類中低聚糖和多糖、微量元素和低豐度活性分子等則缺乏系統(tǒng)性報(bào)道;（2）在營養(yǎng)成分對應(yīng)的功效研究上，由于分離手段等限制，生物活性成分（如蛋白質(zhì)亞基和多糖）三維構(gòu)象鮮有涉及，構(gòu)效關(guān)系也不甚明朗，缺少分子水平上的代謝通路、信號調(diào)節(jié)通路研究;（3）在體內(nèi)功能驗(yàn)證方面，歷代中醫(yī)古籍對黑豆多記載黑豆補(bǔ)腎填髓、壯骨明目、解毒等諸多功效，然后近現(xiàn)代功效驗(yàn)證試驗(yàn)（動物模型和人體臨床）卻鮮有涉及這些研究領(lǐng)域，還有很多待進(jìn)入的空白。

3.2 展望

針對以上存在的問題，今后的黑豆功效研究重點(diǎn)應(yīng)集中于以下三個方面：（1）黑豆基本成分分析應(yīng)進(jìn)一步完備，建立完備的黑豆成分體系和黑豆指紋圖譜，如黑豆蛋白在亞基上的分子組成、黑豆低聚糖和多糖豐度、生物活性小分子含量等;（2）借鑒高效的分離和手段，明確功能活性大分子的構(gòu)象，從分子空間構(gòu)象角度研究構(gòu)效關(guān)系，同時應(yīng)進(jìn)一步深入細(xì)胞生物學(xué)、代謝組學(xué)，理清功效成分信號調(diào)節(jié)通路和分子代謝通路，構(gòu)建信號調(diào)節(jié)理論基礎(chǔ)，為人體應(yīng)用研究打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ);（3）傳承傳統(tǒng)中醫(yī)理論對黑豆功效記載，開拓動物實(shí)驗(yàn)和臨床實(shí)驗(yàn)功效研究新領(lǐng)域，以古籍為鑒，中醫(yī)傳統(tǒng)理論和西醫(yī)高效分離手段相結(jié)合，共同推進(jìn)黑豆生物活性研究新方向。

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Abstract：The nutritional composition and the biological activiey was reviewed.Based on the existing problems，the research direction was proposed to provide reference for researchers.

Keywords：black soybean;nutritional composition;animal testing;clinical trail

（責(zé)任編輯 李婷婷）