發(fā)芽對(duì)不同品種花生營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性成分的影響

楊 天,徐學(xué)明,2,3,江 宇,蘇佳佳,張鈺清,蘇雪倩,姚 佩,楊 哪,2,金亞美,2,吳鳳鳳,2,*

(1.江南大學(xué)食品學(xué)院,江蘇無(wú)錫 214122;2.江南大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇無(wú)錫 214122;3.江南大學(xué)糧食發(fā)酵工藝與技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室,江蘇無(wú)錫 214122)

花生(ArachishypogaeaL.)是薔薇目、豆科、落花生屬的一年生草本植物,在亞洲、非洲和美洲國(guó)家廣泛種植,被認(rèn)為是一種營(yíng)養(yǎng)豐富的經(jīng)濟(jì)作物?；ㄉ鸂I(yíng)養(yǎng)豐富,含有約25.8%蛋白質(zhì)、49.2%脂質(zhì)、16.1%碳水化合物、6.5%水分和2.3%灰分[1-2]。花生中生物活性成分也十分豐富,如維生素、植物甾醇、黃酮類、芪類和生物堿,這些物質(zhì)賦予了花生延緩大腦衰退、降低罹患癌癥和心臟病的風(fēng)險(xiǎn)、降低膽固醇、血壓和血脂等功效[3]。

發(fā)芽是一種將谷物浸泡在水中直至飽和然后在一定條件下萌發(fā)的過(guò)程,在生產(chǎn)實(shí)踐中經(jīng)常被用作改善種子營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量。種子發(fā)芽的機(jī)理是大量?jī)?nèi)源酶的活化和釋放以及它們從結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)化為游離態(tài)的過(guò)程[4]。在發(fā)芽過(guò)程中,水解酶被活化從而水解大分子如蛋白質(zhì)、多糖和脂肪,導(dǎo)致肽和游離氨基酸、單糖和寡糖以及脂肪酸含量的增加[5]。此外,發(fā)芽期間的這些酶促反應(yīng)使各種生物活性物質(zhì)的含量大大增加,同時(shí)種子中的抗?fàn)I養(yǎng)素水平降低[6]。研究發(fā)現(xiàn),發(fā)芽谷物的攝入可降低慢性病的風(fēng)險(xiǎn),包括癌癥、糖尿病、高血壓、高脂血癥、肥胖和心臟病[5,7]。同一種類不同品種的發(fā)芽谷物其營(yíng)養(yǎng)成分的變化是不同的。Siecheong等[8]研究發(fā)現(xiàn),發(fā)芽過(guò)程對(duì)不同品種水稻中γ-谷維素積累的影響是不同的。羅旭等[9]研究了4個(gè)品種大豆發(fā)芽過(guò)程中總多酚、總黃酮、大豆異黃酮和γ-氨基丁酸含量的變化,結(jié)果表明不同品種的發(fā)芽大豆對(duì)生物活性物質(zhì)的富集程度不同。發(fā)芽花生產(chǎn)品已在中國(guó)市場(chǎng)銷售多年。目前對(duì)發(fā)芽花生的研究主要集中在發(fā)芽花生體外實(shí)驗(yàn)中的蛋白質(zhì)、白藜蘆醇和功能特性上。研究發(fā)現(xiàn),花生種子發(fā)芽過(guò)程中蛋白質(zhì)含量發(fā)生顯著變化,蛋白質(zhì)水解物中的含氮量降低,而肽和氨基酸含量增加[10]。發(fā)芽過(guò)程中白藜蘆醇含量的變化也是一個(gè)研究熱點(diǎn)。Limmongkon等[11]發(fā)現(xiàn),花生發(fā)芽過(guò)程中白藜蘆醇含量顯著提高;Wang等[12]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)花生不同部位的白藜蘆醇含量不同;而Yu等[13]發(fā)現(xiàn)外源誘導(dǎo)(如超聲處理)增強(qiáng)了白藜蘆醇在發(fā)芽花生中的富集。此外,在發(fā)芽花生提取物中發(fā)現(xiàn)了更高的多酚含量和抗氧化活性,并且細(xì)胞實(shí)驗(yàn)顯示其具有神經(jīng)保護(hù)作用[14]。然而,關(guān)于不同品種花生發(fā)芽過(guò)程中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生物活性物質(zhì)變化的研究很少。

本論文研究了5個(gè)品種的花生在發(fā)芽過(guò)程中的蛋白質(zhì)、脂肪、可溶性糖、游離氨基酸、游離脂肪酸、γ-氨基丁酸(GABA)、生育酚、白藜蘆醇和總酚的含量以及多肽分子量的變化規(guī)律,旨在為優(yōu)化花生發(fā)芽工藝、開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)發(fā)芽花生食品提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

5個(gè)品種的新鮮花生種子(魯花1號(hào)、魯花11號(hào)、花育20號(hào)、青蘭1號(hào)和青蘭8號(hào)) 購(gòu)于青島茂源種子有限公司,于2017年收獲,置于4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆?白藜蘆醇、γ-氨基丁酸和生育酚標(biāo)準(zhǔn)品 購(gòu)于美國(guó)Sigma公司;福林酚試劑和沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品 購(gòu)于百靈威公司;其他藥品和試劑 均來(lái)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

PQX型多段可編程人工氣候箱 寧波東南儀器有限公司;77530-30L凍干機(jī) 照生有限公司;YS-04型高速粉碎機(jī) 北京燕山正德機(jī)械設(shè)備有限公司;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠;均質(zhì)儀 德國(guó)IKA公司;TU-1900雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限公司;LC-20A高效液相色譜儀GC2010氣相色譜儀 日本島津公司;Agilent 1100高效液相色譜系統(tǒng) 美國(guó)安捷倫公司;835-50氨基酸自動(dòng)分析儀 日本日立公司;Waters 1525 HPLC分析系統(tǒng) 美國(guó)沃特世公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 花生發(fā)芽處理 發(fā)芽方法參照張雅君等[15]的方法并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修改?；ㄉN子經(jīng)挑選后,在5%次氯酸鈉溶液中室溫浸泡10 min,用去離子水洗滌三次后在30 ℃黑暗條件下浸泡6 h,再用去離子水沖洗后置于30 ℃黑暗條件下發(fā)芽。分別在發(fā)芽的0、1、2、3、4、5 d取樣,樣品冷凍干燥后用高速粉碎機(jī)粉碎,過(guò)60目篩,保存于4 ℃冰箱中。

1.2.2 發(fā)芽過(guò)程中可食部位生物重量的變化測(cè)定 取新鮮的發(fā)芽花生,將其根部剪掉,保留可食部位(子葉與芽)。每個(gè)發(fā)芽時(shí)間取30個(gè)均勻的發(fā)芽花生進(jìn)行稱重后,取平均值計(jì)算可食部位生物重量的變化。

1.2.3 基本營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定 蛋白質(zhì)和脂肪的測(cè)定采用GB 5009.5-2016[16]和GB 5009.6-2016[17],可溶性糖的測(cè)定采用苯酚-硫酸法[18]，所得標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=0.0121x-0.0137,R2=0.9937。

1.2.4 游離氨基酸分析與γ-氨基丁酸(GABA)測(cè)定 游離氨基酸和γ-氨基丁酸的測(cè)定參照Komatsuzaki等[19]的方法。將2.5 g花生粉末放入含有25 mL 70%乙醇溶液的試管中,將混合物在室溫下振蕩提取1 min,然后在4 ℃下4000×g離心10 min,收集上清液。另將相同體積的70%乙醇溶液加入到沉淀物中重復(fù)提取,4 ℃下4000×g離心10 min,合并上清液。將上清液在40 ℃下真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干,殘余物溶于5 mL含有1.5 g檸檬酸三鋰,19.8 g檸檬酸,12.0 g LiCl和20.0 g 2,2-硫代乙醇的檸檬酸鋰洗脫緩沖液(pH2.2)中,通過(guò)0.45 μm微孔濾膜過(guò)濾,注入氨基酸自動(dòng)分析儀測(cè)定氨基酸和GABA含量。

1.2.5 游離脂肪酸測(cè)定 脂肪酸測(cè)定的方法參照Dong等[20]提供的方法。將1.00 g的樣品加入到含有20 mL正己烷的三角瓶中,振蕩2 h,在4 ℃下4000×g離心10 min后收集上清液。溶劑蒸發(fā)后,移取100 μL花生油,加入2 mL 0.5 mol/L NaOH甲醇溶液,將混合物置入在60 ℃的水浴中直至油珠消失。然后,將2 mL三氟化硼甲醇溶液(1∶3,v/v)加入管中,將混合物在60 ℃下溫育20 min,冷卻至室溫。將2 mL正己烷和2 mL飽和NaCl溶液加入管中,并將混合物搖動(dòng)1 min。4 ℃下4000×g離心10 min后,收集上層溶液并進(jìn)行氣相色譜(GC)分析。GC分析在配備有PEG 20M毛細(xì)管柱(30 m×0.32 nm,0.25 μm)的GC2010系統(tǒng)上進(jìn)行。使用氮?dú)庾鳛檩d氣,流速恒定為3 mL/min。溫度最初在120 ℃保持5 min,以10 ℃/min的速度升至190 ℃并保持1 min,然后以2 ℃/min的速率升至220 ℃并保持12 min。進(jìn)樣口和檢測(cè)器的溫度設(shè)定為250 ℃。根據(jù)混合標(biāo)準(zhǔn)品使用內(nèi)標(biāo)法來(lái)確定各脂肪酸含量。

表1 花生發(fā)芽過(guò)程中可食部位生物重量的變化Table 1 Changes in the weight of the edible parts during peanut germination

1.2.6 多肽分子量分布 發(fā)芽花生多肽分子量分布在配備有UV檢測(cè)器的Waters 1525 HPLC系統(tǒng)分析,使用TSK gel 2000 SWXL柱(300 mm×7.8 mm),柱溫箱的溫度設(shè)定為30 ℃。每種樣品用含有0.1% TFA的40%乙腈洗脫,流速為0.5 mL/min,波長(zhǎng)為220 nm。細(xì)胞色素C(12384 Da)、抑肽酶(6512 Da)、芽孢桿菌酶(1422 Da)、甘氨酸-甘氨酸-酪氨酸-精氨酸(451 Da)和甘氨酸-甘氨酸-甘氨酸(189 Da)為標(biāo)準(zhǔn)分子量樣品。

1.2.7 生育酚含量測(cè)定 根據(jù)Maguire等[21]描述的方法測(cè)定生育酚的含量并稍作修改。將1.00 g的樣品加入乙醇均質(zhì)后,加入0.1 g抗壞血酸,2 mL KOH(1∶1,w/v),將混合物在60 ℃水浴中溫育30 min。冷卻至室溫后立即加入10 mL正己烷,并將混合物振蕩10 min。在4 ℃下4000×g離心10 min后,收集上層正己烷,將殘余物再萃取兩次,合并所有上層并在40 ℃下真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干。將干物質(zhì)溶解在2 mL甲醇中,通過(guò)0.45 μm微孔濾膜用于HPLC分析。在配備有Symmetry C18柱(5 μm,250×4.6 mm)和RF-535熒光的Agilent 1100 HPLC系統(tǒng)上進(jìn)行生育酚的分析。柱溫為30 ℃,流動(dòng)相為95%(v/v)甲醇水溶液,流速為1 mL/min,激發(fā)波長(zhǎng)為295 nm,發(fā)射波長(zhǎng)為330 nm。得到標(biāo)準(zhǔn)曲線y=3807.2x-15.6470，R2=0.9986。

1.2.8 白藜蘆醇含量測(cè)定 根據(jù)Limmongkon等[12]人描述的方法測(cè)量白藜蘆醇含量。稱取1.00 g樣品至50 mL離心管中并用80%乙醇提取。將混合物4 ℃下4000×g離心10 min,然后收集上清液,將殘余物沉淀重新提取兩次。合并所有上清液,蒸發(fā)溶劑。將萃取物用10 mL甲醇溶解并通過(guò)0.22 μm微孔濾膜過(guò)濾。使用C18柱(4.6×250 mm,5 μm)在LC-20A RP-HPLC系統(tǒng)上使用UV檢測(cè)器在306 nm處進(jìn)行測(cè)試。使用反式白藜蘆醇做標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=198140x-58576,R2=0.9938。

1.2.9 總酚含量測(cè)定 根據(jù)Dewanto等[22]描述的方法,使用福林酚法測(cè)量總酚。取0.4 mL適當(dāng)稀釋的樣品溶液,分別加入2.6 mL去離子水,0.5 mL福林酚試劑,充分混合并在室溫下靜置6 min后,加入1.5 mL 20 g/100 mL Na2CO3溶液,最后用去離子水補(bǔ)足至10 mL。將混合物置于黑暗中于40 ℃反應(yīng)2 h,在760 nm處測(cè)量吸光值。以甲醇代替樣品作空白對(duì)照,沒(méi)食子酸作為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(y=4.0341x+0.0326,R2=0.9981)?？偡雍勘硎緸槊靠烁芍貥悠匪鶎?duì)應(yīng)的沒(méi)食子酸當(dāng)量(mg GAE g-1)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)設(shè)3次重復(fù),用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)方差分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的形式表示,采用LSD法對(duì)結(jié)果進(jìn)行顯著性分析,p<0.05時(shí)表示存在顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 花生發(fā)芽過(guò)程中可食部位生物重量的變化

不同品種的花生在發(fā)芽過(guò)程中可食部位的生物重量均顯著增加。整體來(lái)看,種子的重量均在1 g左右,而在發(fā)芽的第1 d,重量顯著增加,這是由于種子在發(fā)芽之前充分浸泡吸水導(dǎo)致的。發(fā)芽2～5 d重量增加趨于平緩。發(fā)芽5 d后,青蘭1號(hào)的生物重量最大,達(dá)到(12.87±2.35) g,青蘭8號(hào)的重量相對(duì)最低,達(dá)到(9.32±1.98) g。由于整個(gè)發(fā)芽過(guò)程在自然條件下進(jìn)行,消耗的外源添加物僅為水,且后續(xù)研究結(jié)果表明花生發(fā)芽后比發(fā)芽前更具營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,故花生發(fā)芽后重量的持續(xù)增加勢(shì)必帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 花生發(fā)芽過(guò)程中基本成分含量變化

花生發(fā)芽過(guò)程中蛋白質(zhì)含量的變化是復(fù)雜的。蛋白質(zhì)在蛋白酶的作用下被水解成氨基酸和肽,然后參與新氨基酸的分解代謝和合成,從而使得蛋白質(zhì)和氨基酸含量發(fā)生變化[23]。花生種子在不同發(fā)芽階段的粗蛋白含量見(jiàn)表2。5個(gè)品種的花生表現(xiàn)出相似的蛋白質(zhì)含量變化趨勢(shì):蛋白質(zhì)含量在發(fā)芽2～3 d變化不明顯,在4～5 d時(shí)有所降低。其中青蘭1號(hào)花生的蛋白質(zhì)含量變化最顯著,在發(fā)芽5 d后下降了11.95%;變化最不顯著的是魯花11號(hào)花生,發(fā)芽5 d后僅下降了3.39%。據(jù)報(bào)道,在種子發(fā)芽期間,許多蛋白質(zhì)相關(guān)的酶被激活,一些蛋白質(zhì)被水解,而一些蛋白質(zhì)被合成,這種平衡決定了蛋白質(zhì)的含量[6]。有研究發(fā)現(xiàn),發(fā)芽綠豆[24]和發(fā)芽糙米[25]中蛋白質(zhì)含量隨發(fā)芽時(shí)間延長(zhǎng)而增加。這些差異可能與不同類型的種子及發(fā)芽條件的差異有關(guān)。

表2 花生發(fā)芽過(guò)程中基本成分含量的變化Table 2 Changes of basic components contents during peanut germination

在發(fā)芽過(guò)程中,脂質(zhì)降解并為種子生長(zhǎng)提供能量,從而導(dǎo)致其含量降低[26]。不同發(fā)芽階段的脂質(zhì)含量變化見(jiàn)表2。未發(fā)芽花生的脂質(zhì)含量為干重的42%～49%。在發(fā)芽的前2 d含量略有增加,但隨著發(fā)芽時(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng)而顯著下降。其中,發(fā)芽5 d后,青蘭1號(hào)花生的脂肪含量最低,比未發(fā)芽時(shí)降低了51.06%。于淼[27]檢測(cè)了10個(gè)不同品種的花生在發(fā)芽過(guò)程中的脂肪含量變化,發(fā)現(xiàn)脂肪含量均有不同程度的下降,本文研究結(jié)果與此研究相似。

可溶性糖含量與花生品種和發(fā)芽時(shí)間相關(guān)。糖在許多代謝功能的調(diào)節(jié)中起重要作用,并且可以在發(fā)芽期間干擾發(fā)育調(diào)節(jié)基因的表達(dá)[28]。花生發(fā)芽過(guò)程中可溶性糖的含量見(jiàn)表2?？扇苄蕴呛吭诎l(fā)芽的前期(第1～2 d)有所降低,之后開(kāi)始顯著增加。不同品種間變化趨勢(shì)相同,但增加幅度有所差異,其中,青蘭1號(hào)花生的可溶性糖含量最高,發(fā)芽5 d后提高了86.70%。據(jù)報(bào)道,可溶性糖含量增加主要是由于大分子碳水化合物在發(fā)芽后期大量分解而產(chǎn)生提供種子生命活動(dòng)所需的能量,從而導(dǎo)致小分子糖含量急劇增加[29]。

2.3 花生發(fā)芽過(guò)程中游離氨基酸含量變化

不同發(fā)芽階段花生中游離氨基酸的含量變化如圖1、圖2和表3所示。本研究共檢測(cè)了17種氨基酸,包括除色氨酸之外的7種人體必需氨基酸。5種花生在發(fā)芽第5 d時(shí)的氨基酸總量分別比發(fā)芽前提高12.34倍、14.76倍、19.68倍、16.21倍和14.81倍(表3)。除酪氨酸含量在發(fā)芽3 d后出現(xiàn)下降趨勢(shì)外,其余各氨基酸含量都隨發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著增加(圖1、圖2)。氨基酸含量的增加可歸因于內(nèi)源性蛋白酶的活化,它可以誘導(dǎo)花生貯藏蛋白以及肽的水解[30]。因此,發(fā)芽花生可以改善蛋白質(zhì)消化率并進(jìn)一步增加對(duì)食用者的健康益處。整體來(lái)看,在未發(fā)芽的花生和經(jīng)5 d發(fā)芽處理的花生中,谷氨酸、精氨酸、丙氨酸和脯氨酸是主要的氨基酸。賴氨酸和半胱氨酸在未發(fā)芽階段含量最低,而在發(fā)芽后含量顯著增加,分別高達(dá)25.05～60.25 mg/100 g(圖1(g))和3.37～7.35 mg/100 g(圖2(i))。發(fā)芽前后含量變化最大的是脯氨酸,在發(fā)芽第5 d時(shí)含量增加27.53倍、56.67倍、31.26倍、209.96倍、123.40倍,且含量占游離氨基酸總量的近一半(圖2(j))。Kuo等[31]和Kim等[32]的研究表明發(fā)芽也可以使大豆和其他豆類的游離氨基酸含量增加。

表3 花生發(fā)芽過(guò)程中游離氨基酸總量的變化Table 3 Changes of total free amino acid contents during peanut germination

圖1 花生發(fā)芽過(guò)程中必需氨基酸含量變化Fig.1 Changes of essential amino acid content during peanut germination注:(a)蘇氨酸;(b)纈氨酸;(c)蛋氨酸;(d)苯丙氨酸;(e)異亮氨酸;(f)亮氨酸;(g)賴氨酸。

圖2 花生發(fā)芽過(guò)程中非必需氨基酸含量變化Fig.2 Changes of non-essential amino acid content during peanut germination注:(a)天冬氨酸;(b)谷氨酸;(c)絲氨酸;(d)組氨酸;(e)甘氨酸;(f)精氨酸;(g)丙氨酸;(h)酪氨酸;(i)半胱氨酸;(j)脯氨酸。

2.4 花生發(fā)芽過(guò)程中脂肪酸組成變化

花生油因其獨(dú)特的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值,成為一種廣泛使用的食用油[33]。脂肪酸組成對(duì)于花生油穩(wěn)定性以及產(chǎn)品中是否會(huì)出現(xiàn)哈喇味具有重要意義,是影響花生油商業(yè)貿(mào)易的重要因素[2]?；ㄉ诓煌l(fā)芽階段的脂肪酸含量見(jiàn)表4。花生脂肪酸主要由肉豆蔻酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、γ-亞麻酸、α-亞麻酸、花生酸、花生一烯酸、二十二碳酸、二十四碳酸和芥酸等組成(因數(shù)據(jù)太多,此部分?jǐn)?shù)據(jù)沒(méi)有列出),其中飽和脂肪酸占8.02%～10.66 g/100 g(SFA,主要是棕櫚酸),單不飽和脂肪酸為21.47～26.04 g/100 g,占42.85%～56.76%(MUFA,主要是油酸),多不飽和脂肪酸12.22～16.23 g/100 g,占22.33%～36.07%(PUFA,主要是亞油酸),且發(fā)芽處理不會(huì)改變花生的脂肪酸組成成分。在發(fā)芽過(guò)程中,魯花1號(hào)、魯花11號(hào)、花育20號(hào)和青蘭1號(hào)花生SFA的含量呈現(xiàn)先增加再減少的趨勢(shì),在發(fā)芽的第1或第2 d達(dá)到最大值,青蘭8號(hào)花生SFA含量呈下降趨勢(shì);魯花1號(hào)、魯花11號(hào)、花育20號(hào)、青蘭8號(hào)MUFA的含量呈現(xiàn)先增大再減小的趨勢(shì),在發(fā)芽的第2或第3 d達(dá)到最大值;各品種花生的PUFA含量呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),在發(fā)芽的第1或第2 d達(dá)到最大值。與飽和脂肪酸相比,不飽和脂肪酸具有降低血脂的作用,因此較低的飽和脂肪酸和較高的不飽和脂肪酸攝入對(duì)膳食營(yíng)養(yǎng)有益[34]。油酸/亞油酸的比值(O/L)在延長(zhǎng)產(chǎn)品保質(zhì)期中具有重要作用,較高的O/L值與產(chǎn)品保質(zhì)期的延長(zhǎng)和產(chǎn)品酸敗度的降低相關(guān)[35]。因此,發(fā)芽花生因其合理的脂肪酸組成、豐富的不飽和脂肪酸含量和較高的O/L值而成為一種優(yōu)質(zhì)的烹飪和煎炸油[33]。

表4 花生發(fā)芽過(guò)程中脂肪酸含量的變化Table 4 Changes of fatty acid contents during peanut germination

2.5 花生發(fā)芽過(guò)程中多肽分子量分布的變化

近年來(lái),多肽類物質(zhì)由于其潛在的功能和營(yíng)養(yǎng)特性而獲得了廣泛關(guān)注[36]。有研究表明,發(fā)芽會(huì)導(dǎo)致花生中蛋白質(zhì)降解并增加肽和氨基酸含量[10]。本研究分析了不同發(fā)芽階段花生中多肽的分子量分布,結(jié)果如圖3所示。結(jié)果表明,發(fā)芽花生中的肽主要由小肽(Mw<500 Da)組成,占總肽的79.64%～93.40%。隨著發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng),分子量超過(guò)10000 Da的肽(占總肽的1.54%～5.00%)的比重逐漸增加,可能是由于在發(fā)芽過(guò)程中一些大分子蛋白質(zhì)降解為肽。分子量超過(guò)180 Da且小于1000 Da的肽的濃度先逐漸增加后略有降低,造成這種現(xiàn)象的原因可能是多肽被進(jìn)一步降解為氨基酸。López-Barrios等[37]發(fā)現(xiàn)發(fā)芽處理可使黑豆蛋白水解物具有更高的抗氧化和抗炎作用;Vernaza等[30]發(fā)現(xiàn)發(fā)芽大豆粉具有更高的抗氧化能力,且蛋白提取物顯示出對(duì)炎癥標(biāo)志物NO、PGE2、TNF-α和iNOS的顯著抑制。這說(shuō)明發(fā)芽可使谷物蛋白(肽)具有更高的生物活性。

圖3 花生發(fā)芽過(guò)程中多肽分子量分布的變化Fig.3 Changes of molecular weight distribution of peptides in peanut sprout at different germination stages注:(a)魯花1號(hào);(b)魯花11號(hào);(c)花育20號(hào);(d)青蘭1號(hào);(e)青蘭8號(hào)。

2.6 花生發(fā)芽過(guò)程中GABA含量的變化

花生在不同發(fā)芽階段的GABA含量如圖4所示。不同品種花生的GABA含量有所差異,但均在發(fā)芽后顯著增加。并且5種花生的GABA含量均在第5 d達(dá)到最大值,分別比未發(fā)芽時(shí)增加14.99倍、11.77倍、8.34倍、8.61倍和7.97倍。GABA含量的大幅度增加主要由于谷氨酸脫羧酶在發(fā)芽期間被激活,從而導(dǎo)致谷氨酸轉(zhuǎn)化為GABA[19]。GABA是廣泛存在于植物和動(dòng)物中的非蛋白氨基酸,它是哺乳動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)中重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì),還可以調(diào)節(jié)血壓和心率、減輕疼痛和焦慮,并增加胰島素的分泌[38]。有關(guān)發(fā)芽處理富集谷物GABA的報(bào)道很多:Cornejo等[25]研究發(fā)現(xiàn)用48 h發(fā)芽后的糙米粉制成的面包GABA含量比用普通糙米粉制成的面包高6倍;Huang等[39]研究發(fā)現(xiàn)發(fā)芽3 d后的黃豆GABA含量比未發(fā)芽時(shí)增加11.58倍,黑豆增加2.73倍;Xu等[6]的研究表明薏米經(jīng)60 h發(fā)芽后的GABA含量達(dá)到102.07 mg/100 g,比未發(fā)芽時(shí)增加2.44倍。因此,發(fā)芽花生或發(fā)芽谷物是獲得GABA有價(jià)值的來(lái)源。

圖4 花生發(fā)芽過(guò)程中GABA含量的變化Fig.4 Changes of GABA content during peanut germination

2.7 花生發(fā)芽過(guò)程中生育酚含量的變化

生育酚由8個(gè)結(jié)構(gòu)相關(guān)的分子組成,每個(gè)分子都含有一個(gè)具有四種不同甲基化模式的色甘醇環(huán),分別命名為α、β、γ和δ。α-生育酚通常被認(rèn)為是體內(nèi)最有效的抗氧化劑,是最具生物活性的生育酚類型,并且在大鼠生育能力測(cè)試中唯一有效的類型[40]。不同品種花生發(fā)芽期間的生育酚含量如圖5所示。在未發(fā)芽種子中,青蘭1號(hào)花生和青蘭8號(hào)花生中的生育酚含量比其他三個(gè)品種高1倍左右。所有品種花生中生育酚含量在發(fā)芽前2～3 d明顯增加之后開(kāi)始下降。這種趨勢(shì)與脂肪含量變化趨勢(shì)類似,可能與脂質(zhì)的變化有關(guān)。其中,青蘭1號(hào)花生在發(fā)芽第2 d時(shí)含量最高,魯花1號(hào)花生生育酚含量在發(fā)芽期間的變化不如其他品種明顯。有研究報(bào)道,不同處理方式也會(huì)導(dǎo)致生育酚含量的差異,如通過(guò)高壓處理的發(fā)芽糙米中具有更高含量的生育酚[41]。據(jù)報(bào)道,生育酚可降低血壓,并具有抗癌、抗衰老、抗不育等功能[42]。因此,發(fā)芽花生中生育酚含量的增加可賦予其更好的功效。

圖5 花生發(fā)芽過(guò)程中生育酚含量的變化Fig.5 Changes of tocopherol content during peanut germination注:不同小寫字母表示同一花生品種不同發(fā)芽天數(shù)間差異顯著(p<0.05),圖7同。

2.8 花生發(fā)芽過(guò)程中白藜蘆醇含量的變化

白藜蘆醇(3,5,4′-三羥基均二苯乙烯)是一種天然多酚,它廣泛存在于植物(如葡萄、花生和桑椹),以及許多食品中(包括紅葡萄酒、葡萄汁和花生醬)。研究表明,發(fā)芽處理可以顯著增加花生的白藜蘆醇含量[12]。發(fā)芽過(guò)程中花生的白藜蘆醇含量變化如圖6所示。不同品種花生間白藜蘆醇的含量差異較大,其在發(fā)芽5 d時(shí)的含量青蘭1號(hào)>青蘭8號(hào)>魯花11號(hào)>花育20號(hào)>魯花1號(hào)。5個(gè)品種花生的白藜蘆醇含量均隨發(fā)芽時(shí)間延長(zhǎng)不斷增加,但增加幅度因品種而異。其中,青蘭1號(hào)花生中的白藜蘆醇在發(fā)芽5 d后含量最高,比未發(fā)芽時(shí)增加了5.68倍。其次是青蘭8號(hào)花生,比未發(fā)芽前提高了7.40倍。魯花1號(hào)花生種子的白藜蘆醇含量最低,經(jīng)過(guò)5 d的發(fā)芽處理后其白藜蘆醇含量仍低于其他4個(gè)品種,但是它的增加幅度最大,比未發(fā)芽時(shí)增加了32.58倍。于淼[27]在先前的研究中檢測(cè)了10個(gè)品種花生發(fā)芽過(guò)程中的白藜蘆醇含量,結(jié)果表明,不同品種花生在發(fā)芽之前與發(fā)芽后的白藜蘆醇含量有差異,隨發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng)白藜蘆醇含量均有增加,但增加幅度不一致,這與我們的研究結(jié)果類似。據(jù)報(bào)道,反式白藜蘆醇具有抗氧化、抗炎和抗增殖作用,可以保護(hù)心臟、抗衰老和抗癌變[43]。Ghanim等[44]在攝入高脂膳食的受試者飲食中增加含有白藜蘆醇的補(bǔ)充劑,發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇在受試者的餐后狀態(tài)具有應(yīng)急抗氧化和抗炎作用。可見(jiàn),發(fā)芽處理是富集花生白藜蘆醇的一種簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)的方法,選擇合適的花生品種進(jìn)行發(fā)芽處理有利于獲得較高累積量的白藜蘆醇。

圖6 花生發(fā)芽過(guò)程中白藜蘆醇含量的變化Fig.6 Changes of resveratrol content during peanut germination

2.9 花生發(fā)芽過(guò)程中總酚含量的變化

不同發(fā)芽階段花生的總酚含量變化如圖7所示。在發(fā)芽初期,酚類化合物含量略有下降,從發(fā)芽第2 d開(kāi)始顯著增加。5個(gè)品種花生的總酚含量均在發(fā)芽第5 d達(dá)到最大值,分別增加41.03%、30.61%、128.90%、47.37%、16.44%。種子中總酚含量最低的花育20號(hào)花生在發(fā)芽后含量反而最高,增加量也最為明顯;種子中含量最高的青蘭8號(hào)花生發(fā)芽5 d后的增加量最小。酚類化合物是植物中的次生代謝產(chǎn)物,在植物的生長(zhǎng)繁殖中發(fā)揮重要作用,起到抵御病原體、寄生蟲(chóng)和捕食者的防御機(jī)制的作用,并有助于植物顏色的保持[45]。迄今為止,酚類化合物因其具有抗氧化和預(yù)防慢性炎癥、心血管疾病、癌癥和糖尿病等多種潛在疾病的作用而被廣泛研究[46]。發(fā)芽花生中酚類化合物含量的變化表明,發(fā)芽處理是一種改善花生營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和功能性的有效方法。Cornejo等[25]發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)48 h的發(fā)芽,糙米中總酚的含量比未發(fā)芽時(shí)增加了50%;Huang等[47]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)5 d發(fā)芽黃豆中的總酚含量比未發(fā)芽時(shí)增加了91.30%,而發(fā)芽過(guò)程中綠豆總酚的變化則比較復(fù)雜,在發(fā)芽第1 d含量急劇上升,增加了11倍,而后下降并在發(fā)芽第3 d達(dá)到最小值,然后又略微上升。

圖7 花生發(fā)芽過(guò)程中總酚含量的變化Fig.7 Changes of total phenolic content during peanut germination

3 結(jié)論

發(fā)芽是一種方便有效的改善花生營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和富集活性物質(zhì)的處理方法。在花生發(fā)芽過(guò)程中,大分子物質(zhì)被降解成小分子,導(dǎo)致蛋白質(zhì)和脂質(zhì)含量降低,小肽、游離氨基酸和可溶性糖含量顯著增加;隨著發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng),GABA和白藜蘆醇的含量急劇增加;多酚的含量在前期略微下降后也顯著增加,并在發(fā)芽第5 d達(dá)到最大值;生育酚的含量在發(fā)芽過(guò)程先增后降,并在發(fā)芽第2或3 d達(dá)到最大值。因此,發(fā)芽花生由于具有更高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和生物活性,在食品工業(yè)中具有更好的發(fā)展?jié)摿Α２煌贩N花生在發(fā)芽過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)成分的變化趨勢(shì)大致相同,變化幅度差異較大。在本論文選取5個(gè)花生品種中,青蘭1號(hào)花生是富集營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生物活性物質(zhì)的優(yōu)秀品種。