雜豆分類(lèi)、營(yíng)養(yǎng)功效及其產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的研究進(jìn)展

張 婷，袁 藝，王 鑫，宋蕭蕭，CUI Steve W.,2，殷軍藝,

（1.南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)-加拿大食品學(xué)與技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室（南昌），江西省生物活性多糖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌大學(xué)，江西南昌 330047；2.加拿大農(nóng)業(yè)及農(nóng)業(yè)食品部圭爾夫研究與發(fā)展中心，安大略圭爾夫 NIG5C9）

雜豆也稱為食用豆類(lèi)（Food Legumes），是以收獲籽粒供食用的豆類(lèi)作物的統(tǒng)稱，均屬豆科（Leguminosae），蝶形花亞科（Papilionaceae），多為一年生或越年生，但不包括高脂肪豆科植物的豆類(lèi)，如大豆、花生等，我國(guó)栽培的主要雜豆品種有蠶豆、豌豆、綠豆、豇豆、蕓豆，四棱豆、木豆、利馬豆、鷹嘴豆等[1]。而聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）則將雜豆類(lèi)定義為干收的豆科作物，也稱為干豆，包括紅小豆、綠豆、豌豆、蕓豆、扁豆和鷹嘴豆等，但不包括高脂肪豆科植物的豆類(lèi)，如大豆、花生和作為蔬菜收獲的豆類(lèi)（如豆角）[2]。相較于我國(guó)的雜豆定義，聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）對(duì)于雜豆的定義顯然更為廣泛，這是由于我國(guó)雜豆都屬于豆科中的蝶形花亞科，而聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）定義中則不僅僅只包括蝶形花亞科，云實(shí)亞科中的部分豆類(lèi)也符合FAO的定義。聯(lián)合國(guó)更是在2016年將該年定為“國(guó)際雜豆年”（International Year of Pulses），以“提供豐富營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展”為口號(hào)[2-4]。

隨著近年居民膳食結(jié)構(gòu)變化，各種慢性疾病的發(fā)病率逐年上升，人們逐漸認(rèn)識(shí)到了雜豆?fàn)I養(yǎng)品質(zhì)的優(yōu)越性：與谷物相比，雜豆含有優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)以及豐富的礦物質(zhì)、維生素、膳食纖維[3,5-6]。由于雜豆中膳食纖維含量豐富，常被添加到各類(lèi)食品中來(lái)降低食品GI，有利于人體健康[4]。同時(shí)，雜豆還具有醫(yī)療保健功能，常作為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑添加到食品中，不僅豐富了氨基酸種類(lèi)，還獲得了獨(dú)特的風(fēng)味，因此深受消費(fèi)者喜愛(ài)[7]。

我國(guó)地處亞熱帶和溫帶地區(qū)，雜豆資源非常豐富，但是由于地域原因，人們對(duì)于雜豆的分類(lèi)以及產(chǎn)地分布了解不夠明確，對(duì)于雜豆?fàn)I養(yǎng)特性及功能活性的認(rèn)識(shí)較為缺乏，相關(guān)研究還不夠深入，深加工產(chǎn)品也較為匱乏。因此，為了使我國(guó)雜豆資源能夠得到充分利用，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)雜豆產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，本文針對(duì)雜豆分布、分類(lèi)、營(yíng)養(yǎng)特性及功能活性以及雜豆產(chǎn)品應(yīng)用開(kāi)發(fā)進(jìn)行系統(tǒng)性闡述。

1 世界雜豆的主要生產(chǎn)國(guó)家、地區(qū)及國(guó)內(nèi)分布

雜豆的品種繁多，適應(yīng)性強(qiáng)、營(yíng)養(yǎng)性獨(dú)特，在世界多個(gè)國(guó)家和地區(qū)廣泛種植，是許多國(guó)家農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民食物消費(fèi)的重要組成部分。表1可以看出，緬甸、印度，巴西、加拿大以及中國(guó)等是世界雜豆的主要生產(chǎn)國(guó)，其雜豆總產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的60%，其中緬甸雜豆產(chǎn)量占世界雜豆產(chǎn)量的19.35%，是世界最大的雜豆生產(chǎn)國(guó)。

中國(guó)是世界第四大雜豆生產(chǎn)國(guó)，其中綠豆、豌豆、蠶豆產(chǎn)量均位居世界總產(chǎn)量第一，詳見(jiàn)表1，此外還種植小豆、豇豆和普通菜豆等20多種雜豆，分布在中國(guó)東北、華北、西北、西南的干旱半干旱地區(qū)等地區(qū)。由表1可知，中國(guó)雜豆資源豐富，品種繁多，全國(guó)各地區(qū)均有廣泛種植，但大多數(shù)種植在華南和西南地區(qū)。其中，常食用的綠豆主要是分布在黃河、長(zhǎng)江下游地區(qū)，而鷹嘴豆由于其生長(zhǎng)條件要求主要種植于在我國(guó)新疆、青海等地區(qū)。

表1 世界雜豆的主要生產(chǎn)國(guó)及我國(guó)主要種植地區(qū)分布Table 1 World” s major producers of pulses and the distribution of the main growing regions in China

2 雜豆的分類(lèi)

目前，國(guó)內(nèi)外雜豆種類(lèi)較多，其中較常見(jiàn)的有38種，隸屬于 24個(gè)屬，11個(gè)族，其中有8個(gè)族屬于蝶形花亞科，而生活中常見(jiàn)的主要是菜豆屬和豇豆屬（圖1）。因?yàn)榈赜蛭幕町?，不同地區(qū)同一豆類(lèi)具有不同別稱，同時(shí)雜豆名稱在不同地區(qū)具有重名的現(xiàn)象，造成了人們對(duì)于雜豆名稱的混淆，為了讓人們對(duì)雜豆的分類(lèi)及其別稱有更加清晰的認(rèn)識(shí)，圖2對(duì)部分常見(jiàn)雜豆的分類(lèi)和別名進(jìn)行了歸納總結(jié)。其中我們常食用的雜豆都是屬于蝶形花亞科中的菜豆族，例如綠豆、豇豆、赤小豆是屬于菜豆族中的豇豆屬，而刀豆、荷包豆、菜豆則是屬于刀豆屬，常被認(rèn)作為豌豆屬的香豌豆，則屬于山黧豆屬。

圖1 部分常見(jiàn)雜豆形貌圖Fig.1 Part of the common mixed beans morphology chart

圖2 部分常見(jiàn)雜豆的分類(lèi)和別名情況[12-13]Fig.2 Classification and alias of some common pulses[12-13]

3 雜豆的營(yíng)養(yǎng)成分及功能活性

由表2可知，絕大多數(shù)雜豆具有高蛋白質(zhì)、低脂肪、高纖維等特點(diǎn)，而且還含有豐富的維生素以及礦物質(zhì)元素，而且含有某些具有獨(dú)特的功能活性物質(zhì)；少部分雜豆富含其他物質(zhì)，如黎豆中富含左旋多巴胺[14-15]。雜豆種子主要由胚（子葉和胚軸）和種皮組成，雜豆的子葉和胚軸中富含蛋白質(zhì)和碳水化合物，而雜豆種皮中主要是含有黃酮類(lèi)、多酚類(lèi)化合物等生物活性物質(zhì)，這些物質(zhì)是天然的抗氧化劑，可以延緩衰老、預(yù)防癌癥等疾病，其中花色甘和原花青素二聚體是導(dǎo)致雜豆種皮顏色各異的主要原因。

表2 雜豆的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其功能活性Table 2 Nutrients and bioactivites of pulses

從營(yíng)養(yǎng)學(xué)角度來(lái)看，雜豆是植物蛋白質(zhì)的重要來(lái)源，蛋白質(zhì)含量高達(dá)20%～30%，而且雜豆蛋白是全價(jià)蛋白，富含賴氨酸，但硫氨基酸較少，例如蠶豆中含有豐富的必需氨基酸，但缺乏色氨酸和蛋氨酸，而綠豆中谷氨酸含量最高，其含量為14.78～21.33 g/100 g，但是缺乏硫氨酸與半胱氨酸[16]。雜豆與其他谷物在氨基酸平衡上互補(bǔ)，因此合理搭配雜豆飲食，能夠極大地改善以水稻、小麥等谷類(lèi)食品為主食的我國(guó)居民膳食結(jié)構(gòu)。

雜豆屬于低血糖指數(shù)食品，在食用雜豆后，血糖的波動(dòng)較小，有利于血糖的控制[17-18]。除此之外，有研究發(fā)現(xiàn)每日攝入一定量的雜豆可以有效預(yù)防慢性疾病，同時(shí)對(duì)于降血脂[16]、控制肥胖[17,19-20]、治療結(jié)腸炎[21]、預(yù)防心腦血管疾病[18,22-23]、預(yù)防乳腺癌[24-25]、抗腫瘤等疾病都具有一定的積極作用[14-15,26]。例如Zahradka等報(bào)道，患有外周動(dòng)脈疾病的人連續(xù)8周每天食用半杯煮熟的雜豆，患病人群踝臂指數(shù)顯著改善，對(duì)腿部的血液流動(dòng)有改善作用[27]；Clark等定期用黑豆喂養(yǎng)自發(fā)性高血壓大鼠，能減輕大鼠高血壓癥狀并改善大鼠血管健康[28]；佐兆杭等研究發(fā)現(xiàn)雜豆膳食纖維對(duì)雌性大鼠卵巢衰老有良好的抑制效果，可提高血清中雌性激素含量，修復(fù)受損卵巢組織[29]；Hou等發(fā)現(xiàn)綠豆種皮對(duì)高脂飼養(yǎng)肥胖小鼠具有預(yù)防高脂飲食誘導(dǎo)小鼠體重增加，并改善小鼠代謝綜合征的癥狀[20]。Wang等研究發(fā)現(xiàn)高濃度的鷹嘴豆異黃酮能夠有效抑制MCF-7乳腺癌細(xì)胞增殖[25]。

因此，合理的雜豆膳食搭配可以減少或預(yù)防慢性病的發(fā)生，而且《中國(guó)居民膳食指南（2016）》提倡把全谷物、雜豆和薯類(lèi)作為膳食的重要組成部分，推薦每人每天攝入全谷物和雜豆類(lèi)50～150 g。

4 雜豆資源的開(kāi)發(fā)利用

4.1 雜豆產(chǎn)品開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

目前我國(guó)市面上，作為食品配方原料/添加劑的雜豆品種主要包括赤小豆、菜豆、扁豆、鷹嘴豆、豌豆、蠶豆和綠豆（表3）。雜豆休閑食品主要是薯片、豆乳飲品、豆罐頭、豆類(lèi)零食等，傳統(tǒng)類(lèi)食品主要以豆?jié){、糕點(diǎn)、粉絲、油炸豆、豆瓣醬等產(chǎn)品形式為主。但是傳統(tǒng)雜豆產(chǎn)品品種單一，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們對(duì)于營(yíng)養(yǎng)、美味、快捷方便和藥用保健產(chǎn)品的消費(fèi)需求。因此，一些以雜豆為基底的功能性食品正在不斷發(fā)展，例如綠豆保健型甜酒、紅小豆雙歧桿菌發(fā)酵保健飲料、鷹嘴豆油脂微膠囊[87]、豌豆蛋白粉等。Wu等利用植物乳桿菌B1-6對(duì)綠豆進(jìn)行發(fā)酵，制備出綠豆豆乳食品[88]；Angulo-bejarano等利用真菌發(fā)酵制作鷹嘴豆豆豉，提高了鷹嘴豆中含硫氨基酸的含量，改善了鷹嘴豆的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[89]。

表3 雜豆資源的開(kāi)發(fā)利用Table 3 Exploitation of pulse resources

近年來(lái)，隨著人們的健康意識(shí)不斷強(qiáng)化，對(duì)平衡膳食模式的需求逐漸凸顯，全球?qū)χ参锘称返钠诖托枨笕找嬖黾覽90]。目前最受歡迎的植物基產(chǎn)品主要有植物肉[91]、植物蛋、植物奶以及植物奶酪等，上述產(chǎn)品主要是以花生、豆類(lèi)、以及小麥等作物中提取的植物蛋白為原料，經(jīng)過(guò)一系列的加工處理使其成為具有動(dòng)物肉制品的質(zhì)地和口感[92-93]。徐進(jìn)等利用豌豆分離蛋白有良好的凝膠性，優(yōu)化了植物基香腸得品質(zhì)。目前豆在植物基產(chǎn)品得應(yīng)用主要是大豆，豌豆以及綠豆，例如豌豆植物基香腸[94]、綠豆基蛋液[93]、豌豆植物基奶酪[95]、植物肉雞塊[96]、酸豆乳飲料、綠豆抗性淀粉代餐粉[97]，而其他雜豆相關(guān)產(chǎn)品較少。

4.2 資源利用面臨的問(wèn)題

4.2.1 抗?fàn)I養(yǎng)因子 由于雜豆中還含有較多抗?fàn)I養(yǎng)因子（Antinutritional factors, ANFs），如胰蛋白酶抑制劑、植酸、草酸、單寧、低聚糖（棉子糖和水蘇糖）等往往限制了雜豆的生產(chǎn)和利用[105-106]。這些抗?fàn)I養(yǎng)因子的存在，會(huì)使得雜豆中的各類(lèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較難利用、適口性變差，特別是會(huì)影響人體對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，干擾其正常的新陳代謝，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致食物中毒，抗?fàn)I養(yǎng)因子的存在制約了人類(lèi)對(duì)雜豆的進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)利用。

4.2.2 加工技術(shù)瓶頸 近年來(lái)科研人員對(duì)于雜豆的關(guān)注日益增加，但對(duì)雜豆的生物多樣性及其加工特性的基礎(chǔ)研究仍然較為薄弱，使得雜豆資源的加工利用一直滯留在傳統(tǒng)食品的開(kāi)發(fā)，而且現(xiàn)有的雜豆資源的利用僅僅是依靠蒸煮加熱的方式來(lái)生產(chǎn)雜豆傳統(tǒng)食品，加工技術(shù)操作成本低、時(shí)間短、能耗低，但雜豆的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失較多，同時(shí)雜豆中含有具有降低慢性疾病發(fā)病率等潛在功能特性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并未得到很好利用。

5 展望

我國(guó)雜豆品種多，種植面積廣，產(chǎn)量大，是我國(guó)重要的糧食作物，我國(guó)已發(fā)布一些雜豆品質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，但統(tǒng)一性不強(qiáng)，而且關(guān)于雜豆產(chǎn)品的各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)都比較模糊，大多與雜糧和大豆的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)共用，而且現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)缺少禁、限用重金屬以及農(nóng)藥的限量指標(biāo)，在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中也沒(méi)有對(duì)于在雜豆產(chǎn)品中對(duì)食品添加劑限制使用的安全指標(biāo)，應(yīng)建立建全雜豆各類(lèi)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)開(kāi)展雜豆產(chǎn)品品質(zhì)檢驗(yàn)體系的人才培訓(xùn)，推動(dòng)雜豆產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

其次，充分利用雜豆高蛋白，低脂肪的營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)多種以雜豆為基底的植物基產(chǎn)品，新資源的挖掘?qū)Ξa(chǎn)品的多元化開(kāi)發(fā)具有重要的意義。植物基是一種有前途的未來(lái)食品，而雜豆作為植物蛋白的主要來(lái)源，是動(dòng)物蛋白的最佳替代品。而且植物基產(chǎn)品除了高蛋白的營(yíng)養(yǎng)概念，還要兼顧其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（多糖、膳食纖維、礦物質(zhì)）的需求，雜豆正切實(shí)吻合了這一需求。

此外，加快各類(lèi)加工技術(shù)在雜豆資源方面的利用，例如微波加工、高壓脈沖加工以及微射流均質(zhì)加工技術(shù)等技術(shù)，從而開(kāi)發(fā)現(xiàn)代、方便、多樣的健康雜豆產(chǎn)品，以促進(jìn)雜豆產(chǎn)品市場(chǎng)發(fā)展。