不同豆類發芽過程中營養成分的變化*

于立梅，于新，曾曉房，鐘惠曾，陳海光

(仲愷農業工程學院輕工與食品學院，廣東廣州，510225)

豆類的營養價值非常高，我國傳統飲食講究“五谷宜為養，失豆則不良”。現代營養學也證明這一點。豆芽類食品是中國人民喜愛的一種傳統優質食品，其中含有蛋白質、碳水化合物、脂肪、鈣、磷、鐵、維生素和粗纖維等，既能促進受傷血管壁的愈合，又是合成體內軟骨素的重要原料，軟骨素能消除血管壁上附著的膽固醇和脂肪的積存，對血管有保護作用，有防治冠心病和抗癌的強大功效［1－3］。

非洲山毛豆(Tephrosia vogelii Hook.f)和山毛豆(Tephrosia candida)均為豆科蝶形花亞科，灰葉屬多年生灌木，原產非洲，主要分布于北緯15°至南緯20°的廣大地區。近10多年來，我國廣東、廣西、海南、云南、福建等省區大量種植山毛豆［4］。山毛豆種子是一種脂肪和蛋白含量雙高的豆類。其所含的營養豐富，其中不飽和脂肪酸含量高，人體必需脂肪酸亞油酸含量占總體脂肪酸含量的52.0%，占山毛豆種子質量的6.76%，其蛋白質含量高達38.73%，可作為廉價的食用或飼用蛋白質來源，滿足生活、生產的需要［5］。本文以山毛豆、綠豆和黃豆為對象，比較其發芽前后及發芽過程中營養成分含量的變化，對三者的營養進行評價，以期為山毛豆的進一步開發利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大豆、綠豆，購于市場(濱江東市場);野生山毛豆，采摘于廣州到從化的山坡。

濃硫酸、濃鹽酸，抗壞血酸、亞鐵氰化鉀、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉等，均為分析純。

MJ-176NR型多功能能粉碎機(日本大阪松下電器產業株式會社)，DK-S22電熱恒溫水浴鍋(廣東環凱微生物科技有限公司)，KDN-08C定氮儀(上海雷磁儀器廠)，DGSB/20-002A臺式干燥箱(重慶試驗設備廠制造)，LWY84B型控溫式遠紅外消煮爐(四平電子技術研究所)，WFZ800-D3B紫外分光光度計(上海匯質精密儀器有限公司)，SHB-3循環水多用真空泵(鄭州杜甫儀器廠)，索氏提取器(天津玻璃儀器廠)等。

1.2 試驗方法

1.2.1 豆類種子的發芽及前處理［6－7］

選色澤新鮮、籽粒飽滿、無蟲蛀、無霉爛、無殘破豆粒、發芽勢強的優質豆，將其放入盆中，用清水漂洗2～3遍，然后用80℃熱水浸泡5 min，迅速沖入冷水，將水溫調為45℃左右，浸泡3～4h，將豆撈出，用豆重量3倍的溫水浸泡，在上面覆蓋2層紗布遮光，在25℃恒溫條件下發芽。每隔5～6h淋溫水一次。從浸泡開始24h為生長1d的豆芽，分別隨機采取1～7d的豆芽進行測定。發芽好的種子立即放在45℃烘箱中烘干，然后將種子用粉碎機粉碎過60目篩。粉碎過篩后的種子作為每次試驗的樣品(VC的測定除外)。測定樣品以可食部100%取樣。豆帶皮測定，經發芽的豆芽不帶皮。

1.2.2 測定方法

(1)VC含量的測定:采用2，6-二氯靛酚滴定法［8］。

(2)總糖含量的測定:直接滴定方法［9］。

(3)還原糖含量的測定:直接滴定法［8］。

(4)粗蛋白含量的測定:凱氏定氮法［8］。

(5)粗脂肪含量的測定:索氏提取法［9］。

(6)異黃酮含量的測定:紫外分光光度法［9］。

2 結果與分析

種子的發芽過程分3個階段:吸水膨脹、萌發和出苗。有活力的種子受潮吸水后，開始進行呼吸、蛋白質合成以及其它代謝活動，經過一定時期，種胚突破種皮，露出胚根，這一過程稱為種子的萌發(germination)。目前的研究表明，種子吸水萌發后發生了許多生理代謝變化，主要表現在酶的活化、生成，細胞生理活性的恢復，同時進行著復雜的生化代謝，使種子的營養成分和理化性質發生了重大的變化［10］。

2.1 豆類發芽過程中Vc含量的變化

圖1結果表明，發芽過程中3種豆的VC含量都比未發芽前高，且基本上都是在第3天到第5天時有較大的增幅。可見此時合成酶的活力達到最高。綠豆芽的VC含量比山毛豆和黃豆都要高，在第4天時綠豆芽的VC含量是山毛豆的4.14倍，是黃豆的4.6倍，而在第5天時含量達到0.021 3%。可見發芽前后綠豆的VC含量遠比其余2種豆芽的含量要多。

圖1 豆類發芽過程中Vc含量的變化

這是由于在綠豆芽生長時，還原型的VC與生長素可能共同促進芽的生長，它能把不活躍的生長素活化，以促進芽生長點的細胞分裂作用。并且在發芽過程中，淀粉水解產生的葡萄糖為VC的生物合成提供了原料，因而VC含量大為增加。而3種豆的VC含量都較未發芽前要高，普遍認為這是由于發芽期間內部參與物質代謝的酶類隨之產生或被活化，使機體內物質代謝不斷增強，參與VC合成代謝的酶類也隨之增強，從而在其豆芽組織中VC含量不斷增加。徐茂軍研究發現，大豆發芽后抗壞血酸含量增加，其合成的關鍵酶是半乳糖酸內酯脫氫酶(GLDH)［11］。山毛豆發芽過程中抗壞血酸的合成累積機制是否與發芽大豆相似，目前未見相關報道，有待進一步研究。

2.2 豆類發芽過程中還原糖含量的變化

豆類發芽實際上是一個酶促反應的啟動過程。發芽時，豆類內源淀粉酶被激活，導致豆類淀粉發生降解，引起直鏈淀粉和支鏈淀粉含量的下降，淀粉在淀粉酶的作用下逐步分解為葡萄糖等小分子糖類，為幼芽和幼根生長提供能量，所以隨著淀粉酶活力的升高，淀粉含量逐漸減少，還原糖含量迅速升高［6］。從圖2可見，在發芽初期0－4d，山毛豆的還原糖含量較多，而后隨著時間的增加其含量降低;綠豆的還原糖含量在第3天時最大，為66.3 mg/g，而后，

圖2 豆類發芽過程中還原糖含量的變化

由于呼吸作用的增強，糖消耗的速率增加，而此時大部分的淀粉都已經水解消耗，所以消耗的速度遠大于其轉化的速率，因此后期出現降低的趨勢。大豆的還原糖含量在其發芽過程中平穩地上升，在第7天時達到93.8 mg/g，比未發芽前增加了2.32倍，大豆的變化趨勢和山毛豆和綠豆不同，可能是因為豆類的品種不同，淀粉含量不同，其淀粉酶的活性也不同，因而還原糖含量的變化有一定差別，具體的差別機理還待進一步研究。

2.3 豆類發芽過程中總糖含量的變化

圖3 豆類發芽過程中總糖含量的變化

從圖3可見，發芽前4d大豆和綠豆的總糖含量逐漸增加，之后逐漸減少，在第4天時綠豆芽的總糖含量達137 mg/g，大豆的總糖含量為156.6 mg/g(干重)。而山毛豆總糖含量隨著發芽時間的增加逐漸下降。豆發芽前期總糖的增加，主要是由于水解酶水解大分子的糖類化合物，使一些具有還原性的糖類和蔗糖增加，再加上脂類的一些分解轉化，使其有較大的增幅。而后，由于呼吸作用的增強，消耗糖的速率增加，而大部分的淀粉都已經水解消耗，所以消耗的速度遠大于其轉化的速率，因此后期出現降低的趨勢［10］。三者區別主要取決于每種豆含有的淀粉種類及含量。綠豆的淀粉含量較多，因此分解的時間較長，而山毛豆內含的淀粉又與綠豆和大豆內的淀粉有所區別，因此三者的變化趨勢不相一致。當然還有酶的活性影響，不同豆內所含酶的活性不同，而呼吸作用也是其中的一個因素，呼吸的強弱決定了糖的消耗量。

2.4 豆類發芽過程中蛋白質含量的變化

圖4 豆類發芽過程中蛋白質含量的變化

根據圖4的變化，大豆在發芽1d時，蛋白質的含量有所下降，但下降的幅度不大，但發芽1d后，蛋白質含量增加，且增幅較大，到了第3天增加速率開始減緩。第7天的蛋白質含量比未發芽前增加了11%。綠豆發芽1d后，蛋白質含量從19.96%下降到19.35%，而后又開始增加，到第7天時，蛋白質含量達244.1 mg/g(干重)，增加了22.3%。其原因是由于發芽前的浸泡，種子中的可溶性氮溶于水中，另一方面，種子在剛萌動時要消耗一部分蛋白質，故發芽1 d，蛋白質含量減少。而隨發芽時間的延長，蛋白質含量逐漸增加。山毛豆的發芽初期(1～4 d)，蛋白質含量持續上升，第4天時達到最大值349.1 mg/g干重，蛋白質含量比未發芽前增加了33.75%，到第5天時開始平穩下降，但幅度很小。而在第7天時，蛋白質含量仍比未發芽前增加12.53%。總之，蛋白質先降后升，這主要是由于蛋白酶的激活，在蛋白酶的作用下，貯藏蛋白被分解成供胚發育的氨基酸，從而使游離氨基酸增加，再將氨基酸運轉到胚的生長部分，然后以各種不同的方式重新結合起來，形成各種性質的蛋白質。由于發芽種子中氨基酸的新形成，必然造成種子氨基酸的種類不同，氨基酸的比例以及蛋白的組成發生變化，使發芽種子的營養價值可能有別于萌發以前的干種子，使其營養價值得以大幅提高［12］。山毛豆發芽后的蛋白質含量高于其余兩者。這可能是由于三者呼吸作用的強弱不同，而且發芽豆類的脂肪變化也不同，所以豆類發芽過程中蛋白質含量的變化可能與脂肪降低也有一定的相關性，還有待進一步研究。

2.5 豆類發芽過程中脂肪含量的變化

脂肪作為貯藏物質存在于種子中，是一種良好的能源，每克脂肪在完全氧化時產生38.93 kJ熱量。在發芽過程中，種子的脂類含量變化明顯。其主要原因為種子中的脂肪分解酶、脂酶和脂肪氧化酶在萌發過程中逐漸激活，使種子中的脂類發生了一系列復雜的變化。一方面，種子中脂肪被分解成甘油和脂肪酸，使游離脂肪酸增加，同時脂肪中飽和脂肪酸的比例也增加。這可能與種子萌發時首先利用不飽和的亞油酸、亞麻酸有關。另外，經過代謝，最后生成碳水化合物。對發芽種子的分析結果表明，隨著豆子發芽，脂肪酸逐漸消失，碳水化合物、糖和纖維素增加，這種現象存在于各類種子中［13］。

圖5 豆類發芽過程中脂肪含量的變化

圖5 結果表明，大豆在發芽過程中，總的趨勢是發芽前后及過程中，大豆的脂肪含量大幅度降低，第7天脂肪含量與未發芽前相比，降低了24.93%;山毛豆在發芽過程中，脂肪的含量持續下降。在1－4 d下降得較快，在第4天下降幅度達到24.48%，而后下降速率開始減緩，到第7天時比未發芽前下降了39.42%;綠豆的脂肪含量顯著降低，發芽到第7天的綠豆芽脂肪含量與未發芽時相比下降了48.2%。隨著發芽時間的增加，脂肪含量減少明顯。這說明豆類在發芽過程中要消耗脂肪，可能作為能源或分解成小分子作為其新芽的成分。

3 結論

豆類經浸水萌發后，理化性質發生了很大的變化。在同一培養時間內，3種豆類的營養成分含量都有不同程度的變化趨勢。隨著發芽時間的增加，三種豆的VC含量都較未發芽前要高，且基本上都是在第3天到第5天時有較大的增幅。大豆的還原糖含量在其發芽的過程中平穩地上升，山毛豆和綠豆的還原糖在發芽初期升高隨后又下降，大豆和綠豆的總糖含量逐漸增加，在第4天的時候，綠豆芽的總糖含量達137 mg/g，大豆的總糖含量是156.6 mg/g。以后逐漸減少。而山毛豆總糖含量逐漸下降。山毛豆的發芽初期1～4d，蛋白質的含量在持續上升，第4天蛋白質的含量比起未發芽前增加了33.75%，到第5天時開始平穩下降，但幅度很小。由于蛋白質氨基酸的組成也發生了變化，發芽后的營養價值得以改善。發芽后脂肪的變化也呈線形下降趨勢。

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