大豆發芽期間硒富集能力

樊 翠，張 紅，楊潤強，韓永斌，顧振新*

(南京農業大學食品科技學院，江蘇 南京 210095)

大豆發芽期間硒富集能力

樊 翠，張 紅，楊潤強，韓永斌，顧振新*

(南京農業大學食品科技學院，江蘇 南京 210095)

采用亞硒酸鈉(Na2SeO3)溶液浸泡-去離子水噴淋培養的方式，研究東北及江蘇大豆品種發芽富硒情況。結果表明：在30mg/L Na2SeO3溶液中，25℃恒溫浸泡6h富硒發芽條件下，不同品種大豆對硒的耐受能力及其富集能力差異顯著，東北大豆YH-NJ的生長特性最好、富硒量最高。隨著Na2SeO3浸泡液的質量濃度、溫度的升高和浸泡時間的延長，該優選品種豆芽中總硒含量呈增加趨勢。

大豆；發芽；硒

大豆種子富含蛋白質、不飽和脂肪酸、碳水化合物及微量元素。然而由于植酸、胰蛋白酶抑制劑等抗營養因子的存在降低了人體對大豆中營養物質的吸收[1]。大豆發芽過程中，其內部發生了一系列生理生化變化，在一定程度上調整了大豆的營養結構，產生新的活性成分，減少抗營養因子，增加維生素與礦物質的生物利用率[2]，并形成獨特風味及口感。硒是人體必需的微量營養元素之一，是重要的食物源抗氧化劑，參與人體的多種內分泌代謝活動和免疫反應[3]。攝入適量的硒能夠增強機體免疫力、防治癌癥及心血管疾病、消除體內的自由基延緩衰老[4]。我國居民日常飲食中硒攝入量平均值為43.3μg/d，低于中國營養學會推薦的硒適宜攝入量下限50μg/d，生活在嚴重缺硒地區的居民硒攝入量低于20μg/d[5]。近年來，國內外掀起了補硒熱，但是真正發揮生物活性作用的是有機硒[4]。利用生物富集效應制備富硒農產品，將無機硒轉化為有機硒，可提高硒的生物利用率[6]。已有研究表明，大豆比谷物等草本植物在發芽期間可富集更多的硒[7]，然而，豆芽的富硒能力因大豆品種或基因型差異而有所不同[8]。本實驗以不同品種的大豆作為富硒對象，以大豆芽的良好功用為基礎，通過大豆發芽過程中對硒離子的富集作用，將無機硒轉化為人類可用的有機硒，達到大豆芽和有機硒的雙重功效。并對不同品種大豆在不同浸泡條件下生長特性及富硒能力進行研究，找出硒耐受力強的大豆品種，同時，對優選品種大豆在不同浸泡條件下的總硒含量進行測定，以期為富硒大豆芽工業化生產提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

東北大豆YH-NJ、YL-HL 常州五星禾綠蔬菜食品有限公司；江蘇大豆NJ由南京農業大學農學院提供。

Na2SeO3(CP) 上海天賜福生物工程公司；硒標準液(0.10mg/mL) 江蘇省疾病預防控制中心；其他試劑均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

PYX-DHS-50X65-BSⅡ隔水式電熱恒溫培養箱 上海躍進醫療器械廠；GXH-305型紅外線CO2分析儀 北京分析儀器廠；AFS-3100雙道原子熒光光度計 北京科創科學儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 富硒豆芽發芽工藝

大豆種子經篩選、除雜，取20g成熟飽滿均勻的顆粒，用1% NaClO溶液浸泡5min，蒸餾水沖洗后，轉移至已消毒燒杯中，加入50mL亞硒酸鈉溶液，置于培養箱中恒溫浸泡一定時間后取出、瀝干，均勻鋪在鋪有2層濾紙的培養皿(Ф＝15cm)中，加入去離子水30mL，置于25℃恒溫箱中培養，每12h噴淋10mL蒸餾水，96h后停止發芽。每12h取樣(發芽0h為對照)，豆芽經去離子水沖洗后，60℃恒溫干燥，干燥后的豆芽用粉碎機粉碎，過4 0目篩，冷藏備用。

1.3.2 不同品種大豆硒耐受力與富集能力試驗

分別稱取20g不同品種大豆，在50mL 30mg/L Na2SeO3溶液中，25℃恒溫浸泡6h。其余操作同1.3.1節。根據豆芽的生長特性和富硒量，選出耐硒能力強、富硒量高的大豆品種。

1.3.3 不同浸泡條件大豆富硒能力試驗

Na2SeO3質量濃度測定：稱取20g優選大豆6份，在50mL質量濃度分別為10、30、50、70、90mg/L和110mg/L Na2SeO3溶液中，25℃恒溫浸泡6h。其余按照

1.3.1節所述工藝操作。

浸泡時間：稱取20g優選大豆6份，在50mL 30mg/L Na2SeO3溶液中，25℃恒溫條件分別浸泡2、4、6、8、10h和12h。

浸泡溫度：稱取20g優選大豆6份，在50mL 30mg/L Na2SeO3溶液中，分別在15、22、29℃和36℃恒溫浸泡6 h。

1.3.4 測定指標與方法

發芽率：隨機取100粒種子進行大豆富硒發芽試驗，計算發芽率。分析發芽時間對發芽率的影響。按GB/T 3543.4—1995《農作物種子檢驗規程：發芽試驗》方法統計發芽率；芽長：隨機選取20粒發芽大豆種子，用最小刻度為0.1cm的直尺測定其芽長；呼吸強度：參照鄭永華等[9]方法，用紅外線CO2分析儀測定，載氣為脫CO2空氣，流量為400～600mL/min；含水量：測定采用AOAC法[10]；硒含量測定：采用氫化物發生原子熒光法[11]。稱取1g發芽豆芽干樣，裝入250mL磨口燒瓶，加入10mL消化液(HNO3:HClO4＝4:1，V/V)于130℃消化70min，加入5mL濃鹽酸后，于115℃繼續消化20min，將Se(Ⅵ)還原為Se(Ⅳ)。消化液定容至100mL，用于總硒測定。采用持續透析法測定有機硒含量，將粉碎的0.500g樣品裝入透析袋(截留分子質量3500kD)，25℃去離子水透析5d，每隔12h換一次水，測定透析后袋里樣品硒含量即為有機硒含量[12]。

1.4 數據統計與分析

實驗均重復3次，結果以平均值±標準誤表示，采用SAS 8.2(SAS，USA)軟件處理試驗數據。

2 結果與分析

2.1 不同品種大豆發芽過程中生長特性和富硒特性

2.1.1 不同品種大豆發芽率

圖1 不同品種大豆發芽期間發芽率的變化Fig.1 Changes in germination percentage of different soybeans varieties during germination

大豆發芽期間，發芽率呈先快速上升后平穩的趨勢，在前12h變化不顯著，之后迅速增加，發芽36h時，各品種大豆發芽率均達到最高，分別為99.03%和98.82%，之后無顯著變化。YH-NJ和YL-HL兩個品種的發芽率在96h時分別為97.85%和98.39%，顯著高于NJ品種(87.08%)。

2.1.2 不同品種大豆芽長變化

圖2 不同品種的大豆發芽期間芽長的變化Fig.2 Changes in sprout length of different soybeans varietie during germination

大豆發芽期間，隨著發芽時間的延長，芽長逐漸增長(圖2)。在96h生長過程中，YH-NJ和YL-HL兩種東北大豆芽長顯著高于江蘇大豆NJ。發芽96h時，YHNJ和YL-HL的大豆芽長分別達到了17.62cm和15.63cm，而NJ大豆芽長只有11.60cm。由此表明，同一發芽條件下，不同品種大豆的生長差異顯著，以YH-NJ芽長最長，生長情況最好。

2.1.3 不同品種大豆呼吸強度變化

圖3 不同品種的大豆發芽期間呼吸速率的變化Fig.3 Changes in respiratory rate of different soybeans varietie during germination

呼吸作用是植物種子萌發過程中的基礎生理代謝活動，呼吸強度是衡量種子生命力強弱的指標，呼吸強度越大，種子生命活動越旺盛。三種大豆發芽過程中呼吸速率的變化見圖3，其呼吸速率呈“S”型變化趨勢，在發芽前12h大豆各品種的呼吸速率無顯著增加，隨后迅速升高，在36～84h處于平穩期，之后又升高。NJ在發芽結束時的呼吸速率為對照(發芽0h)的15.11倍，YH-NJ為對照的24.50倍。發芽期間呼吸速率由強到弱依次為YH-NJ、YL-HL、NJ，發芽96h時YH-NJ的呼吸速率比同期NJ高43.92%。由此可見，相同發芽時間內，不同品種大豆的呼吸速率差異顯著，以YH-NJ呼吸速率最高，生命力最旺盛。呼吸強度的變化趨勢與發芽率相似。

2.1.4 不同品種大豆芽含水量

圖4 不同品種大豆芽中含水量Fig.4 Moisture content in soybean sprouts of different varieties

發芽96h后，豆芽含水量如圖4所示，YH-NJ和 YL-HL的含水量顯著高于NJ，兩種東北大豆含水量YHNJ和YL-HL分別是江蘇大豆NJ的1.15倍和1.14倍。這是因為豆芽生長過程中，隨著儲藏物質的降解，新組織不斷分化形成，豆芽中水分也在不斷增加，在相同培養條件下，兩種東北大豆生長較江蘇大豆快，芽長較長，所以其豆芽水分含量也較高。

2.1.5 不同品種大豆芽中總硒和有機硒含量差異

圖5 不同品種的大豆(干質量)發芽后有機硒及總硒含量Fig.5 Contents of O-Se and T-Se in different soybean varieties after germination

發芽96h的各品種豆芽中總硒及有機硒含量如圖5所示，有機硒及總硒含量在YH-NJ和YL-HL之間沒有顯著差異，但是均顯著高于江蘇大豆NJ。YH-NJ豆芽中總硒和有機硒含量分別是NJ豆芽中的1.68倍和1.51倍。

綜合圖1～5可知，在相同富硒發芽條件下，YHNJ大豆芽的發芽率、芽長、呼吸速率及總硒和有機硒富集量均最高，因此東北大豆YH-NJ是生產富硒豆芽的優選品種。

2.2 發芽條件對YH-NJ大豆富硒量的影響

2.2.1 Na2SeO3浸泡液質量濃度

圖6 Na2SeO3質量濃度對豆芽(干質量)總硒含量的影響Fig.6 Effect of Na2SeO3concentration on T-Se content in soybean sprout

由圖6可見，豆芽總硒含量隨著Na2SeO3浸泡液質量濃度的增加而顯著增加(P＜0.05)，二者相關性達到極顯著水平(r2＝0.9901，P＜0.01)，經110mg/L Na2SeO3溶液浸泡后得到的富硒豆芽總硒含量最高，為53.60μg/g。

2.2.2 浸泡時間

圖7 浸泡時間對豆芽(干質量)總硒含量的影響Fig.7 Effect of soaking time on T-Se content in soybean sprout

如圖7所示，隨著Na2SeO3溶液浸泡時間的延長，豆芽中總硒含量顯著增加(P＜0.05)，浸泡12h干豆芽中總硒含量為41.70μg/g，是浸泡2h豆芽中總硒含量的15.53倍。

2.2.3 浸泡溫度

圖8 浸泡溫度對豆芽(干質量)總硒含量的影響Fig.8 Effect of soaking temperature on T-Se content in soybean sprout

由圖8可知，隨著浸泡溫度的升高，豆芽中總硒含量顯著增加(P＜0.05)。在36℃浸泡溫度下的豆芽總硒含量是15℃浸泡溫度下的4.45倍(不同浸泡溫度對大豆發芽率無顯著影響，結果未展示)。

3 討論與結論

本研究考察兩種東北大豆與江蘇大豆之間硒耐受能力及富硒能力的差異，研究發現，在相同富硒發芽工藝條件下，東北大豆YH-NJ的生長特性最好、富硒能力最強。大豆發芽過程中，在吸收水分的同時，也吸收了溶解在水中的亞硒酸鈉。硒元素滲透到大豆種子中，在豆芽生長過程中參與大豆芽新物質合成。Rose等[13]研究發現，干旱環境中生長的大豆易積累蛋白質，而雨水充足地區生長的大豆種子蛋白質含量較低，這在一定程度上解釋了東北大豆比江蘇大豆硒耐受能力及富硒能力強。不同的生長特性及富硒能力也在于大豆基因型的差異，因此，工業化生產富硒豆芽時，在原料的選擇上一定要重視兩方面的問題：一是大豆的產地，二是大豆的品種。

浸泡是種子發芽工藝中的工序之一。周大寨等[14]用不同質量濃度的亞硒酸鈉浸泡蕓豆，并在發芽期間用相應的亞硒酸鈉溶液噴施，結果發現，低質量濃度(0～15.0mg/L)硒處理對蕓豆種子的萌發有促進作用，硒質量濃度為15.0mg/L時，其發芽率和發芽勢最大，硒質量濃度大于15.0mg/L對其有一定的抑制作用。姜云等[15]在稻米中也得出了類似的結論。浸泡時間長，吸水多，易造成籽粒腐爛；浸泡時間短，籽粒萌發過程中易引起脫水，從而影響種子發芽率。通常溫度高種子吸脹快，低溫下達到吸水平衡所需時間較長，但在低溫浸泡下，種子水分平衡時的持水量高于高溫浸泡時的持水量，并且不同種子需要的浸種時間不同。本實驗主要研究不同浸泡條件下豆芽的富硒量，研究表明，隨著Na2SeO3浸泡液的濃度、浸泡時間和溫度的分別升高，豆芽中總硒含量在增加。綜上所述，在保證高富硒量的前提下，后續試驗將對豆芽的生長狀況進行研究。

大豆對硒的耐受力與富硒量因大豆產地和品種不同而不同，本實驗篩選出東北大豆YH-NJ的硒耐受力最強且富硒量最高。不同浸泡條件下富硒豆芽中的總硒含量有差異，豆芽中的總硒含量分別隨Na2SeO3浸泡液濃度、溫度、浸泡時間的增加呈現不同程度的增加。

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Preliminary Study on Selenium Accumulation during Soybean Germination

FAN Cui，ZHANG Hong，YANG Run-qiang，HAN Yong-bin，GU Zhen-xin*
(Institute of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

Selenium accumulation in germinating soybean varieties from the Northeast and Jiangsu province was investigated by Na2SeO3 solution soaking-deionizer water spraying method. The results indicated that under the same selenium-enriched conditions (30 mg/L of Na2SeO3 solution, 25 ℃ constant temperature and 6 h soaking time), different varieties of soybean had different selenium tolerance and enrichment capacity. Northeast soybean YH -NJ had the best growth properties and the highest selenium content. With the increase of Na2SeO3 concentration and temperature and the prolongation of soaking time, selenium content in sprouts of soybean YH -NJ increased significantly.

soybean；germination；selenium

TS214.2

A

1002-6630(2011)20-0017-04

2011-03-07

中央高?；究蒲袠I務費專項(KYZ200917)

樊翠(1986—)，女，碩士研究生，研究方向為食品中功能成分的富集技術。E-mail：2010108011@njau.edu.cn

*通信作者：顧振新(1956—)，男，教授，博士，研究方向為生物技術與功能食品。E-mail：guzx@njau.edu.cn