大豆發(fā)芽期間硒富集能力

樊 翠，張 紅，楊潤(rùn)強(qiáng)，韓永斌，顧振新*

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095)

大豆發(fā)芽期間硒富集能力

樊 翠，張 紅，楊潤(rùn)強(qiáng)，韓永斌，顧振新*

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)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(yǎng)的方式，研究東北及江蘇大豆品種發(fā)芽富硒情況。結(jié)果表明：在30mg/L Na2SeO3溶液中，25℃恒溫浸泡6h富硒發(fā)芽條件下，不同品種大豆對(duì)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(zhǎng)特性最好、富硒量最高。隨著Na2SeO3浸泡液的質(zhì)量濃度、溫度的升高和浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，該優(yōu)選品種豆芽中總硒含量呈增加趨勢(shì)。

大豆；發(fā)芽；硒

大豆種子富含蛋白質(zhì)、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?fàn)I養(yǎng)因子的存在降低了人體對(duì)大豆中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收[1]。大豆發(fā)芽過(guò)程中，其內(nèi)部發(fā)生了一系列生理生化變化，在一定程度上調(diào)整了大豆的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生新的活性成分，減少抗?fàn)I養(yǎng)因子，增加維生素與礦物質(zhì)的生物利用率[2]，并形成獨(dú)特風(fēng)味及口感。硒是人體必需的微量營(yíng)養(yǎng)元素之一，是重要的食物源抗氧化劑，參與人體的多種內(nèi)分泌代謝活動(dòng)和免疫反應(yīng)[3]。攝入適量的硒能夠增強(qiáng)機(jī)體免疫力、防治癌癥及心血管疾病、消除體內(nèi)的自由基延緩衰老[4]。我國(guó)居民日常飲食中硒攝入量平均值為43.3μg/d，低于中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦的硒適宜攝入量下限50μg/d，生活在嚴(yán)重缺硒地區(qū)的居民硒攝入量低于20μg/d[5]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外掀起了補(bǔ)硒熱，但是真正發(fā)揮生物活性作用的是有機(jī)硒[4]。利用生物富集效應(yīng)制備富硒農(nóng)產(chǎn)品，將無(wú)機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)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(fā)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(shí)驗(yàn)以不同品種的大豆作為富硒對(duì)象，以大豆芽的良好功用為基礎(chǔ)，通過(guò)大豆發(fā)芽過(guò)程中對(duì)硒離子的富集作用，將無(wú)機(jī)硒轉(zhuǎn)化為人類(lèi)可用的有機(jī)硒，達(dá)到大豆芽和有機(jī)硒的雙重功效。并對(duì)不同品種大豆在不同浸泡條件下生長(zhǎng)特性及富硒能力進(jìn)行研究，找出硒耐受力強(qiáng)的大豆品種，同時(shí)，對(duì)優(yōu)選品種大豆在不同浸泡條件下的總硒含量進(jìn)行測(cè)定，以期為富硒大豆芽工業(yè)化生產(chǎn)提供依據(jù)。

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(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院提供。

Na2SeO3(CP) 上海天賜福生物工程公司；硒標(biāo)準(zhǔn)液(0.10mg/mL) 江蘇省疾病預(yù)防控制中心；其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

PYX-DHS-50X65-BSⅡ隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠(chǎng)；GXH-305型紅外線(xiàn)CO2分析儀 北京分析儀器廠(chǎng)；AFS-3100雙道原子熒光光度計(jì) 北京科創(chuàng)科學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 富硒豆芽發(fā)芽工藝

大豆種子經(jīng)篩選、除雜，取20g成熟飽滿(mǎn)均勻的顆粒，用1% NaClO溶液浸泡5min，蒸餾水沖洗后，轉(zhuǎn)移至已消毒燒杯中，加入50mL亞硒酸鈉溶液，置于培養(yǎng)箱中恒溫浸泡一定時(shí)間后取出、瀝干，均勻鋪在鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿(Ф＝15cm)中，加入去離子水30mL，置于25℃恒溫箱中培養(yǎng)，每12h噴淋10mL蒸餾水，96h后停止發(fā)芽。每12h取樣(發(fā)芽0h為對(duì)照)，豆芽經(jīng)去離子水沖洗后，60℃恒溫干燥，干燥后的豆芽用粉碎機(jī)粉碎，過(guò)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(yàn)

分別稱(chēng)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(jié)。根據(jù)豆芽的生長(zhǎng)特性和富硒量，選出耐硒能力強(qiáng)、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(yàn)

Na2SeO3質(zhì)量濃度測(cè)定：稱(chēng)取20g優(yōu)選大豆6份，在50mL質(zhì)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(jié)所述工藝操作。

浸泡時(shí)間：稱(chēng)取20g優(yōu)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(chēng)取20g優(yōu)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(cè)定指標(biāo)與方法

發(fā)芽率：隨機(jī)取100粒種子進(jìn)行大豆富硒發(fā)芽試驗(yàn)，計(jì)算發(fā)芽率。分析發(fā)芽時(shí)間對(duì)發(fā)芽率的影響。按GB/T 3543.4—1995《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程：發(fā)芽試驗(yàn)》方法統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率；芽長(zhǎng)：隨機(jī)選取20粒發(fā)芽大豆種子，用最小刻度為0.1cm的直尺測(cè)定其芽長(zhǎng)；呼吸強(qiáng)度：參照鄭永華等[9]方法，用紅外線(xiàn)CO2分析儀測(cè)定，載氣為脫CO2空氣，流量為400～600mL/min；含水量：測(cè)定采用AOAC法[10]；硒含量測(cè)定：采用氫化物發(fā)生原子熒光法[11]。稱(chēng)取1g發(fā)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(xù)消化20min，將Se(Ⅵ)還原為Se(Ⅳ)。消化液定容至100mL，用于總硒測(cè)定。采用持續(xù)透析法測(cè)定有機(jī)硒含量，將粉碎的0.500g樣品裝入透析袋(截留分子質(zhì)量3500kD)，25℃去離子水透析5d，每隔12h換一次水，測(cè)定透析后袋里樣品硒含量即為有機(jī)硒含量[12]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，采用SAS 8.2(SAS，USA)軟件處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種大豆發(fā)芽過(guò)程中生長(zhǎng)特性和富硒特性

2.1.1 不同品種大豆發(fā)芽率

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

大豆發(fā)芽期間，發(fā)芽率呈先快速上升后平穩(wěn)的趨勢(shì)，在前12h變化不顯著，之后迅速增加，發(fā)芽36h時(shí)，各品種大豆發(fā)芽率均達(dá)到最高，分別為99.03%和98.82%，之后無(wú)顯著變化。YH-NJ和YL-HL兩個(gè)品種的發(fā)芽率在96h時(shí)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(zhǎng)變化

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

大豆發(fā)芽期間，隨著發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng)，芽長(zhǎng)逐漸增長(zhǎng)(圖2)。在96h生長(zhǎng)過(guò)程中，YH-NJ和YL-HL兩種東北大豆芽長(zhǎng)顯著高于江蘇大豆NJ。發(fā)芽96h時(shí)，YHNJ和YL-HL的大豆芽長(zhǎng)分別達(dá)到了17.62cm和15.63cm，而NJ大豆芽長(zhǎng)只有11.60cm。由此表明，同一發(fā)芽條件下，不同品種大豆的生長(zhǎng)差異顯著，以YH-NJ芽長(zhǎng)最長(zhǎng)，生長(zhǎng)情況最好。

2.1.3 不同品種大豆呼吸強(qiáng)度變化

圖3 不同品種的大豆發(fā)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(fā)過(guò)程中的基礎(chǔ)生理代謝活動(dòng)，呼吸強(qiáng)度是衡量種子生命力強(qiáng)弱的指標(biāo)，呼吸強(qiáng)度越大，種子生命活動(dòng)越旺盛。三種大豆發(fā)芽過(guò)程中呼吸速率的變化見(jiàn)圖3，其呼吸速率呈“S”型變化趨勢(shì)，在發(fā)芽前12h大豆各品種的呼吸速率無(wú)顯著增加，隨后迅速升高，在36～84h處于平穩(wěn)期，之后又升高。NJ在發(fā)芽結(jié)束時(shí)的呼吸速率為對(duì)照(發(fā)芽0h)的15.11倍，YH-NJ為對(duì)照的24.50倍。發(fā)芽期間呼吸速率由強(qiáng)到弱依次為YH-NJ、YL-HL、NJ，發(fā)芽96h時(shí)YH-NJ的呼吸速率比同期NJ高43.92%。由此可見(jiàn)，相同發(fā)芽時(shí)間內(nèi)，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(qiáng)度的變化趨勢(shì)與發(fā)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(fā)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?yàn)槎寡可L(zhǎng)過(guò)程中，隨著儲(chǔ)藏物質(zhì)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(yǎng)條件下，兩種東北大豆生長(zhǎng)較江蘇大豆快，芽長(zhǎng)較長(zhǎng)，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(jī)硒含量差異

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

發(fā)芽96h的各品種豆芽中總硒及有機(jī)硒含量如圖5所示，有機(jī)硒及總硒含量在YH-NJ和YL-HL之間沒(méi)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(jī)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(fā)芽條件下，YHNJ大豆芽的發(fā)芽率、芽長(zhǎng)、呼吸速率及總硒和有機(jī)硒富集量均最高，因此東北大豆YH-NJ是生產(chǎn)富硒豆芽的優(yōu)選品種。

2.2 發(fā)芽條件對(duì)YH-NJ大豆富硒量的影響

2.2.1 Na2SeO3浸泡液質(zhì)量濃度

圖6 Na2SeO3質(zhì)量濃度對(duì)豆芽(干質(zhì)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(jiàn)，豆芽總硒含量隨著Na2SeO3浸泡液質(zhì)量濃度的增加而顯著增加(P＜0.05)，二者相關(guān)性達(dá)到極顯著水平(r2＝0.9901，P＜0.01)，經(jīng)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(shí)間

圖7 浸泡時(shí)間對(duì)豆芽(干質(zhì)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(shí)間的延長(zhǎng)，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(duì)豆芽(干質(zhì)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(duì)大豆發(fā)芽率無(wú)顯著影響，結(jié)果未展示)。

3 討論與結(jié)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(fā)現(xiàn)，在相同富硒發(fā)芽工藝條件下，東北大豆YH-NJ的生長(zhǎng)特性最好、富硒能力最強(qiáng)。大豆發(fā)芽過(guò)程中，在吸收水分的同時(shí)，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(zhǎng)過(guò)程中參與大豆芽新物質(zhì)合成。Rose等[13]研究發(fā)現(xiàn)，干旱環(huán)境中生長(zhǎng)的大豆易積累蛋白質(zhì)，而雨水充足地區(qū)生長(zhǎng)的大豆種子蛋白質(zhì)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(qiáng)。不同的生長(zhǎng)特性及富硒能力也在于大豆基因型的差異，因此，工業(yè)化生產(chǎn)富硒豆芽時(shí)，在原料的選擇上一定要重視兩方面的問(wèn)題：一是大豆的產(chǎn)地，二是大豆的品種。

浸泡是種子發(fā)芽工藝中的工序之一。周大寨等[14]用不同質(zhì)量濃度的亞硒酸鈉浸泡蕓豆，并在發(fā)芽期間用相應(yīng)的亞硒酸鈉溶液噴施，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，低質(zhì)量濃度(0～15.0mg/L)硒處理對(duì)蕓豆種子的萌發(fā)有促進(jìn)作用，硒質(zhì)量濃度為15.0mg/L時(shí)，其發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)最大，硒質(zhì)量濃度大于15.0mg/L對(duì)其有一定的抑制作用。姜云等[15]在稻米中也得出了類(lèi)似的結(jié)論。浸泡時(shí)間長(zhǎng)，吸水多，易造成籽粒腐爛；浸泡時(shí)間短，籽粒萌發(fā)過(guò)程中易引起脫水，從而影響種子發(fā)芽率。通常溫度高種子吸脹快，低溫下達(dá)到吸水平衡所需時(shí)間較長(zhǎng)，但在低溫浸泡下，種子水分平衡時(shí)的持水量高于高溫浸泡時(shí)的持水量，并且不同種子需要的浸種時(shí)間不同。本實(shí)驗(yàn)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(shí)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(xù)試驗(yàn)將對(duì)豆芽的生長(zhǎng)狀況進(jìn)行研究。

大豆對(duì)硒的耐受力與富硒量因大豆產(chǎn)地和品種不同而不同，本實(shí)驗(yàn)篩選出東北大豆YH-NJ的硒耐受力最強(qiáng)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(shí)間的增加呈現(xiàn)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

中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)(KYZ200917)

樊翠(1986—)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称分泄δ艹煞值母患夹g(shù)。E-mail：2010108011@njau.edu.cn

*通信作者：顧振新(1956—)，男，教授，博士，研究方向?yàn)樯锛夹g(shù)與功能食品。E-mail：guzx@njau.edu.cn