大豆發(fā)芽過程中異黃酮、維生素C、胰蛋白酶抑制劑含量變化的研究

孫 冰，鄭留學，朱思齊，秦 陽，楊 洋，李 新，崔素萍

（黑龍江八一農墾大學，黑龍江大慶163319）

大豆是我國主要的植物性蛋白食物資源，營養(yǎng)豐富，是一種理想的植物蛋白。然而，豆類中存在胰蛋白酶抑制劑、植酸、凝集素等抗營養(yǎng)成分，降低了人體對其營養(yǎng)物質的吸收。研究表明，大豆經(jīng)過發(fā)芽處理后，其化學成分均有所改變，營養(yǎng)價值得以提高[1]。異黃酮是一類具有抗腫瘤等多種生物活性的次生代謝物質[2-3]，主要存在于大豆及大豆制品中。1986年，美國科學家首先發(fā)現(xiàn)大豆中有能夠抑制癌細胞的異黃酮之后，陸續(xù)有科學家證明了大豆異黃酮是大豆生物活性物質中最有醫(yī)療價值的活性成分[4]。維生素C是可溶于水的無色結晶，是一種分子結構最簡單的維生素[5]。維生素C是人類和其他生物必不可缺的營養(yǎng)物質，在生物體內其通常作為抗氧化劑來保護機體免受氧化損傷[6]。大豆種子中維生素C含量很低，但在發(fā)芽過程中明顯增加[7]，表明大豆發(fā)芽過程中開始了維生素C的合成代謝[8]。大豆胰蛋白酶抑制劑（STI）是一種多肽類或蛋白質。它對植物本身具有保護作用，可防止大豆籽粒自身發(fā)生分解代謝，使種子處于休眠狀態(tài)，能調節(jié)大豆蛋白質的合成與分解，并具有抗蟲作用，因而是大豆必需成分。然而其對人類胰蛋白酶的抑制作用使其成為大豆中主要抗營養(yǎng)因子，從而降低了大豆蛋白的營養(yǎng)價值[9]。在前人的研究工作中，取樣時間基本是在大豆發(fā)芽過程中每隔24h或12h取樣一次[10-11]，本研究擬選用高脂肪、高蛋白和普通大豆為實驗材料，每隔4h取一次樣，研究三個供試品種大豆在發(fā)芽期間異黃酮、維生素C及胰蛋白酶抑制劑的含量變化情況，為大豆芽產品的生產開發(fā)提供更為詳細的數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

墾農29（高脂肪品種）大豆、墾農30（高蛋白品種）大豆、黑農53大豆 均由黑龍江八一農墾大學農學院科研所提供；金雀異黃素標準品、苯甲酸-DL-精氨酸-P-硝基苯胺鹽酸 購買于Sigma公司；三羥甲基氨基甲烷、二甲基亞砜、氫氧化鈉、氯化鈣、Tris、磷酸二氫鉀、氫氧化鈉、抗壞血酸、硫酸 均為分析純，天津大茂化學試劑廠；水 均為蒸餾水。

AB204-N型分析天平 METTLER TOLEDO公司；S20型精密pH計 METTLER TOLEDO公司；T6紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司；JJ-2B型組織搗碎機 江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；HWS-150型恒溫恒濕培養(yǎng)箱 上海森信實驗儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 大豆萌發(fā)條件 分別挑選顆粒飽滿，大小均勻，無蟲蛀的優(yōu)質大豆，用清水洗3遍，去除雜質灰塵，用5倍水浸泡12h，撈出大豆，用蒸餾水清洗一遍放入托盤中，下層放2層紗布，將泡好的大豆平鋪在托盤中，大豆鋪放密度不易過高，以大豆間平均間距1cm為宜，上層蓋4層紗布用來遮光保濕。置于22℃恒溫培養(yǎng)箱內發(fā)芽，此時記為發(fā)芽0h，此后每8h以蒸餾水淋洗一次。由于供試品種在發(fā)芽120h時出現(xiàn)角質化，無法食用，因此，發(fā)芽截止時間為120h。

1.2.2 發(fā)芽大豆粉的制備 從發(fā)芽0h時開始取樣，每4h取一次樣，去皮，將樣品放入鼓風干燥箱，40～45℃下烘干10h，每1.5～2h翻動一次豆芽，烘干后粉碎，樣品過60目篩。每個樣品設3次重復。粉碎后的發(fā)芽大豆粉（以下簡稱豆芽粉）放入夾鏈帶中，-20℃冰箱內冷凍保存，用于各指標的測定（維生素C除外）。

1.2.3 異黃酮、維生素C及胰蛋白酶抑制劑含量的測定方法

1.2.3.1 異黃酮含量的測定 取1.2.2中處理好的豆芽粉進行異黃酮含量的測定，采用紫外分光光度法，具體見參考文獻[12]。

1.2.3.2 維生素C含量測定 取不同發(fā)芽時間的新鮮豆芽，采用2、6-二氯酚靛酚法，具體見參考文獻[13]。

1.2.3.3 胰蛋白酶抑制劑的測定 按GB/T 21498-2008方法進行測定。

1.3 統(tǒng)計分析方法

運用M icrosoft Excel數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，計算墾農29、墾農30和黑農53三種大豆不同發(fā)芽時期的異黃酮含量、維生素C含量、胰蛋白酶抑制劑含量的平均值和偏差。

2 結果與分析

2.1 不同品種大豆發(fā)芽過程中異黃酮含量的變化

不同品種大豆發(fā)芽過程中異黃酮含量的變化情況見圖1。

由圖1可知，大豆在發(fā)芽過程中異黃酮含量逐漸上升，至96h左右上升趨于平緩，96h后含量則開始下降，這與李振艷等[4]的研究結論相似。墾農29、墾農30和黑農53三種大豆中異黃酮含量最高點的時間分別是96、100、96h。不同品種之間異黃酮差異比較明顯，本實驗中，高蛋白大豆墾農30異黃酮含量無論發(fā)芽前后始終最高。未經(jīng)過浸泡的墾農29、墾農30和黑農53中異黃酮含量分別為0.822、1.090、0.398mg/100g，而在浸泡12h后異黃酮含量分別上升到0.842、1.121、0.408mg/100g，分別增長了2.43%、2.84%、2.51%。在發(fā)芽過程中墾農29、墾農30和黑農53的異黃酮含量最高值分別為3.508、4.312、2.643mg/100g，增長率分別為326.76%、295.60%、563.82%。大豆在發(fā)芽過程中呼吸作用增強，酶的種類和數(shù)量顯著增加，苯丙氨酸氨基裂解酶（PAL）就是其中之一，而它又是異黃酮生物合成代謝的關鍵酶[14]。所以，通過發(fā)芽可以提高大豆中異黃酮的含量。

圖1 大豆中異黃酮含量與發(fā)芽時間的關系Fig.1 Variation of isoflavones content during different soybean germination

2.2 不同品種大豆發(fā)芽過程中維生素C含量的變化

不同品種大豆發(fā)芽過程中維生素C含量的變化情況見圖2。

圖2 大豆中維生素C含量與發(fā)芽時間的關系Fig.2 Variation of Vitamin C content during different soybean germination

由圖2可知，三個大豆品種的維生素C的含量在大豆發(fā)芽過程中均呈上升趨勢，這與苗穎等[15]的研究結果相同。結果表明，維生素C的含量在前2d的增加極為明顯，增幅最大，大豆未浸泡時，維生素C的含量很低，接近零，而經(jīng)過12h浸泡后（發(fā)芽0h），墾農29、墾農30和黑農53的維生素C的含量分別增到1.634、1.417、1.529mg/100g，在第120h時，維生素C含量最大，墾農29、墾農30和黑農53的維生素C含量分別為12.572、12.753、12.361mg/100g。于立梅等[16]認為這是由于發(fā)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[8]研究發(fā)現(xiàn)，干大豆中未發(fā)現(xiàn)維生素C和半乳糖酸內酯脫氫酶（GLDH），而隨著發(fā)芽時間延長，GLDH的活性不斷提高，維生素C的含量也有所增加，而GLDH是合成維生素C的關鍵酶。

2.3 不同品種大豆發(fā)芽過程中胰蛋白酶抑制劑含量的變化

不同品種大豆發(fā)芽過程中胰蛋白酶抑制劑含量的變化見圖3。

圖3 大豆中胰蛋白酶抑制劑含量與發(fā)芽時間的關系Fig.3 Variation of trypsin inhibitor content during different soybean germination

胰蛋白酶抑制劑是存在于大豆中的主要抗營養(yǎng)因子，它可以抑制胰蛋白酶和糜蛋白酶活性，降低蛋白質的消化吸收率。供試品種墾農29、墾農30和黑農53的干種子中胰蛋白酶抑制劑的含量分別為29.31、30.68和30.1mg/g，發(fā)芽0h時含量分別為28.99、30.39、29.40mg/g，由圖3可知，大豆發(fā)芽期間胰蛋白酶抑制劑含量隨著發(fā)芽時間的增長不斷下降，到第88h下降速率趨于平穩(wěn)，此時墾農29、墾農30和黑農53中胰蛋白酶抑制劑含量分別為3.83、4.27、3.71mg/g，發(fā)芽截止時，墾農29、墾農30和黑農53中胰蛋白酶抑制劑含量分別為0.36、0.44、0.39mg/g，僅為各干種子中的1.23%、1.43%和1.30%，這說明大豆經(jīng)過發(fā)芽處理可降低胰蛋白酶抑制劑的含量。這和李淑艷[17]的研究有所差別，這可能是由于實驗材料以及實驗條件不同所致。

3 結論

3.1 高脂肪、高蛋白和普通大豆品種在大豆發(fā)芽過程中異黃酮含量均顯著增加。因此，發(fā)芽處理可以提高大豆中異黃酮的含量。干大豆中異黃酮含量高的品種在發(fā)芽后仍保持較高異黃酮含量。

3.2 發(fā)芽大豆具有合成維生素C的能力，通過發(fā)芽處理可提高大豆中維生素C的含量。

3.3 發(fā)芽處理可以降低胰蛋白酶抑制劑的含量，因此，發(fā)芽是一種降低胰蛋白酶抑制劑活性的有效手段。

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