添加微量元素對黑豆發芽過程中成分的影響

李圓圓,田晨穎,劉曉美,李 婷,王 笑,高 鵬,代 龍

(山東中醫藥大學藥學院,山東濟南 250300)

豆類營養活性高、保健功能強、營養豐富、藥食俱佳[1]。但它質地堅硬、不易消化、且嚼之有苦澀味[2]。大多數研究主要是通過發酵黑豆來轉化其中的營養成分,但發酵工藝相對比較復雜。研究表明,發芽處理后的黑豆口感好風味佳,更易于被人體吸收利用,具有廣闊的開發前景和消費市場[3]。

黑豆中主要含有異黃酮、氨基酸、蛋白質、多肽和植酸等成分,主要的活性成分是異黃酮[4]。黑豆中異黃酮苷成分主要是大豆苷和染料木苷,苷元成分主要是大豆苷元和染料木素[5]。黑豆中的異黃酮成分具有預防更年期綜合征、骨質疏松、降低膽固醇、抗氧化、抗癌等功能[6]。研究表明,只有游離型的苷元才是主要活性成分,但黑豆中大部分以糖苷形式存在[7]。翟瑋瑋[8]研究發現,發芽能激發黑豆自身β-葡萄糖苷酶的活性,促進異黃酮糖苷向異黃酮苷元轉化。黑豆中植酸屬于抗營養因子,不僅能與鈣、鐵、鋅、鉀等許多金屬離子形成不溶性的螯合物,還能與蛋白質結合,降低蛋白質的生物效價和功能特性,也能抑制淀粉酶、胰蛋白酶的活性,嚴重破壞體內正常的生理活動[9]。

近年來,學者們開始重視微量元素對黑豆中各成分含量的影響。李菊艷等[10]研究發現,B、Mn、Cu、Zn、Mo、Fe 微量元素的復合使用更有利于大豆異黃酮含量的積累。李冬梅等[11]研究發現,Mg、B、Mn、Cu、Fe五種微量元素的含量在一定范圍內時,大豆中染料木素等異黃酮含量最高。在發酵豆粕的過程中添加無機鹽或向經過發酵處理的豆粕中添加無機鹽共熱都能使發酵豆粕中富含微量元素鰲合物,如微量元素螯合鋅、銅等[12]。但是黑豆添加微量元素發芽,是否使黑豆中異黃酮、多肽和氨基酸等累計卻鮮有報道。本文通過實驗考察黑豆發芽和添加微量元素發芽過程中異黃酮、異黃酮苷元、異黃酮苷、多肽、游離氨基和植酸的含量變化,并測定了微量元素的轉化率。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

石油醚 天津市富宇精細化工有限公司;乙醇 天津市富宇精細化工有限公司;染料木素(KS0924CA14)、大豆苷元(Y08N7Y104)、大豆苷(Y18J8H40159)、染料木苷(20131106)、甘氨酸(J16S8R43981) 上海源葉生物科技有限公司;硫酸鋅 天津市永大化學試劑開發中心;硫酸錳 天津博迪化工股份有限公司;硫酸銅 天津市鼎盛鑫化工有限公;硫酸亞鐵 天津市福晨化學試劑廠;磷酸氫二鈉 天津市大茂化學試劑廠;磷酸二氫鉀 天津市鼎盛鑫化工有限公司;黑豆 黑龍江牡丹江某市場;以上試劑均為分析純。

FW100高速萬能粉碎機 天津市泰斯特儀器有限公司;KQ-500DE型數控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司;DKS-16型恒溫水浴鍋 嘉興市中興醫療儀器有限公司;TDL-5-A低速離心機 上海安亭科學儀器廠;101-2AB型電熱鼓風干燥箱 林茂科技(北京)有限公司;FA22048電子天平 上海佑科儀器儀表有限公司;CN-A320B型豆芽機 佛山市順德區嘉壕實業有限公司;SHB-Ⅲ型循環水式多用真空泵 鄭州長城科工貿有限公司;RE-52系列旋轉蒸發器 上海亞榮生化儀器廠;LC-2030 高效液相色譜儀、UV-1800型紫外可見分光光度計 日本島津。

1.2 實驗方法

1.2.1 黑豆清水發芽樣品的制備及指標的檢測

1.2.1.1 黑豆清水發芽樣品的制備 挑選飽滿、色澤正常的黑豆40 g,平均分成5份,用去離子水洗凈表面,用75%乙醇溶液消毒10 min,用去離子水洗至無乙醇味,加入5倍量去離子水于25 ℃避光條件下浸泡6 h,取出,再次用去離子水將泡發的黑豆種子清洗干凈,料液置于豆芽機中(豆芽機用前置于10%～20%(v/v)的硝酸溶液中浸泡24 h,然后用去離子水沖洗干凈),25 ℃環境溫度下發芽,以去離子水噴灑,每24 h為豆芽機更換一次去離子水,并對豆芽機和黑豆進行清洗。測量黑豆芽長,選取2、4、6、8、10、12、14、16 cm芽長的黑豆,用去離子水清洗其表面后,置于50 ℃烘箱中烘干5 h。然后粉碎,過40目篩,置索氏提取器中,用石油醚(60～90 ℃)抽提5小時脫脂,豆粕揮去石油醚,即黑豆清水發芽樣品,備用。

1.2.1.2 芽長的測定 黑豆發芽72 h時,用最小刻度為0.1 cm的直尺測定芽最頂端到最底端的距離。

1.2.2 微量元素添加量對黑豆發芽的影響

1.2.2.1 硫酸鋅濃度對黑豆生長特性的影響 將黑豆按照1.2.1.1進行清洗處理,分別加入5倍量20、25、30、35、40 mg/L濃度的ZnSO4溶液,于25 ℃避光條件下浸泡6 h,取出,再次用去離子水將泡發的黑豆種子清洗干凈,料液置于豆芽機(處理方法見1.2.1.1)中,25 ℃環境溫度下發芽,以濃度分別為20、25、30、35、40 mg/L的ZnSO4溶液噴灑,每24 h為豆芽機更換一次溶液,并對豆芽機和黑豆進行清洗。記錄并計算黑豆發芽率及芽長。

1.2.2.2 硫酸錳濃度對黑豆生長特性的影響 將硫酸鋅溶液換為硫酸錳溶液,硫酸錳濃度換為10、15、20、25、30 mg/L,其余同1.2.2.1。

1.2.2.3 硫酸銅濃度對黑豆生長特性的影響 將硫酸鋅溶液換為硫酸銅溶液,硫酸銅濃度換為5、10、15、20、25 mg/L,其余同1.2.2.1。

1.2.2.4 硫酸亞鐵濃度對黑豆生長特性的影響 將硫酸鋅溶液換為硫酸亞鐵溶液,硫酸亞鐵濃度換為10、15、20、25、30 mg/L,其余同1.2.2.1。

1.2.2.5 添加微量元素發芽黑豆樣品的制備 同1.2.1.1將去離子水改為硫酸鋅30 mg/L、硫酸錳20 mg/L、硫酸銅10 mg/L、硫酸亞鐵20 mg/L的混合溶液。選取2、4、6、8、10、12、14、16 cm芽長的黑豆,用去離子水清洗其表面后,置于50 ℃烘箱中烘干5 h。然后粉碎,過40目篩,置索氏提取器中,用石油醚(60～90 ℃)抽提5小時脫脂,豆粕揮去石油醚,即黑豆添加微量元素發芽樣品,備用。

1.2.3 黑豆中總異黃酮的含量測定 以染料木素為對照品,用70%乙醇配制濃度為0.05 mg/mL的對照品溶液。分別移取0、0.08、0.16、0.24、0.32、0.4 mL,加70%乙醇補足至5 mL,搖勻在260 nm處測定吸光度,分別以染料木素濃度(mg/mL)為橫坐標、吸光度值為縱坐標,繪制標準曲線,得回歸方程為y=124.75x+0.0018(R2=0.9997)。準確量取1.2.4.1項下的黑豆異黃酮提取液0.1 mL,用70%乙醇稀釋,在260 nm處測定吸光度[13]。

1.2.4 高效液相色譜法測發芽黑豆中異黃酮苷元和異黃酮苷的含量

1.2.4.1 黑豆芽溶液的制備 取黑豆清水發芽和添加微量元素發芽樣品適量,精密稱定,加入20倍量60%乙醇,70 ℃下超聲提取30 min,得異黃酮提取液,抽濾,將濾液置于4 ℃下冷藏48 h后,4500 r/min離心10 min,取上清液,進樣10 μL,按1.2.4.2方法進行大豆苷、染料木苷、大豆苷元、染料木素含量測定。

1.2.4.2 異黃酮苷元含量的測定 異黃酮苷元含量采用含量占比大的大豆苷、染料木苷含量之和表示。大豆苷、染料木苷標準品混合儲備液,稀釋配成濃度0.05、0.10、0.20、0.40、0.80、1.00、1.20 mg/mL的對照品溶液,色譜條件為大豆苷元和染料木素的測定:TSK gel ODS-100V色譜柱(4.6 mm×25 cm,5 μm);甲醇:0.5%磷酸(60∶40)為流動相;254 nm下檢測,進樣量20 μL。以峰面積為橫坐標、濃度為橫縱坐標作圖,得到以下線性方程:

大豆苷:y=2635.8x+102.4(R2=0.9997),線性范圍:0.05～1.2 mg/mL。

染料木苷:y=1972.8x-89.6(R2=0.9998),線性范圍:0.05～1.2 mg/mL。

待測黑豆芽溶液中經過HPLC上樣測定得到峰面積,代入回歸方程中得到大豆苷和染料木苷的含量。

黑豆中異黃酮苷含量(mg/g)=大豆苷含量(mg/g)+染料木苷含量(mg/g)

1.2.4.3 異黃酮苷含量的測定 異黃酮苷含量采用含量占比大的大豆苷元和染料木素之和表示。大豆苷元和染料木素標準品混合儲備液,稀釋配成濃度0.05、0.1、0.2、0.4、0.8、1.0、1.2 mg/mL的對照品溶液,色譜條件為流動相換為甲醇:0.5%磷酸(40∶60,V/V),其余同異黃酮苷元。以峰面積為橫坐標、濃度為橫縱坐標作圖,得到以下線性方程:

大豆苷元:y=3356.3x-1123.5(R2=0.9997),線性范圍:0.05～1.2 mg/mL。

染料木素:y=2018.4x+86.3(R2=0.9999),線性范圍:0.05～1.2 mg/mL。

待測黑豆芽溶液中經過HPLC上樣測定得到峰面積,代入回歸方程中得到大豆苷元和染料木素含量。

黑豆中異黃酮苷元的含量(mg/g)=大豆苷元含量(mg/g)+染料木素含量(mg/g)

1.2.5 多肽和氨基酸的含量測定

1.2.5.1 多肽和氨基酸的提取 取黑豆清水發芽和添加微量元素發芽樣品粉末適量,精密稱定,按料液比1∶20 g/mL加入去離子水,用1 mol/L NaOH 溶液調節pH=8,搖勻,于55 ℃水浴中提取1 h,取出,5000 r/min離心10 min,取上清液,用2 mol/L HCl溶液調節pH=4.5,搖勻后靜置20～30 min,5000 r/min離心15 min,傾出上清液,備用。

1.2.5.2 多肽的測定 精密稱取牛血清白蛋白對照品適量,加入去離子水溶解,制成0.2 mg/mL的標準品溶液,精密量取標準品溶液0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL,分別加水至1.0 mL,再分別加入堿性銅試液1.0 mL,混勻,加入福林酚試液4.0 mL后立即混勻,置55 ℃水浴中反應5 min,取出,置冷水浴中冷卻10 min,以無牛血清添加為空白,在650 nm波長處迅速測定吸光度。以牛血清白蛋白濃度(mg/mL)為橫坐標、吸光度值縱坐標,繪制標準曲線,得回歸方程為y=2.947x+0.0605(R2=0.9994)[14]。精密移取1.2.5.1中提取的多肽溶液0.05 mL按上述方法測得吸光度,計算1.2.5.1中樣品的多肽含量。

1.2.5.3 游離氨基酸含量測定 精密稱取甘氨酸標準品適量,加去離子水制成0.2 mg/mL的甘氨酸溶液,精密量取0.0、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8 mL甘氨酸溶液,分別置25 mL具塞試管中,加去離子水至1.0 mL,再加入pH=8.0的磷酸鹽緩沖液0.5 mL和2%茚三酮顯色劑0.5 mL,混勻后置沸水浴中加熱15 min,冷卻后用去離子水定容至25 mL后放置10 min,在570 nm波長下測定吸光度,以甘氨酸濃度(mg/mL)為橫坐標、吸光度值為縱坐標,繪制標準曲線,得回歸方程為y=5.7575x-0.2387(R2=0.999)[15]。精密移取1.2.5.1中提取的多肽溶液0.05 mL,相同方法測定570 nm下的吸光度,根據標準曲線方程計算樣品中游離氨基酸含量。

1.2.5.4 高效凝膠過濾色譜法測定發芽前后肽分子量分布 取牛血清白蛋白(66430 Da),低分子肝素鈉(3700 Da),人血管緊張素Ⅱ(1045.5 Da)、乙氨酰乙氨酰乙氨酸(189.1 Da)對照品適量,精密稱定,用流動相配制成 1 mg/mL 的混合對照品溶液,以TSK gel G2000 SWXL(300 mm×7.8 m)為色譜柱;0.1 mol/L PBS+0.1 mol/L Na2SO4(pH=6.7)為流動相;流速為0.5 mL/min,280 nm檢測條件下進樣10 μL,得到混合標準品的色譜圖[16]。然后將1.2.5.1中提取的多肽溶液也在該色譜條件下進樣20 μL,得到供試品色譜圖。

1.2.6 黑豆發芽樣品中微量元素含量的測定

1.2.6.1 發芽樣品中Zn、Cu和Fe含量的測定 取黑豆清水發芽和添加微量元素發芽過 粉末樣品各0.2 g,精密稱定,分別置于微波消解罐中,加入硝酸20 mL,旋緊旋塞放置1 h后,按表1進行消解,消解完冷卻后取出,在通風櫥中緩慢打開旋塞排氣,用少量水沖洗內蓋后,超聲脫氣5 min,將消解液轉移至50 mL 的容量瓶中,用水定容至刻度,搖勻備用,同時制備空白試驗[17-19]。采用火焰原子吸收光譜法測定消解液中Zn、Cu和Fe的吸光度,得到其工作曲線。并根據Zn、Cu和Fe的工作曲線計算含量,儀器工作條件見表2。

表1 微量元素梯度消化數據Table 1 Data on gradient digestion of trace elements

表2 火焰原子吸收光譜的工作條件Table 2 Working conditions of flame atomic absorption spectrum

Zn:y=0.24710x+0.0025,R2=0.9996;

Cu:y=106527.4615x+17343.3326,R2=0.9965;

Fe:y=0.03382x+0.0012,R2=0.9996。

1.2.6.2 電感耦合等離子體質譜儀測定Mn的含量 樣品消解方法同1.2.6.1。采用電感耦合等離子體質譜儀測定消解液中Mn的吸光度,得到其工作曲線y=0.09772x+0.0020,R2=0.9997。并根據Mn的工作曲線計算含量,儀器工作條件見表3。

表3 電感耦合等離子體質譜儀的工作條件Table 3 Working conditions of the inductively coupled plasma mass spectrometer

1.2.6.3 微量元素轉化率的計算 有機微量元素是指金屬元素與蛋白質、小肽、氨基酸、有機酸、多糖衍生物等配位體通過共價鍵或離子鍵結合而形成的絡合物或螯合物[20]。

有機微量元素轉化率(%)=(供試品中微量元素含量-種子中微量元素含量)×100/發芽過程中微量元素吸收量

1.2.7 植酸的含量測定

1.2.7.1 供試品溶液的制備 取黑豆清水發芽和添加微量元素發芽粉末樣品適量,精密稱定,置于具塞錐形瓶中,加入10倍量硫酸鈉-鹽酸提取溶液,振蕩提取2 h,提取液于5000 r/min 離心5 min,收集全部上清液并用硫酸鈉-鹽酸提取溶液定容至25 mL。

1.2.7.2 植酸的測定 取植酸鈉對照品適量,精密稱定,以去離子水為溶劑,制得0.1 mg/mL的對照品溶液。準確吸取上述對照品溶液 0.0、0.04、0.1、1.0、2.0、5.0 mL于具塞試管中,分別用去離子水稀釋至5 mL,加入反應溶液4.0 mL(三氯化鐵-磺基水楊酸反應溶液,使用前用水稀釋15倍),混勻靜置20 min后,于500 nm處測定吸光度,分別以植酸濃度(mg/mL)為橫坐標、吸光度值為縱坐標,繪制標準曲線,得回歸方程y=-2.8297x+0.7734(R2=0.9998)[21]。取1.2.7.1制備樣品0.05 mL,使用該方法測定500 nm吸光度,根據回歸方程計算植酸含量。

1.3 數據處理

采用SPSS 12.0軟件進行數據的顯著性分析,應用Origin 9.0軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 微量元素添加量的確定

由表4可知,硫酸鋅濃度為35 mg/L、硫酸亞鐵濃度為25 mg/L時,豆芽芽體有褐變,芽長也變短,且與黑豆清水發芽組相比差異極顯著(p<0.01),因此選擇硫酸鋅30 mg/L、硫酸亞鐵20 mg/L作為最適濃度;當硫酸錳濃度為30 mg/L、硫酸銅濃度為25 mg/L時,對豆芽的狀態無明顯影響,但與黑豆清水發芽組差異極顯著(p<0.01)。考慮到黑豆發芽過程中對不同微量元素富集能力的大小和人體對微量元素的吸收能力[22],選擇硫酸鋅30 mg/L、硫酸錳20 mg/L、硫酸銅10 mg/L、硫酸亞鐵20 mg/L作為最適添加濃度。

表4 微量元素濃度對黑豆生長特性的影響Table 4 Effects of microelement concentration on growth characteristics of black beans

2.2 黑豆發芽過程中異黃酮含量

由圖1可以看出,在黑豆清水發芽過程中總異黃酮含量先增加后減少,芽長12 cm時達到最大值,為5.54 mg/g,比未發芽黑豆異黃酮總量增長89.73%。添加微量元素發芽過程中,總異黃酮含量先急速增加后緩慢減少,在芽長6 cm時達到最大值,為4.45 mg/g,與未發芽的經過微量元素處理的黑豆相比增長52.40%。黑豆清水和添加微量元素發芽后,異黃酮總含量增加,原因是黑豆發芽過程中呼吸作用加強,酶的種類和數量明顯增加,促進了異黃酮的合成[23]。但是黑豆添加微量元素發芽異黃酮含量較清水少,原因可能為添加的微量元素可能會抑制某些異黃酮的合成,從而使異黃酮總量降低,具體原因還需要試驗進一步證明。

圖1 黑豆發芽過程中總異黃酮含量變化Fig.1 Change of total isoflavones in black bean during the germination process

2.3 黑豆發芽過程中異黃酮苷元和黃酮苷的含量

由圖2、圖3可看出,在發芽過程中異黃酮苷元及異黃酮苷含量的變化趨勢相同,均在芽長為12 cm時達到最大值。發芽過程中清水發芽異黃酮苷元含量最高為0.10 mg/g,添加微量元素發芽為0.19 mg/g,與未發芽的黑豆相比增長率分別為566.67%、1160.00%;異黃酮苷含量最大時,清水發芽為1.11 mg/g,添加微量元素發芽為1.02 mg/g,增長率分別為123.64%、106.46%,這些變化與申海進等[24]研究結果一致。添加微量元素發芽的黑豆苷元含量增長更為明顯,原因可能為微量元素為某種輔酶因子中的必要成分,能夠促進苷元向苷的轉化[25]。

圖2 黑豆發芽過程中異黃酮苷元含量變化Fig.2 Changes of isoflavone aglycones content during black bean germination process

圖3 黑豆發芽過程中異黃酮苷含量變化Fig.3 Changes of isoflavone glycosides in black bean during germination process

2.4 黑豆發芽過程中多肽及氨基酸的含量

2.4.1 黑豆發芽過程中多肽含量 由圖4可以看出,黑豆發芽后多肽含量逐漸增加,清水發芽過程中,芽長14 cm時，多肽含量最高為130.61 mg/g,隨后逐漸降低;添加微量元素發芽的黑豆則是在12 cm時達到最大為95.50 mg/g,此時多肽含量增加了33.84%,之后呈下降趨勢。分析原因可能為,在發芽初期,在酶的激發作用下,一些大分子蛋白質轉化為多肽,使多肽含量增加,這與其他學者報道一致[26]。黑豆清水發芽較添加微量元素發芽含量高,原因可能為微量元素更快地促進多肽向游離氨基酸的轉化,還有可能是因為微量元素抑制某種多肽的合成,從而使多肽總含量降低。

圖4 黑豆發芽過程中多肽含量變化Fig.4 Changes of polypeptide content during black bean germination process

2.4.2 黑豆發芽過程中游離氨基酸的含量 由圖5可以看出,未發芽的黑豆種子中游離氨基酸含量很少,約為3.37 mg/g。隨著芽長的增長游離氨基酸含量均大幅度增加。發芽前期,清水發芽與添加微量元素發芽相當,發芽后期,添加微量元素發芽游離氨基酸含量高于清水發芽。芽長12 cm時,清水發芽中游離氨基酸含量為34.06 mg/g,添加微量元素發芽含量為63.79 mg/g,與未發芽的黑豆相比,清水、添加微量元素發芽中游離氨基酸含量分別增加了1003.34%、1835.48%。可能原因為發芽過程中酶活性增強,將蛋白質和多肽等分解成氨基酸,使氨基酸含量增加,但隨著發芽時間的增長,氨基酸需要給胚根提供能量,同時酶活性變弱,使氨基酸含量降低,這也與之前的文獻報道一致[27]。李新華等[28]稱總游離氨基酸含量增加也是大豆發芽的主要好處之一,這有利于人體必需氨基酸的攝入和快速補充。但黑豆添加微量元素發芽比清水發芽氨基酸含量高,原因可能為氨基酸和微量元素螯合生成螯合物,穩定性較好,能夠提高游離氨基酸的沉積率[29]。

圖5 添加微量元素黑豆發芽過程中游離氨基酸的含量變化Fig.5 Changes of free amino acids during black bean germination with trace elements added

2.4.3 黑豆發芽過程中肽分子量分布 圖7中,牛血清白蛋白(66430 Da)、低分子肝素鈉(3700 Da)、人血管緊張素Ⅱ(1045.5 Da)、乙氨酰乙氨酰乙氨酸(189.1 Da)。黑豆中多肽分子量主要分布在2500～189 Da之間,發芽后,小分子質量的肽類、

圖6 相對分子標記物凝膠排阻色譜圖Fig.6 Gel exclusion chromatography of relative molecular markers注:1:牛血清白蛋白(12.509 min);2:低分子肝素鈉(19.419 min);3:血管緊張素Ⅱ(21.367 min); 4:乙氨酰乙氨酰乙氨酸(24.644 min)。

圖7 發芽前后黑豆蛋白質相對分子質量分布Fig.7 Relative molecular mass distribution of black bean protein before and after germination process注:a為黑豆添加微量元素發芽12 cm時G2000圖譜, b為黑豆清水發芽12 cm時G2000圖譜, c為黑豆G2000圖譜。

氨基酸含量明顯增加,大分子蛋白質水解為相對分子質量較小的小分子物質,且添加微量元素發芽比清水發芽更明顯,說明添加微量元素的發芽更有利于大分子向小分子的轉化。這與上述所研究的黑豆發芽后游離氨基酸和多肽含量增加一致。

2.5 黑豆中鋅、錳、銅、鐵微量元素含量變化

由表6可以看出,黑豆中Zn、Mn、Cu、Fe含量很低,無法達到人體對微量元素的需求量,添加微量元素發芽后,黑豆中有機態的Zn、Mn、Cu、Fe含量高于未發芽黑豆、清水發芽黑豆,說明黑豆添加微量元素發芽后,微量元素含量均有增加的趨勢。黑豆添加微量元素發芽后,有機鋅的轉化率為123.29%,有機錳的轉化率為2.31%,有機銅的轉化率為69.40%,有機鐵的轉化率為9.03%。黑豆添加微量元素發芽比清水發芽有機微量元素的轉化率高,原因是微量元素和黑豆中的氨基酸、小肽、有機酸和多糖衍生物等形成絡合物或螯合物,提高了有機微量元素的轉化率。

表6 黑豆中鋅、錳、銅、鐵微量元素含量變化Table 6 Changes of trace elements of Zn、Mn、Cu and Fe in black beans

2.6 黑豆發芽和添加微量元素發芽過程中植酸含量變化

由圖8可知,發芽過程中,植酸含量降低。添加微量元素發芽的黑豆,植酸由12.2 mg/g變成10.1 mg/g;清水發芽植酸含量則由原來的12.2 mg/g變成7.9 mg/g。黑豆發芽過程中植酸含量下降,原因可能為植酸酶活性增強,分解植酸,這與郭鸰等[30]研究結果一致。添加微量元素發芽中植酸含量較清水發芽含量多,原因可能是植酸的磷酸基團和金屬離子螯合成鹽,難以被酶降解[31],具體原因還需要實驗驗證。

圖8 黑豆發芽和添加微量元素發芽過程中植酸含量變化Fig.8 Changes of phytic acid content during germination of black bean

3 結論

通過添加微量元素發芽提高黑豆的營養價值。與清水發芽黑豆相比,添加微量元素發芽黑豆異黃酮苷元含量增加了1160.00%,多肽含量增加了33.84%,游離氨基酸含量增加了1835.48%;并且微量元素被黑豆吸收,其中有機鋅的轉化率為123.29%,有機錳的轉化率為2.31%,有機銅的轉化率為69.40%,有機鐵的轉化率為9.03%。本研究通過添加鋅、錳、銅、鐵四種微量元素,創新發芽方式,既提高了黑豆中異黃酮苷元的含量,又增加了微量元素的攝入量,提升了黑豆的營養價值。但添加微量元素發芽能使黑豆中異黃酮、多肽和游離氨基酸等營養成分含量增加的原因還有待進一步的研究。