不同品種綠豆理化特性和抗氧化性研究

黃夢迪，吳會琴，王娜，楊璞，高金鋒，高小麗

（西北農林科技大學農學院/旱區作物逆境生物學國家重點實驗室，陜西楊陵712100）

綠豆（Vigna radiate L.）屬于豆科（Leguminosae）豇豆屬（Vigna），是我國主要食用豆類之一[1]，在我國綠豆種植面積為436.76 khm2，產量為56.49 萬噸[2]。綠豆的百粒重和籽粒大小等物理指標是我國綠豆種質資源評價的重點[3]，其中百粒重也是選擇芽用綠豆品種的重要標準[4]。研究表明，綠豆屬于高蛋白、中淀粉、低脂肪類食物[5]，是理想的營養食品。綠豆蛋白具有血管緊張素轉換酶（angiotensin converting enzyme，ACE）抑制活性，有利于人體健康。淀粉是綠豆中的主要碳水化合物，高淀粉含量的綠豆可以用于生產淀粉面條[6]。此外，綠豆中還含有多酚、黃酮等活性成分，有利于其抗氧化活性的提高，也可以降血脂、抗腫瘤[7]，具有保健作用。盡管目前市場對綠豆品質性狀要求包括外觀品質、營養品質和功能品質，但前人研究側重于選擇單一方面的品質分析綠豆特性[8-11]，對綠豆品質特性研究還存在不全面、不系統等問題，導致不同產地的綠豆特異性和優勢未能充分被研究和利用。因此，本試驗以來自全國綠豆主要產區的9 個品種為研究對象，較為全面地測定其理化性質和抗氧化能力，并比較品種間的差異性，分析其共性和特異性，為不同品種綠豆的加工和開發利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

參試品種來源于全國主要綠豆產區的9 個品種。具體品種名稱及來源見表1。

表1 參試品種概況Table 1 Overview of test varieties

1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、2，4，6 - 三 吡 啶 基 -s - 三 嗪（2，4，6-Tri（2-pyridyl）-s-triazine，TPTZ）、福林酚試劑：北京索來寶公司產品；蘆丁、蒽酮、水楊酸：國藥集團化學試劑有限公司；硫酸、丙酮、鹽酸：洛陽昊華化學試劑有限公司；乙酸、乙醇、硝酸鋁、石油醚、沒食子酸：成都市科隆化學品有限公司；碳酸鈉、硫酸銅、六水合三氯化鐵、硼酸：廣東省化學試劑工程技術研究開發中心；氫氧化鈉、過氧化氫：廣東光華科技股份有限公司；以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

FW-100D 高速萬能粉碎機：天津鑫博得儀器有限公司；TDL-5A 離心機：上海菲恰爾分析儀器有限公司；2YF-161 智能恒溫培養振蕩器：黑龍江東拓儀器制造有限公司；SOX406 脂肪測定儀：濟南海能科學儀器有限公司；Bluestar B 紫外可見分光光度計：北京萊伯泰科儀器股份有限公司；DK-S26 電熱恒溫水浴鍋：上海精宏實驗設備有限公司；KQ-500DE 型數控超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司；XW-80A 旋渦混合儀：海門市其林貝爾制造有限公司；PH 計：上海市梅特勒-托利多儀器有限公司；Colorimeter 色度儀：愛色麗色彩科技有限公司；萬深SC-G 自動種子考種及千粒重分析儀：杭州萬深檢測科技有限公司；K9860 全自動凱氏定氮儀：濟南海能科學儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 外觀性狀測定

百粒重：人工數種100 粒，稱重，重復3 次；粒長、粒寬：用萬深SC-G 自動種子考種及千粒重分析儀；色度測定：用 Colorimeter 色度儀測定 L 值，a 值，b 值，試驗重復3 次。

1.3.2 基本營養成分測定

蛋白質含量：參考GB 5009.5-2016《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》[12]，采用K9860 全自動凱式定氮儀測定；脂肪含量：參考GB 5009.6-2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》[13]，利用索氏抽提法測定；淀粉含量：利用蒽酮比色法[14]進行測定。

1.3.3 總酚、總黃酮及抗氧化能力測定

1.3.3.1 提取液的制備

參考文獻[15-16]并略有修改。將綠豆籽粒用粉碎機粉碎，過60 目篩。在離心管中加入0.5 g 脫脂后的樣品，加入 5 mL 70%丙酮（丙酮/水/乙酸（70 ∶29.5 ∶0.5，體積比）），將混合物在環境溫度下以150 r/min 振蕩搖動3 h。以4 000 r/min 將提取物離心分離，10min，并將上清液移至新的離心管。用5 mL 萃取殘余物第二次。將兩次提取物合并，并在-4 ℃下儲存。每個處理3 次重復。

1.3.3.2 總酚含量測定

采用福林酚方法測定，參考文獻[17]并稍作修改。取0.1 mL 提取液，加入1 mL 福林酚試劑，然后加入3 mL 10%Na2CO3，加蒸餾水至 10 mL，在 28 ℃～30 ℃下靜置2 h 后于765 nm 處測定吸光度。以沒食子酸為標品作標準曲線，結果以每克樣品中所含的沒食子酸（mg GAE/g）當量表示。

1.3.3.3 總黃酮含量測定

參照文獻[18]方法并略有改動。取1.0 mL 提取液，加40%乙醇至5 mL，加入0.3 mL 5%亞硝酸鈉溶液混勻反應6 min，再加入0.3 mL 10%硝酸鋁溶液搖勻，放置6 min，最后加入4 mL 1 mol/L 氫氧化鈉溶液混勻后用40%乙醇定容至10 mL，搖勻，于510 nm 處測定吸光度。以蘆丁為標品作標準曲線，結果以每克樣品中所含的蘆丁計。

1.3.3.4 DPPH 自由基清除率測定

參考文獻[19]方法。取0.2mL 提取液，加入0.1mmol/L 3.8 mL DPPH 乙醇溶液，劇烈渦旋振蕩1 min，在28 ℃～30 ℃下避光靜置30 min 后于517 nm 處測定其吸光度值A 樣品。取0.2 mL 提取劑，按照上述步驟得到A 對照。DPPH 清除率/%=[1-（A樣品/A對照）]×100

1.3.3.5 ·OH 清除率測定

參考文獻[20]方法并略有調整。取4 mL 提取液，加入2 mL 6 mmol/L FeSO4，2 mL 8 mmol/L 水楊酸，最后加入2 mL 24 mmol/LH2O2啟動反應，37 ℃水浴20 min后，于510 nm 處測定吸光度A1。以蒸餾水代替H2O2作為空白得到吸光度A0，以蒸餾水代替提取液作為對照測定吸光度 A2。·OH 清除率/%=[A2-（A1-A0）]/A2×100

1.3.3.6 鐵離子還原能力（ferric reducing antioxidant power，FRAP）

參考文獻[15，21]方法并略有改動。FRAP 工作液由pH 3.6 300 mmol/L 的醋酸鈉溶液，20 mmol/L Fecl3溶液，10 mmol/L TPTZ 溶液按照體積 10 ∶1 ∶1 的比例混合得到。試管中加入3 mL 工作液，37 ℃水浴5 min，然后加入 100 μL 提取液和 300 μL 蒸餾水，4 min 后于593 nm 處測定吸光度值，以工作液調零。以0.1 mmol/L～1.6 mmol/L FeSO4·7H2O 的標準溶液代替上述樣品繪制標準曲線。

1.4 數據處理

采用Excel 2007 進行初步的數據處理，然后采用SPSS 19.0 統計軟件進行指標間的差異性分析。

2 結果與分析

2.1 不同品種綠豆外觀特性研究

不同品種綠豆外觀特性測定結果及差異性分析見表2。

表2 不同品種綠豆物理特性分析Table 2 Analysis of physical traits of different cultivars mung bean

由表2 可以看出，參試的9 個品種綠豆均為中大粒品種類型，但百粒重也存在差異顯著（P＜0.05），洮綠8 號百粒重最高，達6.85 g，重慶綠豆最低僅為4.44 g；粒長的變幅在4.46 mm～5.40 mm 之間，其中洮綠8 號最大，為5.40 mm，與其他品種均有顯著性差異（P＜0.05）；粒寬以白綠8 號和洮綠8 號較大，重慶綠豆和淮綠2 號較小，均與其他品種差異顯著（P＜0.05）；洮綠8 號的L 值最大為52.20，與忻州綠豆無顯著差異，說明兩個品種明度大，綠豆籽粒明亮有光澤，而冀綠7號、安綠7 號和重慶綠豆的L 值均較低，且無顯著差異（P＜0.05）；參試的 9 個綠豆品種中濰坊 2 號、綠豐 5號、重慶綠豆籽粒a 值為負值，b 值為正值，呈黃綠色。

2.2 不同品種綠豆基本營養成分分析

9 個不同品種綠豆基本營養成分測定結果及差異性分析見表3。綠豆籽粒中蛋白質、脂肪、淀粉含量的多少直接影響綠豆的營養價值和加工品質。

表3 不同品種綠豆基本營養成分含量Table 3 Nutritional contents in different mung bean varietie%

由表3 可以看出，不同品種綠豆籽粒中蛋白質、脂肪、淀粉含量存在顯著差異（P＜0.05）。9 個品種綠豆蛋白質含量變幅在18.83%～21.99%之間，其中淮綠2 號蛋白質含量最低，白綠8 號最高，且與其他品種間差異顯著（P＜0.05）；不同品種綠豆脂肪含量變幅在0.70%～1.26%之間，其中西綠1 號的脂肪含量最低，綠豐5 號的含量最高，且與其他品種間呈顯著性差異（P＜0.05）；不同品種綠豆淀粉含量差異變幅較大（54.63 %～70.75%），其中淮綠2 號最高，達70.75%，重慶綠豆淀粉含量最低，為54.64%。結果表明，綠豆中淀粉含量最高，其次是蛋白質，含量最低的是脂肪，且不同品種間存在顯著差異（P＜0.05）。

2.3 不同品種綠豆總酚及總黃酮含量

不同品種綠豆提取物總酚、總黃酮測定結果及差異性分析見表4。

表4 不同品種綠豆提取物總酚、總黃酮含量Table 4 Total phenolic content and total flavonoid content of extracts from different mung bean varieties

由表4 可以看出，不同品種綠豆總酚含量和總黃酮含量存在顯著性差異（P＜0.05）。參試品種總酚含量在 3.01 mg GAE/g～4.50 mg GAE/g 之間，總黃酮含量在2.86 mg RE/g～6.32 mg RE/g 之間，其中重慶綠豆總酚和總黃酮含量最高，綠豐5 號總酚含量最低，白綠8 號總黃酮含量最低。Shi 等[22]的研究表明，綠豆的總酚含量為2.05 mg GAE/g～2.38 mg GAE/g，均低于本試驗結果。Zhang 等[9]的研究表明，綠豆品種中總酚含量最高的達到5.07 mg GAE/g，總黃酮含量最高的達到5.97 mg RE/g。程安瑋等[23]研究了4 種豆類的多酚和類黃酮含量，其中綠豆的總多酚含量為10.57 mg/g，總類黃酮的含量為5.83 mg/g。以上結果說明，綠豆總酚和總黃酮的含量可能與品種、產地不同有關。

2.4 不同品種綠豆抗氧化能力分析

2.4.1 不同品種綠豆鐵還原抗氧化能力（FRAP）比較

在酸性pH 值下，Fe3+與TPTZ 形成復合物，并且在還原物質的作用下，被還原為Fe2+，顯示出明顯的藍色，于593 nm 處達到最大吸收值，其吸光值的大小與還原物質含量有關，因此總抗氧化能力可以由FRAP值表示[24]。9 個不同品種綠豆的FRAP 值及差異性分析見表5。

參試品種綠豆的FRAP 值主要分布在1.89 mmol Fe2+/100 g～3.37 mmol Fe2+/100 g 之間，不同品種FRAP之間有顯著差異性（P＜0.05），參試品種FRAP 值的大小排序為：重慶綠豆＞淮綠2 號＞冀綠7 號＞西綠1 號＞洮綠8 號＞忻州綠豆＞安綠7 號＞綠豐5 號＞白綠8 號。Lee 等[25]研究了脫脂后綠豆和黃豆的抗氧化活性，結果表明綠豆的FRAP 值為8.23 umol Fe2+/g，低于本試驗結果，這可能與綠豆品種和測定方法有關。

2.4.2 不同品種綠豆清除DPPH 自由基能力比較

DPPH 自由基是一種人工合成的、穩定的自由基，其與抗氧化劑反應后于517 nm 波長處的最大吸收值降低。DPPH 法定量分析自由基清除能力在全世界范圍內被廣泛應用[26]。如表5 所示，不同品種綠豆籽粒提取液均具有DPPH 自由基清除作用。DPPH 自由基清除率在39.28%～66.90%之間，變幅較大。其中，重慶綠豆DPPH 自由基清除率最高，顯著高于其他品種的綠豆（P＜0.05）；參試品種中白綠 8 號 DPPH 自由基清除率顯著低于其他品種（P＜0.05）。鞏葛等[27]對云南特色豆類的抗氧化性進行了研究，其中保山大綠豆對DPPH 自由基的清除能力在69%以上，而Gujral 等[28]的研究結果表明，綠豆對DPPH 自由基的清除能力為18%。以上結果說明，不同品種綠豆對DPPH 自由基的清除能力不同。

2.4.3 不同品種綠豆清除·OH 能力比較

·OH 屬于活性氧化物，可以和多種生物大分子發生反應，降解多糖、DNA 等化合物，具有極大的危害性。因此，羥自由基清除能力是評價抗氧化能力的重要指標之一[29]。由表5 可以看出，9 個不同品種綠豆的提取液對·OH 的清除能力不同。其中，西綠1 號清除·OH 能力最弱，清除率為29.41%，顯著低于其他品種（P＜0.05）。安綠 7 號清除能力最強，為 44.74%，顯著高于其他品種（P＜0.05）。除安綠7 號和重慶綠豆兩個品種清除能力高于40%，其他品種綠豆均低于40%，從整體上來看，不同品種綠豆對于DPPH 自由基的清除能力要強于·OH 清除能力，說明DPPH 自由基與羥自由基還原機理可能不同。江均平等[10]對綠豆、小豆種質清除自由基的研究表明，綠豆的·OH 清除能力變幅范圍為11.8%～42.0%，與本試驗結果基本一致。

2.5 綠豆總酚、總黃酮含量與抗氧化活性相關性研究

不同品種綠豆總酚、總黃酮含量與抗氧化活性相關性分析見表6。

表6 不同品種綠豆總酚、總黃酮含量與抗氧化活性相關性分析Table 6 Correlations between phenolic contents and antioxidant activities of different mung bean varieties

植物中的總酚、總黃酮含量和抗氧化活性之間存在一定的相關性。由表6 可以看出，參試綠豆總酚含量、總黃酮含量與DPPH 自由基清除率以及FRAP 之間存在極顯著相關性（P＜0.01）。·OH 清除率與總酚含量、總黃酮含量、DPPH 自由基清除率、FRAP 無顯著相關性。白周亞等[30]研究表明不同品種豇豆提取液中總酚、總黃酮含量與FRAP、DPPH 自由基清除能力具有極顯著的相關性（P＜0.01）。蔡萌等[31]研究表明黃土高原小粒大豆總酚含量與總抗氧化能力、DPPH 自由基清除率呈極顯著的正相關。

3 結論

綠豆是我國傳統的藥食兼用的食材，含有豐富的營養物質。本研究結果表明，不同品種綠豆在物理特性、營養品質和抗氧化特性方面存在差異，且綠豆的總酚含量、總黃酮含量、FRAP、DPPH 自由基清除率間呈極顯著相關性。洮綠8 號百粒重、粒長最大，明度較好；西綠1 號脂肪含量最低；白綠8 號蛋白質含量最高，可用于蛋白類食品和保健品的開發，如蛋白粉、蛋白添加劑等；淮綠2 號淀粉含量最高，可用于制作粉絲、甜點等[5]。在綠豆抗氧化性方面，總酚、總黃酮含量，FRAP 值和DPPH 自由基清除率最高的均為重慶綠豆，可用于功能性保健產品的開發，此外，重慶綠豆的百粒重最小為4.44 g，也可用于豆芽生產[4]。我國綠豆資源豐富，不同產地有不同的品種，對于不同品種綠豆的品質特性進行研究，有利于充分發揮各個品種的優勢和特色，為綠豆品種的特異性研究和加工利用提供一定依據。