酵素對綠豆芽生長發育、產量和品質的影響

高 亮，孫繼發，潘 玲

（1.濰坊加濰生物科技有限公司，山東 濰坊 261000；2.濰坊金銀條豆芽機有限公司，山東 濰坊 261000）

芽苗類蔬菜又名芽苗菜、芽菜，由各種谷類、豆類、樹類的種子培育而來。芽苗菜低熱量、高營養，含有豐富的維生素C、核黃素、膳食纖維、礦物質等，能減少人體內乳酸堆積，消除疲勞，提高免疫力，增加人體抗病毒、抗癌腫的能力[1-2]。

2015 年國家食藥總局、農業部及衛計委三部委聯合發布《關于豆芽生產過程中禁止使用6-芐基腺嘌呤等物質的公告》（2015年第11號），從公告中看出：（1）豆芽的生產過程屬于農業種植活動，豆芽屬于農產品。（2）豆芽生產上使用的生長調節劑6-芐基腺嘌呤等物質作為農藥管理。目前一方面因為沒有在豆芽上登記，另一方面豆芽上使用生長調節劑的殘留沒有風險評估結論（或現有的風險評估結論不足以推翻公告），所以在豆芽生產過程中是不能使用的。（3）《食品安全法》第二條明確了食用農產品銷售歸食藥部門監管，國家食藥總局曾發布食品抽檢計劃，對市場上豆芽的抽檢項目包括：總砷、鉛、鎘、總汞、鉻、二氧化硫、6-芐基腺嘌呤。按照NY/T 1352—2015《綠色食品 芽苗類蔬菜》標準要求，研究開發出安全、健康的微生物制劑，以便更好地滿足芽苗菜生產、保證食品安全，顯得尤其重要。

酵素是以動物、植物、蘑菇、中草藥等經微生物發酵制得的具有特定活性成分的制品[3]，這些活性成分包括各種酶、小分子有機酸、多肽、氨基酸、寡糖、維生素、黃酮、多酚類化合物、天然抗生素、荷爾蒙、礦物質等。酵素具有特殊的生理機能，在農業、畜牧、人體保健和環保領域被廣泛應用，具有提高抗逆性（免疫力）、促進生長發育、增強種子發芽勢、提高作物產量和品質、延長貨架期等功效。目前，關于酵素對綠豆芽生長、產量和品質等的影響尚無公開報道。

濰坊市科學技術發展計劃項目“酵素和納米硒在芽苗菜生長過程中的應用研究”，針對豆芽生產的實際，研究出了“利用酵素菌技術生產出酵素農產品，利用酵素農產品制備專用酵素，進而培育出酵素芽苗菜”的關鍵技術和工藝，并且配套了專用豆芽生產設備，實現了產業化開發。本試驗旨在探討不同濃度的酵素稀釋液浸泡綠豆種子后對豆芽生產的影響，為大規模綠豆芽生產提供依據。

1 材料和方法

1.1 供試材料

試驗于2019年8月在山東省濰坊市金銀條豆芽機有限公司進行。

大豆酵素菌種來自濰坊加濰生物科技有限公司。大豆酵素由濰坊市金銀條豆芽機有限公司制備，其主要技術指標如下：有效活菌總數2.2×106cfu/mL、蛋白酶272 U/L、酯酶121 U/L、SOD酶52 U/L、總酸8.1 g/L、有機酸6.2 g/L、游離氨基酸345 mg/L、可溶性糖2.1 g/L。

試驗所用綠豆（Vigna rdiataL.Wilczek）品種為中綠1號，種子發芽率95%以上，百粒質量6.8 g。

生產用水取自城市自來水，水質符合GB 5749—2006《生活飲用水衛生標準》，水中微生物、毒理指標、化學指標按照GB/T 5750—2006《生活飲用水衛生標準 檢驗方法》檢測，保證水質質量。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

試驗采用隨機區組設計，重復3次。試驗設6個處理：

處理1：酵素稀釋200倍液；

處理2：酵素稀釋400倍液；

處理3：酵素稀釋600倍液；

處理4：酵素600倍液+亞硒酸鈉10 μmol/L；

處理5：酵素600倍液+葡萄糖酸鋅（Zn2+）50 mg/L；

處理6：清水對照（CK）。

1.2.2 綠豆芽培育

精選綠豆種子，剔除病殘爛粒和秕籽，采用上述6種處理浸種12 h，溫度保持在23 ℃。浸種結束后，模擬工廠化豆芽生產，利用發芽杯培育綠豆芽。每個發芽杯放入10 g綠豆，每個處理重復3次。將發芽杯置入人工氣候室遮光培養5 d，每6 h淋水1次，每個培養杯每次淋水量為200 mL，保持淋水均勻，避免漏淋或不均。

綠豆芽培養的操作規程：器皿清洗消毒→清洗綠豆種子→燙豆→浸泡→預生→培養→淋水→出芽。

1.2.3 植物學性狀測定

豆芽產量為培養5 d時的群體總質量。

豆芽根長、下胚軸長度及下胚軸粗[4]為每個發芽杯中隨機取30株豆芽的平均值。

每個處理隨機取30株豆芽，用萬分之一電子天平測定豆芽鮮質量和干質量（105 ℃烘干至恒質量）。

發芽率和產出比計算公式為：發芽率＝發芽個數/綠豆總粒數×100%，豆芽產出比＝豆芽質量/豆種質量。產出比即單位質量豆種產出的鮮豆芽質量。

1.2.4 營養成分測定

豆芽可溶性糖采用蒽酮比色法測定[5]；可溶性蛋白質采用考馬斯亮藍法測定[6]；游離氨基酸采用茚三酮溶液顯色法測定[7]，試驗結果以干質量計；總酚采用Folin-Ciocalleu比色法測定[8]；維生素C采用比色法測定[9]。

1.2.5 效益分析

為獲得酵素處理豆芽的經濟效益，模擬進行了綠豆芽小規模生產，每個處理投入10 kg干綠豆種子，用12 kg清水或酵素稀釋液浸種處理，重復3次，嚴格按照以上不同處理方法分別進行生產。培養8 d后收獲，現場稱量，記錄酵素投入、豆芽產出情況，統計投入產出比。投入產出比＝總投入（元）∶豆芽收入（元）。

1.3 數據處理

采用SPSS 22.0和Origin 9.0進行試驗數據處理，并采用Duncan多重比較法進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 酵素對豆芽發芽情況的影響

綠豆的發芽率、生物產量和產出比及腐爛與否是衡量豆芽生產效益的重要指標。酵素浸種對綠豆發芽率和產量等的影響結果見表1。從表1可以看出，不同處理綠豆發芽率與豆芽生物產量和產出比增減趨勢相同，且各處理間差異不顯著。各處理發芽率均達到豆芽工廠化生產的要求（＞95%），發芽率表現最好的是處理3，隨著酵素濃度的增加，產出比有所下降，但下降幅度不大；復配組合處理4和處理5的發芽率均低于清水處理（CK）和各純酵素處理。從生物產量來看，用酵素處理的豆芽生物產量均高于CK，其中處理1生物產量最高，比CK增加5.6%。各酵素處理的豆芽形態整齊，芽體茁壯舒展，色澤純正，手感舒爽，有清香氣味，均無腐爛現象。

2.2 酵素對豆芽芽用特性的影響

綠豆芽的芽用特性包括胚根長、下胚軸長、下胚軸粗等指標，反映了豆芽的商品性狀。只有外觀美觀、正常，水分充足，不萎蔫、無腐爛、無異味、健康、安全的綠豆芽才符合消費者的需求。根系少而短，下胚軸既長又粗是判定綠豆芽產品品質的重要指標，而無根豆芽往往讓人質疑是否使用過激素處理，反而限制了消費者的購買欲。

表1 酵素對芽苗菜發芽情況的影響

由表2可以看出，不同濃度和復配酵素處理下綠豆芽胚根長、下胚軸長的變化規律與產量性狀的變化規律基本相同。在胚根長方面，處理CK＞處理3＞處理2＞處理4＞處理5＞處理1，以CK最長，比酵素處理長0.80～1.21 cm，處理1最短，各酵素處理間差異不顯著，但與CK均達到顯著差異。在下胚軸長方面，處理3＞處理1＞處理2＞處理4＞處理5＞CK，各酵素處理間差異不顯著，但均顯著大于CK。在下胚軸粗方面，處理4＞處理1≈處理5＞處理2＞處理3＞CK，各酵素處理間差異不顯著，但與CK間均達到顯著差異。在干質量方面，處理2＞處理1＞處理5＞處理3＞處理4＞CK，各處理間差異均不顯著。在含水量方面，處理3＞處理4＞處理1＞CK＞處理2＞處理5，各處理間差異不顯著。綜合來看，處理1、4、5的綠豆芽芽用特性表現較好。

2.3 酵素對豆芽品質的影響

有研究表明，酵素對植物生長發育有著顯著的影響，主要體現在影響植物的生理生化反應，改善產品品質等。豆芽中可溶性糖、可溶性蛋白質、游離酸含量和總酚含量直接影響豆芽的口感，維生素C的高低與豆芽品質密切相關。酵素浸種對綠豆芽品質的影響結果見表3。

由表3可以看出，在可溶性糖含量方面，處理1＞處理2＞處理3＞處理5＞處理4＞CK，以處理1表現最佳，處理1與處理2間差異不顯著，但與處理3、4、5、CK均達到顯著差異；在可溶性蛋白質含量方面，處理1＞處理2＞處理3＞處理4＞處理5＞CK，以處理1表現最佳，處理1、2間差異不顯著，但與處理5、CK均達到顯著差異；在游離氨基酸含量方面，處理3＞處理1＞處理2＞處理4＞處理5＞CK，以處理3表現最佳，處理1、2、3間差異不顯著，但與處理4、5、CK均達到顯著差異；在總酚含量方面，CK＞處理1＞處理2＞處理3＞處理5＞處理4，以CK的總酚含量最高，顯著大于其他處理，處理1、2、3與處理4、5間均達到顯著差異；在維生素C含量方面，處理4＞處理3＞CK＞處理2＞處理5＞處理1，以處理4表現最佳，顯著大于其他處理。酵素處理的綠豆芽營養成分普遍高于CK處理，而總酚低于CK，表現出更高的品質，但酵素各處理間沒有明顯的規律，總的來看以處理1較好，相關研究有待于進一步進行。

2.4 投入產出效益分析

如表4所示，10 kg干綠豆種子經不同處理后，豆芽產量高低依次為處理1＞處理4＞處理2＞處理5＞處理3＞CK，以處理1最高，處理1、4、2、5之間無顯著差異，各酵素處理豆芽產量均顯著高于CK。由于酵素及其復配硒或鋅處理的綠豆芽外觀性狀顯著優于清水處理，豆芽平均單價（7元/kg）比CK高出0.6元/kg。處理1在投入成本上最高，折合每發芽處理1 kg綠豆種子，比清水處理增加0.072元，而投入產出比也最高，達到1∶12.3，顯著高于其他處理，表現最為優異。

3 結論與討論

酵素因其發酵底物、配方、工藝、菌種的不同，其中酶的種類、代謝產物也有所差異。本試驗是以大豆酵素作為綠豆種子處理材料，完全可以延伸至水果酵素、藥草酵素和其他功能性酵素產品，必將產生出豐富多彩的效果，這對于開發功能性芽苗菜系列產品提供了廣闊的想象空間，也為科學研究提供了方向。

芽苗菜營養豐富，風味獨特，清香脆嫩爽口，兼有保健功能。種子在水解酶的作用下，將貯藏的高分子物質轉為可溶性的、人體易吸收的簡單物質；因此，芽苗菜不但色澤美觀，而且食用口感脆嫩，易消化吸收。種子發芽勢高低、生長速度快慢與其自身產生酶的種類、數量和活性密切相關，為了提高其發芽勢，增加外源酶[10]或利用富含酶的酵素處理，將會起到很好的促生長效果，其營養物質含量也會不同程度的增加，對于芽苗菜生產是十分有益的技術措施。

綠豆種子不含維生素C，本身不可以對人體提供維生素C，但在種子發芽后，能夠不斷合成豐富的維生素C。據朱秀敏等[11]研究報道，綠豆芽長至2 cm左右時維生素C含量最高，可達到360 mg/kg；芽長超過10 cm時，則下降至80 mg/kg，下降幅度明顯；因此，綠豆芽芽長應短些食用為好，這在日常生活中是非常可取的。

鑒于生產上綠豆芽苗的長度與產量和效益高度相關，其增加的約4倍產量可基本抵消豆芽中維生素C的降低數量，而酵素處理可不同程度地減緩芽苗菜中維生素C的損失，更有利于保持營養。本試驗中，利用酵素或酵素復配中微量元素硒或鋅對綠豆芽生產具有良好的促進作用，表現在提高綠豆芽生物產量，預防生產和儲運過程中的變質現象；增加綠豆芽中可溶性糖、可溶性蛋白質、游離氨基酸含量，降低多酚化合物含量，改善品質，提高適口性。本試驗同時證實，以酵素200倍液處理綠豆表現最佳，豆芽商品性狀佳，投入產出比最高，可達到1∶12.3。為了培育含硒[12]、鋅[13]等特色豆芽，利用酵素配合硒、鋅等元素，也可以收到良好的生產應用效果，酵素及其復合有益元素對綠豆芽生理生化機能影響的相關研究有待于進一步進行。

表4 不同處理投入產出效益分析

鑒于芽苗菜生產中對添加劑和植物生長調節劑的使用限制，給食用酵素應用于芽苗菜生產提供了廣闊的發展空間，值得深入研究和實踐。