鷹嘴豆的營養、活性成分與功效研究進展

（新疆職業大學，新疆 烏魯木齊 830013）

鷹嘴豆（Cicer arietinum L.）是豆科鷹嘴豆屬植物，又名桃爾豆、雞豌豆等，起源于西亞和地中海沿岸地區[1]，因抗旱、耐旱能力較強，在我國新疆地區的分布較為廣泛[2]。鷹嘴豆含有豐富的蛋白質、維生素、碳水化合物、礦物質、膳食纖維等，營養豐富[3]。此外，鷹嘴豆集食用與藥用于一體，具有抗骨質疏松、降血糖、調節膽固醇和抗氧化等生理作用[4]，保健價值較高，極具發展潛力。目前已經從鷹嘴豆中分離出了黃酮、花青素、多酚類物質以及有機酸等20余種活性成分。本文綜述了近年來國內外關于鷹嘴豆的營養組成、活性物質以及功能研究的應用進展，為進一步推進鷹嘴豆的深加工產業與功能食品的進一步開發提供理論依據。

1 鷹嘴豆中主要營養組成

1.1 營養成分

鷹嘴豆中的營養成分較為豐富，主要包括蛋白質、多糖、膳食纖維和脂肪等。鷹嘴豆中的糖類主要包括半乳糖、核糖、果糖、葡萄糖、麥芽糖和蔗糖等[5]，具有抗氧化、抗疲勞和調節膽固醇等生理活性[6-7]；鷹嘴豆中蛋白質的含量較為豐富，約為12.6% ～30.5%，高于核桃、燕麥等多種谷物[8]，且多為優質蛋白，具有抗氧化、抗衰老等活性[9]，氨基酸種類較多，共18種，主要包括亮氨酸、天門冬氨酸、谷氨酸、精氨酸、纈氨酸等。安馨等[10]選用新疆木壘縣的鷹嘴豆為原料，采用WHO/FAO理想蛋白質氨基酸組成模式分析測定鷹嘴豆中的氨基酸種類與含量發現，必需氨基酸中亮氨酸的含量最高，約為70.0 mg/g，其次為苯丙氨酸、賴氨酸、異亮氨酸，非必需氨基酸中谷氨酸含量最高，約為108.0 mg/g；鷹嘴豆中還富含亞油酸、十八烯酸等大量的不飽和脂肪酸，作為衡量食物營養價值重要參考指標之一的亞油酸含量最高，約為47.3%，因其能夠發揮預防糖尿病等功效，使得鷹嘴豆的食用和藥用價值得以提高[11]；果實中的維生素種類多種多樣，包括硫胺素、核黃素、維生素A、維生素C和維生素E等[12]；此外，鷹嘴豆中鐵、鋅、鎂、鈣、鉀以及硒等微量元素較為豐富，對于組成生物大分子，維持機體正常的生命活動也發揮著重要的作用[13]。

1.2 抗營養因子

抗營養因子分為蛋白質類和非蛋白質類兩種，蛋白質類抗營養因子包括胰蛋白酶抑制劑、胰凝乳蛋白酶抑制劑和凝集素等，非蛋白質類抗營養因子主要包括單寧、植酸以及皂苷等成分[14]。鷹嘴豆被認為是最有營養的豆類之一[15]，但其中存在的抗營養因子在一定程度上限制了其生物學價值和作為食物的加工應用，如植酸會與幾種二價陽離子（鎂、鐵、鈣及鋅等）結合，降低它們在體內的吸收利用[16]，單寧和皂苷等本身的苦味會影響鷹嘴豆的口感[17]等。抗營養因子可通過烹調、蒸煮等手段消除[18]。鷹嘴豆中主要的抗營養因子及其含量見表1[19-22]。

表1 鷹嘴豆中主要的抗營養因子及其含量Table 1 The main anti-nutritional factors and their content in chickpeas

2 鷹嘴豆中的功能成分

2.1 異黃酮類成分

異黃酮類成分是鷹嘴豆中主要活性物質之一[8]，主要包括芒柄花苷、鷹嘴豆芽素A和染料木素等。李辛慧[23]建立超高效液相色譜-四極桿飛行時間質譜（ultra performance liquid chromatography-quadrupole time-of-flight mass spectrometry，UPLC-QTOF-MS）方法在鷹嘴豆芽中分離鑒定出了芒柄花苷、6"-O-丙二酰芒柄花苷、6"-O-丙二酰印度黃檀苷、芒柄花素和鷹嘴豆芽素A 5種異黃酮物質，具體見圖1[22]與表2[24-25]。同時模擬化合物在體外胃腸道中的代謝情況，發現其在模擬胃液、腸液中不發生代謝變化。

圖1 鷹嘴豆中異黃酮類成分的結構Fig.1 Structure of isoflavones in chickpeas

表2 鷹嘴豆中主要的異黃酮物質及其結構Table 2 The main isoflavones and their structure in chickpeas

Zhao等[26]在鷹嘴豆中分離并鑒定出了7種異黃酮物質，其中芒柄花素和鷹嘴豆芽素A是主要的兩種成分。陳有軍等[24]測定了鷹嘴豆在萌發過程中鷹嘴豆芽素A和芒柄花素的含量變化發現，在萌發過程中兩種異黃酮物質的含量呈現增長趨勢，且主要集中存在于胚芽和胚根中。

2.2 三萜皂苷類成分

皂苷作為一類在植物中廣泛分布的苷類物質，在鷹嘴豆中的種類也較為豐富。因皂苷具有較多有益的生理活性功能，如抗氧化、降血脂、調節體內免疫以及防癌抗癌等[25]，近年來對鷹嘴豆中皂苷物質的分離純化成為研究熱點。譚永霞等[27]利用硅膠、大孔樹脂以及葡聚糖凝膠色譜對鷹嘴豆進行分離純化，采用核磁共振和質譜等分析方法確定了鷹嘴豆中含有3-羥基-齊墩果-12-烯、A-7-O-β-D-葡萄糖苷、腦苷、1-乙基-α-L-半乳糖苷、尿苷以及腺苷6種苷類物質，含量分別為 64、6、20、359、6、49 mg/10 kg。此外，顏世達[28]從鷹嘴豆中發現了3-O-α-D-半乳糖基、3-O-β-D-葡萄糖醛酸、3-O-α-L-鼠李糖基-（1→2）-β-D-半乳糖基和3-O-α-L-鼠李糖基-（1→2）-β-D-半乳糖基 4 種新的三萜皂苷類單體化合物。

2.3 類胡蘿卜素物質

鷹嘴豆中含有多種類胡蘿卜素，其主要包括：β-胡蘿卜素、β-隱黃質葉黃素、番茄紅素、α-胡蘿卜素以及玉米黃質等[29]，經研究發現，野生鷹嘴豆中類胡蘿卜素的平均濃度（除番茄紅素）普遍高于栽培品種或地方品種[12]。Ashokkumar等[30]觀察到鷹嘴豆中的類胡蘿卜素濃度存在明顯差異，葉黃素的濃度最高為7.7 μg/g，其次為玉米黃質（5.76 μg/g）、β-胡蘿卜素（0.40 μg/g）和紫黃素（0.05 μg/g），且類胡蘿卜素在鷹嘴豆組織中的子葉中含量最高，其次是種皮和胚軸。此外，鷹嘴豆中的β-胡蘿卜素比“黃金大米”胚乳和紅色小麥的含量均要高[31]。

3 功效及其研究進展

3.1 抗氧化作用

鷹嘴豆具有一定的抗氧化效果。Arcan等[32]研究發現鷹嘴豆中可溶性蛋白質的自由基清除能力比白豆更高，且鷹嘴豆的凍干粗蛋白提取物經過熱處理使Fe2+螯合能力提高了大約1.8倍，證明鷹嘴豆蛋白具有天然熱穩定食品抗氧化劑的良好潛力。通過對鷹嘴豆蛋白水解產物凝膠過濾色譜柱進行分離，Li等[4]得到4個組分，第4組分（Fra.IV）的抑制亞油酸過氧化能力達81.13%，1.0 mg/mL Fra.IV的DPPH自由基清除活性達85.82%，2.0 mg/mL Fra.IV超氧化物自由基清除活性為69.15%，該餾分可以作為天然抗氧化劑的潛在來源。鷹嘴豆的抗氧化活性與酚類、異黃酮物質等高度相關。Sreerama等[33]評估了鷹嘴豆中營養物質對整體抗氧化活性的貢獻，發現除金屬螯合能力外，鷹嘴豆中的總酚含量、總黃酮、單寧含量以及花色苷是清除自由基和過氧化氫的主要貢獻成分，此外胚軸部分的異黃酮具有更高的還原能力，不僅可以用作功能食品成分，還可以用作膳食補充劑給人體健康帶來益處。

此外，鷹嘴豆的抗氧化活性與加工處理方式高度相關。Fernandez等[34]對比發芽與發酵處理前后鷹嘴豆抗氧化活性的影響發現，發芽后抗氧化劑維生素C的含量第 3天增加到（11.7±0.48）mg/100 g，總酚類化合物提高了156%，發酵使得總酚含量提高了大約200%，發芽與發酵后的脂質過氧化抑制、過氧化物自由基捕獲等活性均提高[35]。

3.2 抗糖尿病作用

胃腸道對鷹嘴豆中的抗性淀粉消化吸收能力較弱，對葡萄糖的利用隨之下降，葡萄糖低生物利用度會進一步降低人體對胰島素的需求，從而降低血糖生成指數（glycic index，GI）和胰島素的餐后反應，降低GI是預防和控制Ⅱ型糖尿病發病率的關鍵措施[36-37]。王德萍等[38]將鷹嘴豆醇提物以200、400、800mg/（kg·dBW）灌胃糖尿病小鼠，4周后發現糖尿病小鼠在低、中、高劑量下的血糖水平分別為模型組的83.4%、60.0%、67.9%，中劑量下的降血糖效果較佳；傅櫻花等[39]測定鷹嘴豆酸奶制品和鷹嘴豆粗黃酮提取物對糖尿病小鼠降血糖的活性發現，二者分別降低了糖尿病小鼠血糖的56.6%和94.3%，且可能通過增強肝糖原的合成能力降糖。

3.3 預防心血管疾病作用

醫學研究證明鷹嘴豆在治療體內血脂代謝紊亂等方面效果較為顯著，是高血脂和高血壓等心血管疾病患者的良好食療與藥膳材料[8]。

3.3.1 降血脂作用

劉金寶等[40]觀察鷹嘴豆異黃酮提取物對高血脂小鼠的影響發現，中、高劑量的異黃酮提取物對血清總膽固醇降低效果較為顯著，高密度膽固醇含量升高作用較為明顯；田春元等[41]灌胃喂養高血脂大鼠鷹嘴豆水煎劑，4周 ～6周后血清中總膽固醇、甘油三酯以及低密度膽固醇的含量分別降低0.41、0.05 mmol/L和0.33 mmol/L，高密度膽固醇和載脂蛋白含量分別上升0.22 mmol/L和0.29 mmol/L，證明了鷹嘴豆提取物對體內血脂代謝水平有較好的調節作用。姚余祥等[42]制備的鷹嘴豆多肽體外膽固醇抑制率高達71.55%，在100 mg/kg劑量下多肽可降低大鼠體內22.39%的膽固醇含量。

3.3.2 降壓作用

鷹嘴豆其蛋白生物降壓活性肽為醫療保健行業開辟了重要途徑[43]。Gupta等[44]在鷹嘴豆堿性蛋白酶酶解產物中篩選出了抑制血管緊張素轉化酶（angiotensin converting enzyme，ACE）的生物活性肽，最高抑制活性IC50為22.43 mg/mL，進一步評估發現BDN-9-3對乳腺癌細胞MCF-7和MDA-MB-231具有抗增殖作用。Barbana等[45]通過體外消化道模擬水解的鷹嘴豆提取蛋白的ACE抑制活性最高，IC50為140 μg/mL，與牛奶蛋白質消化物的相當，此外，鷹嘴豆中富含的膳食纖維和甾醇、低聚糖及皂苷等生物活性物質可以降低總膽固醇水平，可能也助于降低血壓[46]。

3.4 抗癌作用

鷹嘴豆中的異黃酮、類胡蘿卜素等物質具有抗腫瘤和抗癌等功能，現階段發現鷹嘴豆主要對多種癌癥的抑制效果顯著。

3.4.1 抗結腸癌

在食品活性成分中開發新的抗癌藥物成為當今的研究熱點，其中鷹嘴豆對結腸癌等幾種癌癥的治療潛力受到研究者的關注。研究表明，豆類攝入量與結腸癌的患病風險呈負相關[47]，Chino等[48]研究2%和10%的熟鷹嘴豆對由乙氧基甲烷和去聚糖硫酸鈉誘導的結腸癌小鼠的影響發現，10%熟鷹嘴豆可以減少脂質、蛋白質以及DNA的氧化，并能夠減少結腸癌中最重要的致癌蛋白之一的β-連環蛋白的表達，證明日常飲食中添加熟鷹嘴豆（2%或10%）可以作為抗結腸癌的預防劑。以200 g/d的劑量食用鷹嘴豆會產生短鏈脂肪酸——丁酸鹽，其能夠抑制細胞增殖并誘導細胞凋亡，可降低直腸癌的發病風險[49]，此外，鷹嘴豆中的β-甾醇也能夠減少大鼠中N-甲基-N-亞硝基脲誘發的結腸腫瘤等[50]。

3.4.2 抗乳腺癌

鷹嘴豆對于乳腺癌的預防與治療也具有一定的優勢，Chen等[51]發現鷹嘴豆芽中的異黃酮對SKBR3和MCF-7兩種人乳腺癌細胞株具有抑制作用，能夠增加細胞株的凋亡并增加活性氧的產生劑量；GUPTAN等[52]利用鷹嘴豆中提取的凝集素處理乳腺癌細胞發現乳腺癌細胞出現了明顯的凋亡特征，此外，鷹嘴豆中的蛋白酶抑制劑濃縮物能夠抑制MDA-MB乳腺癌和PC-3前列腺癌的細胞活力[53]。

3.4.3 抗前列腺癌

鷹嘴豆中的番茄紅素等類胡蘿卜可能通過抗氧化的特性降低前列腺癌的患病風險，Konijeti等[54]用番茄紅素喂養TRAPM小鼠，發現相比于對照組，番茄紅素喂養的小鼠肝臟中氧化DNA的損傷明顯減少，前列腺癌的發病率顯著降低，但番茄紅素對前列腺癌的抑制作用的體內機理及作用方式還待進一步研究。Bartolini等[55]研究了鷹嘴豆提取的蛋白酶抑制劑對LNCaP、DU145和PC-3前列腺癌細胞模型的體外作用以及小鼠體內實驗，評估了由H202誘導的LNCaP細胞中DNA鏈斷裂減少，證明其在體外可降低3種細胞系的增殖，可有效對抗前列腺癌。

3.4.4 抗胃癌

鷹嘴豆對胃癌也有一定的預防治療作用，張蕓[56]比較了不同濃度鷹嘴豆糖醇對胃癌細胞株HGC-27生長的抑制作用發現，隨著處理時間的延長，鷹嘴豆糖醇對細胞的抑制作用增強，直到72 h，鷹嘴豆糖醇對細胞的抑制率最高達到82%，證明了鷹嘴豆糖醇對胃癌細胞具有一定的抑制作用。

3.5 其它作用

隨著生活水平的提高，超重以及肥胖問題成為公共衛生工作中的主要問題之一，食用鷹嘴豆及其制品具有一定的降脂減肥作用[57-58]。鷹嘴豆屬于低GI食品，是減肥減脂人群的較佳食物選擇，食用后會導致人體中膽囊收縮素的累積并增加飽腹感[59-60]。Yang等[59]連續喂養大鼠正常脂肪食物、高脂肪食物以及高脂肪+鷹嘴豆食物8個月，與正常脂肪喂養下的大鼠相比，高脂肪大鼠附睪脂肪組織中脂蛋白脂肪酶（lipoprotein lipase，LPL）以及肝標記脂肪酶活性分別增加了40%和23%，而添加鷹嘴豆的大鼠兩種酶的活性則完全恢復正常水平，且其瘦素含量與LPL mRNA的含量明顯降低。同時，鷹嘴豆中存在的葉黃素和玉米黃質等主要的類胡蘿卜素對與年齡相關的黃斑淡化具有一定的作用[61]，且鷹嘴豆中的維生素A，與骨骼生長、細胞分裂分化有關，最重要的是對干眼癥的治療效果顯著[62]。此外，鷹嘴豆中含有的生育酚等植物甾醇，具有抗真菌、抗炎癥和抗潰瘍等活性[63]。

4 研究展望

鷹嘴豆因極高的藥用價值、食療保健價值，使其具有巨大的市場開發潛力，目前鷹嘴豆產品的開發依然處于初加工階段且具有地域性。目前，鷹嘴豆中活性成分與功能之間對應關系以及在體內發揮作用的機理尚不明確，異黃酮、皂苷類與類胡蘿卜素等活性物質的提取純化也有待進一步研究，特別是其異黃酮中的特征性功能成分，需要深入開展特有功能研究。目前異黃酮類的深入研究受限于該類組分高效制備方法的技術瓶頸，后期需繼續優化分離純化方法，大量制備功能成分后對鷹嘴豆中活性成分與活性之間的關系進行確認，為鷹嘴豆的食品、保健品以及藥品的開發提供技術參考和理論依據。