豌豆營養價值與開發利用研究進展

孫龍清，李 莉，韓雪松，陳宏偉，劉良軍，劉昌燕

（湖北省農業科學院糧食作物研究所/糧食作物種質創新與遺傳改良湖北省重點實驗室，武漢 430064）

隨著人們生活水平的提高，大健康理念是農產品發展的新趨勢，功能性食品日趨流行，未來食品產業對糧食作物的營養健康屬性將會提出更高的要求。豌豆（Pisum sativumL.）是中國主要的食用豆類作物之一，在營養和健康方面有重要價值，其食味鮮美，營養豐富，深受人們的喜愛。豌豆別名為青豆、寒豆、雪豆、畢豆、荷蘭豆、回鶻豆等，是春播一年生或秋播越年生的攀緣性草本植物［1］。豌豆起源于亞洲西部、地中海地區和埃塞俄比亞，伊朗和土庫曼是其次生起源中心，是世界重要的栽培作物之一［2］。中國是僅次于加拿大的世界第二大豌豆生產國，中國豌豆主要分布在中部和北部等地區，包括四川、青海、云南、河南、湖北和江蘇等多個省份［3］。

1 豌豆營養價值概述

豌豆屬糧食、經濟、飼料兼用型作物，其種子、嫩莢及嫩苗均可食用。干豌豆的加工精細磨粉可用做面包、糕類食品或營養食品中的添加劑。鮮嫩的豌豆莖尖、豆莢和青豆是倍受歡迎的淡季蔬菜。青豌豆和食莢豌豆還可通過脫水和速凍加工制作成罐頭，是歐美和東南亞國家的暢銷食品。另外，豌豆在制作嬰兒食品、保健食品和風味食品方面也具有廣泛的用途［4］。豌豆具有較全面而均衡的營養，含有人體運營必需的能量、蛋白質、脂肪以及碳水化合物。除此之外，豌豆含有的維生素、氨基酸和微量元素等營養物質的種類也很豐富，是名副其實的“營養寶藏”，并具有一定的藥用價值，按照一定的方法食用可起到食療保健作用。隨著人們對其營養成分和功能性質研究的深入，豌豆在食品、醫藥、輕工等方面的應用已得到逐步發展，具有很大的開發潛能［5］。本研究對近年來豌豆營養成分的研究進行系統總結，以期為豌豆的應用及功能性食品的開發與研究提供科學依據。

2 豌豆中的營養成分研究

2.1 干豌豆營養成分

豌豆干子粒長期以來在全球范圍內被廣泛用作雜糧主食，子粒磨成粉可制作粉絲、面條、小吃和糕點等，其營養價值豐富符合當前人們對新型純素食品日益增長的需求，因此利用豌豆開發純素食品對促進人類健康的可持續發展有重要意義［6］。一般認為在豌豆成熟時，其子粒中含有豐富的淀粉（占比為48%～52%）、蛋白質（占比為21%～28%）、脂肪（占比為1.0%～2.7%）以及粗纖維（占比為4.5%～8.4%）等營養物質［7］。于翠翠等［8］對不同豌豆品種進行營養成分分析，結果表明，豌豆干子粒中蛋白質平均含量為22.6%，脂肪平均含量為1.09%，淀粉平均含量高達54.7%。因此，鑒定到多個來自西藏地區淀粉含量較高的豌豆品種，同時認為西藏地區豌豆的脂肪含量和蛋白質含量要明顯低于國內其他地區水平。這與高小麗等［9］對豌豆品種的綜合分析的結果基本一致，發現藏豌系列品種的碳水化合物含量偏高，而脂肪和蛋白質含量較低，并篩選出多個優異資源供生產或加工使用。傅翠真等［10］通過對中國西部地區2 803 份食用豆資源品質進行了全面的標準化鑒定，發現蠶豆、豇豆、菜豆、綠豆、小豆和豌豆等主要食用豆中，云南豌豆淀粉最高，可達53%。豌豆蛋白含有豐富的氨基酸，除含硫氨基酸如胱氨酸和甲硫氨酸外［11］，其他必需氨基酸的含量水平都較高，特別是賴氨酸含量高達7.2%，比蠶豆和扁豆高2～3 個百分點，是必需氨基酸的良好來源［12］，同時也是必需氨基酸指數（EAAI）最高的豆類作物之一［13］，因此，具有很好的應用前景及推廣價值。豆科植物除了廣泛含有淀粉、脂肪、蛋白質、膳食纖維、必需氨基酸等營養成分外，礦物質含量也相對較高，特別是鉀、鈣、鎂、鐵和鋅等［14］。豌豆干子粒中鈣平均含量為54.6 mg/100 g，磷平均含量為354 mg/100 g，鐵平均含量為4.01 mg/100 g［8］。對礦物質元素含量測定的結果表明，不同豌豆品種中鈣含量在4.13～4.59 mg/kg，而鉀含量在1 086.2～1 095.4 mg/kg。在所有豌豆樣品中，鐵、銅、鉻、鎘、鈷、鎳和鉛濃度均低于0.1 mg/kg，而鋅濃度均低于0.05 mg/kg［15］。

豌豆中除了廣泛含有淀粉、蛋白質、膳食纖維、限制性氨基酸和維生素等營養成分外，其生物活性化合物也含量豐富，如酶抑制劑、凝集素、多肽、皂苷和酚類化合物等。豌豆中皂苷類型為三萜皂苷，碗豆干粉中其含量為3.86%，黃酮類化合物含量占2.11%［2］，豌豆子粒中的單寧含量為4.06%［16］。雖然這些功效成分具有很高的生理活性并對人體健康有積極作用，并可顯著減少相關疾病的發生率，但過去常常被人們忽略。隨著人們生活水平的不斷提高，再結合當下老齡化人口的健康現狀和未來維持農業食物鏈可持續發展的態勢，人們越來越意識到豆類食物可作為生物活性化合物的重要來源，發揮其特殊的抗氧化和抗衰老性能，在老年人口的疾病預防或延遲方面或可起到至關重要的作用［17］。孫冬陽等［1］綜述了近年來豌豆中營養功效成分的提取及其生物學功能，并闡述了豌豆在各種食品中的應用及功能性食品開發中的研究價值。

2.2 青豌豆營養成分

青豌豆是健康飲食中廣泛使用的鮮食豆類，營養價值很高，具有香、甜、脆、嫩、綠的特點，在中國深受人們喜愛。每100 g 青豌豆中含水分78 g、蛋白質7.2 g、脂肪0.3 g、碳水化合物12 g、熱量335 kJ、粗纖維1.3 g、灰分0.9 g、鈣13 mg、磷90 mg、鐵0.8 mg、胡蘿卜素0.15 mg、硫胺素0.54 mg、核黃素0.08 mg、尼克酸 2.8 mg、抗壞血酸14 mg［18］。鮮青碗豆粒中蛋白質含量是豆角和菜豆的4 倍，是番茄和黃瓜的8 倍；維生素C 含量為15～50 mg/100 g，高于多種蔬菜［19］。另外，鮮豌豆中必需氨基酸如賴氨酸和亮氨酸，礦物質如K、P、Ca、Cu、Fe 和Zn 含量也很高［20］。還有研究認為，鮮青豌豆中的鐵易消化吸收［21］，并且與其他蔬菜相比，青豌豆含赤霉素和植物凝集素等物質，具有抗菌消炎、增強新陳代謝的功能，因此，嫩豌豆享有“綠色珍珠”的美譽［22］。利用罐藏或冷凍等加工方法將青豌豆加工成速凍青豌豆，不僅可延長保鮮期，而且可出口創匯［23］，罐藏青豌豆與原料青碗豆的營養價值相當，在整個罐裝加工中，營養損失很少。冷凍貯藏12 個月后青豌豆中的維生素C、胡蘿卜素、葉酸、泛酸、維生素B1和維生素B6中，除泛酸損失29%以外，其他損失都在20%以下［24］。

2.3 豌豆尖營養成分

隨著人們生活水平的提高，蔬菜用豌豆選育除了要求提高產量外，市場對于優質、專用型豌豆品種的需求標準越來越高，因此，豌豆品種品質性狀的優劣決定著市場的可接受程度和發展潛力。豌豆尖是中國的一種傳統蔬菜，其富含碳水化合物、多種維生素及豐富的膳食纖維等，具有口感柔嫩和味甜清香等特點而頗受人們的青睞［25］。崔翠等［25］通過系統比較97 份不同豌豆品種中豌豆尖的可溶性蛋白、維生素C、淀粉、纖維素、可溶性糖、含水量，結果發現含水量在86.15%～92.03%的品種占總數的93%，可溶性蛋白含量主要分布在23.71～51.76 mg/g，而維生素C 的含量在3.44～4.99 μg/g 和6.02～7.57 μg/g 間呈雙峰分布，可溶性糖含量在1.46%～1.68%的種質數較多，72%的品種淀粉含量在10.26%～22.41%；87%的品種纖維素在0.34%～1.26%。另外，有研究比較發現，結球甘藍、白菜、芹菜、生菜和豌豆尖5 種常見葉菜類蔬菜中，豌豆尖含有更為豐富的生物活性物質和具有更強的抗氧化能力，類胡蘿卜素、維生素C、總酚和類黃酮顯著高于其他蔬菜［26］。馬杰等［26］進一步對豌豆尖葉片、卷須和莖等不同部位主要營養成分、生物活性物質含量及抗氧化能力進行了分析，結果表明，不同食用部位間的營養成分和生物活性物質含量及抗氧化能力存在顯著差異。葉綠素、類胡蘿卜素、維生素C、原花青素、類黃酮、總酚6 種生物活性物質含量及抗氧化能力均呈現葉片＞卷須＞莖的趨勢，但總糖和還原糖在卷須中含量最高。

2.4 豌豆苗營養成分

豌豆苗作為蔬菜非常值得推薦，用來涼拌、快炒均可，其胡蘿卜素含量可達2.7 g/100 g，而人們常吃的瓜果類蔬菜，胡蘿卜素含量大約在100 μg/100 g以下［27］。馮玉珠等［28］比較了豌豆芽、香椿芽、蘿卜芽、蕎麥苗、苜蓿芽、黃瓜和大白菜7 種芽苗類蔬菜中蛋白質、維生素和礦質元素和微量元素的含量差異，發現豌豆苗中胡蘿卜素和維生素E 的含量遠超其他蔬菜，其他營養物質的含量水平也普遍較高，如硫胺素、鐵元素等。另外，王偉等［29］利用育苗盤技術對中國主產區的9 個豌豆品種進行豌豆苗培育，并分析了不同豌豆品種苗菜的營養成分及功能性成分，發現麻豌豆中總酚、異黃酮等物質的含量最高，是功能優異的豌豆品種資源，并認為營養特性可作為衡量芽苗菜保健作用的依據，因此，麻豌豆相對于青豌豆和黃豌豆來說較適合生產豌豆苗菜。通過比較黑大豆、紅小豆和豌豆種子及其芽苗菜中營養物質的差異，趙天瑤等［30］發現萌發顯著降低了3 種豆類的可溶性糖含量，但提高了粗蛋白含量，另外，豌豆萌發后顯著提高了其酚類含量和抗氧化性，豌豆芽苗菜具有較高的營養價值。秦高一鑫等［31］通過比較豌豆原料、0.5 cm 芽長、5 cm 芽長和10 cm 芽長4 種豌豆形態下的營養功能物質含量的變化，發現維生素C 含量在5 cm 芽長時達到最大值，總酚含量、超氧化物歧化酶活力、過氧化物酶活力和總抗氧能力在發芽過程中均呈上升趨勢。

3 不同處理方式對豌豆營養的影響

目前，不同處理方式對豌豆營養變化影響方面的報道主要體現在對豌豆芽苗菜營養價值改善的研究中。發芽是一種提高豆類食用價值的經濟有效的加工技術，以增加豆類的消費量。豆芽原料廉價易得，不受季節區域限制。因此，豆芽加工食品市場前景廣闊。發芽時間和豆科植物類型是影響芽苗生物活性的重要因素，發芽可誘導豌豆芽中沒食子酸和汗果酸以及豌豆中兒茶素和槲皮素發生變化，催芽10 d 后總黃酮含量達到最高［32］。鄭立軍［33］廣泛比較了7 種食用豆類催芽過程營養素與活性成分變化規律后發現，豌豆芽中γ-氨基丁酸含量最高的萌芽時間為24 h。另外，有研究表明，適當延長浸種時間可提高豌豆芽苗菜的產量和品質，其中浸種30 h 后芽苗菜產量最高，但浸種24 h 處理后芽苗菜蛋白質和維生素C 含量最高，因此，認為豌豆芽苗菜適宜的浸種時間為24 h［34］。系統地對豌豆進行浸泡、發芽、發酵、巴氏殺菌、混合發芽發酵以及混合發芽發酵巴氏殺菌處理的試驗表明，浸泡對豌豆的營養成分和營養質量的影響可以忽略不計，發芽和發酵使淀粉含量顯著降低11.2%～11.7%，而熱巴氏殺菌會對豌豆蛋白質的性質和淀粉的結晶度產生影響［35］。王天菊等［36］比較了沙培法、水培法、蛭石法及生長素法4種不同方法對豌豆芽苗菜培育的影響，結果表明，采用蛭石法培育的豌豆芽苗菜產量最高，采用生長素法培育的豌豆芽苗菜其品質最好。

有研究表明，添加適量微量元素可以直接影響芽菜的營養品質，劉海燕［37］發現在鐵濃度為30 mg/L時，芽苗菜的產量、鐵含量、維生素C 含量、可溶性糖含量和蛋白質含量的增加最明顯，其中鐵含量是對照組的約8 倍，維生素C 含量是對照的6.34 倍。當鋅濃度為40 mg/L 時，芽苗總酚含量提高4.9 倍。施用40 μmol/L 納米硒處理下豌豆芽苗類胡蘿卜素含量、維生素C、可溶性糖和可溶性蛋白含量分別增加38.5%、47.8%、23.5%和48.7%，豆苗的營養品質整體提升。當硒元素濃度為200 mg/L 時，豌豆芽苗菜的維生素C 含量和總酚含量最高［38］。

為了探索光照度對豌豆苗菜營養品質的影響，余婷等［39］采用不同光照度處理后，試驗結果顯示豌豆芽苗菜的總酚含量、總黃酮含量在不同光照處理下含量不同。耿靈靈等［40］的研究表明，不同紅藍光比例影響不同，紅光有利于豌豆芽苗菜的可溶性糖和抗壞血酸等營養物質的積累，藍光有利于可溶性蛋白的積累，同時認為LED 紅藍3∶1 復合光可有效提高豌豆芽苗菜的生長產量和營養品質，是培養豌豆芽苗菜的適宜LED 紅藍復合光譜。UV-B 輻照處理是一種簡單易行、經濟有效、無污染、無殘留的物理處理技術，采收的前1 d 對豌豆芽苗菜進行紫外輻照處理，豌豆芽苗菜的總酚、光合色素的含量持續增加，每天進行UV-B 輻照處理可使豌豆芽苗的莖變粗壯，口感更加清脆，各種營養增幅更大，有利于品質的提升［41］。王順民等［42］研究了微波處理對豌豆芽苗中過氧化氫酶活性、可溶性蛋白質、還原糖和總黃酮含量的影響，結果表明，微波300 W處理30 s的芽苗中蛋白質含量最高，微波300 W處理10 s 的芽苗中還原糖含量最高，微波200 W 處理30 s 的芽苗中總黃酮含量最高。

4 豌豆在飼料中的應用

豆類和豆制品在營養和健康方面的價值使得它們被廣泛用于人類和動物的食品和飼料生產［43］。作為其他富含蛋白質飼料的替代品，對牲畜養殖的生產性能以及肉類質量有非常重要的影響。在主產省區，豌豆是畜禽僅次于餅粕類的蛋白質補充飼料，在許多飼料配方中豌豆占有一定比例，用于替代部分玉米和豆粕有廣闊的前景［44］。蕭洪東等［45］建議不同豌豆品種在優質畜牧飼料、蛋白加工生產和食用纖維添加劑的應用中需合理利用，并認為蛋白質和總灰分含量高的品種適合作為優質畜牧飼料或用于豌豆蛋白的加工生產，粗纖維含量高的品種最適宜作食用纖維的添加劑。周根來等［46］評估了豌豆蛋白粉對0～4 周齡高郵鴨的生長性能、血清激素以及與生長相關基因表達的影響，發現飼糧中用6%豌豆蛋白粉代替部分豆粕后養分利用率有所升高，并進一步利用排空強飼法測定比較了飼料中添加豌豆蛋白粉和豆粕后粗蛋白、粗脂肪、鈣和總磷的表觀消化率差異，發現豌豆蛋白粉可以起到氨基酸互補平衡、降低飼料成本等作用［47］。

為了探索飼用豌豆在中國肉牛飼養中的最適添加量，楊旭東等［48］通過向精料中添加不同比例的豌豆，比較了不同試驗組酸性洗滌纖維消化率、干物質消失率和粗蛋白消失率之間的差異，結果表明，精料中添加25%的豌豆最有利于肉牛對各營養物質的消化代謝。邵彩梅等［49］發現飼糧中添加豌豆有利于胃腸道和輸卵管生長，可在蛋雞飼糧中用15%豌豆等量替代玉米和豆粕。劉雪等［50］發現，添加30%和40%豌豆可顯著降低蛋雞的生產性能且不利于糞便成形，建議在蛋雞飼糧中用15%豌豆等量替代玉米和豆粕。另外，豌豆經枯草芽孢桿菌發酵后，添加到飼料中有利于改善機體對營養物質的消化和吸收，也可顯著提高肉雞生長性能并促進其生長發育［51］。向豬的玉米-豆粕型基礎日糧中分別添加15%、20%和25%豌豆后發現，育肥豬日糧中添加25%的豌豆對生產性能有改善作用，并且可以有效降低飼料成本，提高經濟效益［52］。姜維波等［53］發現與投喂普通配合飼料的草魚相比，發芽豌豆可顯著降低草魚的體質量增長，但促進了肌纖維密度增大和肌肉膠原蛋白含量的增加，因此對改善草魚的肌肉品質有良好的效果。Duborezov 等［54］比較了豌豆、燕麥和箭筈豌豆的不同混作模式對飼草質量和品質的影響，發現飼草混合物中豆類的比例越高，蛋白質含量就越高。以豌豆-燕麥-箭筈豌豆為主要成分的飼草混合物可作為高營養的綠色飼料，對于高產奶牛的喂養有重要的生物學價值。

5 豌豆的藥理作用

研究表明，豌豆中的營養成分和生物活性化合物對人體特別是老年人有重要影響，其抗氧化和抗炎性在預防與衰老有關的各種慢性疾病中起著關鍵作用［17］。因此，豌豆具有很好的應用前景及推廣價值［12］，但其活性成分的藥理學功能還不十分清楚。Qin 等［55］從豌豆糖蛋白中獲得3 種主要組分PGP1、PGP2 和PGP3，使用Caco-2 單細胞模型篩選鑒定發現PGP2 組分具有最高降血糖活性，它可以抑制小腸中葡萄糖的攝取以及麥芽糖酶和蔗糖酶的活性。在此基礎上深入研究發現，PGP2 可促進胰島素分泌，上調了胰島素受體底物IRS-1 和IRS-2 在肝臟組織中的基因表達，對小鼠器官有保護作用。因此，豌豆PGP2 具有良好的降血糖活性，有望被開發為治療Ⅱ型糖尿病的天然藥物［56］。Chauhan 等［57］通過人工智能（AI）的方法水解豌豆蛋白并生產出功能成分NRT_N0G5IJ，證明豌豆中該功能性成分也可以作為體內葡萄糖水平的調節劑，對普通人群葡萄糖代謝失調的預防以及Ⅱ型糖尿病人的葡萄糖水平的控制有重要意義。

另外，作為加工副產品，有研究發現青豌豆殼（GPH）中富含酚類成分，具有修復結腸功能、調節炎癥因子、恢復氧化平衡的作用，對治療潰瘍性結腸炎食療資源的開發有著重要價值［58］。還有研究發現，豌豆種子白蛋白提取物（PSE）對小鼠DSS 誘導的結腸炎治療恢復和結腸微生物群的生態平衡維護也有重要作用［59］。此外，Niehues 等［60］發現來自豌豆的酶促蛋白消化肽對幽門螺桿菌具有顯著的抗粘附活性，深入研究發現這與BabA、SabA、HpaA 和纖維蛋白活性抑制有關，同時Ho 等［61］的研究還表明，豌豆芽苗的酚類提取物對幽門螺桿菌也有較好的抑菌效果，高脂血癥與氧化應激密切相關，攝入豆類可以保護身體免受與氧化應激相關的慢性疾病的侵害。已有研究證明，在食物中加入50%的豌豆，可有效控制高脂肪飲食大鼠的血清總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇和高密度脂蛋白膽固醇的含量水平［62］。同時，高膽固醇試驗人群食用黃豌豆粉后也可有效控制高膽固醇血癥的發生［63］。 膽固醇超標的豬在喂食青豌豆后亦可顯著降低血漿總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇以及肝酯化膽固醇的含量水平［64］。還有研究發現，從豌豆苗中提取的組氨酸酶可用于過敏性哮喘和缺血性休克的治療，這為過敏和炎癥性疾病藥物的開發提供了新的途徑［65］。為了評估豌豆作為抗癌食材的可行性，El-Feky 等［66］對豌豆殼中的代謝物進行了提取和鑒定，首次分離出4 種黃酮化合物，發現芹菜素對癌細胞有很強的抑制作用，并且從不同顏色豌豆種皮中鑒定酚類化合物也有著良好的抗氧化和體外抗癌活性［67］。研究發現，豌豆中分離出的天然抑制劑TI1B 有著顯著的抗增殖作用，可高效抑制癌細胞的擴增［68］。因此，Fahim 等［69］認為，豌豆對未來制藥領域存在重大的利用價值，這對進一步開發豌豆藥食兩用的研究有重要意義。

6 展望

豌豆是中國主要的食用豆類作物之一，食味鮮美，營養十分豐富。豌豆中除了含有豐富的碳水化合物、蛋白質、維生素、礦物質等營養成分外，還含有酚類物質、維生素和氨基酸組分等多種保健成分，具有抗氧化、抗癌和提高免疫調節等生理活性。目前，豌豆主要作為雜糧、蔬菜和飼料供人們和畜禽食用，而忽略了對這些功效成分的開發利用，并且缺乏系統性，使得豌豆的經濟價值無法得到充分的體現。隨著分子生物學和現代生物技術的發展，各種組學分析技術不斷興起。但相對于其他大作物，這些先進技術在豌豆中的應用還相對較少，因而豌豆中的活性功效物質還亟待系統、全面地開發和鑒定，并結合藥理學活性分析明確它們的特殊利用價值。總之，利用豌豆這一廣受人民大眾喜愛的蔬菜或雜糧進行特色功能良品的開發有著重要意義。