雜豆分類、營養功效及其產品開發的研究進展

張 婷，袁 藝，王 鑫，宋蕭蕭，CUI Steve W.,2，殷軍藝,

（1.南昌大學食品科學與技術國家重點實驗室，中國-加拿大食品學與技術聯合實驗室（南昌），江西省生物活性多糖重點實驗室，南昌大學，江西南昌 330047；2.加拿大農業及農業食品部圭爾夫研究與發展中心，安大略圭爾夫 NIG5C9）

雜豆也稱為食用豆類（Food Legumes），是以收獲籽粒供食用的豆類作物的統稱，均屬豆科（Leguminosae），蝶形花亞科（Papilionaceae），多為一年生或越年生，但不包括高脂肪豆科植物的豆類，如大豆、花生等，我國栽培的主要雜豆品種有蠶豆、豌豆、綠豆、豇豆、蕓豆，四棱豆、木豆、利馬豆、鷹嘴豆等[1]。而聯合國糧食及農業組織（FAO）則將雜豆類定義為干收的豆科作物，也稱為干豆，包括紅小豆、綠豆、豌豆、蕓豆、扁豆和鷹嘴豆等，但不包括高脂肪豆科植物的豆類，如大豆、花生和作為蔬菜收獲的豆類（如豆角）[2]。相較于我國的雜豆定義，聯合國糧食及農業組織（FAO）對于雜豆的定義顯然更為廣泛，這是由于我國雜豆都屬于豆科中的蝶形花亞科，而聯合國糧食及農業組織（FAO）定義中則不僅僅只包括蝶形花亞科，云實亞科中的部分豆類也符合FAO的定義。聯合國更是在2016年將該年定為“國際雜豆年”（International Year of Pulses），以“提供豐富營養，促進可持續發展”為口號[2-4]。

隨著近年居民膳食結構變化，各種慢性疾病的發病率逐年上升，人們逐漸認識到了雜豆營養品質的優越性：與谷物相比，雜豆含有優質的蛋白質以及豐富的礦物質、維生素、膳食纖維[3,5-6]。由于雜豆中膳食纖維含量豐富，常被添加到各類食品中來降低食品GI，有利于人體健康[4]。同時，雜豆還具有醫療保健功能，常作為營養強化劑添加到食品中，不僅豐富了氨基酸種類，還獲得了獨特的風味，因此深受消費者喜愛[7]。

我國地處亞熱帶和溫帶地區，雜豆資源非常豐富，但是由于地域原因，人們對于雜豆的分類以及產地分布了解不夠明確，對于雜豆營養特性及功能活性的認識較為缺乏，相關研究還不夠深入，深加工產品也較為匱乏。因此，為了使我國雜豆資源能夠得到充分利用，進而推動我國雜豆產業的發展，本文針對雜豆分布、分類、營養特性及功能活性以及雜豆產品應用開發進行系統性闡述。

1 世界雜豆的主要生產國家、地區及國內分布

雜豆的品種繁多，適應性強、營養性獨特，在世界多個國家和地區廣泛種植，是許多國家農業生產和居民食物消費的重要組成部分。表1可以看出，緬甸、印度，巴西、加拿大以及中國等是世界雜豆的主要生產國，其雜豆總產量約占世界總產量的60%，其中緬甸雜豆產量占世界雜豆產量的19.35%，是世界最大的雜豆生產國。

中國是世界第四大雜豆生產國，其中綠豆、豌豆、蠶豆產量均位居世界總產量第一，詳見表1，此外還種植小豆、豇豆和普通菜豆等20多種雜豆，分布在中國東北、華北、西北、西南的干旱半干旱地區等地區。由表1可知，中國雜豆資源豐富，品種繁多，全國各地區均有廣泛種植，但大多數種植在華南和西南地區。其中，常食用的綠豆主要是分布在黃河、長江下游地區，而鷹嘴豆由于其生長條件要求主要種植于在我國新疆、青海等地區。

表1 世界雜豆的主要生產國及我國主要種植地區分布Table 1 World” s major producers of pulses and the distribution of the main growing regions in China

2 雜豆的分類

目前，國內外雜豆種類較多，其中較常見的有38種，隸屬于 24個屬，11個族，其中有8個族屬于蝶形花亞科，而生活中常見的主要是菜豆屬和豇豆屬（圖1）。因為地域文化差異，不同地區同一豆類具有不同別稱，同時雜豆名稱在不同地區具有重名的現象，造成了人們對于雜豆名稱的混淆，為了讓人們對雜豆的分類及其別稱有更加清晰的認識，圖2對部分常見雜豆的分類和別名進行了歸納總結。其中我們常食用的雜豆都是屬于蝶形花亞科中的菜豆族，例如綠豆、豇豆、赤小豆是屬于菜豆族中的豇豆屬，而刀豆、荷包豆、菜豆則是屬于刀豆屬，常被認作為豌豆屬的香豌豆，則屬于山黧豆屬。

圖1 部分常見雜豆形貌圖Fig.1 Part of the common mixed beans morphology chart

圖2 部分常見雜豆的分類和別名情況[12-13]Fig.2 Classification and alias of some common pulses[12-13]

3 雜豆的營養成分及功能活性

由表2可知，絕大多數雜豆具有高蛋白質、低脂肪、高纖維等特點，而且還含有豐富的維生素以及礦物質元素，而且含有某些具有獨特的功能活性物質；少部分雜豆富含其他物質，如黎豆中富含左旋多巴胺[14-15]。雜豆種子主要由胚（子葉和胚軸）和種皮組成，雜豆的子葉和胚軸中富含蛋白質和碳水化合物，而雜豆種皮中主要是含有黃酮類、多酚類化合物等生物活性物質，這些物質是天然的抗氧化劑，可以延緩衰老、預防癌癥等疾病，其中花色甘和原花青素二聚體是導致雜豆種皮顏色各異的主要原因。

表2 雜豆的營養物質及其功能活性Table 2 Nutrients and bioactivites of pulses

從營養學角度來看，雜豆是植物蛋白質的重要來源，蛋白質含量高達20%～30%，而且雜豆蛋白是全價蛋白，富含賴氨酸，但硫氨基酸較少，例如蠶豆中含有豐富的必需氨基酸，但缺乏色氨酸和蛋氨酸，而綠豆中谷氨酸含量最高，其含量為14.78～21.33 g/100 g，但是缺乏硫氨酸與半胱氨酸[16]。雜豆與其他谷物在氨基酸平衡上互補，因此合理搭配雜豆飲食，能夠極大地改善以水稻、小麥等谷類食品為主食的我國居民膳食結構。

雜豆屬于低血糖指數食品，在食用雜豆后，血糖的波動較小，有利于血糖的控制[17-18]。除此之外，有研究發現每日攝入一定量的雜豆可以有效預防慢性疾病，同時對于降血脂[16]、控制肥胖[17,19-20]、治療結腸炎[21]、預防心腦血管疾病[18,22-23]、預防乳腺癌[24-25]、抗腫瘤等疾病都具有一定的積極作用[14-15,26]。例如Zahradka等報道，患有外周動脈疾病的人連續8周每天食用半杯煮熟的雜豆，患病人群踝臂指數顯著改善，對腿部的血液流動有改善作用[27]；Clark等定期用黑豆喂養自發性高血壓大鼠，能減輕大鼠高血壓癥狀并改善大鼠血管健康[28]；佐兆杭等研究發現雜豆膳食纖維對雌性大鼠卵巢衰老有良好的抑制效果，可提高血清中雌性激素含量，修復受損卵巢組織[29]；Hou等發現綠豆種皮對高脂飼養肥胖小鼠具有預防高脂飲食誘導小鼠體重增加，并改善小鼠代謝綜合征的癥狀[20]。Wang等研究發現高濃度的鷹嘴豆異黃酮能夠有效抑制MCF-7乳腺癌細胞增殖[25]。

因此，合理的雜豆膳食搭配可以減少或預防慢性病的發生，而且《中國居民膳食指南（2016）》提倡把全谷物、雜豆和薯類作為膳食的重要組成部分，推薦每人每天攝入全谷物和雜豆類50～150 g。

4 雜豆資源的開發利用

4.1 雜豆產品開發現狀

目前我國市面上，作為食品配方原料/添加劑的雜豆品種主要包括赤小豆、菜豆、扁豆、鷹嘴豆、豌豆、蠶豆和綠豆（表3）。雜豆休閑食品主要是薯片、豆乳飲品、豆罐頭、豆類零食等，傳統類食品主要以豆漿、糕點、粉絲、油炸豆、豆瓣醬等產品形式為主。但是傳統雜豆產品品種單一，遠遠不能滿足人們對于營養、美味、快捷方便和藥用保健產品的消費需求。因此，一些以雜豆為基底的功能性食品正在不斷發展，例如綠豆保健型甜酒、紅小豆雙歧桿菌發酵保健飲料、鷹嘴豆油脂微膠囊[87]、豌豆蛋白粉等。Wu等利用植物乳桿菌B1-6對綠豆進行發酵，制備出綠豆豆乳食品[88]；Angulo-bejarano等利用真菌發酵制作鷹嘴豆豆豉，提高了鷹嘴豆中含硫氨基酸的含量，改善了鷹嘴豆的營養價值[89]。

表3 雜豆資源的開發利用Table 3 Exploitation of pulse resources

近年來，隨著人們的健康意識不斷強化，對平衡膳食模式的需求逐漸凸顯，全球對植物基食品的期待和需求日益增加[90]。目前最受歡迎的植物基產品主要有植物肉[91]、植物蛋、植物奶以及植物奶酪等，上述產品主要是以花生、豆類、以及小麥等作物中提取的植物蛋白為原料，經過一系列的加工處理使其成為具有動物肉制品的質地和口感[92-93]。徐進等利用豌豆分離蛋白有良好的凝膠性，優化了植物基香腸得品質。目前豆在植物基產品得應用主要是大豆，豌豆以及綠豆，例如豌豆植物基香腸[94]、綠豆基蛋液[93]、豌豆植物基奶酪[95]、植物肉雞塊[96]、酸豆乳飲料、綠豆抗性淀粉代餐粉[97]，而其他雜豆相關產品較少。

4.2 資源利用面臨的問題

4.2.1 抗營養因子 由于雜豆中還含有較多抗營養因子（Antinutritional factors, ANFs），如胰蛋白酶抑制劑、植酸、草酸、單寧、低聚糖（棉子糖和水蘇糖）等往往限制了雜豆的生產和利用[105-106]。這些抗營養因子的存在，會使得雜豆中的各類營養物質較難利用、適口性變差，特別是會影響人體對營養元素的吸收，干擾其正常的新陳代謝，嚴重時導致食物中毒，抗營養因子的存在制約了人類對雜豆的進一步的開發利用。

4.2.2 加工技術瓶頸 近年來科研人員對于雜豆的關注日益增加，但對雜豆的生物多樣性及其加工特性的基礎研究仍然較為薄弱，使得雜豆資源的加工利用一直滯留在傳統食品的開發，而且現有的雜豆資源的利用僅僅是依靠蒸煮加熱的方式來生產雜豆傳統食品，加工技術操作成本低、時間短、能耗低，但雜豆的營養物質流失較多，同時雜豆中含有具有降低慢性疾病發病率等潛在功能特性營養物質并未得到很好利用。

5 展望

我國雜豆品種多，種植面積廣，產量大，是我國重要的糧食作物，我國已發布一些雜豆品質評價標準，但統一性不強，而且關于雜豆產品的各類標準都比較模糊，大多與雜糧和大豆的國家標準共用，而且現行標準缺少禁、限用重金屬以及農藥的限量指標，在現行標準中也沒有對于在雜豆產品中對食品添加劑限制使用的安全指標，應建立建全雜豆各類產品標準，系統開展雜豆產品品質檢驗體系的人才培訓，推動雜豆產業的可持續發展。

其次，充分利用雜豆高蛋白，低脂肪的營養特點，開發多種以雜豆為基底的植物基產品，新資源的挖掘對產品的多元化開發具有重要的意義。植物基是一種有前途的未來食品，而雜豆作為植物蛋白的主要來源，是動物蛋白的最佳替代品。而且植物基產品除了高蛋白的營養概念，還要兼顧其它營養物質（多糖、膳食纖維、礦物質）的需求，雜豆正切實吻合了這一需求。

此外，加快各類加工技術在雜豆資源方面的利用，例如微波加工、高壓脈沖加工以及微射流均質加工技術等技術，從而開發現代、方便、多樣的健康雜豆產品，以促進雜豆產品市場發展。