不同豆类发芽过程中营养成分的变化*

于立梅，于新，曾晓房，钟惠曾，陈海光

(仲恺农业工程学院轻工与食品学院，广东广州，510225)

豆类的营养价值非常高，我国传统饮食讲究“五谷宜为养，失豆则不良”。现代营养学也证明这一点。豆芽类食品是中国人民喜爱的一种传统优质食品，其中含有蛋白质、碳水化合物、脂肪、钙、磷、铁、维生素和粗纤维等，既能促进受伤血管壁的愈合，又是合成体内软骨素的重要原料，软骨素能消除血管壁上附着的胆固醇和脂肪的积存，对血管有保护作用，有防治冠心病和抗癌的强大功效［1－3］。

非洲山毛豆(Tephrosia vogelii Hook.f)和山毛豆(Tephrosia candida)均为豆科蝶形花亚科，灰叶属多年生灌木，原产非洲，主要分布于北纬15°至南纬20°的广大地区。近10多年来，我国广东、广西、海南、云南、福建等省区大量种植山毛豆［4］。山毛豆种子是一种脂肪和蛋白含量双高的豆类。其所含的营养丰富，其中不饱和脂肪酸含量高，人体必需脂肪酸亚油酸含量占总体脂肪酸含量的52.0%，占山毛豆种子质量的6.76%，其蛋白质含量高达38.73%，可作为廉价的食用或饲用蛋白质来源，满足生活、生产的需要［5］。本文以山毛豆、绿豆和黄豆为对象，比较其发芽前后及发芽过程中营养成分含量的变化，对三者的营养进行评价，以期为山毛豆的进一步开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

大豆、绿豆，购于市场(滨江东市场);野生山毛豆，采摘于广州到从化的山坡。

浓硫酸、浓盐酸，抗坏血酸、亚铁氰化钾、酒石酸钾钠、氢氧化钠等，均为分析纯。

MJ-176NR型多功能能粉碎机(日本大阪松下电器产业株式会社)，DK-S22电热恒温水浴锅(广东环凯微生物科技有限公司)，KDN-08C定氮仪(上海雷磁仪器厂)，DGSB/20-002A台式干燥箱(重庆试验设备厂制造)，LWY84B型控温式远红外消煮炉(四平电子技术研究所)，WFZ800-D3B紫外分光光度计(上海汇质精密仪器有限公司)，SHB-3循环水多用真空泵(郑州杜甫仪器厂)，索氏提取器(天津玻璃仪器厂)等。

1.2 试验方法

1.2.1 豆类种子的发芽及前处理［6－7］

选色泽新鲜、籽粒饱满、无虫蛀、无霉烂、无残破豆粒、发芽势强的优质豆，将其放入盆中，用清水漂洗2～3遍，然后用80℃热水浸泡5 min，迅速冲入冷水，将水温调为45℃左右，浸泡3～4h，将豆捞出，用豆重量3倍的温水浸泡，在上面覆盖2层纱布遮光，在25℃恒温条件下发芽。每隔5～6h淋温水一次。从浸泡开始24h为生长1d的豆芽，分别随机采取1～7d的豆芽进行测定。发芽好的种子立即放在45℃烘箱中烘干，然后将种子用粉碎机粉碎过60目筛。粉碎过筛后的种子作为每次试验的样品(VC的测定除外)。测定样品以可食部100%取样。豆带皮测定，经发芽的豆芽不带皮。

1.2.2 测定方法

(1)VC含量的测定:采用2，6-二氯靛酚滴定法［8］。

(2)总糖含量的测定:直接滴定方法［9］。

(3)还原糖含量的测定:直接滴定法［8］。

(4)粗蛋白含量的测定:凯氏定氮法［8］。

(5)粗脂肪含量的测定:索氏提取法［9］。

(6)异黄酮含量的测定:紫外分光光度法［9］。

2 结果与分析

种子的发芽过程分3个阶段:吸水膨胀、萌发和出苗。有活力的种子受潮吸水后，开始进行呼吸、蛋白质合成以及其它代谢活动，经过一定时期，种胚突破种皮，露出胚根，这一过程称为种子的萌发(germination)。目前的研究表明，种子吸水萌发后发生了许多生理代谢变化，主要表现在酶的活化、生成，细胞生理活性的恢复，同时进行着复杂的生化代谢，使种子的营养成分和理化性质发生了重大的变化［10］。

2.1 豆类发芽过程中Vc含量的变化

图1结果表明，发芽过程中3种豆的VC含量都比未发芽前高，且基本上都是在第3天到第5天时有较大的增幅。可见此时合成酶的活力达到最高。绿豆芽的VC含量比山毛豆和黄豆都要高，在第4天时绿豆芽的VC含量是山毛豆的4.14倍，是黄豆的4.6倍，而在第5天时含量达到0.021 3%。可见发芽前后绿豆的VC含量远比其余2种豆芽的含量要多。

图1 豆类发芽过程中Vc含量的变化

这是由于在绿豆芽生长时，还原型的VC与生长素可能共同促进芽的生长，它能把不活跃的生长素活化，以促进芽生长点的细胞分裂作用。并且在发芽过程中，淀粉水解产生的葡萄糖为VC的生物合成提供了原料，因而VC含量大为增加。而3种豆的VC含量都较未发芽前要高，普遍认为这是由于发芽期间内部参与物质代谢的酶类随之产生或被活化，使机体内物质代谢不断增强，参与VC合成代谢的酶类也随之增强，从而在其豆芽组织中VC含量不断增加。徐茂军研究发现，大豆发芽后抗坏血酸含量增加，其合成的关键酶是半乳糖酸内酯脱氢酶(GLDH)［11］。山毛豆发芽过程中抗坏血酸的合成累积机制是否与发芽大豆相似，目前未见相关报道，有待进一步研究。

2.2 豆类发芽过程中还原糖含量的变化

豆类发芽实际上是一个酶促反应的启动过程。发芽时，豆类内源淀粉酶被激活，导致豆类淀粉发生降解，引起直链淀粉和支链淀粉含量的下降，淀粉在淀粉酶的作用下逐步分解为葡萄糖等小分子糖类，为幼芽和幼根生长提供能量，所以随着淀粉酶活力的升高，淀粉含量逐渐减少，还原糖含量迅速升高［6］。从图2可见，在发芽初期0－4d，山毛豆的还原糖含量较多，而后随着时间的增加其含量降低;绿豆的还原糖含量在第3天时最大，为66.3 mg/g，而后，

图2 豆类发芽过程中还原糖含量的变化

由于呼吸作用的增强，糖消耗的速率增加，而此时大部分的淀粉都已经水解消耗，所以消耗的速度远大于其转化的速率，因此后期出现降低的趋势。大豆的还原糖含量在其发芽过程中平稳地上升，在第7天时达到93.8 mg/g，比未发芽前增加了2.32倍，大豆的变化趋势和山毛豆和绿豆不同，可能是因为豆类的品种不同，淀粉含量不同，其淀粉酶的活性也不同，因而还原糖含量的变化有一定差别，具体的差别机理还待进一步研究。

2.3 豆类发芽过程中总糖含量的变化

图3 豆类发芽过程中总糖含量的变化

从图3可见，发芽前4d大豆和绿豆的总糖含量逐渐增加，之后逐渐减少，在第4天时绿豆芽的总糖含量达137 mg/g，大豆的总糖含量为156.6 mg/g(干重)。而山毛豆总糖含量随着发芽时间的增加逐渐下降。豆发芽前期总糖的增加，主要是由于水解酶水解大分子的糖类化合物，使一些具有还原性的糖类和蔗糖增加，再加上脂类的一些分解转化，使其有较大的增幅。而后，由于呼吸作用的增强，消耗糖的速率增加，而大部分的淀粉都已经水解消耗，所以消耗的速度远大于其转化的速率，因此后期出现降低的趋势［10］。三者区别主要取决于每种豆含有的淀粉种类及含量。绿豆的淀粉含量较多，因此分解的时间较长，而山毛豆内含的淀粉又与绿豆和大豆内的淀粉有所区别，因此三者的变化趋势不相一致。当然还有酶的活性影响，不同豆内所含酶的活性不同，而呼吸作用也是其中的一个因素，呼吸的强弱决定了糖的消耗量。

2.4 豆类发芽过程中蛋白质含量的变化

图4 豆类发芽过程中蛋白质含量的变化

根据图4的变化，大豆在发芽1d时，蛋白质的含量有所下降，但下降的幅度不大，但发芽1d后，蛋白质含量增加，且增幅较大，到了第3天增加速率开始减缓。第7天的蛋白质含量比未发芽前增加了11%。绿豆发芽1d后，蛋白质含量从19.96%下降到19.35%，而后又开始增加，到第7天时，蛋白质含量达244.1 mg/g(干重)，增加了22.3%。其原因是由于发芽前的浸泡，种子中的可溶性氮溶于水中，另一方面，种子在刚萌动时要消耗一部分蛋白质，故发芽1 d，蛋白质含量减少。而随发芽时间的延长，蛋白质含量逐渐增加。山毛豆的发芽初期(1～4 d)，蛋白质含量持续上升，第4天时达到最大值349.1 mg/g干重，蛋白质含量比未发芽前增加了33.75%，到第5天时开始平稳下降，但幅度很小。而在第7天时，蛋白质含量仍比未发芽前增加12.53%。总之，蛋白质先降后升，这主要是由于蛋白酶的激活，在蛋白酶的作用下，贮藏蛋白被分解成供胚发育的氨基酸，从而使游离氨基酸增加，再将氨基酸运转到胚的生长部分，然后以各种不同的方式重新结合起来，形成各种性质的蛋白质。由于发芽种子中氨基酸的新形成，必然造成种子氨基酸的种类不同，氨基酸的比例以及蛋白的组成发生变化，使发芽种子的营养价值可能有别于萌发以前的干种子，使其营养价值得以大幅提高［12］。山毛豆发芽后的蛋白质含量高于其余两者。这可能是由于三者呼吸作用的强弱不同，而且发芽豆类的脂肪变化也不同，所以豆类发芽过程中蛋白质含量的变化可能与脂肪降低也有一定的相关性，还有待进一步研究。

2.5 豆类发芽过程中脂肪含量的变化

脂肪作为贮藏物质存在于种子中，是一种良好的能源，每克脂肪在完全氧化时产生38.93 kJ热量。在发芽过程中，种子的脂类含量变化明显。其主要原因为种子中的脂肪分解酶、脂酶和脂肪氧化酶在萌发过程中逐渐激活，使种子中的脂类发生了一系列复杂的变化。一方面，种子中脂肪被分解成甘油和脂肪酸，使游离脂肪酸增加，同时脂肪中饱和脂肪酸的比例也增加。这可能与种子萌发时首先利用不饱和的亚油酸、亚麻酸有关。另外，经过代谢，最后生成碳水化合物。对发芽种子的分析结果表明，随着豆子发芽，脂肪酸逐渐消失，碳水化合物、糖和纤维素增加，这种现象存在于各类种子中［13］。

图5 豆类发芽过程中脂肪含量的变化

图5 结果表明，大豆在发芽过程中，总的趋势是发芽前后及过程中，大豆的脂肪含量大幅度降低，第7天脂肪含量与未发芽前相比，降低了24.93%;山毛豆在发芽过程中，脂肪的含量持续下降。在1－4 d下降得较快，在第4天下降幅度达到24.48%，而后下降速率开始减缓，到第7天时比未发芽前下降了39.42%;绿豆的脂肪含量显著降低，发芽到第7天的绿豆芽脂肪含量与未发芽时相比下降了48.2%。随着发芽时间的增加，脂肪含量减少明显。这说明豆类在发芽过程中要消耗脂肪，可能作为能源或分解成小分子作为其新芽的成分。

3 结论

豆类经浸水萌发后，理化性质发生了很大的变化。在同一培养时间内，3种豆类的营养成分含量都有不同程度的变化趋势。随着发芽时间的增加，三种豆的VC含量都较未发芽前要高，且基本上都是在第3天到第5天时有较大的增幅。大豆的还原糖含量在其发芽的过程中平稳地上升，山毛豆和绿豆的还原糖在发芽初期升高随后又下降，大豆和绿豆的总糖含量逐渐增加，在第4天的时候，绿豆芽的总糖含量达137 mg/g，大豆的总糖含量是156.6 mg/g。以后逐渐减少。而山毛豆总糖含量逐渐下降。山毛豆的发芽初期1～4d，蛋白质的含量在持续上升，第4天蛋白质的含量比起未发芽前增加了33.75%，到第5天时开始平稳下降，但幅度很小。由于蛋白质氨基酸的组成也发生了变化，发芽后的营养价值得以改善。发芽后脂肪的变化也呈线形下降趋势。

［1］ 范镇基.芽类食品的开发前景［J］.广州食品工业科技，1995，11(4):18－20.

［3］ Sathe S K.Chemical formof selenium in soybean lection［J］.Agriculture and Food Chemistry，1992，40:2 084 －2 091.

［4］ 李小华，李永胜，曾晓房，等.非洲山毛豆和山毛豆资源的研究与利用［J］.仲恺农业技术学院学报，2006，21(4):71－75.

［5］ 于新，严卓勤，李小华，等.非洲山毛豆种子物理特征与常量化学成分分析［N］.仲恺农业技术学院学报，2008，20(3):16－18.

［6］ 郑丽娜，赵莹.绿豆发芽过程中营养成分的变化［J］.中国农学通报，2008，24(2):125－128.

［7］ 苗颖，马莺.大豆发芽过程中营养成分变化［J］.粮食与油脂，2005(5):29－30.

［8］ 陈悦娇，马应丹.食品分析与检验实验［M］.广东，仲恺农业工程学院教材科，2007.

［9］ 靳敏，夏玉宇.食品检验技术［M］.北京，化学工业出版社，2003:9.

［10］ 比尤利J D，布莱克M著.种子萌发的生理生化(第一卷)［M］.南京:江苏科学技术出版社，1981.

［11］ 徐茂军.不同品种大豆发芽过程中抗坏血酸合成累积的比较研究［J］ 中国粮油学报，2003，18(3):51－53.

［12］ Sanni A，Onilude A，Ibidapo O.Physicochemical characteritics of weaning food formulated from different blends of cereal and soybean［J］.Food Research and Technology，1999，208(3):221－224.

［13］ Hwei-Mming Bau.Effect of germination on chemical composition biochemical consituents and antinutritional factors of soyabean seeds［J］.Journal of Science Food Agriculture.1997，21(3):1－9.