鹰嘴豆资源及其异黄酮类物质研究进展

傅樱花，李正磊，刘莹洁

（新疆大学生命科学与技术学院，新疆生物资源基因工程重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830046）

鹰嘴豆（Cicer arietinum L.），别名鸡豌豆、桃豆、脑豆子，其栽培历史悠久，起源于亚洲西部和近东地区[1]，是世界上栽培面积较广的食用豆类品种之一。全世界生产鹰嘴豆的国家约有50 多个，其中生产面积较大的国家是印度、澳大利亚、伊朗、墨西哥、缅甸、坦桑尼亚、土耳其、巴基斯坦等[2]。有文献显示，世界鹰嘴豆产量为1 470 万t，已成为世界第三大豆类[3]，其中印度和巴基斯坦是世界上最重要的鹰嘴豆生产国。

1 鹰嘴豆的分布、种类及特点

鹰嘴豆主要分布在温暖且较干旱的地区，具有耐旱、耐寒、耐贫瘠、根系发达、根瘤多而大、固氮能力较强的特点，对于保持水土和生态环境治理有积极作用[4]。我国鹰嘴豆主要分布于新疆、青海、甘肃和云南等省。新疆鹰嘴豆主要分布在北疆冷凉山区，木垒县丘陵山区海拔1 200~1 500 m，属干旱温带荒漠气候，夏季气候凉爽，出产的鹰嘴豆品质好、产量高、有机质含量较高[5]。目前新疆木垒县鹰嘴豆种植面积达6 666.67 hm2，占我国鹰嘴豆种植面积的83%。

不同的鹰嘴豆栽培品种其形状、大小及颜色不同，根据颜色、地理分布及栽培方法可将鹰嘴豆分为卡布里类型鹰嘴豆（Kabuli chickpea，起源于地中海及中东地区）和迪西类型鹰嘴豆（Desi chickpea，起源于印度）。卡布里鹰嘴豆和迪西鹰嘴豆在种皮、粗纤维及微量元素上有区别[6]，卡布里鹰嘴豆籽粒较大，种子质量通常为0.2~0.6 g，奶白色，外观品质较好，适宜直接食用；迪西鹰嘴豆籽粒较小，种子质量为0.1~0.3 g，褐色，内在品质较好，适宜加工后食用[7-8]。迪西类型约占鹰嘴豆总面积的80%~85%，主要生长在亚洲和非洲，卡布里类型鹰嘴豆主要生长在西亚、北非、北美和欧洲[9]。

2 鹰嘴豆的营养价值

鹰嘴豆是一种重要的豆类作物，其碳水化合物和蛋白质占干种子总质量的80%，是碳水化合物和蛋白质的良好来源[10]。鹰嘴豆所含蛋白质为完全型蛋白质，富含谷类蛋白质较为缺乏的赖氨酸，其赖氨酸含量是燕麦的2 倍以上，若将鹰嘴豆与大米、面粉按适当比例搭配食用，可起到蛋白质互补作用。同时鹰嘴豆所含18 种氨基酸当中，包含了人体必需的8 种氨基酸，这8 种必需氨基酸与人体需要比例极为相似，对儿童智力发育、骨骼生长以及中老年强身健体都具有良好的效果。鹰嘴豆的蛋白质品质优于黑豆、绿豆和红豆，体外蛋白质消化率（65.3%~79.4%）高于木豆（60.4%~74.4%）、绿豆（67.2%~72.2%）和大豆（62.7%~71.6%）[6]。鹰嘴豆蛋白质含量与黑豆、小扁豆、红芸豆和白芸豆相比没有显著差异。鹰嘴豆中的总碳水化合物含量高于其他豆类，包括单糖（核糖、葡萄糖、半乳糖和果糖）、二糖（蔗糖和麦芽糖）、低聚糖（水苏糖、棉子糖等）、淀粉和膳食纤维[11]。鹰嘴豆籽粒淀粉含量约为 40%～60%[12]，比燕麦（64.3%）、苦荞（65.9%）、甜荞（73.11%）、玉米（72.2%）等低。任顺成等[13]对鹰嘴豆、饭豆、绿豆的淀粉性质进行比较，表明鹰嘴豆淀粉热糊稳定性和冷糊稳定性最好。膳食纤维是人类小肠中植物性食物不可消化的部分，由多糖、低聚糖、木质素等植物性成分组成。鹰嘴豆粗纤维含量相对较高，与燕麦（1%）、苦荞（1.62%）、甜荞（1.01%）相比，迪西鹰嘴豆粗纤维含量为7%～9%，卡布里鹰嘴豆为3%～5%，具有降低血糖、胆固醇的作用。鹰嘴豆脂肪含量较低，约为5%～6%，所含的脂肪大多是对人体有利的不饱和脂肪酸，如油酸、亚油酸、棕榈酸等，油酸和亚油酸约占总脂肪酸的80%左右[14]。鹰嘴豆油脂中包含菜油甾醇、β-谷甾醇、豆甾醇等固醇物质[15]。不同类型鹰嘴豆种子中脂肪酸质量分数差异显著，同一类型不同鹰嘴豆品种中脂肪酸质量分数也有显著差异[16]。鹰嘴豆富含镁、铁、锌、锰、镉等有重要生理功能的微量营养元素[17]，其中铁含量比其他豆类中高91%，可达47 mg/100 g 干籽粒。徐鑫等[18]采用等离子体发射光谱仪法研究发现，4 个不同品种鹰嘴豆中微量元素的含量存在差异。鹰嘴豆是叶酸和生育酚的良好来源，水溶性维生素如核黄素、泛酸和吡哆醇含量较其他豆类更高[19]。

此外，关于鹰嘴豆其他化学成分的研究也有报道。李晓静等[20]经光谱数据分析，从鹰嘴豆中分离并鉴定出4 种化合物的结构，分别为大豆精醇A、β-香树脂醇、β-谷甾醇和大豆皂苷。陈玲芳等[21]从鹰嘴豆干种子中分离得到7 种化合物，分别为亚油酸、β-谷甾醇、对羟基苯甲酸、腺苷、1，2-苯二甲酸二(2-甲基丙基)酯、1-乙基-α-L-半乳糖苷、蔗糖。

3 鹰嘴豆的加工

通过研究鹰嘴豆粉的物理性质、功能性质以及鹰嘴豆食品的流变学性质，认为鹰嘴豆具有很大的潜在应用价值。Summo 等[22-23]分析研究不同谷物的化学性质和质构性质对半成品及汉堡的消费者可接受性的影响，并阐述不同加工方法对罐装卡布里鹰嘴豆泥的化学组成及营养价值的影响。Gobbetti 等[24]通过发酵的方式提高鹰嘴豆焙烤制品的营养价值；Ma 等[25]利用鹰嘴豆分离蛋白的乳化性、增强风味及质构性质对产品配方进行改良。金爽等[26]对固载纳豆菌发酵鹰嘴豆的条件及影响因素进行研究。目前鹰嘴豆加工制品主要有鹰嘴豆粉、鹰嘴豆奶粉、鹰嘴豆面粉、鹰嘴豆馕及休闲食品等。Moreira-Araujo 等[27]将鹰嘴豆加入牛肺及玉米中，研制出针对学龄前儿童强化铁的休闲食品。此外，加工储藏手段对鹰嘴豆产品的销售及消费量影响很大，鹰嘴豆储存过程中，通过密封储藏技术能够抑制霉菌生长以及霉菌毒素的产生，从而保持鹰嘴豆的发芽品质[28]。杜高发等[29]对鹰嘴豆发芽过程中蛋白质、氨基酸、核黄素、异黄酮、膳食纤维的变化规律进行研究，希望利用发芽过程中产生的一系列酶类降低或消除抗营养因子，改善豆类种子营养组成和加工特性。

4 鹰嘴豆中的异黄酮物质

黄酮类化合物是植物经光合作用产生的一大类化合物，其中异黄酮主要有3 类，以游离型及糖苷型等12 种形式存在，异黄酮在大豆及其制品中含量为0.05%~0.4%。马翛然等[30]利用固相萃取-高效液相色谱（HPLC）紫外光谱法检测大豆及大豆制品等，发现其中存在黄豆黄素、黄豆黄苷、大豆苷、大豆苷元、染料木素、染料木苷、鹰嘴豆芽素A 等异黄酮物质。Zhao 等[31]对豆腐乳清中的异黄酮化合物进行分析，发现豆腐乳清中的异黄酮主要为染料木苷、黄豆苷、黄豆黄苷。

鹰嘴豆作为一种高营养豆类资源，同时也是膳食异黄酮类物质的重要来源。研究表明，鹰嘴豆芽素A是鹰嘴豆中含量最高的异黄酮物质，占鹰嘴豆总异黄酮的 30%，其次是黄豆苷元[32]。Campos-Vega 等[33]研究发现，鹰嘴豆中含有芒柄花素、染料木素和大豆黄素。Fu 等[34]的研究结果显示，乳酸菌发酵鹰嘴豆乳过程中，发现鹰嘴豆中存在大豆苷、染料木苷、大豆苷元及染料木黄酮等异黄酮物质。赵堂彦等[35]发现鹰嘴豆芽素A、芒柄花素及大豆皂苷Bb 是存在于鹰嘴豆中的异黄酮物质。谭永霞等[36]对鹰嘴豆中的异黄酮进行分离、纯化，检测出鹰嘴豆中含有鹰嘴豆芽素A 和芒柄花素及大豆皂苷Bb 是存在于鹰嘴豆中的异黄酮物质。许风成[37]利用硅胶柱色谱、重结晶等技术手段，对鹰嘴豆黄酮化合物进行分离、纯化，从鹰嘴豆的乙酸乙酯提取物中分离得到染料木素和槲皮素。Gao 等[38]研究表明，在不同发芽条件下鹰嘴豆芽中的鹰嘴豆芽素A 和芒柄花素都显著增加，而染料木素在萌发过程中含量降低。杜高发等[29]的研究结果显示，鹰嘴豆异黄酮含量随发芽时间的延长而持续增加。陈有军等[39]通过观察萌芽鹰嘴豆主要异黄酮的变化发现，鹰嘴豆芽素A 和芒柄花素主要存在于胚根和胚芽中，且在萌芽过程中含量逐渐增加。张玲等[40]研究发现，发芽促进了鹰嘴豆芽中异黄酮芒柄花素和鹰嘴豆芽素A 的合成，鹰嘴豆经适当发芽处理后，异黄酮类物质的含量增加几百倍。Perez-Martin 等[41]利用高效液相色谱-二级质谱（HPLC-MS/MS）对鹰嘴豆和小扁豆的异黄酮含量进行分析，结果表明，鹰嘴豆和小扁豆的异黄酮含量存在差异，而且不同种、不同亚种以及不同品种的鹰嘴豆异黄酮含量也不同。

5 鹰嘴豆中异黄酮的生物转化

异黄酮在植物体内大部分与糖结合成苷类或碳糖基的形式存在，也有以游离形式存在。有研究表明，异黄酮的糖苷形式需要转化为非结合态的苷元形式，才能在小肠中被吸收，而且苷元形式的异黄酮能够结合雌激素受体位点，具有类似人体雌二醇的功能，因此具有更强的生理活性[42]。普通豆类食品中的异黄酮主要以结合态糖苷形式存在，因此有必要采取一定措施促使结合态的糖苷异黄酮向游离态的苷元异黄酮进行转化。目前国内外主要是利用乳酸菌和双歧杆菌对豆乳中的异黄酮进行转化[43]，有研究表明，在豆豉发酵过程中，苷元从结合状态的糖苷中释放出来，并在豆豉中不断积累[44]。豆乳经魏斯氏菌发酵后，其中的糖苷98%～99%发生了水解，而且苷元的量有所增加[45]。韩国大豆发酵制品Cheonggukjang 中糖苷异黄酮的量在发酵过程中减少，而苷元异黄酮的量有所增加[46]。研究还发现，干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）在豆乳发酵过程中分泌的β-葡萄糖苷酶，可以将豆乳中糖苷物质的1，6-葡萄糖苷键水解成葡萄糖基和糖苷配基[47]。

有关鹰嘴豆中异黄酮的生物转化研究报道较少。Fu 等[34]研究发现，保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌发酵鹰嘴豆酸奶过程中，对糖苷异黄酮进行了一定程度的苷元异黄酮转化，有利于提高鹰嘴豆异黄酮物质的生物活性和消化吸收性。因此，利用乳酸菌产β-葡萄糖苷酶对鹰嘴豆异黄酮进行转化可能成为今后的研究方向。

6 鹰嘴豆中异黄酮的降血糖活性

异黄酮是普遍存在于豆类中的次级代谢产物，国内外大量研究证明，异黄酮类化合物在辅助治疗糖尿病方面具有较好的生物活性[48]，能够调节糖尿病患者血糖水平。朱晓丹等[49]研究发现，天然产物中黄酮、多酚及生物碱类化合物因具有多靶点多通路的特点，在治疗和预防2 型糖尿病方面具有重要作用。Jin 等[50]研究显示，大豆胚轴异黄酮对糖尿病大鼠具有降血糖作用，其作用机理可能是抑制小肠对糖的消化和葡萄糖的吸收。Qiu 等[51]发现，刺芒柄花素能够促进胰岛β细胞再生、胰岛素分泌、肝糖原合成和肝糖酵解。Oza等[52]研究发现，刺芒柄花素可降低2 型糖尿病患者的胰岛素抵抗，降低血糖，这可能与其在胰腺组织中SIRT1 表达增加有关。Duru 等[53]认为，异黄酮可以降低糖尿病患者的胰岛素抵抗和炎症，改善血脂参数，具有抗2 型糖尿病的潜能。

多项研究报道，鹰嘴豆异黄酮具有一定的降血糖功能。Wei 等[54]研究发现，鹰嘴豆异黄酮衍生物具有较好的降血糖活性，几种异黄酮复合降糖活性比单一异黄酮更高。Azizi 等[55]研究表明，鹰嘴豆芽素A 能够降低空腹血糖水平，其机理可能是增加胰岛素分泌，从而增加组织对葡萄糖的吸收。Li 等[56]认为，合成的鹰嘴豆染料木素及其衍生物具有较好的降糖活性，可以作为效力很强的降血糖制剂。Haneishi 等[57]研究发现，从鹰嘴豆中提取的染料木素不仅可用于治疗2 型糖尿病，还可刺激1 型糖尿病患者的胰岛素释放。鹰嘴豆粗黄酮物质能够降低糖尿病小鼠的血清胆固醇，并有效调节和控制糖尿病小鼠血糖水平。

7 展望

新疆是我国鹰嘴豆的主要产区，鹰嘴豆营养丰富，在人们的膳食中占有重要地位，而且在民族医药中有广泛应用，因此对于鹰嘴豆的开发、利用具有非常大的资源优势，但我国缺乏鹰嘴豆的品种改良及其功能性成分的相关研究。大力开发鹰嘴豆深加工产品，积极开展鹰嘴豆生物活性成分的提取制备及功能评价研究，对今后更加科学有效地利用鹰嘴豆资源，推动鹰嘴豆产业的发展具有重要意义。