豌豆营养价值与开发利用研究进展

孙龙清，李 莉，韩雪松，陈宏伟，刘良军，刘昌燕

（湖北省农业科学院粮食作物研究所/粮食作物种质创新与遗传改良湖北省重点实验室，武汉 430064）

随着人们生活水平的提高，大健康理念是农产品发展的新趋势，功能性食品日趋流行，未来食品产业对粮食作物的营养健康属性将会提出更高的要求。豌豆（Pisum sativumL.）是中国主要的食用豆类作物之一，在营养和健康方面有重要价值，其食味鲜美，营养丰富，深受人们的喜爱。豌豆别名为青豆、寒豆、雪豆、毕豆、荷兰豆、回鹘豆等，是春播一年生或秋播越年生的攀缘性草本植物［1］。豌豆起源于亚洲西部、地中海地区和埃塞俄比亚，伊朗和土库曼是其次生起源中心，是世界重要的栽培作物之一［2］。中国是仅次于加拿大的世界第二大豌豆生产国，中国豌豆主要分布在中部和北部等地区，包括四川、青海、云南、河南、湖北和江苏等多个省份［3］。

1 豌豆营养价值概述

豌豆属粮食、经济、饲料兼用型作物，其种子、嫩荚及嫩苗均可食用。干豌豆的加工精细磨粉可用做面包、糕类食品或营养食品中的添加剂。鲜嫩的豌豆茎尖、豆荚和青豆是倍受欢迎的淡季蔬菜。青豌豆和食荚豌豆还可通过脱水和速冻加工制作成罐头，是欧美和东南亚国家的畅销食品。另外，豌豆在制作婴儿食品、保健食品和风味食品方面也具有广泛的用途［4］。豌豆具有较全面而均衡的营养，含有人体运营必需的能量、蛋白质、脂肪以及碳水化合物。除此之外，豌豆含有的维生素、氨基酸和微量元素等营养物质的种类也很丰富，是名副其实的“营养宝藏”，并具有一定的药用价值，按照一定的方法食用可起到食疗保健作用。随着人们对其营养成分和功能性质研究的深入，豌豆在食品、医药、轻工等方面的应用已得到逐步发展，具有很大的开发潜能［5］。本研究对近年来豌豆营养成分的研究进行系统总结，以期为豌豆的应用及功能性食品的开发与研究提供科学依据。

2 豌豆中的营养成分研究

2.1 干豌豆营养成分

豌豆干子粒长期以来在全球范围内被广泛用作杂粮主食，子粒磨成粉可制作粉丝、面条、小吃和糕点等，其营养价值丰富符合当前人们对新型纯素食品日益增长的需求，因此利用豌豆开发纯素食品对促进人类健康的可持续发展有重要意义［6］。一般认为在豌豆成熟时，其子粒中含有丰富的淀粉（占比为48%～52%）、蛋白质（占比为21%～28%）、脂肪（占比为1.0%～2.7%）以及粗纤维（占比为4.5%～8.4%）等营养物质［7］。于翠翠等［8］对不同豌豆品种进行营养成分分析，结果表明，豌豆干子粒中蛋白质平均含量为22.6%，脂肪平均含量为1.09%，淀粉平均含量高达54.7%。因此，鉴定到多个来自西藏地区淀粉含量较高的豌豆品种，同时认为西藏地区豌豆的脂肪含量和蛋白质含量要明显低于国内其他地区水平。这与高小丽等［9］对豌豆品种的综合分析的结果基本一致，发现藏豌系列品种的碳水化合物含量偏高，而脂肪和蛋白质含量较低，并筛选出多个优异资源供生产或加工使用。傅翠真等［10］通过对中国西部地区2 803 份食用豆资源品质进行了全面的标准化鉴定，发现蚕豆、豇豆、菜豆、绿豆、小豆和豌豆等主要食用豆中，云南豌豆淀粉最高，可达53%。豌豆蛋白含有丰富的氨基酸，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较高，特别是赖氨酸含量高达7.2%，比蚕豆和扁豆高2～3 个百分点，是必需氨基酸的良好来源［12］，同时也是必需氨基酸指数（EAAI）最高的豆类作物之一［13］，因此，具有很好的应用前景及推广价值。豆科植物除了广泛含有淀粉、脂肪、蛋白质、膳食纤维、必需氨基酸等营养成分外，矿物质含量也相对较高，特别是钾、钙、镁、铁和锌等［14］。豌豆干子粒中钙平均含量为54.6 mg/100 g，磷平均含量为354 mg/100 g，铁平均含量为4.01 mg/100 g［8］。对矿物质元素含量测定的结果表明，不同豌豆品种中钙含量在4.13～4.59 mg/kg，而钾含量在1 086.2～1 095.4 mg/kg。在所有豌豆样品中，铁、铜、铬、镉、钴、镍和铅浓度均低于0.1 mg/kg，而锌浓度均低于0.05 mg/kg［15］。

豌豆中除了广泛含有淀粉、蛋白质、膳食纤维、限制性氨基酸和维生素等营养成分外，其生物活性化合物也含量丰富，如酶抑制剂、凝集素、多肽、皂苷和酚类化合物等。豌豆中皂苷类型为三萜皂苷，碗豆干粉中其含量为3.86%，黄酮类化合物含量占2.11%［2］，豌豆子粒中的单宁含量为4.06%［16］。虽然这些功效成分具有很高的生理活性并对人体健康有积极作用，并可显著减少相关疾病的发生率，但过去常常被人们忽略。随着人们生活水平的不断提高，再结合当下老龄化人口的健康现状和未来维持农业食物链可持续发展的态势，人们越来越意识到豆类食物可作为生物活性化合物的重要来源，发挥其特殊的抗氧化和抗衰老性能，在老年人口的疾病预防或延迟方面或可起到至关重要的作用［17］。孙冬阳等［1］综述了近年来豌豆中营养功效成分的提取及其生物学功能，并阐述了豌豆在各种食品中的应用及功能性食品开发中的研究价值。

2.2 青豌豆营养成分

青豌豆是健康饮食中广泛使用的鲜食豆类，营养价值很高，具有香、甜、脆、嫩、绿的特点，在中国深受人们喜爱。每100 g 青豌豆中含水分78 g、蛋白质7.2 g、脂肪0.3 g、碳水化合物12 g、热量335 kJ、粗纤维1.3 g、灰分0.9 g、钙13 mg、磷90 mg、铁0.8 mg、胡萝卜素0.15 mg、硫胺素0.54 mg、核黄素0.08 mg、尼克酸 2.8 mg、抗坏血酸14 mg［18］。鲜青碗豆粒中蛋白质含量是豆角和菜豆的4 倍，是番茄和黄瓜的8 倍；维生素C 含量为15～50 mg/100 g，高于多种蔬菜［19］。另外，鲜豌豆中必需氨基酸如赖氨酸和亮氨酸，矿物质如K、P、Ca、Cu、Fe 和Zn 含量也很高［20］。还有研究认为，鲜青豌豆中的铁易消化吸收［21］，并且与其他蔬菜相比，青豌豆含赤霉素和植物凝集素等物质，具有抗菌消炎、增强新陈代谢的功能，因此，嫩豌豆享有“绿色珍珠”的美誉［22］。利用罐藏或冷冻等加工方法将青豌豆加工成速冻青豌豆，不仅可延长保鲜期，而且可出口创汇［23］，罐藏青豌豆与原料青碗豆的营养价值相当，在整个罐装加工中，营养损失很少。冷冻贮藏12 个月后青豌豆中的维生素C、胡萝卜素、叶酸、泛酸、维生素B1和维生素B6中，除泛酸损失29%以外，其他损失都在20%以下［24］。

2.3 豌豆尖营养成分

随着人们生活水平的提高，蔬菜用豌豆选育除了要求提高产量外，市场对于优质、专用型豌豆品种的需求标准越来越高，因此，豌豆品种品质性状的优劣决定着市场的可接受程度和发展潜力。豌豆尖是中国的一种传统蔬菜，其富含碳水化合物、多种维生素及丰富的膳食纤维等，具有口感柔嫩和味甜清香等特点而颇受人们的青睐［25］。崔翠等［25］通过系统比较97 份不同豌豆品种中豌豆尖的可溶性蛋白、维生素C、淀粉、纤维素、可溶性糖、含水量，结果发现含水量在86.15%～92.03%的品种占总数的93%，可溶性蛋白含量主要分布在23.71～51.76 mg/g，而维生素C 的含量在3.44～4.99 μg/g 和6.02～7.57 μg/g 间呈双峰分布，可溶性糖含量在1.46%～1.68%的种质数较多，72%的品种淀粉含量在10.26%～22.41%；87%的品种纤维素在0.34%～1.26%。另外，有研究比较发现，结球甘蓝、白菜、芹菜、生菜和豌豆尖5 种常见叶菜类蔬菜中，豌豆尖含有更为丰富的生物活性物质和具有更强的抗氧化能力，类胡萝卜素、维生素C、总酚和类黄酮显著高于其他蔬菜［26］。马杰等［26］进一步对豌豆尖叶片、卷须和茎等不同部位主要营养成分、生物活性物质含量及抗氧化能力进行了分析，结果表明，不同食用部位间的营养成分和生物活性物质含量及抗氧化能力存在显著差异。叶绿素、类胡萝卜素、维生素C、原花青素、类黄酮、总酚6 种生物活性物质含量及抗氧化能力均呈现叶片＞卷须＞茎的趋势，但总糖和还原糖在卷须中含量最高。

2.4 豌豆苗营养成分

豌豆苗作为蔬菜非常值得推荐，用来凉拌、快炒均可，其胡萝卜素含量可达2.7 g/100 g，而人们常吃的瓜果类蔬菜，胡萝卜素含量大约在100 μg/100 g以下［27］。冯玉珠等［28］比较了豌豆芽、香椿芽、萝卜芽、荞麦苗、苜蓿芽、黄瓜和大白菜7 种芽苗类蔬菜中蛋白质、维生素和矿质元素和微量元素的含量差异，发现豌豆苗中胡萝卜素和维生素E 的含量远超其他蔬菜，其他营养物质的含量水平也普遍较高，如硫胺素、铁元素等。另外，王伟等［29］利用育苗盘技术对中国主产区的9 个豌豆品种进行豌豆苗培育，并分析了不同豌豆品种苗菜的营养成分及功能性成分，发现麻豌豆中总酚、异黄酮等物质的含量最高，是功能优异的豌豆品种资源，并认为营养特性可作为衡量芽苗菜保健作用的依据，因此，麻豌豆相对于青豌豆和黄豌豆来说较适合生产豌豆苗菜。通过比较黑大豆、红小豆和豌豆种子及其芽苗菜中营养物质的差异，赵天瑶等［30］发现萌发显著降低了3 种豆类的可溶性糖含量，但提高了粗蛋白含量，另外，豌豆萌发后显著提高了其酚类含量和抗氧化性，豌豆芽苗菜具有较高的营养价值。秦高一鑫等［31］通过比较豌豆原料、0.5 cm 芽长、5 cm 芽长和10 cm 芽长4 种豌豆形态下的营养功能物质含量的变化，发现维生素C 含量在5 cm 芽长时达到最大值，总酚含量、超氧化物歧化酶活力、过氧化物酶活力和总抗氧能力在发芽过程中均呈上升趋势。

3 不同处理方式对豌豆营养的影响

目前，不同处理方式对豌豆营养变化影响方面的报道主要体现在对豌豆芽苗菜营养价值改善的研究中。发芽是一种提高豆类食用价值的经济有效的加工技术，以增加豆类的消费量。豆芽原料廉价易得，不受季节区域限制。因此，豆芽加工食品市场前景广阔。发芽时间和豆科植物类型是影响芽苗生物活性的重要因素，发芽可诱导豌豆芽中没食子酸和汗果酸以及豌豆中儿茶素和槲皮素发生变化，催芽10 d 后总黄酮含量达到最高［32］。郑立军［33］广泛比较了7 种食用豆类催芽过程营养素与活性成分变化规律后发现，豌豆芽中γ-氨基丁酸含量最高的萌芽时间为24 h。另外，有研究表明，适当延长浸种时间可提高豌豆芽苗菜的产量和品质，其中浸种30 h 后芽苗菜产量最高，但浸种24 h 处理后芽苗菜蛋白质和维生素C 含量最高，因此，认为豌豆芽苗菜适宜的浸种时间为24 h［34］。系统地对豌豆进行浸泡、发芽、发酵、巴氏杀菌、混合发芽发酵以及混合发芽发酵巴氏杀菌处理的试验表明，浸泡对豌豆的营养成分和营养质量的影响可以忽略不计，发芽和发酵使淀粉含量显著降低11.2%～11.7%，而热巴氏杀菌会对豌豆蛋白质的性质和淀粉的结晶度产生影响［35］。王天菊等［36］比较了沙培法、水培法、蛭石法及生长素法4种不同方法对豌豆芽苗菜培育的影响，结果表明，采用蛭石法培育的豌豆芽苗菜产量最高，采用生长素法培育的豌豆芽苗菜其品质最好。

有研究表明，添加适量微量元素可以直接影响芽菜的营养品质，刘海燕［37］发现在铁浓度为30 mg/L时，芽苗菜的产量、铁含量、维生素C 含量、可溶性糖含量和蛋白质含量的增加最明显，其中铁含量是对照组的约8 倍，维生素C 含量是对照的6.34 倍。当锌浓度为40 mg/L 时，芽苗总酚含量提高4.9 倍。施用40 μmol/L 纳米硒处理下豌豆芽苗类胡萝卜素含量、维生素C、可溶性糖和可溶性蛋白含量分别增加38.5%、47.8%、23.5%和48.7%，豆苗的营养品质整体提升。当硒元素浓度为200 mg/L 时，豌豆芽苗菜的维生素C 含量和总酚含量最高［38］。

为了探索光照度对豌豆苗菜营养品质的影响，余婷等［39］采用不同光照度处理后，试验结果显示豌豆芽苗菜的总酚含量、总黄酮含量在不同光照处理下含量不同。耿灵灵等［40］的研究表明，不同红蓝光比例影响不同，红光有利于豌豆芽苗菜的可溶性糖和抗坏血酸等营养物质的积累，蓝光有利于可溶性蛋白的积累，同时认为LED 红蓝3∶1 复合光可有效提高豌豆芽苗菜的生长产量和营养品质，是培养豌豆芽苗菜的适宜LED 红蓝复合光谱。UV-B 辐照处理是一种简单易行、经济有效、无污染、无残留的物理处理技术，采收的前1 d 对豌豆芽苗菜进行紫外辐照处理，豌豆芽苗菜的总酚、光合色素的含量持续增加，每天进行UV-B 辐照处理可使豌豆芽苗的茎变粗壮，口感更加清脆，各种营养增幅更大，有利于品质的提升［41］。王顺民等［42］研究了微波处理对豌豆芽苗中过氧化氢酶活性、可溶性蛋白质、还原糖和总黄酮含量的影响，结果表明，微波300 W处理30 s的芽苗中蛋白质含量最高，微波300 W处理10 s 的芽苗中还原糖含量最高，微波200 W 处理30 s 的芽苗中总黄酮含量最高。

4 豌豆在饲料中的应用

豆类和豆制品在营养和健康方面的价值使得它们被广泛用于人类和动物的食品和饲料生产［43］。作为其他富含蛋白质饲料的替代品，对牲畜养殖的生产性能以及肉类质量有非常重要的影响。在主产省区，豌豆是畜禽仅次于饼粕类的蛋白质补充饲料，在许多饲料配方中豌豆占有一定比例，用于替代部分玉米和豆粕有广阔的前景［44］。萧洪东等［45］建议不同豌豆品种在优质畜牧饲料、蛋白加工生产和食用纤维添加剂的应用中需合理利用，并认为蛋白质和总灰分含量高的品种适合作为优质畜牧饲料或用于豌豆蛋白的加工生产，粗纤维含量高的品种最适宜作食用纤维的添加剂。周根来等［46］评估了豌豆蛋白粉对0～4 周龄高邮鸭的生长性能、血清激素以及与生长相关基因表达的影响，发现饲粮中用6%豌豆蛋白粉代替部分豆粕后养分利用率有所升高，并进一步利用排空强饲法测定比较了饲料中添加豌豆蛋白粉和豆粕后粗蛋白、粗脂肪、钙和总磷的表观消化率差异，发现豌豆蛋白粉可以起到氨基酸互补平衡、降低饲料成本等作用［47］。

为了探索饲用豌豆在中国肉牛饲养中的最适添加量，杨旭东等［48］通过向精料中添加不同比例的豌豆，比较了不同试验组酸性洗涤纤维消化率、干物质消失率和粗蛋白消失率之间的差异，结果表明，精料中添加25%的豌豆最有利于肉牛对各营养物质的消化代谢。邵彩梅等［49］发现饲粮中添加豌豆有利于胃肠道和输卵管生长，可在蛋鸡饲粮中用15%豌豆等量替代玉米和豆粕。刘雪等［50］发现，添加30%和40%豌豆可显著降低蛋鸡的生产性能且不利于粪便成形，建议在蛋鸡饲粮中用15%豌豆等量替代玉米和豆粕。另外，豌豆经枯草芽孢杆菌发酵后，添加到饲料中有利于改善机体对营养物质的消化和吸收，也可显著提高肉鸡生长性能并促进其生长发育［51］。向猪的玉米-豆粕型基础日粮中分别添加15%、20%和25%豌豆后发现，育肥猪日粮中添加25%的豌豆对生产性能有改善作用，并且可以有效降低饲料成本，提高经济效益［52］。姜维波等［53］发现与投喂普通配合饲料的草鱼相比，发芽豌豆可显著降低草鱼的体质量增长，但促进了肌纤维密度增大和肌肉胶原蛋白含量的增加，因此对改善草鱼的肌肉品质有良好的效果。Duborezov 等［54］比较了豌豆、燕麦和箭筈豌豆的不同混作模式对饲草质量和品质的影响，发现饲草混合物中豆类的比例越高，蛋白质含量就越高。以豌豆-燕麦-箭筈豌豆为主要成分的饲草混合物可作为高营养的绿色饲料，对于高产奶牛的喂养有重要的生物学价值。

5 豌豆的药理作用

研究表明，豌豆中的营养成分和生物活性化合物对人体特别是老年人有重要影响，其抗氧化和抗炎性在预防与衰老有关的各种慢性疾病中起着关键作用［17］。因此，豌豆具有很好的应用前景及推广价值［12］，但其活性成分的药理学功能还不十分清楚。Qin 等［55］从豌豆糖蛋白中获得3 种主要组分PGP1、PGP2 和PGP3，使用Caco-2 单细胞模型筛选鉴定发现PGP2 组分具有最高降血糖活性，它可以抑制小肠中葡萄糖的摄取以及麦芽糖酶和蔗糖酶的活性。在此基础上深入研究发现，PGP2 可促进胰岛素分泌，上调了胰岛素受体底物IRS-1 和IRS-2 在肝脏组织中的基因表达，对小鼠器官有保护作用。因此，豌豆PGP2 具有良好的降血糖活性，有望被开发为治疗Ⅱ型糖尿病的天然药物［56］。Chauhan 等［57］通过人工智能（AI）的方法水解豌豆蛋白并生产出功能成分NRT_N0G5IJ，证明豌豆中该功能性成分也可以作为体内葡萄糖水平的调节剂，对普通人群葡萄糖代谢失调的预防以及Ⅱ型糖尿病人的葡萄糖水平的控制有重要意义。

另外，作为加工副产品，有研究发现青豌豆壳（GPH）中富含酚类成分，具有修复结肠功能、调节炎症因子、恢复氧化平衡的作用，对治疗溃疡性结肠炎食疗资源的开发有着重要价值［58］。还有研究发现，豌豆种子白蛋白提取物（PSE）对小鼠DSS 诱导的结肠炎治疗恢复和结肠微生物群的生态平衡维护也有重要作用［59］。此外，Niehues 等［60］发现来自豌豆的酶促蛋白消化肽对幽门螺杆菌具有显著的抗粘附活性，深入研究发现这与BabA、SabA、HpaA 和纤维蛋白活性抑制有关，同时Ho 等［61］的研究还表明，豌豆芽苗的酚类提取物对幽门螺杆菌也有较好的抑菌效果，高脂血症与氧化应激密切相关，摄入豆类可以保护身体免受与氧化应激相关的慢性疾病的侵害。已有研究证明，在食物中加入50%的豌豆，可有效控制高脂肪饮食大鼠的血清总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇的含量水平［62］。同时，高胆固醇试验人群食用黄豌豆粉后也可有效控制高胆固醇血症的发生［63］。 胆固醇超标的猪在喂食青豌豆后亦可显著降低血浆总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇以及肝酯化胆固醇的含量水平［64］。还有研究发现，从豌豆苗中提取的组氨酸酶可用于过敏性哮喘和缺血性休克的治疗，这为过敏和炎症性疾病药物的开发提供了新的途径［65］。为了评估豌豆作为抗癌食材的可行性，El-Feky 等［66］对豌豆壳中的代谢物进行了提取和鉴定，首次分离出4 种黄酮化合物，发现芹菜素对癌细胞有很强的抑制作用，并且从不同颜色豌豆种皮中鉴定酚类化合物也有着良好的抗氧化和体外抗癌活性［67］。研究发现，豌豆中分离出的天然抑制剂TI1B 有着显著的抗增殖作用，可高效抑制癌细胞的扩增［68］。因此，Fahim 等［69］认为，豌豆对未来制药领域存在重大的利用价值，这对进一步开发豌豆药食两用的研究有重要意义。

6 展望

豌豆是中国主要的食用豆类作物之一，食味鲜美，营养十分丰富。豌豆中除了含有丰富的碳水化合物、蛋白质、维生素、矿物质等营养成分外，还含有酚类物质、维生素和氨基酸组分等多种保健成分，具有抗氧化、抗癌和提高免疫调节等生理活性。目前，豌豆主要作为杂粮、蔬菜和饲料供人们和畜禽食用，而忽略了对这些功效成分的开发利用，并且缺乏系统性，使得豌豆的经济价值无法得到充分的体现。随着分子生物学和现代生物技术的发展，各种组学分析技术不断兴起。但相对于其他大作物，这些先进技术在豌豆中的应用还相对较少，因而豌豆中的活性功效物质还亟待系统、全面地开发和鉴定，并结合药理学活性分析明确它们的特殊利用价值。总之，利用豌豆这一广受人民大众喜爱的蔬菜或杂粮进行特色功能良品的开发有着重要意义。