大豆萌发过程中蛋白质和脂肪的动态分析

谢 皓 杨 柳 饶文婷 杜智欣 王文平 于同泉 陈学珍

(北京农业应用新技术北京市重点实验室 北京农学院植物科学技术学院，北京 102206)

大豆萌发过程中蛋白质和脂肪的动态分析

谢 皓 杨 柳 饶文婷 杜智欣 王文平 于同泉 陈学珍

(北京农业应用新技术北京市重点实验室 北京农学院植物科学技术学院，北京 102206)

测定了3个大豆品种种子在不同萌发阶段蛋白质、氨基酸、脂肪和脂肪酸的含量，分析其变化趋势。结果表明，在8 d的发芽试验中，豆芽中蛋白质含量随萌发进程平均增加了5.77%;多数氨基酸在第3天时表现最高，并呈现前增后降的单峰曲线趋势，接近萌发前的水平;在测定的7种必需氨基酸中，只有蛋氨酸的含量逐渐减少;脂肪平均较少32.28%，脂肪酸中棕榈酸、硬脂酸和油酸的比例逐渐降低，而亚麻酸的比例增加。本试验证实了大豆在萌发过程中，蛋白质和必需氨基酸的含量及亚麻酸的比例有所增加，一定程度上提升了豆芽的营养价值。

大豆 蛋白质 脂肪酸 萌发

大豆［Glycine max(L.)Merill］起源于中国，是世界上重要的粮油作物之一，种子中含有20%左右的油脂，提供了世界上近1/3的食用油［1］，而且不饱和脂肪酸含量较高，不饱和脂肪酸能降低血液中胆固醇含量，清除人体过氧化物，增强免疫力［2－3］。同时，大豆也是最好的植物蛋白质来源之一，种子中含有30%～40%的蛋白质，与禾谷类种子(蛋白质质量分数10%～20%)的相比，蛋白质所含的必需氨基酸种类齐全，其含量及比值与人体必需氨基酸含量较为接近，利用价值等同于肉、奶制品［4－5］。大豆的加工产品，如豆芽、豆面、豆奶和豆腐更是著名的健康食品，在中国乃至亚洲许多国家的饮食结构中占有重要地位［6］。

豆芽是种子萌发后的产品，种子在萌发过程中，一方面，贮藏物质会被降解，另一方面，被降解的成分又会合成新的组分。发芽提高了蛋白质的消化率，降低了胰蛋白酶抑制素和血球凝集素的活性，营养价值在萌发过程中得到提高［2－3］。据 Mostafa等［7］报道，大豆发芽过程中必需氨基酸和非必需氨基酸显著增加，发芽3 d后，必需氨基酸和非必需氨基酸分别增加了8.9%和17.6%，发芽6 d后分别增加了22.4%和17.5%，同时，总脂肪含量下降了。Madhurima等［8］报道大豆在萌发72 h后，豆芽中粗蛋白含量没有明显变化，糖含量减少13.33%，粗纤维、粗脂肪和灰分分别减少69%、9.74%和6.62%。于立梅等［9］的测定结果表明，豆芽中脂肪和总糖含量随时间的延长而下降，而蛋白质、还原糖、维生素C和异黄酮含量在发芽后均较发芽前增加，萌发后第7天维生素C含量增加最多，蛋白质含量比发芽前增加了11%，还原糖含量增加了2.32倍，异黄酮含量在发芽4 d时达到最大值。

种子萌发是一个复杂的生理生化过程，虽然目前有一些报道，但对于全面了解种子萌发过程中营养物质的变化规律，还需要进一步深入研究。本试验以3个大豆品种为供试材料，测定不同萌发阶段蛋白质、氨基酸、脂肪和脂肪酸的含量，分析其变化趋势，为探索种子萌发机理和豆芽产品的开发提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 供试材料

大豆品种科丰14、中黄18和中黄13的种子由北京农学院大豆研究室繁殖提供。

1.2 测定仪器与试剂

FOSS2300全自动凯氏定氮仪:瑞典FOSS仪器公司;L－8800:全自动氨基酸分析仪日本日立公司;6890N气相色谱仪:美国 Agilent公司;SZF－06A粗脂肪分析仪:上海新嘉公司。氨基酸与脂肪酸标准品:美国Sigma公司;其余化学试剂为分析纯。

1.3 试验方法

1.3.1 测试样品的准备

选取供试品种饱满种子，无离子水浸泡4 h后，置种于底部垫有2层滤纸的20 cm×12 cm×15 cm的塑料盒中，放入温度20℃、相对湿度80%的培养箱中进行发芽，每天适时补充水分。分别选取1、2、3、4、5、6、7 和8 d 发芽的种子/豆芽为测定试样，3 次重复，干种子为发芽0 d对照，在60℃干燥箱中干燥至恒重，保存于干燥器中待测定。

1.3.2 蛋白质含量测定

采用凯氏定氮法，烘干样品，磨碎过60目筛，每份试样5 g，加10 mL浓硫酸和硫酸铜，高温430℃消煮4～6 h，待测定样品至碧绿色，取样在全自动凯氏定氮仪上检测。

1.3.3 脂肪含量测定

采取索氏抽提法，每份试样5 g，滤纸包裹，置于粗脂肪分析仪中，加乙醚至少抽提24 h，取出纸包，烘干称重。

1.3.4 氨基酸含量测定

每份试样1 g于50 mL容量瓶中，加6.0 mol/L盐酸200 mL，置于110℃ 恒温箱中水解24 h，水解液12 000 r/min 离心10 min，上清液过0.45 μm 的滤膜，取1 μL进全自动氨基酸分析仪检测。

1.3.5 脂肪酸含量测定

索氏抽提法提取的粗脂肪，加入正己烷5 mL，收集有机相，加入5 mL的0.5 mol/L KOH－甲醇溶液，于恒温振荡摇床50℃摇30 min，取正己烷层，用无水硫酸钠干燥，过0.45 μm 的滤膜，取1 μL进气相色谱仪测定。

2 结果与分析

2.1 种子萌发过程中蛋白质含量的变化

种子萌发过程包括种子吸胀、萌动和发芽3个阶段。供试品种科丰14、中黄18和中黄13的干种子蛋白质质量分数分别为41.15%、38.94%和40.11%。

图1 种子萌发过程中蛋白质含量的变化

种子的吸胀阶段(0～1 d)蛋白质含量几乎没有变化，从种子萌动开始(1 d后)种子/芽中蛋白质含量呈逐渐增加趋势，增加幅度较平缓，至萌发第8 d时科丰14、中黄18和中黄13的豆芽中蛋白质质量分数分别增至 46.43%、45.05%和 46.02%(图 1)，3个品种平均增加了5.77%。

2.2 种子萌发过程中脂肪含量的变化

脂肪是种子萌发过程中生理生化反应的能量来源之一，从脂肪含量的变化来看(图2)，随着种子萌发的进程，脂肪逐渐减少，3个品种平均从萌发前的21.37 mg/g减至萌发 8 d 后的 14.47 mg/g，减少了32.28%。

图2 种子萌发过程中粗脂肪含量的变化

2.3 种子萌发过程中氨基酸含量的变化

氨基酸的比例是评价蛋白质质量的一项重要指标。试验测定了供试样品中的17种氨基酸含量，结果表明(表1)，3个品种平均含量最高的氨基酸为谷氨酸超过7 mg/g，最低为蛋氨酸低于0.2 mg/g，另有4种氨基酸超过2 mg/g，分别为天冬氨酸、精氨酸、亮氨酸和赖氨酸。在种子萌发过程中，氨基酸总量有所增加，其中萌发初期(1～3 d)增加幅度较大，从31.61 mg/g增至36.7 g/100 g，在随后的4～8 d 里，又降至33～34 mg/g左右。17种氨基酸在萌发过程中变化趋势有一定差异，含量增加的氨基酸为天冬氨酸，从 4.299 mg/g增至7.179 mg/g，8 d 内增加了67%;含量减少的为蛋氨酸，从0.181 mg/g减到0.075 mg/g;萌发前后含量波动不大的有半胱氨酸和组氨酸;其余的氨基酸均表现为前增后降的单峰曲线趋势，即萌发后含量逐渐增加，至萌发后3 d达到最高值，随后含量逐渐下降，接近萌发前水平。种子萌发期间氨基酸含量的变化表明，蛋白质在分解和重组过程中氨基酸含量和比例在不同阶段有一定差异。

表1 3个品种不同萌发时间平均氨基酸含量/mg/g

表2 种子萌发不同时间脂肪酸相对质量分数/%

2.4 种子萌发过程中脂肪酸的变化

大豆脂肪是由脂肪酸和甘油组成，其中脂肪酸占脂肪总量的90%以上，脂肪酸主要包括棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸。种子萌发过程中脂肪会被逐渐消化利用，脂肪酸也将相应减少。为比较脂肪酸各组分在萌发过程中的变化规律，对上述5种脂肪酸组分的相对含量进行了测定。从3个品种的平均测定值来看(表2)，大豆饱和脂肪酸(棕榈酸和硬脂酸)占17.9%，不饱和脂肪酸(油酸、亚油酸和亚麻酸)占82.1%。其中，最高的是亚油酸占52.5%，最低的为硬脂酸占4.1%。在萌发期间，棕榈酸、硬脂酸和油酸所占的比例有随着萌发进程逐渐降低的趋势，亚麻酸的比例有逐渐增加的趋势，亚油酸也有增加趋势但差异不显著(P≤0.05)。

3 讨论与结论

种子萌发是植物新生命的开始，也是芽菜生产的必经程序。研究种子萌发过程中蛋白质和脂肪的变化情况，对于探索种子萌发机理、评价芽菜质量有重要的实际意义。本试验通过测定大豆品种科丰14、中黄13和中黄18的种子在萌发过程中不同时间的蛋白质、氨基酸、脂肪和脂肪酸含量，探讨种子萌发过程中上述营养物质的变化规律。结果表明，大豆种子在萌发过程中，蛋白质含量有增加的趋势，萌发后8 d平均增加了5.77%，说明种子在萌发过程中，新合成的蛋白质多于分解的蛋白质。氨基酸的变化表现为萌发初期的3 d之前，氨基酸总量增加幅度较大，随后出现含量下降，表现为前增后降的单峰曲线趋势。但半胱氨酸和组氨酸萌发前后没有明显变化，蛋氨酸随萌发进程含量减少，这与王莘等［10］的报道，大豆的各种氨基酸含量在萌发期均会出现最大值的结论不完全一致。

种子中脂肪含量在萌发过程中逐渐减少，表明脂肪在种子的新陈代谢中被消耗。本试验中，8 d的萌发时间，脂肪消耗掉32.28%。脂肪酸组分在萌发过程中，棕榈酸、硬脂酸和油酸的比例随着萌发进程逐渐降低，而亚麻酸的比例逐渐增加，亚油酸也有增加趋势但差异不明显(P≤0.05)。

在豆芽生产上，蛋白质、脂肪的数量与质量是芽菜质量评价的指标之一。大豆萌发过程中，蛋白质有一定增加，必需氨基酸中苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸氨基酸在萌发后3 d内也有一定量的增加;虽然豆芽中的脂肪被消耗掉一部分，但不饱和脂肪酸中亚麻酸的比例有所增加，亚麻酸和亚油酸属于必需脂肪酸，哺乳动物自身不能合成的［11］，必须从植物油脂中获得。所以，本试验也证实了大豆种子在萌发过程中，豆芽的营养价值有所提升。

［1］刘兴媛，胡传璞，季玉玲.中国大豆种质资源的脂肪酸组成分析［J］.作物品种资源，1998(2):40－42

［2］张继浪，骆成祥.大豆在发芽过程中的化学成分和营养价值变化［J］.中国乳品工业，1994(4):682－691

［3］胡筱波，朱新荣，吴谋成.豆类在发芽过程中脂肪酸含量的变化［J］.粮油加工，2007(7):123－125

［4］Mebrahtu T，Mohamed A，Wang CY，et al.Analysis of isoflavone contents in vegetable soybeans［J］.Plant Foods for Human Nutrition，2004，59:55 －61

［5］Quiroga A，Maria C，Anon，et al.Characterization of soybean proteins－ fatty acid systems［J］.J Am Oil Chem Soc，2010，87:507－514

［6］Kim E H，Kim S H，Chung J I，et al.Analysis of phenolic compounds and isoflavones in soybean seeds(Glycine max(L.)Merill)and sprouts grown under different conditions［J］.Eur Food Res Technol，2006，222:201 －208

［7］Mostafa M，Rahma E H.Chemical and nutritional changes in soybean during germination［J］.Food Chen，1987，23:257 －275

［8］Madhurima D，Mangala G.Effect of sprouting on nutrients，antinutrients and in vitro digestibility of the MACS－13 soybean variety［J］.Plant Foods for Human Nutrition，2003，58:1 －11

［9］于立梅，钟惠曾，于新，等.大豆发芽过程中营养成分变化规律的研究［J］.中国粮油学报，2010，28(8):19 －22

［10］王莘，胡可心，汪树生，等.豆类萌发期蛋白质和氨基酸含量的比较分析［J］.吉林农业大学学报，2003，25(1):21－23

［11］徐杰，胡国华，张大勇.大豆籽粒发育过程中脂肪酸组分的累积动态［J］.作物学报，2006，32(11):1759 －1763.

Analysis on Protein and Oil Changes in Soybean During Germination

Xie Hao Yang Liu Rao Wenting Du Zhixin Wang Wenping Yu Tongquan Chen Xuezhen
(Key Laboratory of New Technology in Agricultural Application College of Plant Science and Technology，Beijing University of Agriculture，Beijing 102206)

3 soybean varieties were analyzed for protein，amino acid，oil and fatty acid compositions and changes brought about by sprouting in different germinate time.The results were showed that in 8 d germinate test，the average protein content of 3 varieties was gradually increased 5.77%with sprouting，the most of amino acids were observed a curve of increasing in forepart and decreasing in latepart and the top was in 3 d germination.6 of 7 determined necessary amino acid was gradually increased except methionine which was reducing with sprouting.The average oil content of 3 varieties was decreased by 32.28%during 8 d germination as well as reducing ratio of palmitic acid，stearic acid and oleic acid，and increasing ratio of linolenic acid.The resultant improvement in the nutritional quality due to sprouting was confirmed by increased protein，necessary amino acid and ratio of linolenic acid to a certain extent.

soybean，protein，fatty acid，germination

S565.1

A

1003－0174(2012)09－0021－04

北京市自然科学基金(5122009)

2011－12－25

谢皓，男，1962年出生，副教授，大豆遗传育种

陈学珍，女，1956年出生，教授，大豆遗传育种