大豆发芽过程中异黄酮、维生素C、胰蛋白酶抑制剂含量变化的研究

孙 冰，郑留学，朱思齐，秦 阳，杨 洋，李 新，崔素萍

（黑龙江八一农垦大学，黑龙江大庆163319）

大豆是我国主要的植物性蛋白食物资源，营养丰富，是一种理想的植物蛋白。然而，豆类中存在胰蛋白酶抑制剂、植酸、凝集素等抗营养成分，降低了人体对其营养物质的吸收。研究表明，大豆经过发芽处理后，其化学成分均有所改变，营养价值得以提高[1]。异黄酮是一类具有抗肿瘤等多种生物活性的次生代谢物质[2-3]，主要存在于大豆及大豆制品中。1986年，美国科学家首先发现大豆中有能够抑制癌细胞的异黄酮之后，陆续有科学家证明了大豆异黄酮是大豆生物活性物质中最有医疗价值的活性成分[4]。维生素C是可溶于水的无色结晶，是一种分子结构最简单的维生素[5]。维生素C是人类和其他生物必不可缺的营养物质，在生物体内其通常作为抗氧化剂来保护机体免受氧化损伤[6]。大豆种子中维生素C含量很低，但在发芽过程中明显增加[7]，表明大豆发芽过程中开始了维生素C的合成代谢[8]。大豆胰蛋白酶抑制剂（STI）是一种多肽类或蛋白质。它对植物本身具有保护作用，可防止大豆籽粒自身发生分解代谢，使种子处于休眠状态，能调节大豆蛋白质的合成与分解，并具有抗虫作用，因而是大豆必需成分。然而其对人类胰蛋白酶的抑制作用使其成为大豆中主要抗营养因子，从而降低了大豆蛋白的营养价值[9]。在前人的研究工作中，取样时间基本是在大豆发芽过程中每隔24h或12h取样一次[10-11]，本研究拟选用高脂肪、高蛋白和普通大豆为实验材料，每隔4h取一次样，研究三个供试品种大豆在发芽期间异黄酮、维生素C及胰蛋白酶抑制剂的含量变化情况，为大豆芽产品的生产开发提供更为详细的数据和理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

垦农29（高脂肪品种）大豆、垦农30（高蛋白品种）大豆、黑农53大豆 均由黑龙江八一农垦大学农学院科研所提供；金雀异黄素标准品、苯甲酸-DL-精氨酸-P-硝基苯胺盐酸 购买于Sigma公司；三羟甲基氨基甲烷、二甲基亚砜、氢氧化钠、氯化钙、Tris、磷酸二氢钾、氢氧化钠、抗坏血酸、硫酸 均为分析纯，天津大茂化学试剂厂；水 均为蒸馏水。

AB204-N型分析天平 METTLER TOLEDO公司；S20型精密pH计 METTLER TOLEDO公司；T6紫外可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司；JJ-2B型组织捣碎机 江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；HWS-150型恒温恒湿培养箱 上海森信实验仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 大豆萌发条件 分别挑选颗粒饱满，大小均匀，无虫蛀的优质大豆，用清水洗3遍，去除杂质灰尘，用5倍水浸泡12h，捞出大豆，用蒸馏水清洗一遍放入托盘中，下层放2层纱布，将泡好的大豆平铺在托盘中，大豆铺放密度不易过高，以大豆间平均间距1cm为宜，上层盖4层纱布用来遮光保湿。置于22℃恒温培养箱内发芽，此时记为发芽0h，此后每8h以蒸馏水淋洗一次。由于供试品种在发芽120h时出现角质化，无法食用，因此，发芽截止时间为120h。

1.2.2 发芽大豆粉的制备 从发芽0h时开始取样，每4h取一次样，去皮，将样品放入鼓风干燥箱，40～45℃下烘干10h，每1.5～2h翻动一次豆芽，烘干后粉碎，样品过60目筛。每个样品设3次重复。粉碎后的发芽大豆粉（以下简称豆芽粉）放入夹链带中，-20℃冰箱内冷冻保存，用于各指标的测定（维生素C除外）。

1.2.3 异黄酮、维生素C及胰蛋白酶抑制剂含量的测定方法

1.2.3.1 异黄酮含量的测定 取1.2.2中处理好的豆芽粉进行异黄酮含量的测定，采用紫外分光光度法，具体见参考文献[12]。

1.2.3.2 维生素C含量测定 取不同发芽时间的新鲜豆芽，采用2、6-二氯酚靛酚法，具体见参考文献[13]。

1.2.3.3 胰蛋白酶抑制剂的测定 按GB/T 21498-2008方法进行测定。

1.3 统计分析方法

运用M icrosoft Excel数据处理系统，计算垦农29、垦农30和黑农53三种大豆不同发芽时期的异黄酮含量、维生素C含量、胰蛋白酶抑制剂含量的平均值和偏差。

2 结果与分析

2.1 不同品种大豆发芽过程中异黄酮含量的变化

不同品种大豆发芽过程中异黄酮含量的变化情况见图1。

由图1可知，大豆在发芽过程中异黄酮含量逐渐上升，至96h左右上升趋于平缓，96h后含量则开始下降，这与李振艳等[4]的研究结论相似。垦农29、垦农30和黑农53三种大豆中异黄酮含量最高点的时间分别是96、100、96h。不同品种之间异黄酮差异比较明显，本实验中，高蛋白大豆垦农30异黄酮含量无论发芽前后始终最高。未经过浸泡的垦农29、垦农30和黑农53中异黄酮含量分别为0.822、1.090、0.398mg/100g，而在浸泡12h后异黄酮含量分别上升到0.842、1.121、0.408mg/100g，分别增长了2.43%、2.84%、2.51%。在发芽过程中垦农29、垦农30和黑农53的异黄酮含量最高值分别为3.508、4.312、2.643mg/100g，增长率分别为326.76%、295.60%、563.82%。大豆在发芽过程中呼吸作用增强，酶的种类和数量显著增加，苯丙氨酸氨基裂解酶（PAL）就是其中之一，而它又是异黄酮生物合成代谢的关键酶[14]。所以，通过发芽可以提高大豆中异黄酮的含量。

图1 大豆中异黄酮含量与发芽时间的关系Fig.1 Variation of isoflavones content during different soybean germination

2.2 不同品种大豆发芽过程中维生素C含量的变化

不同品种大豆发芽过程中维生素C含量的变化情况见图2。

图2 大豆中维生素C含量与发芽时间的关系Fig.2 Variation of Vitamin C content during different soybean germination

由图2可知，三个大豆品种的维生素C的含量在大豆发芽过程中均呈上升趋势，这与苗颖等[15]的研究结果相同。结果表明，维生素C的含量在前2d的增加极为明显，增幅最大，大豆未浸泡时，维生素C的含量很低，接近零，而经过12h浸泡后（发芽0h），垦农29、垦农30和黑农53的维生素C的含量分别增到1.634、1.417、1.529mg/100g，在第120h时，维生素C含量最大，垦农29、垦农30和黑农53的维生素C含量分别为12.572、12.753、12.361mg/100g。于立梅等[16]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[8]研究发现，干大豆中未发现维生素C和半乳糖酸内酯脱氢酶（GLDH），而随着发芽时间延长，GLDH的活性不断提高，维生素C的含量也有所增加，而GLDH是合成维生素C的关键酶。

2.3 不同品种大豆发芽过程中胰蛋白酶抑制剂含量的变化

不同品种大豆发芽过程中胰蛋白酶抑制剂含量的变化见图3。

图3 大豆中胰蛋白酶抑制剂含量与发芽时间的关系Fig.3 Variation of trypsin inhibitor content during different soybean germination

胰蛋白酶抑制剂是存在于大豆中的主要抗营养因子，它可以抑制胰蛋白酶和糜蛋白酶活性，降低蛋白质的消化吸收率。供试品种垦农29、垦农30和黑农53的干种子中胰蛋白酶抑制剂的含量分别为29.31、30.68和30.1mg/g，发芽0h时含量分别为28.99、30.39、29.40mg/g，由图3可知，大豆发芽期间胰蛋白酶抑制剂含量随着发芽时间的增长不断下降，到第88h下降速率趋于平稳，此时垦农29、垦农30和黑农53中胰蛋白酶抑制剂含量分别为3.83、4.27、3.71mg/g，发芽截止时，垦农29、垦农30和黑农53中胰蛋白酶抑制剂含量分别为0.36、0.44、0.39mg/g，仅为各干种子中的1.23%、1.43%和1.30%，这说明大豆经过发芽处理可降低胰蛋白酶抑制剂的含量。这和李淑艳[17]的研究有所差别，这可能是由于实验材料以及实验条件不同所致。

3 结论

3.1 高脂肪、高蛋白和普通大豆品种在大豆发芽过程中异黄酮含量均显著增加。因此，发芽处理可以提高大豆中异黄酮的含量。干大豆中异黄酮含量高的品种在发芽后仍保持较高异黄酮含量。

3.2 发芽大豆具有合成维生素C的能力，通过发芽处理可提高大豆中维生素C的含量。

3.3 发芽处理可以降低胰蛋白酶抑制剂的含量，因此，发芽是一种降低胰蛋白酶抑制剂活性的有效手段。

[1]邓放明，尹华.应用芽类食品制备类咖啡饮料的研究[J].饮料工业，2002，5（2）：36-42.

[2]Hom Ross PL，Barnes S，Lee M，etal.Assessing Phytoestrogen exposure in epidimiologic studies development of a database[J].Cancer Causes Control，2000，11（4）：280-289.

[3]Messina M.Soyfoods and soybean phytoestrogens（isoflavones）as possible alternatives to homone replacement therapy（HRT）[J].European Journal of Cancer，2000，36（4）：71-77.

[4]李振艳，张永忠，任红波.大豆发芽过程中异黄酮、γ-氨基丁酸等成分含量变化的研究[J].食品工业科技，2009，30（12），356-358.

[5]孙义.水果和蔬菜中维生素C含量的测定方法综述[J].天津化工，2008，22（3）：98.

[6]Padayatty S J，Katz A，Wang Y，et al.Vitamin C as an antioxidant：evaluation of its role in disease prevention[J].Journal of the American College Nutrition，2003，22（1）：18-35.

[7]GeetanjaliKaushik，Santosh Satya，Naik SN.Effectofdomestic processing techniques on the nutritional quality of the soybean [J].Mediterr JNutrition Metab，2010 3（1）：39-46.

[8]徐茂军，杜修桥，包开洪.不同品种大豆发芽过程中抗坏血酸合成积累的比较研究[J].中国粮油学报，2003，18（3）：51-53

[9]黄凯，郑田要，朱建华，等.大豆胰蛋白酶抑制剂的研究进展[J].江西农业学报，2008，20（8）：95-98.

[10]付红岩，孟广龙，马莺.大豆发芽过程中蛋白质变化的研究[J].食品与发酵工业，2006，32（6）：41-46.

[11]景岚.大豆发芽及其营养特性研究[D].北京：中国农业大学，2007.

[12]李杨.发芽大豆营养学评价及产品开发[D].哈尔滨：哈尔滨商业大学，2010.

[13]徐玮，汪东凤.食品化学实验和习题[M].北京：化学工业出版社，2008.

[14]Hwei-Mming Bau，Christian Villaume，Jean-Pierre Nicolas，et al.Effect of germination on chemical composition biochemical consituents and a tinutritional factor of soybean（Glycinemax）seeds[J].Journal of Science Food Agriculture，1997，21（3）：1-9.

[15]苗颖.大豆发芽降低植酸效果及其高钙豆乳的研究[D].哈尔滨：东北农业大学，2003.

[16]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，2010，25（8）：19-22.

[17]李淑艳.萌发过程大豆蛋白质动态变化及营养价值的研究[D].北京：北京林业大学，2009.