硒浸种对绿豆芽用特性及营养品质的影响

张华华，李航宇，秦少伟，康玉凡

（中国农业大学农学与生物技术学院，北京100193）

硒浸种对绿豆芽用特性及营养品质的影响

张华华，李航宇，秦少伟，康玉凡*

（中国农业大学农学与生物技术学院，北京100193）

模拟工厂化生产豆芽条件，以不同浓度亚硒酸钠溶液浸泡绿豆12 h，研究硒对豆芽芽用特性、营养品质及1，1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基（DPPH）清除率的影响。结果显示：低浓度硒（10 μmol/L）可以提高绿豆芽产量和产出比，并增加根长、下胚轴长、总长和VC含量；随硒浓度升高，产量性状、根长、下胚轴长、总长、VC含量不断降低，但下胚轴粗、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量逐渐升高；总酚含量随浓度的升高呈先降低后升高的趋势；DPPH自由基清除率则随着硒浓度升高呈现先升高后降低的变化趋势，但处理的清除率均高于对照。试验表明10 μmol/L亚硒酸钠溶液浸泡绿豆12 h适于生产富硒绿豆芽。

绿豆芽；硒；芽用特性；营养成分；DPPH自由基清除率

绿豆芽是我国传统蔬菜，具有清脆爽口、营养丰富、易消化等特点[1]，深受人们喜爱。近年来，随着人们生活水平的不断提高和对绿豆芽药理功效的认可，绿豆芽的需求量不断提高，市场前景广阔[2]。豆芽产品规模化、工厂化、机械化和智能化的生产方式越来越得到认可，具有很大的发展空间[2]。硒是人体必须的微量元素[3]，与心脑血管疾病、人体免疫、抗癌和抗病毒等代谢活动有重要关系[4]。由于土壤-植物系统中缺乏硒而导致人体缺硒的现象普遍存在。我国大部分地区缺硒，居民硒的每日摄食量（RDA）低于推荐的每日摄入55 μg[5-6]。饮食是硒的主要来源，研究表明通过食物链的方式补硒是最安全有效的途径[7]，因此，富硒农产品的生产技术研究已经成为当前研究的热点之一。大量研究表明富硒农产品不仅可以提高硒含量，还可以提高作物产量并改善营养品质。目前硒对豆芽芽用特性、营养物质含量及抗氧化性的研究报道较少。本研究通过亚硒酸钠溶液浸种的方式，研究硒浸种对绿豆芽产量性状、芽用特性、营养成分及抗氧化力的影响，以期为富硒豆芽的进一步研究和开发提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

试验用绿豆为工厂化豆芽专用品种，由宁波五龙潭蔬菜食品有限公司提供，百粒重6.81 g。

UV-1200型分光光光度计：上海美谱达仪器有限公司；5810 R型离心机：eppendorf公司；KQ-3200型数控超声波清洗器：东莞市科桥超声波设备有限公司；HWS 12型电热恒温水浴锅：上海一恒科学仪器有限公司；BT224S型分析天平：赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；LRH-250型生化培养箱：上海一恒科学仪器有限公司。

亚硒酸钠：汕头市西陇化工厂；DPPH：北京拓英坊科技有限公司；其他试剂均为北京化工厂生产分析纯试剂。

1.2 方法

1.2.1 硒浸种及绿豆芽培养

试验采用随机区组设计，硒浓度（以Se计）处理分别为：0、10、50、100、500、1 000 μmol/L，分别用CK、Se1、Se2、Se3、Se4、Se5表示。绿豆发芽培育的操作过程大致为：器皿清洗消毒→清洗种子→烫豆→浸泡→预生→培养→淋水→出芽取样。精选绿豆种子，用10倍于种子重量的上述硒溶液在23℃培养箱中浸种12 h。浸种结束后用清水反复冲洗绿豆以去除表面附着的硒。模拟工厂化豆芽生产条件，采用人工培养箱技术培育绿豆芽[2]，每个发芽杯放入约20 g绿豆，每个处理3次重复。将发芽杯置于人工气候箱内，在23℃恒温条件下避光培养5 d，每6小时淋水一次，每杯每次淋水量200 mL。

1.2.2 产量特性及芽用特性指标测定[8]

豆芽产量为培育结束后群体重量，豆芽根长、下胚轴长及下胚轴粗为每个发芽杯中随机选取的25株豆芽的平均值。发芽率和产出比计算公式为：

发芽率=发芽个数/绿豆总个数，产出比=豆芽产量/绿豆重量。

1.2.3 营养成分测定

可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法[9]、可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝法[9]、维生素C含量测定采用二甲苯比色法[9]、总酚含量测定采用Folin-Ciocalteu比色法[10]。

1.2.4 DPPH自由基清除能力测定[11]

取绿豆芽1.0 g用蒸馏水研磨成匀浆，超声处理30 min后置于4℃浸提24 h，12 000 r/min离心15 min后取上清液备用。

准确称取DPPH粉末并用甲醇溶解为6×10-5mol/L的DPPH甲醇溶液。在反应体系中，于10 mL离心管中加入1 mL提取液和3 mL DPPH甲醇溶液，振荡摇匀，在黑暗条件下静置30min，然后分光光度计测定515nm处的吸光值。清除能力计算公式为：DPPH自由基清除率（I%）=（1-As/A0）×100%，式中：As为样品管的吸光值；A0为对照管的吸光值。

1.3 数据处理

试验数据采用Excel 2010及SPSS 17.0软件进行方差分析与作图，采用Duncan’s新复极差法进行差异显著性检验（P=0.05）。

2 结果与分析

2.1 硒浸种对绿豆芽发芽率及产量性状的影响

豆芽的生物产量、产出比是衡量豆芽生产效益的重要指标。硒浸种对绿豆芽发芽率及产量性状的影响见表1。

表1 不同浓度硒浸种对绿豆芽发芽率及产量性状的影响Table 1 Effects of Selenium soaking on germination，biomass and output ratio of mung bean sprouts

由表1可以看出，低浓度硒处理与对照发芽率无显著差异，发芽率均很高，达到生产豆芽的要求。随着硒浓度的增加，发芽率不断下降，浓度为500、1000μmol/L处理下发芽率分别较对照降低了6.55%和46.9%。由此可见，高浓度硒降低绿豆发芽率，对豆芽生产不利。随着硒浓度增加，豆芽生物产量和产出比均呈现先增高后降低的变化规律。浓度为10 μmol/L时生物产量和产出比均高于对照，此时的豆芽形态整齐、芽体粗壮、芽体长、芽体色正、手感好。当浓度达到100 μmol/L时，生物产量和产出比均显著低于对照。何士敏等[12]在硒浸种对豌豆种子萌发的生理生化效应的研究结果显示，适宜硒浓度浸种可以提高豌豆种子的活力和相关酶活力，从而促进豌豆发芽，提高生物量。通过以上分析可知低浓度硒浸泡可以提高绿豆芽生物产量和产出比，但高浓度硒处理则抑制绿豆正常生长。

2.2 硒浸种对绿豆芽用特性的影响

绿豆芽的芽用特性包括根长、下胚轴长、下胚轴粗等指标[8]，反映了豆芽的商品性状。只有健康、正常、美观的绿豆芽才能满足消费者需求。硒浸种对绿豆芽用特性的影响如表2所示。

表2 不同浓度硒浸种对绿豆芽用特性的影响Table 2 Effects of Selenium soaking on sprout traits of mung bean sprouts

不同浓度硒处理下绿豆芽根长、下胚轴长、总长的变化规律与产量性状变化规律相同，均为先增加后降低的趋势。高浓度的硒可以增加下胚轴粗。浓度大于50 μmol/L时根长、下胚轴长和总长小于对照各相应指标，当浓度高于100 μmol/L时，根长、下胚轴长和总长均大幅下降，而下胚轴粗显著增加，表明绿豆芽生长受到了胁迫。目前对芽用特性的研究极少，康玉凡等[2]对不同品种绿豆的芽用特性进行了筛选和评价，而影响芽用特性的其他因素还未得到充分研究。

2.3 硒浸种对绿豆芽营养成分影响

有研究表明，对植物进行不同硒处理，可以影响植物的正常代谢，从而改善植物营养品质。硒浸种对绿豆芽营养成分影响见表3。

表3 不同浓度硒浸种对绿豆芽营养成分的影响Table 3 Effects of Selenium soaking on nutritional composition of mung bean sprouts

随着硒浓度增高，绿豆芽可溶性糖含量和可溶性蛋白含量大致呈上升趋势。硒可以极大提高绿豆芽可溶性糖含量达42.3%～84.0%，可提高可溶性蛋白含量达2.38%～19.90%。10 μmol/L硒浸种可以提高绿豆芽VC含量10.03%，但浓度超过50 μmol/L时则极大降低了VC含量，降低幅度达51.15%～72.17%。总酚含量呈现先降低后升高的变化规律，但含量均低于对照。

目前，大量研究表明硒处理可以影响作物营养品质。Jahid等[13]研究发现，硒可以刺激绿豆发芽过程中糖代谢途径，提高豆芽体内可溶性糖的含量，从而促进绿豆萌发与生长，这与本研究结果一致。尚庆茂等[14]在硒素营养对水培生菜品质的影响的研究中发现，加硒提高了生菜茎叶中总糖、还原糖、叶绿素、维生素C的含量。雷红灵等[15]对藤茶进行叶面喷施50 mg/L～200 mg/L硒溶液15天～25天后，藤茶中的黄酮、可溶性蛋白、可溶性糖、游离氨基酸的含量明显提高，提高了藤茶的品质。本实验结果与硒处理对不同作物营养成分含量影响的规律相同。郭红转等[16]对豆芽生长过程中维生素C消长规律的研究表明，豆芽中VC含量随培养时间先增加后降低，第3天达到最大。可见培养时间对营养物质含量也有一定影响，还需要进一步研究。

2.4 硒浸种对绿豆芽DPPH自由基清除率的影响

DPPH（1，1-二苯基-2-三硝基苯肼）自由基是一种有机自由基，由于其稳定性好、操作简便的优点被广泛应用于评价物质的抗氧化活性[17]，可以用来测定任何植物材料提取物的抗自由基能力[18]。不同浓度硒浸种处理后绿豆芽提取物清除DPPH自由基能力的差异见图1。

图1 不同浓度硒浸种对绿豆芽DPPH自由基清除率的影响Fig.1 Effects of Selenium soaking on DPPH free-radicalscavenging capacities of mung bean sprouts

从图中结果可以看出，硒浸种处理的绿豆芽自由基清除能力表为先增高后降低的变化趋势，但均高于对照。50 μmol/L和10 μmol/L DPPH清除率最高，分别为84.93%和82.23%。

硒浸种处理后，绿豆芽提取物的清除自由基能力增强，其原因可能为：（1）由于硒与硫的相似性，硒被植物吸收后转化为与硫相关有机物质，这些物质具有抗氧化能力；（2）硒浸泡影响了绿豆萌发过程中的正常生理变化，为响应这些刺激而产生了一些抗氧化物质；（3）植物生理的变化还包括抗氧化酶类的活性，如谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）等[19]。

3 结论

从产量性状、芽用特性、营养成分三个方面研究了硒浸种处理对生产绿豆芽的影响，得出如下结论：低浓度（10 μmol/L）硒浸泡绿豆12 h，可以提高绿豆芽生物产量和产出比，并增加根长、下胚轴长、总长和VC含量；随硒高浓度升高，发芽率、产量性状、根长、下胚轴长、总长、VC含量不断降低，而下胚轴粗、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量逐渐增加；总酚含量随浓度增高先降低后升高，DPPH自由基清除率则随硒浓度升高呈现先升高后降低的变化趋势。综合考虑不同指标，试验表明10 μmol/L浸泡绿豆12 h适于生产富硒绿豆芽。硒是一把双刃剑，缺硒和高硒都会对人体产生危害，并且硒的有益到有害范围非常窄，故富硒豆芽的安全评价与合理摄取的相关研究还需进一步完善。

[1]袁兴淼,张涛,程须珍,等.我国绿豆种质资源的芽用特性评价与筛选[J].植物遗传资源学报,2012,13(5):879-883

[2]康玉凡,刘腾飞,程须珍,等.芽用绿豆品种子粒性状及其豆芽生理特性研究[J].植物遗传资源学报,2011,12(6):986-991

[3]Terry N,Zayed A M,de Souza M P,et al.Selenium in higher plants [J].Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology, 2000,51:401-432

[4]Reilly,C.SeleniuminFoodandHealth[M].2nded.NewYork:Springer, 2006

[5]Food and Nutrition Board-USA Institute of Medicine.Dietary References Intakes for Vitamin C,Vitamin E,Selenium and Carotenoids. Washington:National Academy Press,2000

[6]陈铭,谭见安.环境硒与健康关系研究中的土壤化学与植物营养学[J].土壤学进展,1994,22(4):1-10

[7]张华华,康玉凡.植物吸收和转化硒研究进展[J].山地农业生物学报,2013,32(3):270-275

[8]肖伶俐,康玉凡,陶礼明,等.不同大豆品种芽用特性比较[J].大豆科学,2008,27(6):955-959

[9]李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京:高等教育出版社,2006

[10]田文礼,孙丽萍,董捷,等.Folin-Ciocalteu比色法测定蜂花粉中的总酚[J].食品科学,2007,28(2):258-260

[11]张逸波,郑文杰,黄峙,等.硒杂环化合物SPO清除DPPH和ABTS自由基的光谱学研究[J].光谱学与光谱分析,2010,30(7):1866-1871

[12]何士敏,张燕,易涵.硒浸种对豌豆种子萌发的生理生化效应[J].种子,2012,31(2):42-47

[13]Jahid A M,Sanjeev K,Prince T,et al.,Promotion of growth in Mungbean(phaseolus aureus Roxb.)by selenium is associated with stimulation of carbohydrate metabolism[J].Biological Trace Element Resesrch,2011,143(1):530-539

[14]尚庆茂,高丽红,李式军.硒素营养对水培生菜品质的影响[J].中国农业大学学报,1998,3(3):67-71

[15]雷红灵,周大寨,郑小江,等.叶面喷施硒对藤茶硒含量及品质的影响[J].西北农林科技大学学报:自然科学版,2012,40(2):190-194

[16]郭红转,陆占国,王彩艳.豆芽生长过程中维生素C的消长规律研究[J].食品研究与开发,2006,27(2):133-135

[17]张立华,张元湖,安春燕,等.石榴皮提取物的大孔树脂纯化及其抗氧化性能[J].农业工程学报,2009,25(1):142-147

[18]Brand-William W,Cuvelier M E,Berset C.Use of a free radical method to evaluate antioxidant activity[J].LWT-FOOD Sci Technol, 1995,28(1):25-30

[19]李亚敏,姬海宁.硒对猕猴桃抗氧化活性的促进作用[J].现代食品科技,2012,28(1):27-29

Effects of Soaking with Selenium on the Sprout Traits and Nutritional Quality of Mung Bean Sprout

ZHANG Hua-hua，LI Hang-yu，QIN Shao-wei，KANG Yu-fan*
（College of Agronomy and Biotechnology，China Agricultural University，Beijing 100193，China）

In this study，mung bean seeds were soaked in varied concentrations of Selenium （Se）for 12 hours and then germinated in growth chamber to stimulate the production of mung bean sprouts in factory.The effects of Se on mung bean sprout traits，nutritional qualities and antioxidant capacities were investigated.The results showed that low concentration （10 μmol/L）treatment can increase the biomass，output ratio，root length，hypocotyl length，total length and vitamin C content.Biomass，output ratio，root length，hypocotyl length，total length and vitamin C content were suppressed，while hypocotyl diameter，soluble sugar and soluble protein contents increased when treated with high concentrations of Se.Total phenolic content decreased at low concentrations and increased at high concentrations.DPPH free-radical-scavenging capacities of Se treatments were higher than that of control and peaked at 50 μmol/L.In conclusion，10 μmol/L was better for production of Se-enriched mung bean sprouts according to this study.

mung bean sprout；selenium；sprout trait；nutrient content；DPPH

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.08.001

国家现代农业产业技术体系专项资金（CARS-09）

张华华（1988—），男（汉），硕士研究生，研究方向：植物硒的富集规律及豆类种子生物学。

*通信作者：康玉凡，教授，从事豆类种子生物学及现代芽菜产业发展理论与技术研究。

2013-12-30