小豆生物活性物质、功能特性及芽苗菜生产发展研究

常暖迎，赵天瑶，张淑杰，康玉凡*

（中国农业大学农学院，北京 100000）

小豆，属豆科豇豆属，一年生、直立或缠绕草本植物，是豆科植物赤豆的成熟种子。小豆在全球20多个国家进行种植，但主要集中在东亚的温带地区，以中、日、韩三国为主，所以也被称为“亚洲作物”。非洲、欧洲及美洲也有少量种植。中国是小豆生产大国，生产面积可达23万hm2，总产量约35 t。小豆在我国的主要生产区聚集在东北地区、华北地区、黄河及长江中下游地区，以北京、天津、河南、河北、山东、山西、陕西及东北3省生产量最大，其次是安徽、湖北、江苏和台湾等省；其他省、市、区小型种植或零星种植，近年来甘肃种植面积有所增加。在中国种植的小豆品种主要有红小豆、绿小豆、白小豆和黄小豆等。但红小豆较其他品种的种植面积较大，并且在国家经济贸易中起到了很大的作用。红小豆占总小豆种植面积的90%以上。

小豆含有丰富的营养成分，是一种广泛受到人们喜爱的豆类食品。其含有充足的淀粉、膳食纤维、蛋白质、矿物质与较少的脂肪以及种类丰富的黄酮类、皂苷、甾醇等生物活性物质。具备很好的利尿和通便功效，可以解酒、解毒，并防止肝硬化与结石的形成，能很好地调理血压和血糖，在心脏病、冠心病、肾病、水肿等辅助治疗上会有一定的作用。在临床医学中，小豆可用于医治疖肿、足癣、腮腺炎、手足口病、白塞病等，也可用来缓解多种皮肤病，包括黄褐斑、湿疹及皮肤瘙痒等[1]。

1 小豆的生物活性物质

小豆含有多种氨基酸，包括人体必需的8种氨基酸，其中赖氨酸和谷氨酸最多，总氨基酸含量可达191.53～222.95 μg/g。小豆与谷物的氨基酸可以构成优势互补，保持人类必需氨基酸达到均衡状态。小豆中含有相对较少的脂肪，仅有0.59%，但种类丰富且不饱和脂肪酸含量较大，达到68.91%。亚油酸（PUFA）是不饱和脂肪酸的主要成分，可达67.2%。小豆中含有丰富的维生素，每100 g小豆含维生素 A 13.00 mg、维生素 B 10.16 mg、维生素 B20.11 mg、维生素 B32.00 mg、维生素E 14.36 mg，其中，B族维生素含量是大米含量的4倍。小豆中膳食纤维含量可达5.60%～18.60%，且在小豆种皮中尤为丰富。皂苷是豆科作物独特的生物物质。三萜皂苷是小豆皂苷的主要成分，可达3.50～3.90 mg/g，高于其余豆类品种[2]。榭皮素、儿茶素、芦丁和杨梅酮芸香糖苷是小豆黄酮的主要成分，可达0.76～1.31 mg/g[3]。

2 小豆的功能特性研究

2.1 抗氧化活性

小豆中含有大量的多酚、丹宁和类黄酮等物质，拥有很好的抗氧化活性[4]。Amarowicz等[5]通过总酚抗氧化活性和DPPH自由基抗氧化试验测定了小豆总酚和鞣质两种物质，发现其含量与抗氧化活性呈正相关；Lin等[6]试验表明，小豆经热水处理的提取物可以在一定程度上减小 FeCl2-抗坏血酸引发小鼠肝匀浆脂质发生过氧化的可能性，而且具备较好的超氧阴离子的去除能力。周威等[7]试验表明，酸性乙醇处理小豆所得物质含有大量的多酚和单宁，具备较好的羟自由基清除力和还原力，而且其含量和抗氧化性呈正相关；易建勇等[8]经过对小豆汤抗氧化性的试验，得到了获取小豆汤的最优方法，而且发现它的抗氧化能力在24 h以内处于平稳状态。

Ohba K等[9]试验表明，在由D-半乳糖胺诱导的小鼠肝脏损伤研究中，用小豆提取物作用于小鼠肝抗氧化酶的 mRNAs后，其表达高于对照；李波等[10]研究发现，用乙醇处理小豆所得物质对 Fe2+介导的大鼠原代肝细胞氧化损伤有较好的防护能力；Wu等[11]试验证明，小豆等豆类物质的水提取物能够潜在地抑制由 APAP引发的小鼠肝功能受损；Han等[12]试验表明，小豆提取物对小鼠APAP引发的肝受损的影响是基于其对肝脏谷胱甘肽介导的抗氧化、解毒系统活性的调控。由此可见，小豆的抗氧化能力可以对肝脏起到保护的效果。

2.2 其他功能特性

Sato等[13]阐述了小豆如何作用于由顺铂引起的肾间质纤维化，研究显示，被 CDDP破坏的肾脏中巨噬细胞浸润受到了小豆皮的抑制，对肾间质纤维化起到一定的修复作用；其另一项研究表明[14]，链脲酶素（STZ）可以引起糖尿病小鼠肾小球的膨胀，小豆皮可以抑制其膨胀，并且可以抑制肾小球和肾小管周围巨噬细胞渗透数量的增多，能够有效地缓解肾病。

王彤等[15]报道，通过对比进食小豆、绿豆、眉豆和白扁豆后的非胰岛素依赖型（Ⅱ型）糖尿病（ NIDDM）病人，根据他们的血糖指数、血糖曲线增值面积及 C肽曲线增值面积的变化，发现进食小豆病人的3项指标指数值最小。其后研究进一步证明，由进食小豆导致血糖变化最小，这一点对糖尿病患者调控血糖变化有很好的作用；此外，王彤等[16]研究结果表明，与健康的人相比较，小豆与另一种豆谷的搭配粥可以使 NIDDM患者血糖和胰岛素达到平稳状态。

Hori等[17]试验表明，小豆的水提取物可以对金黄色葡萄球菌等菌类物质的滋生有很好的抑制作用；Kawai等[18]试验表明，小豆的热水提取物能对狂犬病毒有很好的抑制作用。试验结果显示，小豆的热水提取物花青素是其降低狂犬病毒活性的重要物质。

Itoh等[19]试验表明，小豆的热水提取物不仅能控制胃癌细胞的增多，而且能降低苯并芘引起肿瘤形成的概率。试验证明，小豆的热水提取物可以作为一种预防癌症的原生态功能食品。

3 小豆芽苗菜的生产技术

小豆芽苗菜易于培养，设备简单，培养周期较短，培养方法多样。芽苗菜含营养物质多，口感良好，并且在种子萌发之后，其营养价值得到提升，安全卫生，并且对一些疾病有一定的辅助治疗功能。因为生活物质水平在不断提升，人们对鲜食豆芽卫生安全水平等方面的要求也相应提高，对豆芽的外型、品质、营养成分和食品安全指标等提出了更高的标准。

小豆芽苗菜的生产技术：对生产容器消毒，清洗种子并将坏种挑出，用20℃左右的清水浸种，水量超过种子体积的2倍，浸泡24 h，其间5～6 h换水1次，小豆吸水膨胀之后沥干。发芽纸浸湿平铺于发芽盘，将种子均匀平铺在发芽盘中，盖上湿纱布。培养温度需要维持在25℃左右，并且每隔6 h浇水1次。待芽长2 cm时，催芽完成，在弱光区上架，上架前将个别烂种挑出，1 d后转入强光区，长成的小豆苗顶端叶子刚开始展开或已充分展开，色泽翠绿，胚轴长10～15 cm，适时采收。

然而现在小豆芽苗菜在培养过程中有一些亟待解决的情况，如生长慢，成熟期过迟，生产周期过长，过于成熟老化，胚轴脆弱、细长，须根长且多，影响品质和商品价值。

发生以上情况的主要原因是豆种品质不好或是在培育芽苗菜之前豆种的选择和处理做得不好，培育时的温度不够（包括气温和水温），另外，缺水也会延缓芽苗菜发育。培育时间较长，芽苗菜过于成熟、发生老化等因素都会导致芽苗菜在生产过程中出现问题。

解决方法：首先要在豆种选择方面注意选择优良的品种，然后做好“启动”处理，并且在浸种催芽时保证时间；做到按时淋水，确保有足够的水分保证其正常生长的需要；尽量缩短芽苗菜培养周期，成熟时及时采收；确保芽苗菜生长温度和水温，避免过热或过冷，不适应其生长，时刻注意调节，如果水温过高，则会造成芽苗菜的根须增多而对其胚轴生长不利；可采用无根调节剂来抑制根的生长[20]。

4 小豆芽苗菜的研究进展

郑胤建[21]等研究发现，小豆芽苗菜在不同光质LED植物灯处理下其形态和品质有所不同。结果显示，小豆芽苗菜在8R1B、6R3B、6R2G1B条件下的干重和鲜重均有增长趋势。在8R1B、6R2G1B处理下，其胚轴长度明显增加。在LED植物灯条件下的小豆芽苗菜中的维生素C、类黄酮、总酚的水平明显比对照组高；硝酸盐的含量明显降低。在各LED植物灯条件下,可以使小豆芽苗菜的产量得到提升，并且6R2G1B的效果最为显著。

檀志芬等[22]进行小豆芽中超氧化物歧化酶（SOD）的试验，施用硫酸铵进行分步沉淀，杂蛋白用40%饱和度的硫酸铵清除，酶蛋白用95%饱和度的硫酸铵使其析出。抗胰蛋白酶有较好的水解作用，并且在紫外区其吸收峰值是275 nm，表现出Cu-Zn SOD谱线的特点。

王颖等[23]经过单因素和正交试验得出，小豆芽苗菜中酚类化合物的最优提取方法为：乙醇的浓度为50%，料液比为 1∶15，浸提时间是 1.5 h，30℃进行水浴，重复 2次。总酚的提取量为1.53 mg GAE·gDM-1，FRAP抗氧化值为 4.96 μmol TE·gDM-1。利用此工艺获取酚类化合物的效率高，其抗氧化活性也高。

李丽等[24]研究表明，小豆发芽期间，在0～1 d时抗氧化能力增强，在4～5 d时又出现增强趋势，而萌发第5天达到最高值。萌发初期，酚酸类物质快速增长，使得抗氧化能力得到提升，随着种子萌发，氧化酶活性不断加强，酚酸类物质减少。同时，在第5天黄酮类化合物增加达最高值，在此之上进行推测，在发芽第5天有4种主要酚酸具有抗氧化活性，分别是莽草酸、香草酸、对香豆酸、肉桂酸以及7种黄酮类成分（大豆苷、染料木苷、异槲皮苷、芦丁、山奈酚-3-O-芸香糖苷、大豆苷元、染料木素），其中异槲皮苷、大豆苷元、染料木素、大豆苷、染料木苷是第1次从小豆及其萌芽中发现，研究结果为小豆萌芽在抗氧化功能食品及功能化妆品原料中的应用提供了科学依据。

赵彬煜等通过运用纳米材料培养绿豆和小豆芽苗菜，讨论其对芽苗菜产量和质量的作用。试验中有4种处理方法，试验用水的活化时间分别为0 h、4 h、8 h和12 h。结果显示：与对照组相比，在 T2处理下的绿豆芽苗菜鲜重增加9.3%，小豆芽苗菜鲜重增加15%，胚轴长度和干重也均有增长，绿豆芽苗菜在 T3条件下的维生素C增长了6.2%，在 T1条件下可溶性总酚增长了3%、类黄酮增长了24.1%；小豆芽苗菜在T2条件下可溶性总酚与对照相比增长了1%，T1条件下的黄酮增长了3.9%。

5 研究展望

随着人们对健康越来越重视，食品的健康价值也越来越受到重视。小豆具有亚洲保健食品中不可替代的营养价值，其丰富的营养成分对维持人体健康具有十分重要的作用[25]。作为医学和食品同源的珍贵来源，其营养保健作用已经被人们长期反复验证。当前，全球小豆加工方式较单一，没有获取很好的经济效益。中国是小豆生产大国，但是因为科技投入较少，研究基础薄弱，导致该产业的经济效益不理想。未来需要对小豆的功能成分和功能性质进行系统的研究，形成一个体系。

为了适应消费者对新型食品市场的需求，需要深挖小豆的潜能，对小豆的内在成分进行进一步的探索和研究，通过运用国内外领先技术，对小豆在功能成分甚至分子机制上进行研究，有利于小豆发挥其特色资源和功能。研发新型、方便、美味的小豆健康食品以及红小豆色素、蛋白质、膳食纤维等精深加工产品，从各方面提高我国小豆加工利用的价值。

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