蚕豆的营养与加工研究

彭葵 ，李锦鸿 ，李育军 ，植石灿 ，李静 ，3，刘仁燕

（1.广东省农业科学院作物研究所/广东省农作物遗传改良重点实验室，广州，510640；2.华南农业大学农学院；3.汕尾市信星生态农业有限公司）

蚕豆，学名Vicia fabaLinn，又称罗汉豆、胡豆、南豆、竖豆、佛豆，为豆科野豌豆属一年生草本植物。蚕豆是世界五大食用豆类作物之一，中国是种植蚕豆面积最大的国家[1]，青海、甘肃和云南等是蚕豆主要种植地区。蚕豆种子呈扁平状，无荚果和卷须，与其他豆类作物存在明显差异[2]。蚕豆营养价值高，富含蛋白质、淀粉和微量元素，也含少量的脂质物质，可广泛应用于食品加工、饲料加工、药用等领域，研究蚕豆营养、药用、养生和加工等具有现实意义，对大健康产业发展具有添砖加瓦的战略意义。

1 蚕豆的营养研究

1.1 蚕豆的营养水平

蚕豆所含的各种营养物质十分丰富，是深受广大消费者喜爱的食品原料。蚕豆含有蛋白质、糖类、脂质、膳食纤维以及钙、铁、胡萝卜素、维生素等；蚕豆中的氨基酸种类齐全，对于人体中不能合成的8种必需氨基酸，除色氨酸和蛋氨酸含量稍低外，其他6种含量都较高，尤其是赖氨酸含量较高[3～6]。研究数据表明[7，8]，蚕豆中蛋白质平均含量为 30%（g/g），淀粉含量 48%～62%（g/g），脂肪含量 0.74%～1.60%（g/g）。 蚕豆中维生素含量超过大米和小麦，其矿物质钙、磷、铁含量也显著高于其他禾谷类作物。

1.2 蚕豆的营养变化

蚕豆生长发育时，所含有的营养成分会发生变化。蚕豆籽粒变饱满的过程中，鲜、干质量变化呈指数上升，水分含量持续下降，蛋白质、脂肪、淀粉总量不断增加，但蛋白质与脂肪相对含量有下降趋势，淀粉含量持续增长，可溶性糖在总趋势下降的过程中会上下波动。了解蚕豆的鲜、干质量的变化状况，对预测鲜豆、干豆的适宜成熟收获期有一定价值，可了解有机物质积累过程及蚕豆营养变化过程，有利于指导田间管理和施肥措施；另外，对不同蚕豆品种之间物质代谢上的差异分析，可帮助评价各品种不同特性，为蚕豆新品种筛选提供一些参考[9]。

1.3 蚕豆的营养价值

蚕豆所含营养物质丰富，且营养价值较高。蚕豆中蛋白质不含胆固醇，提高了其营养价值，可预防心血管疾病；含有的粗纤维，可以降低胆固醇，促进肠胃蠕动；含有的锌、锰、磷脂和胆石碱等物质，具有调节大脑和神经组织的作用，有一定的增强记忆力的健脑作用；含有的VC具有延缓动脉硬化的作用；蚕豆中的钙有促进骨骼发育的作用[10]。

1.4 蚕豆的抗营养因子的研究

蚕豆中含许多抗营养因子，如缩合单宁、植酸、蛋白酶抑制剂、凝集素、胀气因子，细胞凝集素、皂角苷等物质[11]。抗营养因子能破坏或阻碍营养的消化利用，并对动物和人体的健康和生长性能产生不良影响，甚至出现中毒的状况，因此多年来，科学家对降低消除抗营养因子含量进行了多种研究。举例如下。

①进行发芽处理 蚕豆在发芽的过程中，呼吸和代谢作用急剧增强，各种酶开始活化，酶活性的加强使蚕豆的新陈代谢在较高水平上进行，同时还伴随着大量的酶促反应，蚕豆中储存的某些物质被转化或提升，试验结果表明，发芽后1～2 d蚕豆的氨基酸含量略有增加；VC含量显著增加，抗营养因子含量较低，是食用和加工的较佳时期[12]。

②进行高温处理 蚕豆中的某些抗营养因子特别是缩合单宁具热不稳定性，高温下易受破坏，失去活性。108℃条件下加热蚕豆30 min，蚕豆代谢能值提高，对于去壳蚕豆MEn值也提高；120℃条件处理的蚕豆饲料转化率与生蚕豆相比显著提高[13]。

③进行生料发酵 生料发酵起源于国外，最早在酿酒工业中应用，是指各种原料不经过蒸煮、糊化，直接将生料淀粉进行糖化和发酵的过程。胰蛋白酶抑制剂是蚕豆中主要的抗营养因子之一，对蚕豆进行高温蒸煮，可有效降低胰蛋白酶抑制剂活性，发酵也能有效降低其活性。因胰蛋白酶抑制剂具有蛋白质特性，高温易变性，在蒸煮过程中可去除约90%胰蛋白酶抑制剂，且发酵过程中微生物酶对其有分解作用。生料制曲可使曲中胰蛋白酶抑制剂降至相当低水平，而熟料制曲成曲中胰蛋白酶抑制剂活性比生料更低；因此先蒸煮后制曲，即熟料制曲法对消除蚕豆中的抗营养因子有显著效果（图1）[14]。

2 蚕豆的食品加工研究

蚕豆是我国重要的食用豆之一，与大豆相比，蚕豆富含淀粉、低脂肪、高蛋白，营养和保健价值高，人们以蚕豆为原料开发出了多种蚕豆加工产品。因为新鲜蚕豆不易保存，所以蚕豆加工产品大多以蚕豆干或好储存的制品为主，比如蚕豆酱、蚕豆罐头、蚕豆粉、蚕豆奶粉、蚕豆零食等。

①蚕豆酱 蚕豆经过脱壳后经制曲、发酵而制成的调味酱，与传统黄豆酱相比，蚕豆酱的氨基酸种类齐全并且总量较大；风味方面以酱香型为主，甜味较浓，色泽偏深，香气略差[15]，可配上辣椒制成蚕豆辣酱，味鲜美中带一些辣味。蚕豆酱有助消化、开胃的功能，深受消费者的喜爱。

②蚕豆零食 我国常见的蚕豆零食主要有兰花豆、五香蚕豆、怪味豆，它们香脆可口，价格便宜，是居家、旅行、办公时出场率相当高的零食。此外，日本的蚕豆零食品种多，质量优，加工工艺好，如脱皮后的整粒蚕豆经油炸后，仍然保持完整粒形，而其原料大都从中国进口[16]，蚕豆零食加工过程中一定要选择颗粒饱满、形状大小匀称、无霉变、色泽光亮的蚕豆，油炸时，油温应大于水分的蒸发温度[17]，以除去水分和油味，这是蚕豆零食口感和品质的保证。

③蚕豆奶粉 国内粉制品大多以大豆、绿豆、黑豆等为原料，蚕豆的粉制品在市面上并不多，但是实际上蚕豆粉制品具有很大的开发价值；蚕豆奶粉经过营养素强化后，钙、锌、等微量元素的含量较高，具有较好的人体调理功能，且具有口感好、水溶性好、物态稳定性高等诸多优点[18]。

④蚕豆罐头 主要有蚕豆盐水罐头和风味蚕豆罐头[19]，罐头利用高温杀菌，使酶失活，隔绝空气，防止产品氧化，开启后，有蚕豆的香气。蚕豆罐头具有耐储存，易携带、风味好等特点，其基本加工工艺流程为：原料选择→清洗浸泡→预煮漂洗→配料→入罐→排气→封盖→杀菌→冷却→保温→成品[20]。

图1 胰蛋白酶抑制剂活性变化

表1 蚕豆与其他谷物的营养成分比较

3 蚕豆的饲料加工研究

蚕豆不仅是一种营养价值丰富的食品，也是一种用途广泛、物美价廉的蛋白质饲料原料。目前来说，我国蛋白质饲料资源比较有限，价格较高，因此寻找新型的、可替代作用的蛋白质饲料原料非常重要[21]，也颇具市场前景。蚕豆中蛋白质含量高、品质好，且其来源比其他蛋白饲料更广、成本比其他蛋白饲料更低，故蚕豆已开始替代传统的蛋白质饲料。蚕豆作为饲料主要是对蚕豆籽粒和蚕豆秸秆的加工和利用。由表1看出，小麦、玉米、薯类等作物的蛋白质含量均低于蚕豆，蚕豆可作为动物饲料重要蛋白质来源之一[22～25]；由表2看出，相比其他种类的秸秆，蚕豆秸秆中的粗蛋白、纤维素、木质素和微量元素等成分含量很高，作为饲料其营养成分更均衡，营养价值和经济价值更高[21]。蚕豆作为饲料主要运用在水产、生猪、禽类等养殖业方面。

在水产养殖方面，研究表明[26，27]，用蚕豆可饲养草鱼、罗非鱼等，根据不同的鱼种，添加适当比例的蚕豆作为鱼类饲料，对鱼的生长有积极影响。但也存在一个问题，蚕豆中的抗营养因子在一定程度上会妨碍鱼对营养物质的吸收和影响鱼的免疫能力。在生猪养殖方面，研究表明[28]，用蚕豆作为饲料养猪，养殖效果与使用以鱼粉或大豆作为主要蛋白原料无显著差异，可降低饲养成本，提高经济效益。在禽类养殖方面，研究发现[21]，适量使用蚕豆或者经过处理后的蚕豆作为饲料喂养肉鸡、蛋鸡、鸭、鹅，可以提高禽类肉、蛋产品的品质和产量。

表2 不同秸秆各养分、常量元素含量（干基）和体外干物质消化率比较 %

4 蚕豆的药用与左旋多巴的开发利用与研究

蚕豆有利湿消肿、补中益气、清热健脾、促进骨骼生长作用，可以有效清除血液中的热毒，它含有大脑和神经组织的重要组成成分脑磷脂和丰富的胆碱，有健脑的作用。它含有的原花青素（OPC）具有抗氧化、抑菌、抗癌和抗突变等生理活性，此外在蚕豆的花和叶片中有较高含量的L-Dopa（左旋多巴），临床上可被用来治疗帕金森病、肾功能衰竭[29]。它可以穿过血脑屏障再脱羧转化为多巴胺发挥其药理作用，随着世界各国人口老龄化的加剧，国内外对左旋多巴的市场需求强劲[30]。目前，L-Dopa的生产方法主要有化学合成、微生物酶转化法、植物提取等，主要提取方法有溶剂提取法、超声强化提取法、离子交换色谱法、膜分离技术法、活性炭吸附法等，其中溶剂提取法中，溶剂pH值和提取时间对取得率影响较大[30]，离子交换色谱法是国内生产企业应用比较广泛的提取方法[31]，而超声波强化提取技术应用于发芽蚕豆L-Dopa的提取与传统溶剂浸提相比得率较高，提取时间较短，L-Dopa 的生物活性保存得更好[29，30，32]。

荆州豌豆（蚕豆）

5 蚕豆的营养产业的发展对策与建议

蚕豆在食品、药品和饲料领域均具有广泛的用途，市场前景也非常可观。蚕豆可以加工为各种营养价值丰富的食品，开发研究出在多个领域发挥作用的药品；也可以作为动物饲料来降低养殖成本，提高养殖业的经济效益。蚕豆食品加工行业发展相对较为成熟，在药品领域的研究有着可期的前景，作为饲料推广有着不错的经济效益，但目前也存在着一些限制因素，如抗营养因子等的消除有待进一步研究。未来，蚕豆的营养、养生和加工研究会逐步深化和完善，为人们创造出更大的价值。