不同品种绿豆理化特性和抗氧化性研究

黄梦迪，吴会琴，王娜，杨璞，高金锋，高小丽

（西北农林科技大学农学院/旱区作物逆境生物学国家重点实验室，陕西杨陵712100）

绿豆（Vigna radiate L.）属于豆科（Leguminosae）豇豆属（Vigna），是我国主要食用豆类之一[1]，在我国绿豆种植面积为436.76 khm2，产量为56.49 万吨[2]。绿豆的百粒重和籽粒大小等物理指标是我国绿豆种质资源评价的重点[3]，其中百粒重也是选择芽用绿豆品种的重要标准[4]。研究表明，绿豆属于高蛋白、中淀粉、低脂肪类食物[5]，是理想的营养食品。绿豆蛋白具有血管紧张素转换酶（angiotensin converting enzyme，ACE）抑制活性，有利于人体健康。淀粉是绿豆中的主要碳水化合物，高淀粉含量的绿豆可以用于生产淀粉面条[6]。此外，绿豆中还含有多酚、黄酮等活性成分，有利于其抗氧化活性的提高，也可以降血脂、抗肿瘤[7]，具有保健作用。尽管目前市场对绿豆品质性状要求包括外观品质、营养品质和功能品质，但前人研究侧重于选择单一方面的品质分析绿豆特性[8-11]，对绿豆品质特性研究还存在不全面、不系统等问题，导致不同产地的绿豆特异性和优势未能充分被研究和利用。因此，本试验以来自全国绿豆主要产区的9 个品种为研究对象，较为全面地测定其理化性质和抗氧化能力，并比较品种间的差异性，分析其共性和特异性，为不同品种绿豆的加工和开发利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

参试品种来源于全国主要绿豆产区的9 个品种。具体品种名称及来源见表1。

表1 参试品种概况Table 1 Overview of test varieties

1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、2，4，6 - 三 吡 啶 基 -s - 三 嗪（2，4，6-Tri（2-pyridyl）-s-triazine，TPTZ）、福林酚试剂：北京索来宝公司产品；芦丁、蒽酮、水杨酸：国药集团化学试剂有限公司；硫酸、丙酮、盐酸：洛阳昊华化学试剂有限公司；乙酸、乙醇、硝酸铝、石油醚、没食子酸：成都市科隆化学品有限公司；碳酸钠、硫酸铜、六水合三氯化铁、硼酸：广东省化学试剂工程技术研究开发中心；氢氧化钠、过氧化氢：广东光华科技股份有限公司；以上试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

FW-100D 高速万能粉碎机：天津鑫博得仪器有限公司；TDL-5A 离心机：上海菲恰尔分析仪器有限公司；2YF-161 智能恒温培养振荡器：黑龙江东拓仪器制造有限公司；SOX406 脂肪测定仪：济南海能科学仪器有限公司；Bluestar B 紫外可见分光光度计：北京莱伯泰科仪器股份有限公司；DK-S26 电热恒温水浴锅：上海精宏实验设备有限公司；KQ-500DE 型数控超声波清洗器：昆山市超声仪器有限公司；XW-80A 旋涡混合仪：海门市其林贝尔制造有限公司；PH 计：上海市梅特勒-托利多仪器有限公司；Colorimeter 色度仪：爱色丽色彩科技有限公司；万深SC-G 自动种子考种及千粒重分析仪：杭州万深检测科技有限公司；K9860 全自动凯氏定氮仪：济南海能科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 外观性状测定

百粒重：人工数种100 粒，称重，重复3 次；粒长、粒宽：用万深SC-G 自动种子考种及千粒重分析仪；色度测定：用 Colorimeter 色度仪测定 L 值，a 值，b 值，试验重复3 次。

1.3.2 基本营养成分测定

蛋白质含量：参考GB 5009.5-2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》[12]，采用K9860 全自动凯式定氮仪测定；脂肪含量：参考GB 5009.6-2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》[13]，利用索氏抽提法测定；淀粉含量：利用蒽酮比色法[14]进行测定。

1.3.3 总酚、总黄酮及抗氧化能力测定

1.3.3.1 提取液的制备

参考文献[15-16]并略有修改。将绿豆籽粒用粉碎机粉碎，过60 目筛。在离心管中加入0.5 g 脱脂后的样品，加入 5 mL 70%丙酮（丙酮/水/乙酸（70 ∶29.5 ∶0.5，体积比）），将混合物在环境温度下以150 r/min 振荡摇动3 h。以4 000 r/min 将提取物离心分离，10min，并将上清液移至新的离心管。用5 mL 萃取残余物第二次。将两次提取物合并，并在-4 ℃下储存。每个处理3 次重复。

1.3.3.2 总酚含量测定

采用福林酚方法测定，参考文献[17]并稍作修改。取0.1 mL 提取液，加入1 mL 福林酚试剂，然后加入3 mL 10%Na2CO3，加蒸馏水至 10 mL，在 28 ℃～30 ℃下静置2 h 后于765 nm 处测定吸光度。以没食子酸为标品作标准曲线，结果以每克样品中所含的没食子酸（mg GAE/g）当量表示。

1.3.3.3 总黄酮含量测定

参照文献[18]方法并略有改动。取1.0 mL 提取液，加40%乙醇至5 mL，加入0.3 mL 5%亚硝酸钠溶液混匀反应6 min，再加入0.3 mL 10%硝酸铝溶液摇匀，放置6 min，最后加入4 mL 1 mol/L 氢氧化钠溶液混匀后用40%乙醇定容至10 mL，摇匀，于510 nm 处测定吸光度。以芦丁为标品作标准曲线，结果以每克样品中所含的芦丁计。

1.3.3.4 DPPH 自由基清除率测定

参考文献[19]方法。取0.2mL 提取液，加入0.1mmol/L 3.8 mL DPPH 乙醇溶液，剧烈涡旋振荡1 min，在28 ℃～30 ℃下避光静置30 min 后于517 nm 处测定其吸光度值A 样品。取0.2 mL 提取剂，按照上述步骤得到A 对照。DPPH 清除率/%=[1-（A样品/A对照）]×100

1.3.3.5 ·OH 清除率测定

参考文献[20]方法并略有调整。取4 mL 提取液，加入2 mL 6 mmol/L FeSO4，2 mL 8 mmol/L 水杨酸，最后加入2 mL 24 mmol/LH2O2启动反应，37 ℃水浴20 min后，于510 nm 处测定吸光度A1。以蒸馏水代替H2O2作为空白得到吸光度A0，以蒸馏水代替提取液作为对照测定吸光度 A2。·OH 清除率/%=[A2-（A1-A0）]/A2×100

1.3.3.6 铁离子还原能力（ferric reducing antioxidant power，FRAP）

参考文献[15，21]方法并略有改动。FRAP 工作液由pH 3.6 300 mmol/L 的醋酸钠溶液，20 mmol/L Fecl3溶液，10 mmol/L TPTZ 溶液按照体积 10 ∶1 ∶1 的比例混合得到。试管中加入3 mL 工作液，37 ℃水浴5 min，然后加入 100 μL 提取液和 300 μL 蒸馏水，4 min 后于593 nm 处测定吸光度值，以工作液调零。以0.1 mmol/L～1.6 mmol/L FeSO4·7H2O 的标准溶液代替上述样品绘制标准曲线。

1.4 数据处理

采用Excel 2007 进行初步的数据处理，然后采用SPSS 19.0 统计软件进行指标间的差异性分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种绿豆外观特性研究

不同品种绿豆外观特性测定结果及差异性分析见表2。

表2 不同品种绿豆物理特性分析Table 2 Analysis of physical traits of different cultivars mung bean

由表2 可以看出，参试的9 个品种绿豆均为中大粒品种类型，但百粒重也存在差异显著（P＜0.05），洮绿8 号百粒重最高，达6.85 g，重庆绿豆最低仅为4.44 g；粒长的变幅在4.46 mm～5.40 mm 之间，其中洮绿8 号最大，为5.40 mm，与其他品种均有显著性差异（P＜0.05）；粒宽以白绿8 号和洮绿8 号较大，重庆绿豆和淮绿2 号较小，均与其他品种差异显著（P＜0.05）；洮绿8 号的L 值最大为52.20，与忻州绿豆无显著差异，说明两个品种明度大，绿豆籽粒明亮有光泽，而冀绿7号、安绿7 号和重庆绿豆的L 值均较低，且无显著差异（P＜0.05）；参试的 9 个绿豆品种中潍坊 2 号、绿丰 5号、重庆绿豆籽粒a 值为负值，b 值为正值，呈黄绿色。

2.2 不同品种绿豆基本营养成分分析

9 个不同品种绿豆基本营养成分测定结果及差异性分析见表3。绿豆籽粒中蛋白质、脂肪、淀粉含量的多少直接影响绿豆的营养价值和加工品质。

表3 不同品种绿豆基本营养成分含量Table 3 Nutritional contents in different mung bean varietie%

由表3 可以看出，不同品种绿豆籽粒中蛋白质、脂肪、淀粉含量存在显著差异（P＜0.05）。9 个品种绿豆蛋白质含量变幅在18.83%～21.99%之间，其中淮绿2 号蛋白质含量最低，白绿8 号最高，且与其他品种间差异显著（P＜0.05）；不同品种绿豆脂肪含量变幅在0.70%～1.26%之间，其中西绿1 号的脂肪含量最低，绿丰5 号的含量最高，且与其他品种间呈显著性差异（P＜0.05）；不同品种绿豆淀粉含量差异变幅较大（54.63 %～70.75%），其中淮绿2 号最高，达70.75%，重庆绿豆淀粉含量最低，为54.64%。结果表明，绿豆中淀粉含量最高，其次是蛋白质，含量最低的是脂肪，且不同品种间存在显著差异（P＜0.05）。

2.3 不同品种绿豆总酚及总黄酮含量

不同品种绿豆提取物总酚、总黄酮测定结果及差异性分析见表4。

表4 不同品种绿豆提取物总酚、总黄酮含量Table 4 Total phenolic content and total flavonoid content of extracts from different mung bean varieties

由表4 可以看出，不同品种绿豆总酚含量和总黄酮含量存在显著性差异（P＜0.05）。参试品种总酚含量在 3.01 mg GAE/g～4.50 mg GAE/g 之间，总黄酮含量在2.86 mg RE/g～6.32 mg RE/g 之间，其中重庆绿豆总酚和总黄酮含量最高，绿丰5 号总酚含量最低，白绿8 号总黄酮含量最低。Shi 等[22]的研究表明，绿豆的总酚含量为2.05 mg GAE/g～2.38 mg GAE/g，均低于本试验结果。Zhang 等[9]的研究表明，绿豆品种中总酚含量最高的达到5.07 mg GAE/g，总黄酮含量最高的达到5.97 mg RE/g。程安玮等[23]研究了4 种豆类的多酚和类黄酮含量，其中绿豆的总多酚含量为10.57 mg/g，总类黄酮的含量为5.83 mg/g。以上结果说明，绿豆总酚和总黄酮的含量可能与品种、产地不同有关。

2.4 不同品种绿豆抗氧化能力分析

2.4.1 不同品种绿豆铁还原抗氧化能力（FRAP）比较

在酸性pH 值下，Fe3+与TPTZ 形成复合物，并且在还原物质的作用下，被还原为Fe2+，显示出明显的蓝色，于593 nm 处达到最大吸收值，其吸光值的大小与还原物质含量有关，因此总抗氧化能力可以由FRAP值表示[24]。9 个不同品种绿豆的FRAP 值及差异性分析见表5。

参试品种绿豆的FRAP 值主要分布在1.89 mmol Fe2+/100 g～3.37 mmol Fe2+/100 g 之间，不同品种FRAP之间有显著差异性（P＜0.05），参试品种FRAP 值的大小排序为：重庆绿豆＞淮绿2 号＞冀绿7 号＞西绿1 号＞洮绿8 号＞忻州绿豆＞安绿7 号＞绿丰5 号＞白绿8 号。Lee 等[25]研究了脱脂后绿豆和黄豆的抗氧化活性，结果表明绿豆的FRAP 值为8.23 umol Fe2+/g，低于本试验结果，这可能与绿豆品种和测定方法有关。

2.4.2 不同品种绿豆清除DPPH 自由基能力比较

DPPH 自由基是一种人工合成的、稳定的自由基，其与抗氧化剂反应后于517 nm 波长处的最大吸收值降低。DPPH 法定量分析自由基清除能力在全世界范围内被广泛应用[26]。如表5 所示，不同品种绿豆籽粒提取液均具有DPPH 自由基清除作用。DPPH 自由基清除率在39.28%～66.90%之间，变幅较大。其中，重庆绿豆DPPH 自由基清除率最高，显著高于其他品种的绿豆（P＜0.05）；参试品种中白绿 8 号 DPPH 自由基清除率显著低于其他品种（P＜0.05）。巩葛等[27]对云南特色豆类的抗氧化性进行了研究，其中保山大绿豆对DPPH 自由基的清除能力在69%以上，而Gujral 等[28]的研究结果表明，绿豆对DPPH 自由基的清除能力为18%。以上结果说明，不同品种绿豆对DPPH 自由基的清除能力不同。

2.4.3 不同品种绿豆清除·OH 能力比较

·OH 属于活性氧化物，可以和多种生物大分子发生反应，降解多糖、DNA 等化合物，具有极大的危害性。因此，羟自由基清除能力是评价抗氧化能力的重要指标之一[29]。由表5 可以看出，9 个不同品种绿豆的提取液对·OH 的清除能力不同。其中，西绿1 号清除·OH 能力最弱，清除率为29.41%，显著低于其他品种（P＜0.05）。安绿 7 号清除能力最强，为 44.74%，显著高于其他品种（P＜0.05）。除安绿7 号和重庆绿豆两个品种清除能力高于40%，其他品种绿豆均低于40%，从整体上来看，不同品种绿豆对于DPPH 自由基的清除能力要强于·OH 清除能力，说明DPPH 自由基与羟自由基还原机理可能不同。江均平等[10]对绿豆、小豆种质清除自由基的研究表明，绿豆的·OH 清除能力变幅范围为11.8%～42.0%，与本试验结果基本一致。

2.5 绿豆总酚、总黄酮含量与抗氧化活性相关性研究

不同品种绿豆总酚、总黄酮含量与抗氧化活性相关性分析见表6。

表6 不同品种绿豆总酚、总黄酮含量与抗氧化活性相关性分析Table 6 Correlations between phenolic contents and antioxidant activities of different mung bean varieties

植物中的总酚、总黄酮含量和抗氧化活性之间存在一定的相关性。由表6 可以看出，参试绿豆总酚含量、总黄酮含量与DPPH 自由基清除率以及FRAP 之间存在极显著相关性（P＜0.01）。·OH 清除率与总酚含量、总黄酮含量、DPPH 自由基清除率、FRAP 无显著相关性。白周亚等[30]研究表明不同品种豇豆提取液中总酚、总黄酮含量与FRAP、DPPH 自由基清除能力具有极显著的相关性（P＜0.01）。蔡萌等[31]研究表明黄土高原小粒大豆总酚含量与总抗氧化能力、DPPH 自由基清除率呈极显著的正相关。

3 结论

绿豆是我国传统的药食兼用的食材，含有丰富的营养物质。本研究结果表明，不同品种绿豆在物理特性、营养品质和抗氧化特性方面存在差异，且绿豆的总酚含量、总黄酮含量、FRAP、DPPH 自由基清除率间呈极显著相关性。洮绿8 号百粒重、粒长最大，明度较好；西绿1 号脂肪含量最低；白绿8 号蛋白质含量最高，可用于蛋白类食品和保健品的开发，如蛋白粉、蛋白添加剂等；淮绿2 号淀粉含量最高，可用于制作粉丝、甜点等[5]。在绿豆抗氧化性方面，总酚、总黄酮含量，FRAP 值和DPPH 自由基清除率最高的均为重庆绿豆，可用于功能性保健产品的开发，此外，重庆绿豆的百粒重最小为4.44 g，也可用于豆芽生产[4]。我国绿豆资源丰富，不同产地有不同的品种，对于不同品种绿豆的品质特性进行研究，有利于充分发挥各个品种的优势和特色，为绿豆品种的特异性研究和加工利用提供一定依据。