绿豆发芽过程中组分及营养变化研究进展

姜宇婷

摘要    本文综述了绿豆发芽对其营养物质、抗营养因子和生物活性物质的影响。绿豆在萌发过程中随着外部形态的变化，其内部营养成分均发生了相应的改变，其中部分大分子物质为满足萌发过程的需要通过酶促反应被降解为一系列具有生物活性的小分子物质。另外，随着萌发过程的进行，绿豆内部维生素以及矿物质得以释放，抗营养因子减少，使其营养价值及功能特性都有所增加。

关键词    发芽绿豆;营养物质;抗营养因子;生物活性物质

中图分类号    TS214.9        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）14-0209-01

研究证实，绿豆芽具有良好的抗氧化、抗肿瘤、抗辐射、增加免疫力等功效[1]。因绿豆籽粒在萌发过程中的一系列生化反应会伴随有新物质的产生，且自身酶系启动可以将内部的基础营养成分降解形成对应的小分子物质，这些多肽等小分子物质具备特定的生物活性且更易被人体吸收利用[2]，所以绿豆籽粒萌发过程中的生理变化成为目前的研究热点。绿豆经过发芽处理可以使营养物质丰富、抗营养因子减少、生物活性物质增加，但是目前人们对绿豆发芽的生理变化研究不够透彻，仍然需要深入而系统的研究。本文现对绿豆发芽对其营养物质、抗营养因子和生物活性物质的影响进行综述。

1    绿豆萌发过程中营养物质的变化

1.1    蛋白质与氨基酸

由于蛋白酶系在萌发过程中被激活，绿豆中的贮藏蛋白将被酶解以为萌发过程中胚发育提供必需的氨基酸以及新的蛋白质;另外，为满足萌发过程中胚的生长需要，绿豆体内部分游离氨基酸将运转至胚的生长部分重新合成特定的蛋白质。因此，绿豆在萌发过程中蛋白质含量与种类的变化为原贮藏蛋白质水解和新蛋白质合成二者共同作用的结果。绿豆萌发过程中其蛋白质含量为先升高后降低的趋势，其变化原因可能与萌发过程中为满足芽苗的生长，绿豆芽内的原蛋白质需要分解为氨基酸以及小分子物质，新的蛋白质需要利用特定氨基酸合成有关。

绿豆发芽过程中不同种类蛋白质的变化趋势也不同，其中的谷蛋白含量随萌发时间持续增加，清蛋白含量则为逐渐下降的趋势，分离蛋白含量为先增高后下降趋势，球蛋白与分离蛋白正好相反，为先升高后下降的趋势，醇溶蛋白含量变化较小[1]。对于蛋白质二级结构而言，随着发芽时间的延长，其中β-折叠、α-螺旋和β-转角结构数量呈现降低趋势，无规则卷曲结构数量先下降后升高。发芽后绿豆蛋白质的乳化性、起泡性、吸水性和吸油性显著高于原绿豆蛋白，而乳化稳定性显著低于原绿豆蛋白[2]。

1.2    碳水化合物

在绿豆萌发过程中，还原糖作为一种能源物质通过呼吸作用被消耗分解以提供能量，故其在绿豆萌发过程中含量明显降低。具体而言，在绿豆萌发过程中棉籽糖家族寡糖类含量降低、单糖和蔗糖含量升高，棉籽糖家族寡糖类通过糖酵解反应生成葡萄糖等物质，为绿豆萌发提供大量能量来源[3]。

淀粉作为植物种子贮存养分的主要形式，其含量在各类植物种子中都很高。淀粉作为种子萌发的重要能量来源之一，能够通过酶促反应降解为低分子糖类并且提供大量的能量，而且在绿豆萌发过程中随着芽长增长其糊化特性、颗粒特性等发生改变。淀粉的峰值黏度以及糊化温度在綠豆芽长1 cm时出现极值，淀粉颗粒的平均圆形度以及粒径同样在绿豆芽长1 cm时出现较大的变化。由此可知，绿豆萌发芽长1 cm时生长速率达到峰值且淀粉大量分解以提供能量[4]。

1.3    脂类物质

在绿豆中脂类物质的含量较少，但其亦是绿豆发芽过程中的能源物质之一。研究得知，绿豆萌发96 h之后，其脂肪含量与未发芽对照组相比下降了31.9%，这可能与其在相关酶作用下先被分解为甘油与脂肪酸并最终经过一系列反应转化为糖类以提供绿豆萌发所需能量有关，故脂类含量在绿豆发芽过程中不断减小[1]。

1.4    矿物质元素

绿豆在萌发过程中矿物质元素含量的变化与其代谢活动紧密相关。王  莘等[5]研究表明，绿豆经过萌发过程之后其内部所含的矿物质元素除了镁、磷之外，其他矿物质元素的含量均高于对照。其中，铁在芽萌发到1.5 cm时达到最大值，较对照增加65.9%;钙在芽萌发到4.5 cm时达到最大值，较对照增加2.7%;锌在芽萌发到4～5 cm时达到最大值，较对照增加27.7%;铜在芽萌发到4.5 cm时达到最大值，较对照增加117.6%;钾在芽萌发到3.0 cm时达到最大值，较对照增加2.1%。

2    绿豆萌发过程中抗营养因子的变化

2.1    植酸

植酸广泛存在于植物体内的蛋白小体中以起平衡其体内营养物质的作用，但作为食物进入动物体内后会通过各种机制抑制动物对于营养物质的吸收，其中包括与多种金属离子螯合形成相应的不溶性质酸盐以及与蛋白酶结合以抑制其活性等途径。在绿豆籽粒中，99%的植酸均存在于子叶中。据2015年一项关于萌发对于绿豆植酸含量以及植酸酶活性影响的研究表明，绿豆萌发会使其植酸酶与磷酸酶活性均有一定的提高，且其子叶中的植酸含量与未萌发对照组相比下降76%，萌发同样会使锌、铁等离子生物利用度增加。为此，使用外源植酸酶结合绿豆萌发，既可缩短萌发时间，亦可达到最大生物利用度[6]。

2.2    胰蛋白酶抑制剂

在绿豆籽粒萌发过程中，其内部的胰蛋白酶抑制剂与各自相应的胰蛋白酶互相作用形成一定的动态平衡，在调节自身内部生化反应中承担着极其重要的角色。值得注意的是，如果这些胰蛋白酶抑制剂通过食用进入动物的小肠内部，将与动物胰蛋白酶结合为无活性复合物，影响动物对蛋白质的吸收。研究表明，在绿豆中存在一种绿豆胰蛋白酶抑制剂且存在4种活力完全相同的异构体，但随着萌发过程的进行该胰蛋白酶抑制剂含量缓慢减少，这可能与绿豆籽粒在萌发过程中产生的蛋白酶系，如巯基还原酶及特殊的巯基蛋白酶有关[7]。常温条件下巯基蛋白酶即可钝化或降解各类蛋白酶抑制剂。

2.3    植物红细胞凝集素

植物红细胞凝集素是一种具有多糖结构识别域的糖蛋白，其具有凝集血红细胞的能力。绿豆凝集素是一种典型的豆科类凝集素，其除了在植物体内起到调节生理变化的作用之外，还可以在萌发过程中作为促有丝分裂因子对胚胎的分离和分化起到促进作用。相关研究表明，绿豆凝集素的最适宜pH值为7.0～7.5，绿豆凝集素是一种耐热型豆科类凝集素，其在25 ℃的温度条件下仍然能够保持较高的活力并且持续一段时间[8]。因此，在萌发过程中，随着时间的延长，绿豆凝集素的活性会相对有所下降，但是并没有完全丧失活性。

3    绿豆萌发过程中生物活性物质的变化

3.1    γ-氨基丁酸

γ-氨基丁酸（γ-Aminobutyric acid，简称GABA）广泛存在于高等植物中的各个部位，其含量为0.03～2.00 μmol/g。随着绿豆不断萌发，刚开始生成的大量谷氨酸以及蛋白质均为GABA的产生提供良好的基础，随着GABA合成相关酶的激活，GABA含量开始增加，但GABA含量在一段时间之后有降低的趋势。这可能与植物体内GABA支路调控有关，如谷氨酸的脱羧反应受到抑制以及GABA与α-酮戊二酸反应生成谷氨酸[9]。

3.2    酚类化合物

酚类化合物广泛存在于高等植物的生长过程中，具体包括黄酮、酚酸、儿茶素、阿魏酸等具有良好抗氧化能力的物质。研究表明，绿豆在萌发过程中体内大多数酚类化合物例如黄酮、芦丁、阿魏酸等的含量逐渐增加，而且总酚含量在萌发5 d后与未萌发对照组相比增加了5.0倍[10]。另外，异黄酮在绿豆萌发4 d时达到最大值，为0.78 g/100 g，之后随呼吸作用减弱而略有下降。绿豆萌发过程中酚类化合物的含量变化与控制其生物合成代谢的苯丙氨酸氨基裂解酶活性有关。

4    参考文献

[1] 刘裕.发芽绿豆和青稞宏量组分结构、理化性质及对面条品质的分析[D].杨凌：西北农林科技大学，2019.

[2] 赵天瑶，张亚宏，金涛，等.绿豆萌发过程中蛋白组分及亚基变化[J].中国农业科学，2018，51（9）：1783-1794.

[3] 吴香玉.绿豆萌发的动态代谢组学研究[D].武汉：中国科学院研究生院（武汉物理與数学研究所），2014.

[4] 左娜，吕莹果，陈洁，等.绿豆发芽过程中淀粉的变化研究[J].河南工业大学学报（自然科学版），2016，37（6）：81-84.

[5] 王莘，王艳梅，董浩.豆类萌发期矿物质元素和糖类含量变化的研究[J].扬州大学学报，2003（2）：72-74.

[6] WANG X K，YANG R Q，JIN X L，et al.Effect of germination and incubation on Zn，Fe，and Ca bioavailability values of soybeans（Glycine max L.）and mung beans（Vigna radiate L.）[J].Food Science and Biotech-nology，2015，24（5）：1829-1835.

[7] 刘同祥，牛建昭，许惠玉，等.绿豆胰蛋白酶抑制剂的分离和纯化[J].中国生化药物杂志，2007（3）：145-148.

[8] 黄泽华.绿豆凝集素的分离提取及其部分性质研究[D].大庆：黑龙江八一农垦大学，2014.

[9] 石磊，刘超，周柏玲，等.萌发条件对绿豆芽中γ-氨基丁酸含量的影响研究[J].粮食与油脂，2019，32（3）：50-53.

[10] GAN R Y，WANG M F，LUI W Y，et al.Dynamic changes in phytochem-ical composition and antioxidant capacity in green and black mung bean（Vigna radiata）sprouts[J].International Journal of Food Science & Technology，2016，51（9）：2090-2098.