赤小豆活性成分及种植条件研究

2023-07-29樊志强

农业科技与装备 2023年2期

樊志强

（本溪化学工业学校，辽宁本溪 117019）

赤小豆（Vigna umbellata (Thunb.)OhwietOhashi）为豆科豇豆属1 a生草本植物，始载于《神农本草经》，一般为赤色，呈椭圆形或长椭圆形，原产于亚洲热带地区，现我国南北方都有种植[1]。赤小豆富含淀粉、膳食纤维、B 族维生素、钙、钾等营养物质，是一种传统的食用豆类。同时，赤小豆含有多酚、皂苷类、黄酮类、鞣质等多种活性物质，具有利水消肿、解毒排脓的功效，可用于糖尿病等慢性疾病的预防和控制。作为一种药食同源的杂粮作物，赤小豆主要作为杂粮食用，对其功效的认识和应用尚不完全。总结分析赤小豆活性成分提取与功能研究成果，分析栽培方式对赤小豆产量和品质的影响，以期为赤小豆种植及活性成分提取与应用提供理论依据。

1 赤小豆活性成分提取及功效

综合分析国内外研究文献和报道，赤小豆活性研究主要集中在蛋白质、黄酮及酚类、膳食纤维、酶及酶抑制剂、色素提取及其功效等方面。

1.1 蛋白质

赤小豆含有20%的蛋白质，富含18 种氨基酸且配比平衡，其中1/3为人体必需氨基酸，其蛋白消化吸收率达50%以上。赤小豆蛋白溶解性好，乳化性、起泡性和泡沫性较稳定。目前，一些科研工作者致力于研究从赤小豆中提取蛋白质的方法和工艺参数。

Sritongtae B等[2]研究表明，相比于普通赤小豆，发芽赤小豆含有更多的粗蛋白、还原糖和B 族维生素，具有更优良的抗氧化能力。分别用磷酸盐缓冲液和硼酸盐缓冲液提取赤小豆种子中的蛋白质，显示磷酸盐缓冲液（pH 8.0）提取蛋白质的效果较好。采用硫酸铵分步沉淀、40%硫酸铵饱和度除杂法，再用95%硫酸铵饱和度沉淀酶蛋白，试验结果显示：与对照组相比，光照下培养的赤小豆芽蛋白含量提高30%，超氧化物歧化酶活性增加54%，且随赤小豆芽长的增加，超氧化物岐化酶的活性呈上升趋势。

用阳离子修饰的SephadexG-100 经BrCN 化后，采用吸附和共价交联法固定部分纯化的赤豆β-半乳糖苷酶，载体表现出较高的蛋白载量和酶活性收率，活性收率达65%，且酸碱稳定性、热稳定性、存储稳定性和使用稳定性良好。林栋[3]以赤小豆为原料，采用碱溶酸沉工艺对赤小豆蛋白提取参数进行优化。不同因素对提取率影响的主次顺序为：pH＞料液比＞浸提温度＞浸提时间。在浸提温度40 ℃、浸提时间60 min、料液比1∶30、pH 9.5的条件下，蛋白质提取率达83.94%。

1.2 黄酮与酚类化合物

黄酮类化合物具有较强的体外抗氧化作用，是预防和治疗肿瘤、肝病等疾病的有效成分。彭游等[4]采用微波光波提取干法提取赤小豆中的总黄酮，在功率800 W（微波55%，光波45%)、加热6 min 的条件下，70%乙醇萃取总黄酮的提取率为1.24%，且操作简单快速，成本低。在评价赤豆总黄酮提取物的体外抗氧化作用时，发现赤豆总黄酮提取物在40，80，120 ng剂量下的抗氧化作用大于芹菜素。赤豆总黄酮提取物具有较强的体外抗氧化作用，对Fe2+导致的大鼠原代肝细胞氧化损伤具有保护作用。此外，从赤豆的干燥种皮中还首次提取到黄色的芦丁化合物。

1.3 膳食纤维

赤豆皮中的纤维含量达60%左右，且质感较佳、口感较好。赤豆皮水不溶性膳食纤维对胆酸钠具有显著的吸附作用，其吸附能力随其用量的增加而增强，但其分子结构和其他性能有待进一步研究。

曹阳[5]在提取赤豆皮中的膳食纤维时，以提取温度、提取时间、液固比、碱液浓度为试验因素，以提取率为考察指标，利用四因素三水平正交试验确定最佳工艺参数为：提取温度55 ℃、时间9 h、液固比6、碱溶液浓度1.5%时，膳食纤维提取率为51%。在赤豆皮粉碎粒度为1.0～1.5 mm 时，膳食纤维的提取率达53.5%。

利用赤豆脱脂样品获取水不溶性膳食纤维成品后，在体外模拟条件下试验，发现在酸性条件下赤豆皮水不溶性膳食纤维对NO-2具有较好的吸附作用，在pH 2.0 时，最大吸附速率为0.132 μmol/(g·mol)，最小吸附浓度为1.28 μmol/(g·mol)，平衡时间为73.3 min；在pH 6.0时，水不溶性膳食纤维对胆酸钠具有很强的吸附作用。

酶解后提取纤维素时，各因素对酶解反应速率影响从大到小依次为：温度＞加酶量＞酶解时间＞pH＞固液比。酶解赤豆纤维素的最佳提取工艺为：加酶量0.46%、酶解温度46 ℃、酶解时间17 h、固液比1∶11、pH 4.8。

1.4 其他成分

为明确赤小豆的活性成分，提高赤小豆质量控制标准，陈俏等[6]从抗氧化活性较强的乙酸乙酯部位分离出12 个化合物，分别为儿茶素、表儿茶素、3-羟甲基呋喃葡萄糖苷、杨梅素-3-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-7-O-β-D-葡萄糖苷、儿茶素-3-O-β-D-葡萄糖苷、儿茶素-5-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素3′-O-α-L-鼠李糖苷、(±)二氢槲皮素、槲皮素、没食子酸乙酯、丙二醇。

王桃云以赤小豆为原料，对赤小豆的乙醇、乙酸乙酯、蒸馏水提取物抗氧化活性进行研究，结果表明：不同的赤小豆提取物均有一定的抗氧化能力，其大小顺序为:乙酸乙酯提取物＞乙醇提取物＞蒸馏水提取物。乙酸乙酯提取物中的黄酮含量最高，为6.3 mg/g。相关性分析表明，提取物在ABTS，FRAP及β-胡萝卜素/亚油酸体系中的抗氧化能力与总黄酮含量的相关性较强。

2 种植方式对赤小豆产量的影响

赤小豆种植试验表明，科学控制间作距离，合理设置种植密度，可以提高赤小豆的产量和品质。

为优化黑核桃—赤小豆间作的栽培模式，张骁博等[7]通过测定间作条件下黑核桃与赤小豆的光合作用参数，分析光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)和光饱和时的最大净光合速率，比较距离黑核桃0.3，1.3，2.3 m处赤小豆的光合特性，结果表明：受黑核桃遮阴影响，不同位置的赤小豆所接受的光合有效辐射也不同，长期遮阴会使靠近黑核桃的赤小豆生理特性发生改变，进而影响总产量。在间作栽培过程中，应科学控制间作距离和合理安排种植密度，并通过修剪黑核桃来提高透光率，使赤小豆接受更多的有效辐射，进而提高作物产量。

弓彦珍选用XD13-12和XD15-03两种药食两用赤小豆，采用PEG模拟干旱胁迫，探究PEG胁迫下赤小豆幼苗叶片水分状况与抗氧化之间的变化规律，测定赤小豆幼苗叶片总类黄酮、总酚类物质含量和抗氧化酶活性等生理指标，结果表明：PEG 胁迫下品系XD15-03 的水分状况、光合和耐受性优于XD13-12。同时，XD15-03 抗氧化能力更强，类黄酮及酚类活性物质含量更高，可作为旱地品种推广种植。