杂豆芽菜多酚类物质及抗氧化活性研究

时间：2024-07-28

◎李慧，刘义，魏林，徐斌，任勰珂，刘向前，张先果

（1.贵州食品工程职业学院，贵州贵阳 551400；2.贵州中储粮粮油质监中心，贵州贵阳 550009；3.中央储备粮贵阳直属库有限公司，贵州贵阳 550009；4.中国储备粮管理集团有限公司贵州分公司，贵州贵阳 550009）

芽菜是一种新型蔬菜，其采用无土栽培技术，具有无污染、无公害等特点[1]，是人们餐桌上常见的一道美食，性味甘平，有健脾、润燥、排毒、消肿止痛、清热利湿和抗癌的作用[2-3]。经研究发现，芽菜中含有大量的酚类化合物，包括酚酸、黄酮类化合物和花色苷等，这些酚类化合物都有很强的抗氧化活性。目前，有证据表明，多酚化合物在预防与人类年龄相关的疾病方面有十分明显的功效，如预防心脑血管疾病、癌症等[4-5]。关于植物多酚的生物活性方面的研究也已经十分广泛和深入，植物多酚对人类健康方面的独特作用已经得到人们的普遍认可。本文选用绿豆、红豆、芸豆3 种杂豆进行培育，研究其芽菜的酚类物质及抗氧化活性，为后续芽菜的原料选择、市场开发、精深加工等提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料

绿豆、红豆、芸豆，均为当年新豆，购于贵州省大方县。

1.1.2 试剂

没食子酸、福林酚、碳酸钠、芦丁、亚硝酸钠、六水氯化铝、氢氧化钠、甲醇、无水乙醇、Trolox、DPPH（1，1-二苯-2-苦肼基）、TPTZ（三吡啶三吖嗪）、醋酸钠、冰醋酸、浓盐酸和氯化铁，以上试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

FW100 型高速万能粉碎机，天津泰斯特；TD5A 型多管架式离心机，长沙英森仪器有限公司；722 型可见光分光光度计，上海精密仪器有限公司；AR-2140 型电子天平，上海梅特勒-托利多仪器有限公司；DK-S24型电热恒温水浴锅，上海分心实验仪器有限公司；DGG-9053 型电热恒温鼓风干燥箱，海森信实验仪器有限公司。

1.3 样品制备

1.3.1 豆类种子原料的选择

选择适量色泽新鲜、籽粒饱满、无虫蛀、无霉烂、无残破、发芽势强的优质豆类种子备用。

1.3.2 试验用芽菜的培养

将选取的豆类种子清洗2～3 遍后浸泡24 h，进行芽菜制备（25～28 ℃、遮光、每隔12 h 淋水1 次）。每12 h取样1次，先测湿重，于烘箱中烘干（38～42 ℃）测干重，再将烘干的芽菜样品粉碎成质地均匀的粉末，放入自封袋中密封保存并做好相应的标记，在-20 ℃下保存备用。

1.3.3 芽菜酚类化合物的提取

取芽菜样品0.5 g，按料液比为1∶15 加入50%乙醇，30 ℃避光水浴浸提，每15 min 手动振摇1 次，1.5 h后避光静置8 min 后3 500 r·min-1离心15 min。将残渣加7.5 mL 50%乙醇2 次浸提，将提取液与第1 次提取液混合，避光冷藏保存备用。

1.4 实验方法

1.4.1 总酚含量的测定

参考SINGLETON 方法[6]并略做修改，以没食子酸作为标准品制作标准曲线，曲线方程为Y=2.108 1X+0.015 2，相关系数R2=0.999 2，吸取100 μL样液至5 mL 容量瓶中，加入3 mL 蒸馏水，混合后加入250 μL 福林酚试剂，再加入750 μL 20%的碳酸钠溶液，蒸馏水定容，置于40 ℃避光水浴反应30 min。在760 nm 波长处测定吸光度值。空白以100 μL 蒸馏水代替。以没食子酸计，最后结果表示为没食子酸当量（mg GAE/100 g DW）。

1.4.2 类黄酮含量的测定

参考DEWANTO[7]方法进行测定，以芦丁作为标准品制作标准曲线，曲线方程为Y=8.835 7X+0.015 7，相关系数R2=0.999 2。样品中类黄酮含量以芦丁计，最后结果表示为芦丁当量（mg RAE/100 g DW）。

1.4.3 DPPH 自由基清除能力的测定

根据BRAND WILLIAM 等[8]的方法并略做修改，以Trolox 作为标准品制作标准曲线，曲线方程为Y=0.062 0X+1.582 7，相关系数R2=0.999 1。分别取7.8 mL DPPH 甲醇液和200 μL 样液（其中芸豆芽菜提取液取200 μL 经50%乙醇稀释后再取200 μL）先后加入10 mL 棕色容量瓶中，混匀。于室温暗处反应60 min后在515 nm处测定残留DPPH自由基吸光度。对照组设置为200 μL 空白提取液代替样液。平行做3 组，取平均值。样液或已知浓度的Trolox 标准液对DPPH 自由基的抑制率按公式（1）计算：

式（1）中：A0是对照组在515 nm 处吸光度；A是反应液终止时515 nm 处吸光度。

样品的自由基清除能力根据它们的抑制率表示为Trolox 当量（mmol/L TE/100 g DW）。

1.4.4 FRAP 法测定粗提物的总抗氧化能力

参照BENZIE[9]等的方法并略做修改，以Trolox 作为标准品制作标准曲线，曲线方程为Y=0.001 2X+0.018 8，相关系数R2=0.999 5。吸取200 μL 样液于10 mL 容量瓶中，再加入600 μL蒸馏水，混匀，最后加入6 000 μL现配好的FRAP 工作液，混匀。将混匀的溶液置于恒温水浴锅中37 ℃反应30 min 后于595 nm 处测定产物的吸光度值。对照组设置为200 μL 提取液代替样液。样品的氧化还原能力表示为Trolox 当量（mmol/L TE/100 g DW）。

1.5 数据分析

采用Origin 8.6 软件绘制图表，SPSS 21.0 软件进行Pearson 相关性分析。

2 结果与讨论

2.1 芽菜生长过程中酚类化合物含量变化

2.1.1 绿豆芽菜多酚类物质含量变化

绿豆芽菜生长过程中酚类化合物含量测定结果见图1 和图2。从总体上看，绿豆芽菜在生长过程中总酚、类黄酮含量呈现先下降后上升的趋势。在总酚方面，绿豆种子的含量为363.024 mg GAE/100 g DW。然后培养至0～12 h 时有一个下降的过程，下降到最低为221.005 mg GAE/100 g DW。而后又逐渐升高，在培养至84 h 后，绿豆小明绿芽菜总酚含量升高趋势明显，在第120 h 达到最高值为815.853 mg GAE/100 g DW，为豆类种子的2.25 倍；绿豆种子类黄酮含量为30.320 mg RAE/100 g DW。然后培养至0～12 h 时含量下降到最低为15.381 mg RAE/100 g DW，而后含量又开始上升，在培养至60 h 后，绿豆芽菜类黄酮含量升高趋势逐渐明显，120 h 达到最高值为56.294 mg RAE/100 g DW，为豆类种子的1.86 倍。

图1 绿豆芽菜生长过程中总酚物质含量图

图2 绿豆芽菜生长过程中类黄酮物质含量图

2.1.2 红豆芽菜多酚类物质含量变化

红豆芽菜生长过程中酚类化合物含量测定结果见图3 和图4。红豆芽菜生长过程中，种子的总酚含量为532.660 mg GAE/100 g DW。生长过程中基本呈上升的趋势，培养至132 h 后其总酚含量开始高于种子，最后12 h 升高的最明显，在第144 h 达到最高值为704.141 mg GAE/100 g DW，为豆类种子的1.32 倍；红豆种子的类黄酮含量为104.338 mg RAE/100 g DW。也是整个培养过程的最大值。生长过程中基本呈现先下降后趋于稳定的现象。其中，培养至0～12 h 含量缓慢下降最快至含量为36.941 mg RAE/100 g DW。继续培养至48～144 h含量变化范围很小，仅在0～3.056 mg RAE/100 g DW，红豆芽菜的类黄酮含量显著低于种子。

图3 红豆芽菜生长过程中总酚含量图

图4 红豆芽菜生长过程中类黄酮含量图

2.1.3 芸豆豆芽菜多酚类物质含量变化

芸豆芽菜生长过程中酚类化合物的含量变化见图5 和图6。在芸豆芽菜生长过程中，种子的总酚含量为534.083 mg GAE/100 g DW。生长过程中基本呈先下降后上升到最大值后又开始下降的趋势，培养至60～132 h时其含量升高趋势明显，培养至120～132 h 时升高的最明显，在第132 h 达到最高值为921.873 mg GAE/100 g DW，为豆类种子的1.726 倍；芸豆在生长过程中，种子的类黄酮含量为78.194 mg RAE/100 g DW，基本呈现先缓慢降低再逐渐升高的趋势，培养至12～84 h含量缓慢下降至最低为20.134 mg RAE/100 g DW。培养至84～132 h 时含量开始上升，培养至132～144 h 含量又出现下降。其中，培养至84～96 h 上升最快，培养至132 h 达到最高值为47.467 mg RAE/100 g DW，低于种子含量。

图5 芸豆芽菜生长过程中总酚含量图

图6 芸豆芽菜生长过程中类黄酮含量图

2.2 芽菜抗氧化活性变化

2.2.1 绿豆豆芽抗氧化活性变化

总体来看，绿豆芽菜在生长过程中DPPH 清除自由基能力和铁离子还原能力均呈大幅上升趋势见图7。绿豆种子时期的DPPH清除自由基能力为0.902 mmol/L TE/100 g DW，在0～12 h 有所下降后一直呈现上升趋势，在120 h DPPH 清除自由基能力达到最高值为2.715 mmol/L TE/100 g DW，为种子的2.77 倍；绿豆种子的铁离子还原能力为1.153 mmol/L TE/100 g DW，在0～12 h 有所下降后又明显上升，在120 h 铁离子还原能力达到最高值为3.421 mmol/L TE/100 g DW，为种子的2.98 倍。

图7 绿豆芽菜生长过程中的DPPH 清除自由基能力和铁离子还原能力图

2.2.2 红豆豆芽抗氧化活性变化

红豆在生长过程中DPPH 清除自由基能力和铁离子还原能力均呈上升趋势见图8。种子时期的DPPH清除自由基能力为2.202 mmol/L TE/100 g DW，而后呈先下降后上升变化趋势。在最后12 h 升高得最明显，在144 h DPPH 清除自由基能力达到最高值为2.543 mmol/L TE/100 g DW，为豆类种子的1.15 倍；红豆种子的铁离子还原能力为2.493 mmol/L TE/100 g DW，在0～12 h 有一个大幅下降的过程，约下降了1.121 mmol/L TE/100 g DW。而后继续呈现上升的趋势，144 h 铁离子还原能力达到最高值为3.264 mmol/L TE/100 g DW，为豆类种子的1.31 倍。

图8 红豆芽菜生长过程中的DPPH 清除自由基能力和铁离子还原能力图

2.2.3 芸豆芽抗氧化活性变化

芸豆芽菜在生长过程中DPPH 清除自由基能力和铁离子还原能力均呈现先下降后上升的趋势见图9。芸豆种子DPPH 清除自由基能力为2.308 mmol/L TE/100 g DW，在0～36 h 呈下降趋势，且在36 h 为最低值1.123 mmol/L TE/100 g DW，在36～144 h 呈现上升趋势，在96～120 h 升高得最明显，在144 h DPPH 清除自由基能力达到最高值为2.731 mmol/L TE/100 g DW，为豆类种子的1.18 倍；芸豆种子的铁离子还原能力为2.286 mmol/L TE/100 g DW，在0～36 h 呈现下降趋势，铁离子还原能力下降1.031 mmol/L TE/100 gDW，在36～60 h 铁离子还原能力变化不明显，在72～108 h 呈现上升趋势，在108～120 h 铁离子还原能力变化不明显，而后继续上升，在132～144 h又有所下降。在120～13 2h 升高得最明显，在132 h 铁离子还原能力达到最高值为2.677mmol/L TE/100 g DW，为豆类种子的1.17 倍。

图9 芸豆芽菜生长过程中的DPPH 清除自由基能力和铁离子还原能力图

芽菜生长过程中DPPH 自由基清除能力与铁离子还原能力有相同的趋势，具有一定的相关性，这与陈玉霞等的研究一致[10]。3 种豆子在萌发过程中，多酚类物质含量与抗氧化活性变化比较相似，这与梁雅芹[11]等研究的结果相似。查阅文献发现，抗氧化活力的增强可能是由于酶激活作用，且杂豆中抗氧化成分比较多，除多酚物质外，还存在水溶性维生素E、维生素C 等抗氧化成分，这些物质也会在萌发过程中被激发出来。