黃豆芽生產(chǎn)工藝及營養(yǎng)物質(zhì)變化研究

陳玥，陳野（天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津300457）

黃豆芽生產(chǎn)工藝及營養(yǎng)物質(zhì)變化研究

陳玥，陳野*
（天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津300457）

摘要：以發(fā)芽率為指標生產(chǎn)黃豆芽，通過單因素和正交試驗，優(yōu)化得到浸種處理的最佳工藝參數(shù)為：浸種時間3 h、浸種溫度28℃和浸種水量2倍黃豆質(zhì)量。經(jīng)發(fā)芽處理后，蛋白質(zhì)含量整體波動較大；VC含量發(fā)芽初期增加，后期減少；總糖含量呈波浪式上升；粗纖維含量總體呈下降趨勢。黃豆芽感官評價結(jié)果表明，質(zhì)地與水分含量以及粗纖維含量有著密切關(guān)系。水分含量越大，粗纖維含量越小，質(zhì)地較硬脆；反之則較軟。通過計算不同發(fā)芽時間黃豆芽的平均營養(yǎng)價值，得到發(fā)芽1 d的黃豆芽營養(yǎng)價值最高。

關(guān)鍵詞：黃豆芽；浸種工藝；營養(yǎng)物質(zhì)；品質(zhì)評價

黃豆（Soybean）屬于蝶形花科大豆屬草本植物。早在先秦，黃豆已作為重要糧食作物，種植廣泛[1]。黃豆雖含大量蛋白質(zhì)，但吸收利用率并不高，個別人食用后有時還會引起腹脹等現(xiàn)象。黃豆經(jīng)發(fā)芽后，蛋白質(zhì)利用率提高約10%，引發(fā)脹氣的棉子糖、鼠李糖、水蘇糖等寡糖會被分解[2]。不僅如此，黃豆發(fā)芽后各營養(yǎng)物質(zhì)含量也會變化。Ahmad[3]等認為，經(jīng)發(fā)芽處理后，VC含量急劇上升，酶活性增強，有效改善消化，而且豆腥味減少，感官及風(fēng)味更佳。Mostafa[4]等認為，經(jīng)發(fā)芽處理后，非蛋白氮有所增加，而還原糖含量減少，相比黃豆，不同氨基酸含量增加，胃蛋白酶消化率明顯改善。

黃豆芽營養(yǎng)豐富，深受消費者喜愛，但黃豆芽質(zhì)量安全不容樂觀。目前，我國整體的豆芽生產(chǎn)技術(shù)還相對較為落后，以作坊式為主，新興技術(shù)以及生產(chǎn)模式正在逐步投入使用；作坊規(guī)模不一，質(zhì)量參差不齊，有些生產(chǎn)者為降低成本，過量使用藥劑[5-6]。本研究分別通過正交試驗和對不同發(fā)芽時間黃豆芽中營養(yǎng)成分變化進行全面分析，以確定最佳浸種工藝參數(shù)并生產(chǎn)出高品質(zhì)黃豆芽。本研究對引導(dǎo)未來黃豆芽規(guī)?；a(chǎn)具有積極作用，在提高黃豆芽產(chǎn)量的同時，提高其外觀品質(zhì)和營養(yǎng)價值，以適應(yīng)消費者需求。

1　材料與方法

1.1主要材料

黃豆：黑龍江海倫非轉(zhuǎn)基因大豆；α-淀粉酶、中性蛋白酶、糖化酶：Solarbio公司；2，6-二氯靛酚鈉：上海金穗生物技術(shù)有限公司。

1.2主要設(shè)備

K9840自動凱氏定氮儀：濟南海龍儀器有限公司；MB23基礎(chǔ)型水分分析儀：奧豪斯國際貿(mào)易（上海）有限公司；TAXTplus質(zhì)構(gòu)測定儀：英國 stable micro systems公司。

1.3生產(chǎn)工藝

1.3.1黃豆芽生產(chǎn)工藝流程

圖1　黃豆芽生產(chǎn)工藝流程圖Fig.1　Soybean sprouts production process flow diagram

1.3.2浸種條件正交試驗

以浸種時間、浸種溫度、浸種水量（用水量與黃豆的質(zhì)量比）為三因素，選擇L9（33）正交表格，優(yōu)化浸種時間、浸種溫度、浸種水量對黃豆發(fā)芽率的影響。表1為正交試驗因素水平表。

表1　浸種條件正交試驗因素水平表Table 1　Orthogonal level of soaking condition factors

1.3.3發(fā)芽率的測定

胚根露出種皮超過豆子長度1 mm以上即為發(fā)芽，發(fā)芽豆數(shù)與總豆數(shù)的比值即為發(fā)芽率。本研究將黃豆置于豆芽機內(nèi)發(fā)芽48 h，計算發(fā)芽率。樣品發(fā)芽率取3個重復(fù)的平均值[7]。

1.4測定方法

1.4.1黃豆芽中各主要營養(yǎng)物質(zhì)的測定

蛋白質(zhì)的測定：GB 5009.5-2010《食品安全國家標準食品中蛋白質(zhì)的測定》[8]；VC的測定：GB 6195-1986《水果、蔬菜VC含量測定法》[9]；總糖的測定：GB/T 15672-2009《食用菌中總糖含量的測定》[10]。

1.4.2粗纖維的測定

總膳食纖維測定方法：AACC 32-07方法[11]。

1.4.3水分含量的測定

利用水分測定儀，檢測黃豆芽中可食用部分的含水率。

1.5品質(zhì)評價

1.5.1質(zhì)構(gòu)分析

本研究利用質(zhì)構(gòu)分析儀模擬人咀嚼的力學(xué)過程，并進行感官分析試驗，以描述黃豆芽硬度。首先，選擇型號為HDP/BS的刀頭。然后，取10根黃豆芽依次排列于樣品固定平臺上。最后，通過電腦記錄完全切斷樣品所需力的變化過程。

1.5.2分級評分

制作黃豆芽感官評價評分標準及評價表，如表2所示。

表2　黃豆芽感官評價評分標準Table 2　Soybean sprouts sensory evaluation score standard

1.6平均營養(yǎng)價值估算

由于蔬菜的營養(yǎng)價值是由多種成分組成的，為了綜合評估其營養(yǎng)價值，G.Rinnc（1965）曾提出了“必要營養(yǎng)價值”的估算概念，后經(jīng)Grubben（1978）修改更名為“平均營養(yǎng)價值”，簡稱ANV[12]。

本研究將利用平均營養(yǎng)價值來計算和評價蔬菜的品質(zhì)。此法是根據(jù)各類蔬菜每100 g可食用部分中，所含蛋白質(zhì)、纖維素、鈣、鐵、胡蘿卜素和VC這6種主要成分的量，按照公式（1）進行計算。

ANV=蛋白質(zhì)（g）/5+纖維素（g）+鈣（mg）/100+鐵（mg）/2+胡蘿卜素（mg）+VC（mg）/40（1）

分數(shù)越大營養(yǎng)價值越高，反之越低。

有研究顯示[13-14]，黃豆芽中鈣、鐵和胡蘿卜素含量如表3所示。

表3　鈣、鐵和胡蘿卜素含量Table 3　The content of calcium，iron and carotene

1.7綜合測定

將黃豆芽感官評價得分與平均營養(yǎng)價值估算結(jié)果加和，得到綜合測定結(jié)果。

2　結(jié)果與討論

2.1浸種條件正交試驗結(jié)果

以黃豆發(fā)芽率為指標，測定不同浸種條件下黃豆發(fā)芽率，并以極差法分析各因素對黃豆發(fā)芽率的影響，確定最優(yōu)浸種工藝。表4為正交試驗設(shè)計及結(jié)果，表5為正交試驗方差分析表。

表4　浸種條件正交試驗設(shè)計及結(jié)果Table 4　Results of soaking condition orthogonal

表5　浸種條件正交試驗方差分析Table 5　Analysis of variance on soaking condition orthogonal

由表4極差R的大小（R3＞R1＞R2）可以得出，3個因素對黃豆發(fā)芽率影響大小依次為：C＞A＞B，即浸泡水量對發(fā)芽率的影響最大，浸泡時間、其次是浸泡溫度。從各因素與指標的關(guān)系可以得出，最適的浸種條件為A1B2C2，即為浸種時間為3 h、浸種溫度為28℃和浸種水量為黃豆質(zhì)量的2倍。用上述正交試驗得到的最優(yōu)浸種條件進行驗證試驗，得到黃豆發(fā)芽率為95.00%。

由表5差異顯著性分析結(jié)果可知，在α=0.05水平三因素對產(chǎn)量影響都無顯著性差異。這可能是因為本研究試驗誤差大且誤差自由度?。▋H為2），使檢驗靈敏度低，從而掩蓋了考察因素的顯著性。

2.2黃豆芽中物質(zhì)的測定

2.2.1黃豆芽中主要營養(yǎng)成分變化

蛋白質(zhì)含量變化見圖2。

圖2　蛋白質(zhì)含量變化Fig.2　The changes in protein contents

由圖2可知，蛋白質(zhì)變化的規(guī)律呈波浪式，但總體是上升趨勢。黃豆發(fā)芽4 d時蛋白質(zhì)含量出現(xiàn)最大值44.23%，而1 d時出現(xiàn)最小值22.35%。黃豆種子在萌發(fā)過程中的蛋白質(zhì)變化較大[15]，呈現(xiàn)波浪可能是因為黃豆種子發(fā)芽過程中，生長速度加快，種子中貯藏的蛋白質(zhì)會被分解成為酰胺和氨基酸[16]，輸送到正在生長的幼芽中，以供其生長所需養(yǎng)分。而后隨發(fā)芽時間增加，黃豆芽中其他營養(yǎng)物質(zhì)作為能量代謝消耗物，引起蛋白質(zhì)積累。

VC含量變化見圖3。

圖3　維VC含量變化Fig.3　The changes in vitamin C content

由圖 3可知，黃豆種子VC含量最低，僅為0.20 mg/100 g；發(fā)芽1 d時黃豆芽VC含量最高，為0.98 mg/100 g。隨著發(fā)芽時間增加，VC含量先升高再降低，但是降低趨勢平緩[17]。發(fā)芽初期變化大，后期不明顯。這可能是因為發(fā)芽過程中，糖類物質(zhì)合成了VC，而后隨發(fā)芽時間增加，受環(huán)境溫度及光照的影響造成了VC的流失。

總糖含量變化見圖4。

圖4　總糖含量變化Fig.4　The changes in total sugar content

由圖4可知，發(fā)芽處理后，黃豆芽中總糖含量呈上升趨勢，在生長過程中出現(xiàn)小幅度波浪式減少。這可能是因為黃豆芽發(fā)芽過程中，種子中的大量酶被激活，使總糖含量升高，而黃豆芽中還含有大量的淀粉酶、纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶[18]等物質(zhì)，在種子發(fā)芽的過程中，消耗能量，散發(fā)熱量，熱量會激活其中大部分酶，進而分解淀粉、纖維素、半纖維素、果膠等多糖，導(dǎo)致總糖含量下降。

2.2.2黃豆芽中粗纖維含量隨發(fā)芽天數(shù)變化的結(jié)果

粗纖維含量變化見圖5。

圖5　粗纖維含量變化Fig.5　The changes in crude fiber content

由圖5可知，黃豆種子中的粗纖維含量最大，高達51.31%。經(jīng)發(fā)芽處理后，粗纖維含量變化明顯，急劇下降后趨于平緩。這是因為黃豆在萌發(fā)過程中，隨時間增加，逐漸出現(xiàn)了組織老化現(xiàn)象[19]，隨著組織老化的發(fā)生，粗纖維含量增加。由于測定含量時使用的是減重法，可能其他物質(zhì)增加速度比粗纖維更快。因此，粗纖維占總豆芽的比例減小，故呈下降趨勢。

2.2.3黃豆芽中水分含量變化

利用水分測定儀測黃豆芽的水分含量，結(jié)果如圖6所示。

圖6　黃豆芽水分含量變化Fig.6　The changes in moisture content

由圖6可知，黃豆種子水分含量最低，僅為9.38%，發(fā)芽4 d時黃豆芽水分含量最高，為96.75%。黃豆芽水分含量均達到80.00%以上，這說明黃豆芽中含有大量水分，這是黃豆種子在發(fā)芽過程中不斷吸水的結(jié)果。由于黃豆芽水分含量大，所以質(zhì)地較脆。發(fā)芽5 d時含量略有降低，這可能是因為各物質(zhì)代謝趨于平穩(wěn)，豆芽生長能力和吸水能力減弱。

2.3品質(zhì)評價結(jié)果

2.3.1質(zhì)構(gòu)分析結(jié)果

根據(jù)質(zhì)構(gòu)分析儀分析得到不同發(fā)芽時間黃豆芽的硬度，如圖7所示。

圖7　硬度隨萌芽天數(shù)的變化Fig.7　The hardness change with embryonic days

由圖7看出，發(fā)芽3 d時黃豆芽的硬度最大，1 d時硬度最小。這是因為第1天黃豆芽中粗纖維素含量最高，而水分含量最少，導(dǎo)致發(fā)芽1 d的黃豆芽較為軟綿，脆性較低，硬度不強。隨發(fā)芽時間增加，粗纖維含量隨之降低，水分含量升高，這一變化會使黃豆芽的硬度隨之變化。

2.3.2分級評分結(jié)果

以不同萌發(fā)天數(shù)的黃豆芽為觀察對象，按照表2中評分標準對其評分，并測量其可食用芽部分的長度，結(jié)果如表6所示。

由表6可知，隨黃豆發(fā)芽時間增加，芽長明顯增長。發(fā)芽5 d時根部略顯霉爛。這可能是因為黃豆種子中帶有霉菌等菌類。如發(fā)芽過程中未做到避光，子葉部分會合成葉綠素導(dǎo)致子葉變綠。從形態(tài)上看，發(fā)芽2 d最佳，芽長粗細均適中，沒有須根。

不同發(fā)芽時間黃豆芽得分如表7表示。

表6　黃豆芽觀察結(jié)果報告表Table 6　Soybean sprouts observation report

表7　品質(zhì)評價得分表Table 7　Quality evaluation score

由表7可以看出，發(fā)芽1 d時黃豆芽最受消費者的青睞，因為它質(zhì)地較為柔軟，長短較為適宜，顏色最潔白，無異味。其次是發(fā)芽2 d的黃豆芽，質(zhì)地較為脆嫩，顏色較潔白，口感良好，但豆芽本身滋味不明顯。發(fā)芽3 d時黃豆芽得分最低，主要是因為整齊度較差，芽體過于粗壯，滋味略顯平淡。發(fā)芽4、5兩天雖整齊度較好，但有明顯須根，所以得分不高。

2.4平均營養(yǎng)價值估算結(jié)果

綜合黃豆芽中各營養(yǎng)物質(zhì)含量，經(jīng)計算可得不同發(fā)芽時間黃豆芽的營養(yǎng)價值如表8所示。

表8　黃豆芽ANV值Table 8　The ANV value of soybean sprouts

由表8可知，發(fā)芽1 d的黃豆芽的營養(yǎng)價值最高，ANV值為19.62。發(fā)芽5 d的黃豆芽營養(yǎng)價值最低，ANV值為15.27。這與黃豆芽發(fā)芽過程中的代謝有著密不可分的關(guān)系，蛋白質(zhì)、總糖等營養(yǎng)物質(zhì)為黃豆芽的生長發(fā)育提供養(yǎng)分，隨發(fā)芽時間增加，其含量隨之波動，導(dǎo)致ANV值變化。

2.5綜合測定結(jié)果

綜合不同發(fā)芽時間黃豆芽的感官評價以及平均營養(yǎng)價值估算的結(jié)果，如表9所示。

表9　綜合評價結(jié)果Table 9　The comprehensive evaluation

綜合考慮不同發(fā)芽時間黃豆芽營養(yǎng)價值和受消費喜愛程度，得到發(fā)芽1 d的黃豆芽為最優(yōu)的產(chǎn)品。

3　結(jié)論

本研究優(yōu)化得到浸種處理最佳工藝條件為：浸種時間3 h、浸種溫度28℃和浸種水量2倍黃豆質(zhì)量。經(jīng)優(yōu)化浸種處理后，黃豆發(fā)芽率提高到95.00%。本研究通過正交試驗優(yōu)化浸種工藝，為黃豆芽量產(chǎn)及今后工業(yè)化生產(chǎn)高品質(zhì)黃豆芽提供了理論參考。

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DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.24.029

收稿日期：2015-04-07

作者簡介：陳玥（1991—），女（漢），碩士研究生，研究方向：食品工程。

*通信作者：陳野，男（漢），教授，博導(dǎo)，研究方向：食品科學(xué)。

Studies on Soybean Sprouts Production Technology and Nutrition Changes

CHEN Yue，CHEN Ye*
（College of Food Engineering and Biotechnology，Tianjin University of Science&Technology，Tianjin 300457，China）

Abstract：Germinal rate as the standard，the optimum technological parameters were ascertained by single factor and orthogonal experiment.The optimal parameters for soaking treatment were：soaking time of 3 h，soaking temperature of 28℃and water consumption of double.The content of protein was volatile；and vitamin C increased in the early stage of germination，but it decreased in later；the content of total sugar rose in wave；crude fiber decreased during the whole germination.Sensory evaluation was carried out on the soybean sprouts，the texture is closely related to its moisture content and crude fiber content.The texture was harder with higher moisture content and lower crude fiber.Otherwise，it was softer.It was confirmed that the soybean sprout on the first day was the most nutritional by calculating the value of ANV.

Key words：soybean sprout；soaking technology；nutrients；quality evaluation