殼寡糖對(duì)黑豆芽營養(yǎng)成分及抗氧化活性的影響

蔣丹丹,王延康,唐文竹*,雷鑫亭,李憲臻

1(大連工業(yè)大學(xué) 生物工程學(xué)院,遼寧 大連,116034)2(大連醫(yī)諾生物股份有限公司,遼寧 大連,116620)

黑豆也被叫做黑大豆,是豆科大豆屬植物大豆的黑色種子,含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、纖維素和微量元素,且熱量較低,營養(yǎng)豐富,而且具有多種生理功能[1]。但是由于黑豆中含有植酸等抗?fàn)I養(yǎng)因子,不僅會(huì)降低食物中營養(yǎng)物質(zhì)的生物利用率,在一定程度上還可能會(huì)引起機(jī)體的不適[2]。發(fā)芽是一個(gè)可以有效改變黑豆?fàn)I養(yǎng)品質(zhì)的方法,研究表明,發(fā)芽過程中蛋白質(zhì)、多糖和礦物質(zhì)元素通過酶的活性被釋放出來,同時(shí)植酸會(huì)被分解,從而使黑豆芽中的營養(yǎng)成分更好地被人體吸收和利用。目前用于刺激豆類萌發(fā)的物質(zhì)有:萘乙酸、6-芐基腺嘌呤、多菌靈等,但大多被認(rèn)為有較低毒性[3]。因此尋找新的安全無毒豆類萌發(fā)調(diào)節(jié)劑至關(guān)重要。

殼寡糖(chitooligosaccharides,COS)一般是指2～10個(gè)氨基葡萄糖以β-1,4糖苷鍵連接組成的低聚糖,具有來源廣泛、水溶性好的優(yōu)點(diǎn),并且容易被吸收和利用,更為重要的是其具有抗炎、增強(qiáng)免疫力、抗腫瘤、抑菌和抗氧化等生理活性。因此,COS在保健食品、醫(yī)療、化妝品等領(lǐng)域有較好的應(yīng)用前景[4]。另外,在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,COS既可作為病原菌抑制劑,又可以促進(jìn)植物生長[5]。

目前有關(guān)COS處理對(duì)黑豆萌發(fā)后的營養(yǎng)成分以及抗氧化活性的影響未見報(bào)道,因此本研究探討COS浸泡處理對(duì)黑豆芽生產(chǎn)的促進(jìn)作用,以期為改善豆芽生產(chǎn)中添加劑使用不合理的現(xiàn)象奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黑豆,市售;COS(食品級(jí)),浙江金殼藥業(yè)有限公司;甲醇(色譜純),上海西格瑪奧德里奇貿(mào)易有限公司;其余試劑均為分析純,上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

InfiniteF50酶標(biāo)儀,瑞士Tecan公司;恒溫恒濕培養(yǎng)箱,上海分析儀器制造有限公司;臺(tái)式高速冷凍離心機(jī),湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司;PRIMA液相色譜儀,Hitachi公司;超級(jí)恒溫槽,上海衡平儀器儀表廠。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 黑豆芽樣品的制備

將1 500和3 000 Da的COS分別配制成0.001、0.01、0.1、1 μg/mL的溶液。精選黑豆用自來水洗凈并晾干,稱重得到初始質(zhì)量,以料液比1∶8(g∶mL)分別添加不同分子質(zhì)量、不同濃度的COS溶液后,置于25 ℃浸泡10 h。然后用自來水沖洗3遍后,30個(gè)黑豆一組置于鋪有濾紙的平板中,同時(shí)在黑豆上覆蓋紗布。將平板放置于恒溫恒濕培養(yǎng)箱中,在25 ℃、相對(duì)濕度90%條件下培養(yǎng)72 h,在此期間每隔12 h補(bǔ)水并且清洗紗布,以防止腐爛。培養(yǎng)結(jié)束后黑豆芽鮮樣置于4 ℃保存,取一部分鮮樣置于烘箱60 ℃烘干至恒重,粉碎后過80目篩,即為干樣。

1.3.2 黑豆芽生產(chǎn)性能的測(cè)定

以種子的胚根從種皮邊緣突破2 mm為發(fā)芽判定依據(jù),每24 h記錄1次種子發(fā)芽數(shù),并計(jì)算發(fā)芽率。

用吸水紙吸干黑豆芽表面的水分,用電子天平測(cè)量每組豆芽的總質(zhì)量并計(jì)算平均值即為鮮重,單位為g。總產(chǎn)率為黑豆芽鮮重與原始黑豆質(zhì)量的比值。

每組各挑選15個(gè)發(fā)育正常的黑豆芽,用軟尺測(cè)量豆芽胚軸頂端至胚軸根部的長度。測(cè)量后取平均值,單位為cm。然后將此部分從豆芽中分離后稱重,即為芽重,單位為g。

1.3.3 黑豆芽主要營養(yǎng)成分的測(cè)定

采用考馬斯亮藍(lán)G-250法[6],測(cè)定可溶性蛋白的含量。參考時(shí)寧寧等[7]的方法,測(cè)定植酸的含量。參照J(rèn)AIN等[8]的方法,測(cè)定維生素C的含量。參照劉仙俊等[9]的方法對(duì)黑豆芽中的總多酚和總黃酮含量進(jìn)行測(cè)定。

1.3.4 黑豆芽各組分多酚和黃酮含量的測(cè)定

使用體積分?jǐn)?shù)1%甲醇鹽酸溶液提取黑豆芽干樣,離心取上清液,旋干,使用2 mL甲醇復(fù)溶,過0.22 μm有機(jī)濾膜。采用液相色譜對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè):ZORBAX SB-C18色譜柱(4.6 mm×150 mm×5 μm),柱溫40 ℃,流速0.6 mL/min,進(jìn)樣體積10.0 μL,紫外檢測(cè)波長254 nm;流動(dòng)相為:(A)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%甲酸溶液(B)甲醇;洗脫程序如下:0～50 min,流動(dòng)相A從95%減少到70%,流動(dòng)相B從5%增加到30%;50～75 min,流動(dòng)相A從70%減少到0%,流動(dòng)相B從30%增加到100%;75～76 min,流動(dòng)相A從0%增加到95%,流動(dòng)相B從100%減少到5%;76～86 min,流動(dòng)相A保持95%,流動(dòng)相B保持5%。

1.3.5 黑豆芽抗氧化活性的測(cè)定

參考劉仙俊等[9]的方法,分別測(cè)定黑豆芽提取液對(duì)DPPH自由基、·OH和H2O2的清除率。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)所有處理均重復(fù)3次,結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 25進(jìn)行分析,并使用Origin 2018進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑豆芽生產(chǎn)性能

COS作為一種激發(fā)子,可以與植物細(xì)胞上特定受體結(jié)合,激活細(xì)胞內(nèi)某些酶的活性并引起信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),進(jìn)而激活轉(zhuǎn)錄因子,調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá),從而活化植物細(xì)胞的生長,調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育狀態(tài),提高產(chǎn)量[10]。本研究發(fā)現(xiàn),使用COS浸泡處理黑豆后,黑豆吸水膨脹的速度加快,子葉突破種皮時(shí)間縮短,初始胚根萌發(fā)時(shí)間也明顯提前,如圖1所示,黑豆培養(yǎng)至24和48 h時(shí),經(jīng)過COS浸泡的黑豆發(fā)芽率明顯高于對(duì)照組,并且2種分子質(zhì)量的COS,均是隨著濃度增加,處理組發(fā)芽率逐漸增加,達(dá)到0.01 μg/mL時(shí),發(fā)芽率最高,繼續(xù)增加濃度,發(fā)芽率反而降低;而在相同濃度的條件下,分子質(zhì)量較低的COS處理效果明顯好于分子質(zhì)量高的COS,可能是因?yàn)槠涓妆患?xì)胞表面受體識(shí)別。其中,以分子質(zhì)量1 500 Da、質(zhì)量濃度為0.01 μg/mL的COS效果最好,24 h時(shí)發(fā)芽率為41.46%,48 h時(shí)為86.07%,分別是對(duì)照組的2.3和1.5倍。黑豆培養(yǎng)到72 h,盡管經(jīng)過COS處理的黑豆發(fā)芽率仍高于對(duì)照組,但是各處理之間差異并不顯著。

圖1 殼寡糖對(duì)黑豆發(fā)芽率的影響Fig.1 Effects of COS on germination rate of black beans注:每個(gè)柱狀圖上不同小寫字母表示在0.05水平上有差異(P<0.05)(下同)。0為對(duì)照組;1 500-0.001為分子質(zhì)量為1 500 Da,質(zhì)量濃度為0.001 μg/mL的COS處理組;1 500-0.01為分子質(zhì)量為1 500 Da,質(zhì)量濃度為0.01 μg/mL的COS處理組;1 500-0.1為分子質(zhì)量為1 500 Da,質(zhì)量濃度為0.1 μg/mL的COS處理組;1 500-1為分子質(zhì)量為1 500 Da,質(zhì)量濃度為1 μg/mL的COS處理組;3 000-0.001為分子質(zhì)量為3 000 Da,質(zhì)量濃度為0.001 μg/mL的COS處理組;3 000-0.01為分子質(zhì)量為3 000 Da,質(zhì)量濃度為0.01 μg/mL的COS處理組;3 000-0.1為分子質(zhì)量為3 000 Da,質(zhì)量濃度為0.1 μg/mL的COS處理組;3 000-1為分子質(zhì)量為3 000 Da,質(zhì)量濃度為1 μg/mL的COS處理組(下同)。

不同處理黑豆發(fā)芽72 h后,測(cè)定了黑豆芽的鮮重、總產(chǎn)率以及芽長和芽重(表1)。COS處理的黑豆發(fā)芽后其鮮重、總產(chǎn)率及芽長和芽重均有明顯的增加。無論何種分子質(zhì)量,隨著COS濃度的增加,黑豆芽各項(xiàng)指標(biāo)均增加;當(dāng)COS質(zhì)量濃度達(dá)到0.01 μg/mL時(shí),4個(gè)指標(biāo)分別達(dá)到最大值,繼續(xù)增大COS的濃度,4個(gè)指標(biāo)均逐漸下降。當(dāng)濃度相同時(shí),分子質(zhì)量1 500 Da的COS對(duì)黑豆芽的促進(jìn)效果優(yōu)于分子質(zhì)量3 000 Da的COS。其中,效果最好的是1 500-0.01處理組,黑豆芽鮮重、總產(chǎn)率及芽長和芽重分別較對(duì)照組提高了30.81%、38.50%、42.47%和41.90%。在豆芽生產(chǎn)中,鮮重和總產(chǎn)率是提升利潤的關(guān)鍵,而芽長和芽重又是評(píng)判一個(gè)豆芽品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。COS在豆芽生長中可以作為非生物激活子促進(jìn)黑豆的萌發(fā),使得初始萌發(fā)時(shí)間提前,萌發(fā)更加充分,進(jìn)而黑豆芽的鮮重、總產(chǎn)率以及芽長和芽重均表現(xiàn)出明顯增加。

表1 殼寡糖對(duì)黑豆芽生產(chǎn)性能的影響Table 1 Effects of COS on production performance of black bean sprouts

2.2 可溶性蛋白含量

黑豆蛋白質(zhì)含量十分豐富,是人們獲取植物蛋白的重要來源,而在發(fā)芽過程中黑豆中的酶系會(huì)被激活而將大分子蛋白水解為小分子的可溶性蛋白等,從而更容易被人體吸收利用[11]。通過圖2可以看出,經(jīng)過COS處理后的黑豆芽可溶性蛋白的含量相較于對(duì)照組均有所提高。2種分子質(zhì)量的COS促進(jìn)效果都隨著濃度升高而增大,到0.01 μg/mL時(shí)達(dá)到最高,濃度繼續(xù)升高,促進(jìn)效果下降;而在相同濃度條件下,分子質(zhì)量1 500 Da的COS效果更好。其中,分子質(zhì)量為1 500 Da,質(zhì)量濃度為0.01 μg/mL處理組,含量最高為86.70 mg/g鮮樣,比對(duì)照組提高了25.99%,并且經(jīng)過SPSS數(shù)據(jù)分析可以看出,所有的處理組可溶性蛋白的含量都顯著高于對(duì)照組。COS在黑豆萌發(fā)過程中對(duì)可溶性蛋白的轉(zhuǎn)化合成起到一定的促進(jìn)作用,這一結(jié)論也與其他人的研究一致,如狄文偉[12]使用COS噴灑黃瓜幼苗葉片,發(fā)現(xiàn)黃瓜中可溶性蛋白的含量最高可以提高39.29%。

圖2 殼寡糖對(duì)黑豆芽可溶性蛋白含量的影響Fig.2 Effects of COS on soluble protein content of black bean sprouts

2.3 植酸含量

植酸又被稱作肌醇六磷酸,是豆類中的主要成分之一。有研究表明植酸會(huì)與消化道中的鐵、鎂等必需礦物質(zhì)結(jié)合,進(jìn)而抑制人體對(duì)后者的吸收[13]。在豆類發(fā)芽過程中,其植酸酶會(huì)被激活從而將部分植酸水解為低級(jí)的肌醇磷酸,從而有效地降低豆芽中植酸的含量。由圖3可知,經(jīng)過COS處理的黑豆在發(fā)芽之后植酸的含量會(huì)顯著下降,并且均低于對(duì)照組。對(duì)照組植酸含量為11 mg/(g干樣),這與李圓圓等[14]所測(cè)得數(shù)據(jù)相近。隨著COS濃度的上升,黑豆芽中的植酸含量逐漸下降,當(dāng)達(dá)到0.01 μg/mL時(shí),黑豆芽植酸含量最低,而且分子質(zhì)量低的COS效果更好。其中,分子質(zhì)量1 500 Da,0.01 μg/mL處理組植酸含量最低,為5.99 mg/g干樣,相比于對(duì)照組下降了45.49%。此結(jié)果遠(yuǎn)高于郭世豪等[3]使用殼聚糖浸泡處理后黑豆芽中植酸下降的11.96%,由此可見,COS對(duì)降低黑豆芽中植酸含量的作用效果要優(yōu)于殼聚糖。

圖3 殼寡糖對(duì)黑豆芽植酸含量的影響Fig.3 Effects of COS on phytic acid content of black bean sprouts

2.4 維生素C含量

維生素C在人體膠原蛋白合成過程中起著重要作用,而且人類自身無法合成維生素C,需要外源補(bǔ)充。豆類在萌發(fā)過程中,參與維生素C合成的酶類會(huì)被激活,從而使豆芽中的維生素C含量不斷增加。如圖4所示,經(jīng)過COS處理的黑豆在發(fā)芽之后維生素C的含量均高于對(duì)照組,而且分子質(zhì)量為1 500 Da的COS處理組效果較好。其中分子質(zhì)量為1 500 Da時(shí),質(zhì)量濃度為0.01 μg/mL處理組維生素C含量最高,達(dá)到54.66 mg/(g鮮樣),比對(duì)照組提高了76.46%。2種分子質(zhì)量的COS在質(zhì)量濃度低于或者高于0.01 μg/mL時(shí),促進(jìn)效果均降低。經(jīng)過SPSS數(shù)據(jù)分析,所有處理組維生素C含量都顯著高于對(duì)照組。有研究表明COS能提高植物中維生素C含量,如HE等[15]在草莓采摘前噴施COS,草莓中的維生素C含量相比于對(duì)照組提升了20.02%。

圖4 殼寡糖對(duì)黑豆芽維生素C含量的影響Fig.4 Effects of COS on soluble vitamin C content of black bean sprouts

2.5 總多酚含量

多酚類化合物是一種具有抗氧化、抗腫瘤、提高免疫力、清除體內(nèi)自由基等功效的活性物質(zhì)[16]。豆芽中富含天然的多酚,因此多酚含量也可以作為評(píng)判豆芽好壞的一種指標(biāo)。由圖5可以看出,COS處理后的黑豆芽其總多酚含量均高于對(duì)照組,且變化趨勢(shì)與前面測(cè)定的維生素C類似。其中分子質(zhì)量為1 500 Da時(shí),質(zhì)量濃度為0.01 μg/mL處理組的含量最高,為30.10 mg GAE/g 干樣,相比對(duì)照組增加了23.68%。經(jīng)過SPSS數(shù)據(jù)分析,所有處理組的總多酚含量均顯著高于對(duì)照組。

圖5 殼寡糖對(duì)黑豆芽總多酚含量的影響Fig.5 Effects of COS on total polyphenols content of black bean sprouts

2.6 總黃酮含量

黃酮是有效的防癌藥物,可有效降低各種癌癥的患病風(fēng)險(xiǎn),而種子萌發(fā)可以增加其中黃酮類化合物的含量[17]。與總多酚含量類似(圖6),經(jīng)過COS處理的黑豆芽總黃酮含量均高于對(duì)照組,而且2種分子質(zhì)量的COS在濃度相同的條件下作用效果類似。其中分子質(zhì)量為1 500 Da時(shí),質(zhì)量濃度為0.01 μg/mL處理組效果最好,為5.94 mg/(g干樣)。經(jīng)過SPSS數(shù)據(jù)分析,所有經(jīng)過COS處理的黑豆芽總黃酮含量均顯著高于對(duì)照組。因此,COS可以有效提高黑豆芽中總黃酮的含量,提升黑豆芽的營養(yǎng)品質(zhì)。TANG等[18]的研究也證明了COS可以有效地提升黃豆芽中總黃酮的含量。

圖6 殼寡糖對(duì)黑豆芽總黃酮含量的影響Fig.6 Effects of COS on total flavonoid content of black bean sprouts

2.7 各組分多酚含量

為了進(jìn)一步驗(yàn)證COS對(duì)黑豆芽中多酚和黃酮類物質(zhì)含量的影響,選取效果最明顯的2組,即分子質(zhì)量為1 500 Da,質(zhì)量濃度為0.01 μg/mL的COS和分子質(zhì)量為3 000 Da,質(zhì)量濃度為0.01 μg/mL的COS處理黑豆后,測(cè)定黑豆芽中已知的6種多酚類和6種黃酮類化合物的含量。

選取沒食子酸、原兒茶酸、對(duì)羥基苯甲酸、阿魏酸、肉桂酸和香草酸為研究對(duì)象。表2為質(zhì)量濃度為0.01 μg/mL的2種分子質(zhì)量COS處理后的黑豆芽中6種多酚的含量變化。經(jīng)過COS處理后,6種多酚的含量相較于對(duì)照組均有顯著提高,并且分子質(zhì)量小的COS處理效果更好。其中,經(jīng)過1 500-0.01 COS處理后的黑豆芽原兒茶酸含量提升的最多,相比對(duì)照組提高了33.72%,其次是香草酸,提高了28.90%,沒食子酸、對(duì)羥基苯甲酸、阿魏酸和肉桂酸也分別提高了18.26%、28.78%、14.12%和19.50%。因此,COS在增加豆芽中的酚類次生代謝物方面非常有效,且結(jié)果與總多酚的測(cè)定結(jié)果一致。

表2 殼寡糖處理對(duì)黑豆芽中6種多酚含量的影響 單位:mg/(g干樣)Table 2 Effects of COS treatments on the concentration of six polyphenols in black bean sprouts

2.8 各組分黃酮含量

大豆異黃酮主要以兩種形式存在:苷元(染料木素、大豆苷元和黃豆黃素)和不同類型的糖苷(染料木苷、大豆苷和黃豆黃苷)。表3是質(zhì)量濃度為0.01 μg/mL的2種分子質(zhì)量COS處理后的黑豆芽中6種黃酮的含量變化。經(jīng)過COS處理后的黑豆芽6種黃酮含量相較于對(duì)照均有所提高,并且分子質(zhì)量1 500 Da的COS效果好于分子質(zhì)量3 000 Da的COS,這與總黃酮含量的測(cè)定結(jié)果一致。其中1 500-0.01處理組染料木素的提升量最多,比對(duì)照組提高了27.59%,而大豆苷、黃豆黃苷、染料木苷、大豆苷元和黃豆黃素也分別比對(duì)照組提高了12.07%、7.22%、10.49%、9.87%和16.53%。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明COS對(duì)黑豆芽中多種黃酮成分的合成也具有顯著的促進(jìn)作用,并且所測(cè)得數(shù)據(jù)與PENG等[19]的結(jié)果類似。

表3 殼寡糖處理對(duì)黑豆芽中6種黃酮含量的影響 單位:mg/(g干樣)Table 3 Effects of COS treatments on the concentration of six flavonoids in black bean sprouts

2.9 DPPH自由基清除率

維生素C、多酚和黃酮作為黑豆芽中的主要的抗氧化物質(zhì),其含量在COS處理后有了明顯提高,因此推測(cè)黑豆芽的抗氧化活性可能會(huì)提高。其中,對(duì)DPPH自由基的清除能力常被用來評(píng)價(jià)物質(zhì)的抗氧化能力。從圖7可以看出,經(jīng)過COS處理后的黑豆芽對(duì)DPPH自由基清除率較對(duì)照組均有所提升,且影響效果與COS濃度和分子質(zhì)量有關(guān)。隨著COS濃度的增加,DPPH自由基清除率表現(xiàn)為先上升后下降,質(zhì)量濃度為0.01 μg/mL時(shí)最大,同時(shí)分子質(zhì)量較小的COS處理后的黑豆芽對(duì)DPPH自由基清除率更高。其中,分子質(zhì)量為1 500 Da時(shí),質(zhì)量濃度為0.01 μg/mL處理組對(duì)DPPH自由基清除率最高,達(dá)到了47.00%,而對(duì)照組對(duì)DPPH自由基清除率為34.53%,與張桂芳等[20]所做實(shí)驗(yàn)結(jié)果類似。因此,COS處理可以有效提高黑豆芽對(duì)DPPH自由基清除率。

圖7 殼寡糖對(duì)黑豆芽DPPH清除率的影響Fig.7 Effects of COS on DPPH scavenging rate of black bean sprouts

2.10 ·OH清除率

·OH具有極強(qiáng)的氧化能力,是細(xì)胞產(chǎn)生的對(duì)人體健康有害的一種活性氧物質(zhì)。植物中含有的維生素C、黃酮、多酚等生理活性物質(zhì)對(duì)·OH有一定的清除作用[21],從圖8可以看出,經(jīng)過COS處理的黑豆芽對(duì)·OH的清除率均高于對(duì)照組,且與DPPH自由基清除率變化規(guī)律一致。其中分子質(zhì)量為1 500 Da時(shí),質(zhì)量濃度為0.01 μg/mL處理組·OH清除率最高,為83.58%,比對(duì)照組提高了18.43%。經(jīng)過SPSS數(shù)據(jù)分析,所有處理組的清除率均顯著高于對(duì)照組。TANG等[18]的實(shí)驗(yàn)也證明了COS浸泡處理黃豆,能顯著提高黃豆芽的·OH清除率。

圖8 殼寡糖對(duì)黑豆芽·OH清除率的影響Fig.8 Effects of COS on ·OH scavenging rate of black bean sprouts

2.11 H2O2清除率

H2O2是一種強(qiáng)氧化劑,通過檢測(cè)黑豆芽提取液對(duì)它的清除率可以很好地反映豆芽的抗氧化活性。由圖9可知,經(jīng)過COS處理的黑豆發(fā)芽后對(duì)H2O2的清除率均高于對(duì)照組,并且相對(duì)于分子質(zhì)量而言,COS濃度的影響較大,在相同濃度下,2種分子質(zhì)量的COS的作用效果差異不大。其中分子質(zhì)量為1 500 Da時(shí),質(zhì)量濃度為0.01 μg/mL處理組效果最好,為67.07%,比對(duì)照提高了14.08%。通過SPSS數(shù)據(jù)分析,所有處理組的H2O2清除率都顯著高于對(duì)照組。H2O2清除率的提升與豆芽中H2O2酶的活力有關(guān),因此推測(cè)COS在黑豆發(fā)芽過程中會(huì)促進(jìn)過氧化氫酶的合成,進(jìn)而提高黑豆芽對(duì)于H2O2的清除率。

圖9 殼寡糖對(duì)黑豆芽H2O2清除率的影響Fig.9 Effects of COS on H2O2 scavenging rate of black bean sprouts

3 結(jié)論與討論

本實(shí)驗(yàn)通過不同分子質(zhì)量、不同濃度的COS浸泡處理黑豆后,測(cè)定了萌發(fā)的黑豆芽生長狀況、豆芽中營養(yǎng)成分的含量以及其抗氧化活性。研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)過COS處理后的黑豆芽初始萌發(fā)時(shí)間提前,萌發(fā)更加充分,因此鮮重和總產(chǎn)率明顯提高,芽長和芽重也顯著增加。這與市場(chǎng)所需的優(yōu)質(zhì)豆芽條件是相吻合的,在保障質(zhì)量的前提下使用COS處理的豆芽更長并且重量更大。同時(shí)COS作為功能性食品無毒,對(duì)人體安全。另外,僅僅在浸泡黑豆的過程中添加少量的COS便可起到這種作用,有利于降低工業(yè)生產(chǎn)中的成本。

與此同時(shí),黑豆發(fā)芽過程中會(huì)將自身大分子營養(yǎng)物質(zhì)在一系列酶的催化下轉(zhuǎn)化為小分子,COS在其中起到了激發(fā)子的作用。經(jīng)過COS處理的黑豆芽中可溶性蛋白的含量明顯增加。同時(shí),COS還促進(jìn)了黑豆芽中植酸的消耗,因?yàn)檫@種抗?fàn)I養(yǎng)因子不僅不利于人體對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的利用,而且過多食用會(huì)使人腹脹氣。因此經(jīng)過COS處理的黑豆芽的品質(zhì)也得到了提升。此外,COS作為一種非生物激發(fā)子,會(huì)激活黑豆中某些酶活性,從而提高植物中的抗氧化物質(zhì)(維生素C、黃酮和多酚)的含量,同時(shí)通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑激活轉(zhuǎn)錄因子,進(jìn)而提高抗氧化酶的表達(dá)水平。最終表現(xiàn)為黑豆芽的抗氧化活性(DPPH自由基清除率、·OH清除率和H2O2清除率)顯著提高,黑豆芽營養(yǎng)價(jià)值進(jìn)一步提升。

綜上所述,COS在黑豆發(fā)芽過程中的使用,可以刺激黑豆萌發(fā)并提高黑豆芽產(chǎn)量,增加其營養(yǎng)物質(zhì)以及降低抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量,同時(shí)提高其抗氧化物質(zhì)含量和抗氧化活性。其中分子質(zhì)量和劑量是關(guān)鍵影響因素,最終結(jié)果表明1 500 Da、質(zhì)量濃度為0.01 μg/mL的COS處理效果最好。下一步將采用轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)相關(guān)技術(shù)深入探討COS在黑豆芽生長和營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變過程中的作用機(jī)理,以期為COS的廣泛應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。