楊銘鐸，陳 健，張曉宇，張 巍

(1.哈爾濱商業(yè)大學中式快餐研究發(fā)展中心博士后科研基地，黑龍江 哈爾濱 150076；

2.順德職業(yè)技術學院，廣東 順德 528333；3.哈爾濱商業(yè)大學食品工程學院，黑龍江 哈爾濱 150076)

大豆發(fā)芽工藝條件的優(yōu)化

楊銘鐸1,2,3，陳 健2，張曉宇1,3，張 巍3

(1.哈爾濱商業(yè)大學中式快餐研究發(fā)展中心博士后科研基地，黑龍江 哈爾濱 150076；

2.順德職業(yè)技術學院，廣東 順德 528333；3.哈爾濱商業(yè)大學食品工程學院，黑龍江 哈爾濱 150076)

通過對溫度、溶液pH值、浸泡時間、培養(yǎng)時間4個單因素試驗對大豆在發(fā)芽過程中VC的變化規(guī)律進行探討，并且通過正交試驗法，以VC含量、感官評定、水分含量及出品率為考察指標，對大豆發(fā)芽過程中的工藝條件進行優(yōu)化。綜合各項指標結果表明：大豆發(fā)芽的最佳生長條件為溫度25℃、溶液pH6.0、浸泡時間8h、培養(yǎng)時間3d。

豆芽；正交試驗；VC；生長條件

但是大豆經過適當發(fā)芽處理后多種營養(yǎng)物質都得到改善，風味及口感也有所變化[3]，有研究表明從豆芽中分離出的甘草素能夠促使癌細胞凋亡[4]，而且大豆發(fā)芽后芽菜中含有豐富的VC。近年隨著人們生活水平的提高，對高質量型的蔬菜需求越來越大，豆芽作為一種高蛋白，低脂肪的蔬菜[5]，尤其是其豐富的VC含量而得到人們的青睞，特別是冬季，各種新鮮蔬菜較少，價格較高，豆芽便成了一種普通百姓比較喜愛的蔬菜[6]。本實驗主要研究大豆在發(fā)芽過程中VC的變化規(guī)律，并對其最佳的發(fā)制工藝進行優(yōu)化，旨在為一般家庭及餐飲企業(yè)提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆 哈爾濱市售；水 哈爾濱自來水；草酸(化學純) 天津市風船化學試劑有限公司；標準抗壞血酸(分析純) 天津市天新精細化工開發(fā)中心；2,6-二氯酚靛酚(分析純) 北京篤信精細制劑廠。

1.2 儀器與設備

FA2004N型電子分析天平 上海精密科技儀器有限公司；DK-98-1型電控恒溫水浴鍋 天津泰斯特儀器公司；E-201-C型電子 pH 計、DS-1 型高速組織搗碎機 上海精科實業(yè)有限公司

1.3 考察指標的測定方法

1.3.1 VC測定方法

2,6二氯酚靛酚法[7]。

1.3.2 豆芽含水量的測定

將在適宜條件下培養(yǎng)一定時間的豆芽，取一定量并測其鮮質量而后烘干，再測其干質量，取3個重復的平均值。

1.3.3 出品率的測定

將在適宜條件下培養(yǎng)一定時間的已發(fā)芽的大豆取出，擦干豆芽表面水分，稱質量，計算出品率，胚根露出種皮超過豆子長度1cm以上即為發(fā)芽。

1.3.4 感官評定

產品的感官評定主要根據豆芽的芽長、粗細、色澤及脆度進行評分，滿分100分，其中每一項各占25分。 產品選取了15人進行打分，然后取平均分即為產品的感官評定得分[8]。感官評分標準見表1。

表1 豆芽的感官評定Table 1 Sensory evaluation standards for soybean sprouts

1.4 單因素與正交試驗

1.4.1 各單因素對大豆發(fā)芽過程中VC消長的影響

挑選100粒成熟飽滿，沒有破損的大豆，清水清洗去除雜質和灰塵，用5倍水浸泡(pH值分別為5、6、7、8、9)，pH值采用磷酸緩沖溶液調解，浸泡一定時間(4、5、6、7、8h)，浸泡后大豆徹底清洗，放在浸水的紗布上，展開放在干凈瓷盤上，再倒入適量水，種子表面要用不透光物體遮蓋以避光，置于不同溫度(15、20、25、30、35℃)的培養(yǎng)箱內發(fā)芽培養(yǎng)(培養(yǎng)時間分別為1、2、3、4、5d)，發(fā)芽后測定其VC含量[9]。

1.4.2 正交試驗設計

表2 正交試驗因素與水平表Table 2 Factors and levels in the orthogonal array design

研究大豆在溫度、pH值、浸泡時間及培養(yǎng)時間的影響下工藝條件的優(yōu)化，其因素水平如表1所示。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 不同溫度對大豆發(fā)芽過程中VC消長的影響

圖1 培養(yǎng)溫度對VC消長的影響Fig.1 Effect of cultivation temperature on the content of vitamin C

從圖1可以看出，溫度在15℃時VC含量很低只有3.56mg/100g，溫度提升到20℃時，VC含量穩(wěn)定增長，20～25℃，VC含量急劇增長，達到最高值12.21mg/100g，溫度再升高，VC含量反而開始降低。因為發(fā)芽是一個生理生化過程，是大豆體內參與物質代謝的酶類的催化下進行的[10-11]，溫度是否適宜對大豆能否發(fā)芽以及發(fā)芽的成熟度都有很大的關系，直接影響VC的含量，推薦培養(yǎng)溫度控制在25℃左右。

2.1.2 不同溶液pH值對大豆發(fā)芽過程中VC消長的影響

圖2 溶液pH值對VC含量的影響Fig.2 Effect of pH on the content of vitamin C

從圖2 可以看出，溶液pH5～8時，豆芽中VC含量呈緩慢的增長趨勢，在pH8時達到最大值12.53mg/100g，而在溶液pH8～9時，又有所降低。這是因為大豆體內參與代謝的酶類所需適宜的pH值[12-13]，以及VC在不同pH值的穩(wěn)定性的影響，根據實際操作需求，盡量控制在pH7～8的范圍內。

2.1.3 不同浸泡時間對大豆發(fā)芽過程中VC消長的影響

從圖3可以看出，浸泡時間4～5h的處理，VC含量變化不明顯，有緩慢增長，但時間延長到6h時，VC含量有明顯增長達到11.43mg/100g，時間增長到7、8h時，VC含量又呈下降趨勢，這是因為大豆浸泡時間過短，吸水率過低不利于發(fā)芽，但是浸泡時間過長又會使溶出率過高也不利于發(fā)芽，且浸泡時間過長會使種子因無氧呼吸增加而喪失部分發(fā)芽能力[14]，所以浸泡時間過短或過長都對VC含量有影響，適宜的浸泡時間控制在6h。

圖3 浸泡時間對VC消長的影響Fig.3 Effect of soaking time on the content of vitamin C

2.1.4 不同培養(yǎng)時間對豆芽中VC消長的影響

圖4 培養(yǎng)時間對VC消長的影響Fig.4 Effect of cultivation time on the content of vitamin C

由圖4可看出，豆芽在0～3d時VC含量成倍增長，3d后VC含量有所降低。發(fā)芽1d后VC含量達4.32mg/100g，3d后VC含量達12.34mg/100g，是第1天的2.86倍，發(fā)芽5d含量有所降低達10.12mg/100g。這是因為大豆發(fā)芽時間過短會導致發(fā)芽成熟度不夠，而時間過長又會出現爛根現象，選擇3d為最佳時間。

2.2 正交試驗結果

表3 正交試驗結果Table 3 Orthogonal array design arrangement and experimental results

根據因素水平表，采用L9(34)正交試驗，對VC的含量、豆芽的感官評定、水分含量、出品率的測定，正交試驗結果如表3所示。

由表3可以看出，不同處理組合中VC含量及水分含量均為最高的是第7組A3B1C3D2；而對于豆芽感官評分最高的是第6組A2B3C1D2；對于出品率最高的則為第8組，即A3B2C1D3。綜合各項考察指標最佳生長條件應選第7組A3B1C3D2。

2.2.1 生長條件對豆芽中VC含量的影響

圖5 豆芽中VC含量的極差分析Fig.5 Range analysis for vitamin C content in soybean sprouts

由圖5可以看出，豆芽中VC含量在溫度達到25℃時最高，因為溫度過高或過低都不利于發(fā)芽時大豆體內的酶類作用[15]；pH7時VC含量最低，可能是由于VC在酸性環(huán)境中穩(wěn)定，而在稍堿性環(huán)境中則利于豆芽的生長；VC含量隨浸泡時間的增長而增加；在培養(yǎng)時間為3d時VC含量最高，因為時間過短來不及發(fā)芽，而時間過長又會產生爛根等現象，使VC含量有所減少。

2.2.2 生長條件對豆芽感官的影響

圖6 豆芽感官評價的極差分析Fig.6 Range analysis for sensory evaluation

由圖6可以看出，溫度為25℃時豆芽感官評定平均值最高，這是因為溫度過低對豆芽生長不利，芽長和粗細都達不到消費者需要的水平，而溫度過高又很容易出現爛根現象，嚴重影響外觀；豆芽感官評定平均值在pH7時最高；豆芽感官評定平均值隨浸泡時間的延長而降低，這是因為豆芽隨時間延長吸水率增加，在發(fā)芽過程中很容易出現腐爛及酸臭等現象，嚴重影響外觀；豆芽感官評定平均值在培養(yǎng)時間為3d時達到最大值，這是因為發(fā)芽時間過短發(fā)芽成熟度不夠，芽長和粗細非常不理想，而發(fā)芽時間過長，豆芽的脆度會降低，而且色澤會出現發(fā)黑等現象，對生產豆芽非常不利。

圖7 豆芽水分含量的極差分析Fig.7 Range analysis for water content in soybean sprouts

2.2.3 生長條件對豆芽水分含量的影響由圖7可以看出，豆芽的水分含量隨著溫度的升高而增長，這是因為隨著溫度的升高能夠促進種子的吸水速度，從而使豆芽中水分含量增加； 豆芽的水分含量隨著pH值的升高而逐漸降低，但是變化程度不大；浸泡時間4～6h時，水分含量有所降低，這個情況是由于溫度的影響造成這個小波動的，而浸泡時間6～8h，豆芽中水分含量迅速增加，這是由于豆芽是用水分培養(yǎng)的，浸泡時間的長短對大豆吸水率有很大影響，大豆在吸水后內部物質轉化和呼吸作用才開始萌發(fā)，所以一定范圍內浸泡時間越長，水分含量越高；豆芽中水分含量隨著培養(yǎng)時間的延長而增長，這是因為大豆在發(fā)芽過程中就是種子萌發(fā)的過程，大豆生長過程中隨著組織的不斷分化，水分含量不斷增加。

2.2.4 生長條件對豆芽出品率的影響

圖8 豆芽出品率的極差分析Fig.8 Range analysis for productivity of soybean sprouts

由圖8可以看出，豆芽的出品率隨著溫度20～25℃急劇增長，而25～30℃增長較為緩慢，這是因為大豆發(fā)芽必須在適宜的溫度下進行，大豆發(fā)芽是體內生理生化反應的結果，20℃溫度太低不適合大豆發(fā)芽；pH6～8，豆芽出品率僅有較小幅度的增加，可見pH值對大豆出品率影響很??；大豆出品率隨著浸泡時間的增長有所增加，這是因為浸泡時間過短，大豆吸水率過低而導致最終出品率低，但是時間過長也會造成大豆無氧呼吸而使發(fā)芽力降低；豆芽出品率隨著培養(yǎng)時間的增加而急劇增長，因為大豆發(fā)芽是一個種子萌發(fā)的過程，培養(yǎng)時間過短會造成大豆發(fā)芽率低而使出品率過低。

3 結 論

3.1 單因素試驗表明：培養(yǎng)溫度對大豆發(fā)芽是否發(fā)芽和發(fā)芽的成熟度有很大的影響，本實驗得出培養(yǎng)溫度為25℃時，VC含量最多，所以發(fā)豆芽時應盡量使溫度控制在此溫度左右；在溶液pH值達到8.0時VC含量最多，所以大豆在發(fā)芽過程時所選用水為中性稍偏堿為最佳，經測定哈爾濱自來水為中性稍偏堿，所以可直接用來作為大豆發(fā)芽用水；浸泡時間過長或過短對大豆發(fā)芽都會產生不利影響，經過本次實驗，確定最佳浸泡時間為6h；培養(yǎng)時間過長會導致爛根、發(fā)黑等現象，而過短又會使大豆發(fā)芽不完全，都會對VC含量有影響，本實驗最佳培養(yǎng)時間為3d。

3.2 正交試驗結果表明：綜合考慮大豆發(fā)芽時所需溫度、pH值、浸泡時間、培養(yǎng)時間對于VC含量影響的主次關系順序是D＞A＞C＞B；影響豆芽感官的主次關系順序是D＞A＞B＞C；影響豆芽中水分含量的主次關系順序是D＞A＞C＞B；影響豆芽出品率的主次關系順序是D＞A＞C＞B。綜合考慮可以看出培養(yǎng)時間和溫度無論對于大豆發(fā)芽有很大的影響，雖然培養(yǎng)時間為4d時，出品率最高，但是隨著培養(yǎng)時間的延長，豆芽中纖維素含量增加以及會出現黑根爛根現象，所以建議家庭或是工廠要選擇適宜的培養(yǎng)時間，應控制在3d；而對于溫度家庭發(fā)制豆芽對于營養(yǎng)和感官要求較高采用25℃，而工廠生產對于出品率要求較高則建議采用30℃。

[1] GUEGUEN J. The composition, biochemical characteristics and analysis of proteinaceous antinutritional factors in legume seeds. A view[C].Abrrdeen (UK): Recent Advances of Research in Antinutritional Factors in Legume Seeds, 1993: 9-30.

[2] 苗穎, 馬鶯. 大豆發(fā)芽過程中營養(yǎng)成分變化[J]. 糧食與油脂, 2005(5):29-30.

[3] 張繼浪, 駱承庫. 大豆在發(fā)芽過程中的化學成分和營養(yǎng)價值變化[J].中國乳品工業(yè), 1994, 22(2): 68-73.

[4] JUNG J I, LIM S S, CHOI H J. Isoliquiritigenin induces apoptosis by depolarizing mitochondrial membranes in prostate cancer cells[J]. The Journal of Nutritional Biochemistry, 2006, 17(10): 689-696.

[5] 郭紅轉, 陸占國, 王彩艷, 等. 豆芽生長過程中維生素C的消長規(guī)律研究[J]. 食品研究與開發(fā), 2006, 27(2): 133-135.

[6] 邵玉嬌, 徐倩. 黃豆芽和綠豆芽生化指標的檢測與分析[J]. 湖北第二師范學院學報, 2009, 26(8): 64-66.

[7] 張水華. 食品分析[M]. 北京: 中國輕工業(yè)出版社, 2004.

[8] 余疾風. 現代食品感官分析技術[M]. 成都: 四川科學技術出版社,1991.

[9] 張永清, 顧振新, 張穎, 等. 豆芽生產中大豆浸泡條件與吸水率和發(fā)芽率的關系研究[J]. 食品研究與開發(fā), 2007, 28(11): 26-29.

[10] 朱新榮, 胡筱波, 潘思懿, 等. 大豆發(fā)芽期間多種營養(yǎng)成分變化的研究[J]. 中國釀造, 2008(12): 64-66.

[11] LOTT J N A, BUTTROSE M S. Globoids in protein bodies of legume seed cotyledons[J]. Aust J Plant Physiol, 1978, 5: 89-111.

[12] 胡亮, 黃培池. 生長條件對黃豆芽中VC含量的影響[J]. 現代食品科技, 2006(4): 113-114.

[13] ULLAH A H J, GIBSON D M. Purification and characterization of acid phosphatase from cotyledons of germinating soybean seeds[J]. Arch Biochem Biophy, 1988, 260: 514-520.

[14] 李志清, 肖光輝. 浸種時間和水溫對無籽西瓜發(fā)芽的影響[J]. 湖南農業(yè)科學, 2001(6): 35-36.

[15] CHANDDRA R. Effects of fermentation on chemical components of soybean and kidney bean[J]. J of Agronomy and Crop Sci, 1990, 164(3):213.

Optimization of Germination Conditions for Soybean

YANG Ming-duo1,2,3，CHEN Jian2，ZHANG Xiao-yu1,3，ZHANG Wei3
(1. Postdoctoral Research Base, Chinese Fast Food Research and Development Center, Harbin University of Commerce, Harbin 150076, China；2. Shunde Ploytechnic, Shunde 528333, China；3. College of Food Engineering, Harbin Commerce University,Harbin 150076, China)

In this work, the effects of temperature, pH, soaking time and cultivation time on the change of vitamin C content during the germination of soybean were explored through single-factor and orthogonal array experiments on the basis of vitamin C content, sensory evaluation and water content. The optimal germination conditions for soybean were optimized to be germination for 3 d at 25 ℃ following soaking for 8 h in water with a pH adjusted to 6.0.

sprouts；orthogonal array design；vitamin C；growth conditions

S529

A

1002-6630(2010)20-0097-05大豆含有豐富的營養(yǎng)物質，蛋白質含量高，氨基酸的比例適當，豆類含有人體所需的8種必需氨基酸，所以它是優(yōu)質的植物蛋白。然而大豆中常含有一些有毒物質和抗營養(yǎng)因子等，降低了人體對其營養(yǎng)物質的吸收[1-2]。

2010-06-23

國家人事部留學人員科學活動擇優(yōu)資助項目(200306AD)

楊銘鐸(1956—)，男，教授，博士，研究方向為傳統(tǒng)食品工業(yè)化技術。E-mail：yangmingduo5663@163.com