王 娜李 娜余秋穎寧燦燦王路瑤李正邦任紅濤*
(1.河南農(nóng)業(yè)大學食品科學技術(shù)學院,河南 鄭州 450003;2.鄭州市營養(yǎng)與健康食品重點實驗室,河南 鄭州 450003;3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部大宗糧食加工重點實驗室,河南 鄭州 450003;4.正陽新地花生集團有限公司,河南 正陽 463600)
花生是一種營養(yǎng)價值豐富的油料和原料作物[1-2]。 全球花生總產(chǎn)最大的國家是中國,2018年產(chǎn)量高達1 810萬t,是全球產(chǎn)量的40%,目前我國有50%的花生用來榨油,花生產(chǎn)業(yè)的深加工相對發(fā)達國家有很大差距[3]。 花生芽菜是種子在較短時間內(nèi)發(fā)芽成長為可食用的一種芽類蔬菜[4],此時大分子得到分解,利于人體對花生營養(yǎng)的吸收[5],屬于高營養(yǎng)價值低熱量食品。 研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)常食用發(fā)芽谷物具有減少慢性疾病的風險,包括抗高脂血癥,抗高血壓,癌癥,心血管疾病,糖尿病,阿爾茨海默氏病[6]。 所以許多芽菜類已成為現(xiàn)代人們所追求的高檔蔬菜,而花生芽作為新型芽菜,鮮少出售和食用[7]。
近年,全球一些學者熱衷于花生芽的探究。 研究表明花生芽經(jīng)超聲處理可有效地富集白藜蘆醇,并降低其致敏性,是一種高質(zhì)量的天然食材[8]。 于梅等[9]發(fā)現(xiàn)花生芽粗提物加入香腸中具有明顯的抑菌作用。 李淑瑩等[10]研究了0~7 d花生芽,發(fā)現(xiàn)發(fā)芽提高了花生中主要脂溶性營養(yǎng)物質(zhì)的含量。目前,發(fā)芽花生的研究主要集中在發(fā)芽工藝、體外實驗中的蛋白質(zhì)、白藜蘆醇和功能特性上。 對于花生芽菜發(fā)芽期(0~9 d)的營養(yǎng)物質(zhì)、口感及食用性變化規(guī)律的研究很少。 本試驗探究了花生萌芽期間基本營養(yǎng)物質(zhì)和活性成分的變化規(guī)律,以及發(fā)芽期間的食用性,為進一步加強花生芽菜的充分開發(fā)利用以及探究深度研發(fā)產(chǎn)品提供理論基礎(chǔ)。
花生品種為正陽小白沙,正陽新地食品工業(yè)有限公司(干燥陰涼處儲存);標準品(沒食子酸、異亮氨酸、白藜蘆醇、兒茶素)購于北京索萊寶科技有限公司;硫酸銅、硫酸鉀、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、硼酸、分析純葡萄糖、蒽酮、茚三酮、甲基紅、次甲基藍、石油醚、氯化亞錫、甲醇、香草醛、福林酚等均為分析純。
SCIENTZ-IID超聲波細胞粉碎機(寧波新芝生物科技股份有限公司);HYP-314消化爐、SZC101全自動脂肪測定儀(上海纖檢儀器有限公司);K1301半自動定氮儀(晟聲有限公司);UV-2000紫外可見分光光度計(優(yōu)尼柯(上海)儀器有限公司);LGJ-10D 冷凍干燥機(北京四環(huán)科技儀器廠有限公司);MS-Pro型質(zhì)構(gòu)儀(FTC公司)。
1.3.1 花生的發(fā)芽培養(yǎng)
挑選飽滿、無霉變花生種子浸泡于25~30℃溫水8~12 h,充分吸水膨脹后[11],移至恒溫恒濕箱(溫度26℃、濕度50%~70%),避光催芽,淋水2~3次/d,每次淋透為宜,芽長0.3~1.0 cm 時,移至育苗盆恒溫恒濕避光培養(yǎng),按發(fā)芽時間逐天取樣100 g,凍干磨粉備用。
1.3.2 活性物質(zhì)的提取
取5 g樣品加入70%乙醇溶液,料液比1∶20,利用超聲法[12]提取,抽濾濃縮至100 m L,待測。
1.3.3 測定項目與方法
水分含量的測定采用直接干燥法(GB/T 5832.2-2008);粗蛋白含量測定采用凱氏定氮法(GB/T 5009.5-2016);粗脂肪含量測定采用索氏抽提法(GB/T 5009.6-2016);可溶性糖含量的測定采用蒽酮比色法[13];游離氨基酸含量的測定采用茚三酮比色法;總酚含量的測定采用福林酚法,以沒食子酸為標準品,參考林櫻等[14]方法;白藜蘆醇含量的測定采用紫外分光光度計法[15],選用白藜蘆醇標準品制作標準曲線。 原花色素含量的測定采用香草醛甲醇—鹽酸法[16],以兒茶素為標準品制作標準曲線。
1.3.4 硬度的測定
運用質(zhì)構(gòu)儀測定花生芽菜3~9 d的硬度變化。 參考李博等[17]操作方法。
運用軟件Excel 2010和SPSS 16.0 對數(shù)據(jù)處理分析,結(jié)果以三次平行實驗均值表示。
由圖1可看出,花生原樣中水分含量最低,僅3.57%,發(fā)芽9 d時芽菜水分含量最高,為83.94%,此時水分增加量為80.37個百分點。 從浸種到發(fā)芽第6 d時,花生在發(fā)芽期間持續(xù)吸水,水分含量增長迅速,酶活力增強,物質(zhì)分解、轉(zhuǎn)換和運輸速率加快,有利于芽體細胞的生長,此時質(zhì)地較脆[18]。 花生芽菜10 d時水分含量稍有下降,是因為花生芽菜快速萌發(fā)階段完成,物質(zhì)代謝減緩,水的吸收利用度開始下降。
圖1 發(fā)芽期花生芽菜中水分含量的變化Fig.1 Changes of water content in peanut sprouts during germination
由圖2可看出,花生發(fā)芽階段蛋白質(zhì)含量在22.2 g/100 g上下波動,芽菜4 d時蛋白質(zhì)含量降至最低19.94 g/100 g,后期又逐漸回升。 花生發(fā)芽期所需能量多數(shù)由其自身營養(yǎng)成分供應(yīng),此時蛋白質(zhì)被分解為氨基酸,生產(chǎn)的氨基酸在發(fā)芽時繼續(xù)組成新細胞的蛋白質(zhì)等,由此,發(fā)芽期間粗蛋白含量波動不大[19]。 有研究發(fā)現(xiàn),花生早期發(fā)芽過程中,子葉中蛋白質(zhì)種類減少,胚軸中蛋白質(zhì)種類增加[20]。 張雅君等[21]研究發(fā)現(xiàn),蛋白質(zhì)中色氨酸和纈氨酸等限制性氨基酸的含量隨著發(fā)芽時間的延長而增加,必需氨基酸和含硫氨基酸比例增加,表明發(fā)芽是一種簡單有效的改良蛋白質(zhì)品質(zhì)的技術(shù)手段。
圖2 發(fā)芽期花生芽菜中蛋白質(zhì)含量的變化Fig.2 Changes of protein content in peanut sprouts during germination
圖3可知,發(fā)芽期花生脂肪含量在0~9 d呈持續(xù)下降狀態(tài),芽菜9 d時脂肪含量下降為27.1 g/100 g,與原樣相比脂肪含量降低近50%,具有極顯著性差異(p<0.01)。 發(fā)芽期間粗脂肪含量明顯下降[22],花生種子需利用自身物質(zhì)為萌發(fā)提供物質(zhì)能量,儲存脂肪被脂肪酶水解,水解產(chǎn)物在種子內(nèi)部發(fā)生轉(zhuǎn)化,并通過乙醛酸循環(huán)進一步轉(zhuǎn)化為糖類物質(zhì)進而供胚利用。 這與其他芽菜結(jié)果研究一致,如大豆[23]、芝麻[24]發(fā)芽過程中脂肪含量也具有逐漸降低的變化規(guī)律。
圖3 發(fā)芽期花生芽菜中脂肪含量的變化Fig.3 Changes of fat content in peanut sprouts during germination
圖4可知,花生發(fā)芽期間可溶性糖的含量呈先降低后增加的趨勢。 種子發(fā)芽96 h時,可溶性糖含量降至最低0.15 mg/g,發(fā)芽9 d時可溶性糖含量為0.97 mg/g,較原樣增加了70%。 原因可能是在發(fā)芽初始階段,種子中的小分子糖被利用導致含量迅速降低;隨著發(fā)芽時間延長,大分子的碳水化合物隨著水解酶的不斷作用被分解為小分子糖;同時脂肪不斷被降解并轉(zhuǎn)化為糖類物質(zhì);這兩種生理變化使得可溶性糖的轉(zhuǎn)化率大于其利用率,使花生芽中可溶性糖不斷積累[19]。
圖4 發(fā)芽期花生芽菜中可溶性糖含量的變化Fig.4 Changes of soluble sugar content in peanut sprouts during germination
圖5所示,發(fā)芽花生中游離氨基酸的含量隨時間延長而增加,發(fā)芽4 d后增長迅速,第9 d時含量達408.9μg/g,較未發(fā)芽花生增加了212%。 發(fā)芽過程是一種復(fù)雜的生理生化變化過程,為保證發(fā)芽過程所需的物質(zhì)和能量,發(fā)芽期間花生中的內(nèi)源蛋白酶和淀粉酶不斷被激活并釋放,導致花生貯存蛋白被逐漸水解,游離氨基酸含量不斷上升[25]。
圖5 發(fā)芽期花生芽菜中游離氨基酸含量的變化Fig.5 Changes of free amino acids in peanut sprouts during germination
圖6所示,花生芽菜生長期間總酚含量不斷增長,第9 d時含量最高為10.16 mg/g,較原樣增加了34%。 酚類化合物是植物中的次生代謝產(chǎn)物,在植物的生長繁殖中起到抵御病原體、寄生蟲和捕食者的防御機制作用[26]。 花生萌芽期間酚酸對細胞壁的生成有很大作用,需要大量酚酸參與細胞壁的生成[27]。 花生芽菜中酚類化合物的含量變化表明,發(fā)芽處理是一種改善花生營養(yǎng)價值和功能性的有效方法。
圖6 發(fā)芽期花生芽菜中總酚含量的變化Fig.6 Changes of total phenolic content in peanut sprouts during germination
圖7所示,花生芽菜生長期間白藜蘆醇含量呈顯著上升趨勢,在第7 d增加量最大,達7.37 mg/g,較原樣花生增加了45%。 研究表明, 植物可在一系列酶的作用下,通過苯丙烷途徑合成白藜蘆醇[28]。苯丙氨酸解氨酶是白藜蘆醇的底物酶,其活性在萌發(fā)過程中被激活;也可能是白藜蘆醇合酶基因的表達在萌發(fā)過程中增加[29]。
圖7 發(fā)芽期花生芽菜中白藜蘆醇含量的變化Fig.7 Changes of resveratrol content in peanut sprouts during germination
由圖8知,原花色素含量較原樣有所降低,但從發(fā)芽過程看,在發(fā)芽1~9 d時整體仍呈上升趨勢。 主要是因為原花色素水溶性較好,但對溫度敏感[30],故浸泡后可能損失較為嚴重,但根據(jù)發(fā)芽期(1~9 d)的變化可知,發(fā)芽在一定程度上可提高花生中原花色素的含量。
圖8 發(fā)芽期花生芽菜中原花色素含量的變化Fig.8 Changes of proanthocyanidins content in peanut sprouts during germination
由圖9知,花生萌發(fā)生長期間芽體硬度呈上升趨勢。 結(jié)合圖1知發(fā)芽3~6 d時水分含量增長迅速,硬度呈上升趨勢,質(zhì)感較脆。 發(fā)芽6 d后的芽菜會出現(xiàn)虛根,可能帶來食用口感降低。 綜合考慮3~6 d的芽菜最宜食用,水分含量充足,質(zhì)感脆嫩,長短適宜,潔白無異味,且功能性營養(yǎng)成分較高。
圖9 發(fā)芽期花生芽菜硬度的變化Fig.9 Changes in hardness of peanut sprouts during germination
目前,關(guān)于人工培育可食用芽類蔬菜的營養(yǎng)及生長變化的研究,一般多為常見的黃豆芽和綠豆芽,對于花生芽的研究相對較少。 如汪旭等[31]通過對發(fā)芽不同天數(shù)綠豆芽營養(yǎng)成分的測定,發(fā)現(xiàn)發(fā)芽可促進綠豆營養(yǎng)價值的提高。 鮑會梅[32]發(fā)現(xiàn)大豆在發(fā)芽過程中,其營養(yǎng)成分含量出現(xiàn)消長變化,使大豆中的生物活性物質(zhì)含量顯著增加,從而更多地被人體加以利用。 安廣杰等[33]研究大豆發(fā)芽過程中抗原蛋白降解、抗原活性和營養(yǎng)成分的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)發(fā)芽后大豆的食用安全性和營養(yǎng)價值較為理想。 這些研究均表明萌發(fā)是提高原料食品營養(yǎng)價值的有效措施。
本研究發(fā)現(xiàn)0~9 d花生芽苗期基礎(chǔ)營養(yǎng)物質(zhì)多為下調(diào),但活性成分含量多為上調(diào),多數(shù)大分子物質(zhì)被降解,變成易于機體消化利用的小分子:花生含水量持續(xù)增加,蛋白質(zhì)基本維持在原有水平,脂肪含量減少44%,可溶性糖類含量增加70%,游離氨基酸含量增加212%,多酚類含量增加34%,白藜蘆醇含量增加45%,原花青素含量略微下降。進一步證明萌發(fā)是提高花生營養(yǎng)品質(zhì)的良好方法,并且生長至3~6 d的芽菜形態(tài)、口感和營養(yǎng)含量優(yōu)于其他時間段的芽菜,擁有很高的食用價值,符合現(xiàn)代人們對低脂高營養(yǎng)、綠色無污染食品的追求,特別適用于規(guī)?;a(chǎn)或者開發(fā)新型功能類食品、飲料等,擁有廣闊的市場前景。