微波处理对绿豆萌发及豆芽品质的影响

微波处理对绿豆萌发及豆芽品质的影响
赵萌萌;李阳博;张茜
【摘要】The study treated m ung bean seeds w ith 915M H z m icrow ave
to investigate its im pacton the germ ination ofm ung bean seeds and nutrients ofbean sprouts,aim ing atim proving the germ ination rate and nutritionalquality ofm ung bean sprouts.The results show ed thatthe germ ination rate reached as high as 98.37% at12h after30s m icrow ave treatm ent,and sproutand activity indexes w ere as high as 19.75 and
38.12,respectively.M icrow ave treatm entcould enhance the activity of protease and am ylase significantly,and its im pact on am ino acid contentchange w as especially obvious,w hich proved thatm icrow ave treatm entcould im prove the nutritionalquality ofm ung bean sprouts and am ong different treatm ents the effect of 30s m icrow ave treatm ent is
the m ost ideal. A s a result, it is indicated that m icrow ave treatm entis a convenient,econom ic and harm less m ethod w hich could prom ote the germ ination of m ung bean and increase nutrionalqualitiesofbean sproutsasw ell.%为了提高绿豆的萌发率及豆芽品质，试验用915 MHz 微波处理绿豆种子，研究其对绿豆种子萌发情况以及萌发后豆芽中营养成分的影响。

结果表明，微波处理30 s 的绿豆，12 h 萌发率即高达98.73%，发芽指数和活力指数高达19.75和38.12；而从豆芽的营养成分含量变化来看，微波处理可显著提高总淀粉酶和蛋白酶的活力，尤其对蛋白质中氨基酸含量变化影响显著，说明微波处理对萌发后绿豆芽的品质具有增益效应，其中以微波处理30 s 效果最理想。

由此可知，
微波处理是一种既能促进绿豆种子萌发又能提高其营养价值，并且操作简便、经济无害的好方法。

【期刊名称】《湖南农业科学》
【年(卷),期】2015(000)006
【总页数】5页(P74-77,81)
【关键词】微波;绿豆;黄酮;VC;蛋白质;淀粉酶;蛋白酶;萌发率
【作者】赵萌萌;李阳博;张茜
【作者单位】兰州交通大学化学与生物工程学院，甘肃省极端环境微生物资源与工程重点实验室，甘肃兰州 730070;兰州交通大学化学与生物工程学院，甘肃省极
端环境微生物资源与工程重点实验室，甘肃兰州 730070;中国农科院兰州畜牧与
兽药研究所，甘肃兰州 730070
【正文语种】中文
【中图分类】TS202.3
绿豆是深受人们喜爱的传统豆类，由绿豆萌发而来的绿豆芽营养价值更高[1]。

但是，某些商家为了提高绿豆芽的萌发率，防止其腐烂变质，在绿豆芽的制作过程中添加一些化学试剂，如尿素、亚硝酸盐等。

这一措施虽然在一定程度上提高了绿豆的萌发率，但对绿豆芽的营养价值有较大影响，同时化学试剂残留也严重危害到食品安全。

近年来，一种安全无害的物理方法——微波处理，在食品科学、生命科
学领域得到广泛应用。

种子经过微波处理，其活力、萌发率、幼苗生长速率及种子的抗逆能力等指标都显著提高[2-6]。

试验采用微波法处理绿豆，测定种子的发芽指数、活力指数、萌发率，以及蛋白质、
Vc、总黄酮和氨基酸等营养成分的含量变化，以研究微波处理对绿豆萌发的影响，为绿豆芽的安全生产提供新途径。

1.1 试验材料
供试绿豆购于北京华联超市，选取大小均一、饱满、无生理缺陷的绿豆为试验材料。

试验试剂有内标物SAR和17种氨基酸混合标样以及衍生剂OPA和FMOC（购自Agilent公司），还有一些其他常规试剂。

试验主要设备有1100型高效液相色谱仪（含脱气机、四元梯度泵、自动进样器进样、柱温箱、DAD检测器，Agilent公司）、722型分光光度计（上海天普分析
仪器有限公司）、MM823LA6-NS型微波炉（功率116 W，美的集团）、离心机（ICE公司）、恒温水浴锅（北京长安科学仪器厂）、恒温培养箱（常州华冠仪器制造有限公司）、BP211D型分析天平（Sartorius公司）。

1.2 试验方法
1.2.1试验设计将供试绿豆放入70%酒精溶液中浸泡除菌15 min，经无菌水洗涤5～6次，放入盛有500 mL无菌水的锥形瓶中，于25℃下恒温水浴浸泡6 h。

微波频率为915 MHz，以10 s为间隔在0～50 s之间设计6个处理，以微波处理0 s为对照，每个处理设3个平行对照，重复3次[7-8]。

将经过微波处理的绿豆样
品放入25℃恒温培养箱中培养，每24 h加入无菌水20 mL。

1.2.2 测定指标及方法（1）发芽率、发芽指数和活力指数测定。

以5 d为一个周期，观察绿豆萌发情况，以胚轴突破种皮1 mm为发芽标准，同时测定胚轴长度，并计算发芽率（G）、发芽指数（GI）、活力指数（VI）[9-10]。

计算公式如下：发芽率=正常发芽种子数/种子总数；发芽指数=发芽种子数/发芽天数；活力指数
=发芽指数×胚轴总长。

（2）营养成分含量测定。

总黄酮含量测定：利用黄酮类
物质与显色剂NaNO2-Al（NO3）3生成红色铝螯合物在510 nm波长处的吸光
度峰值为标志物进行测定[11-12]。

采用蒽酮法测定豆芽中的糖含量[13]，采用
3,5-二硝基水杨酸法测定总淀粉酶活力[14-15]，采用2,4-二硝基苯肼法测定Vc 含量[16-17]，采用考马斯亮蓝G-250法测定蛋白质含量[18]，参考凌猛等[19]、Hemalatha等[20]的方法测定蛋白酶活力，参考魏京广等[21]的RP-HPLC法测定氨基酸含量。

2.1 微波处理对绿豆萌发情况的影响
2.1.1 萌发率由表1可知，在25℃恒温培养12 h时，微波处理20～30 s的绿豆萌发率均达95.00%以上，发芽指数均超过19.00，活力指数超过27.00；其次为微波处理10 s的绿豆，萌发率、发芽指数和活力指数分别为86.75%、17.35和2
3.46；而其他处理绿豆的萌发率均在80.00%以下，发芽指数均低于16.00，活力指数不超过22.30。

其中，尤以30 s的处理，促萌发效果最好。

2.1.2 胚轴长度从图1中可以看出，微波处理10～40 s后，绿豆芽的胚轴长度显著长于对照，培养第5天微波处理30 s的绿豆胚轴长度达39.23 mm，比对照组的长9.9 mm。

而微波处理50 s，其效果与对照差异不大。

2.1.3 重量从图2中可以看出，绿豆芽的质量随萌发时间的延长显著增加，除50 s 微波处理以外，其他试验组的豆芽质量都重于CK组。

其中，尤以30 s微波处理的绿豆芽重量最重，其重量增加的速度及增加量也最大。

综上所述，短时间的微波处理对绿豆种子的萌发确有促进作用，而微波处理时间不宜过长，否则对绿豆萌发有抑制作用。

2.2 微波处理对绿豆芽营养成分含量的影响
2.2.1 可溶性糖含量从图3中可以看出，可溶性糖含量随着萌发时间的延长而逐渐减少，这是由于绿豆萌发时是依靠消耗糖类来提供能量。

总体而言，萌发第3天和第4天，绿豆芽的糖消耗速度最快。

各处理中以微波处理30 s的糖消耗最快，这是因为该处理绿豆的生长量最大、萌发速度最快导致的。

这表明，适当的微波处理对绿豆中糖类物质的分解有促进作用。

2.2.2 总淀粉酶活力从图4中可以看出，各处理绿豆芽总淀粉酶活力随萌发时间的延长而呈现递增的趋势。

除50 s微波处理外，各试验组的淀粉酶活力均较对照组高。

淀粉酶活力高可以使黄豆中更多的淀粉被降解为单糖，有利于营养物质的吸收。

这从另一角度也证实了图3中糖含量变化的情况。

2.2.3 蛋白质含量由图5可知，各处理绿豆芽中的蛋白质含量在测定的5 d内呈现下降趋势。

这可能是因为微波处理刺激了种子中蛋白酶的活性，促进蛋白质分解为氨基酸，故蛋白质含量下降。

由此可见，微波同样具有促进蛋白质降解的功效。

2.2.4 蛋白酶活力蛋白酶的活力测定结果表明（图6），30 s微波处理绿豆芽中的蛋白酶活力显著提高，酶活力最高可达62.2 U/mg，有效促进了蛋白质的降解。

萌发后期，蛋白酶的活力有所下降，说明从萌发第3天开始，蛋白质的降解速率
开始减缓，豆芽的生长进入后期。

2.2.5 Vc含量绿豆在未萌发时，Vc含量均不高，但在其萌发的过程中，参与Vc
代谢的某些酶大量产生和激活，Vc合成量显著增加。

由图7可知，微波处理可以
进一步提高酶的活力，促进Vc的合成，其中尤以30 s微波处理的效果最佳，最
大Vc含量达200 μg/g。

2.2.6 黄酮含量黄酮类化合物是一种高生物活性成分，具有抗癌、提高免疫力、平衡内分泌、调节心血管等多种重要生理功能。

从图8中可以看出，豆芽萌发过程
中黄酮的含量呈先增后减的趋势，含最大量可达395.6 μg/g。

各处理中以30 s微波处理的绿豆芽黄酮含量始终保持最高。

这可能是因为微波处理刺激了黄酮生物合成过程中的关键酶活性，从而促进了黄酮类物质的合成。

2.2.7 氨基酸组成从表2中可以看出，微波处理20 s和30 s，绿豆芽中含有蛋白
标准品中的全部17种氨基酸，而对照处理的绿豆芽中没有必需氨基酸之一——苏氨酸，也没有精氨酸和天冬氨酸。

其中，30 s微波处理的绿豆芽中第一限制氨基酸——赖氨酸的含量为11.063 mg/g（干重），占总氨基酸含量的11.31%，为
各处理中最高，氨基酸总含量达到97.828 mg/g，必需氨基酸含量43.113 mg/g，占氨基酸总量的44.07%。

这一结果最接近于WHO规定的E/（E+N）=40%（E:essential;N:normal）的参考蛋白模式[22]。

值得注意的是，凡经过微波处理
后萌发的样品，其赖氨酸含量均明显增加。

微波生物学作用的物理基础是加热效应，介质吸收电场能量转变为生物分子的动能，使组织温升。

种子中的水分子、蛋白分子和其他生物大分子都可以看做是介质中的偶极子，偶极子接受动能而与周围其他粒子和分子发生碰撞，因而做功、产热。

该作用可能会将细胞的细胞壁和质膜击穿，提高细胞膜和细胞壁的穿透性，促进细胞内外物质的交换以及新陈代谢[23-24]。

研究证实：以适当剂量的微波对绿豆种子
进行处理，出现明显促生长效应。

种子萌发相关的各项指标均有明显提高。

其原因应归于微波热效应，使种子细胞壁和细胞膜的通透性出现可逆性的变化，使种子萌发过程中的多种关键酶的活性得到广泛激发。

利用实验室常用的微波方法处理豆类植物种子，能显著提高种子的萌发率以及萌发后芽类食品的营养品质，如果将此方法在生产中进行推广，无疑是一种简便、环保、实用、经济、高效的方法。

从萌发相关的各项指标、处理时间、营养价值以及简便实用等多方面综合考虑，建议以915 MHz微波处理30 s，培养周期3 d为最佳
工艺。

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