4 种不同产地黑豆营养成分及花青素含量的分析与评价

王舒璇1,王若琼1,张裕1,张涛2,王大凤2,初子入1,王欣1*,吕欣1*

(1.西北农林科技大学食品科学与工程学院,陕西杨凌 712100)

(2.陕西大凤良品贸易有限公司,陕西西安 710000)

摘要:该研究以来自辽宁朝阳、山东临沂、黑龙江哈尔滨、陕西延川的黑豆(HD1、HD2、HD3、HD4)为原料,采用直接干燥法、灼烧法、凯氏定氮法等多种营养成分测定方法,结合氨基酸评分(Amino Acid Score)和化学评分(Chemical Score)分析了不同黑豆样品的水分、灰分、总蛋白、粗脂肪、还原糖、粗纤维、氨基酸组成、脂肪酸组成及花青素含量。结果表明四种黑豆原料的营养组成类似,总蛋白含量最高,还原糖含量最低,单一营养素含量差异明显,HD4 可溶性蛋白含量最高,HD2 粗脂肪含量最高,分别适合蛋白类及油脂类产品的开发;四种黑豆均检测出16 种氨基酸,必需氨基酸含量丰富,占总氨基酸含量的37%~38%,蛋氨酸和苏氨酸是四种黑豆原料中的限制性氨基酸,在产品的开发过程中,需要通过营养强化或原料搭配保证产品的营养品质;四种黑豆均检测出5 种脂肪酸,不饱和脂肪酸含量达85.62%~87.1%,花青素含量为2.14%~2.26%,适于作为功能食品原料进行开发。研究结果将为黑豆加工、功能成分的提取及相关产品的开发提供参考依据。

关键词:黑豆;营养成分;花青素含量;评价

黑豆(Glycine max(L.)Merr.)又名“乌豆”、“黑大豆”,为豆科大豆属植物的干燥成熟种子,蛋白含量丰富,是一种药食两用的豆类,全国均有产地分布,主要产区集中在东北[1]、河北、山西和陕西等地[2]。《本草纲目》记载:“药黑豆有补肾养血、清热解毒、活血化瘀、乌发明目、延年益寿功效”。现代研究表明,黑豆具有抗氧化、降血压[3]、抗肿瘤、抗炎等作用[4]

黑豆因其具有多种药理作用而受到了研究者的广泛关注。Yamamoto 等[5]的研究表明黑豆具有很强的抗氧化活性,黑豆多酚对3 种NAFLD/NASH 动物模型均表现出一定的预防作用。赵屹等[6]以肝细胞系HL-7702 为模型,考察黑豆多糖对肝细胞中活性氧的清除作用,结果显示黑豆多糖能有效降低H2O2 诱导的活性氧水平。胡懿化等[7]从黑豆中分离出两种蛋白HDJS2 和HDJS5-2,二者均能促进脾淋巴细胞增殖。Tanaka 等[8]评估了每日摄入黑豆种皮提取物对载脂蛋白E 缺陷型小鼠的影响,结果表明膳食干预可影响小鼠血液及肝脏中胆固醇和甘油三酯的水平,起到预防血脂异常的作用。Moriyasu 等[9]以黑豆种皮粉喂养肥胖模型小鼠,实验结果显示黑豆种皮粉可明显抑制小鼠体重增加及白色脂肪组织重量的增加,并显著降低与内脏脂肪相关的血清瘦素水平。Domae 等[10]的研究表明黑豆种皮提取物可通过促进NO 的产生改善血管功能。黑豆因种皮颜色深于其他豆类而含有更多的花青素[11],已成为花青素的主要获取途径之一。Chen 等[12]的研究表明黑豆种皮提取物中的花青素以矢车菊素-3-O-葡萄糖苷为主要成分,在体外和高脂饮食诱导的小鼠体内均表现出有效的降血糖和降血脂作用。此外,黑豆花青素还具有明显的抗肥胖[13]、抗炎及抗癌作用[14],能够抑制炎症相关基因的表达[15],可提高氧化应激暴露的胶质细胞的存活率[16]

虽然黑豆具有良好的生物活性,但药理作用的发挥还需要以物质为基础,活性成分的功能与营养物质的含量息息相关。近年来,许多报道揭示了同一地区不同豆类的营养成分差异性,以及同一地区不同种类黑豆的营养成分的差异,但鲜有将不同地区黑豆一同进行比较分析。因此,本研究以不同产地的黑豆为原料,对其基础营养成分(还原糖、粗纤维、粗脂肪、总蛋白、灰分和水分)、氨基酸组成、脂肪酸组成及花青素含量进行分析评价,以期为黑豆及其功能性成分的综合开发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 样品来源

选取自带包装、成熟干燥且来自不同产地的黑豆4 种,于23 ℃储藏。黑豆样品编号及产地如表1 所示。取表皮完整、颗粒圆润、成色良好的黑豆样品粉碎后过50 目筛,备用。

表1 黑豆样品信息
Table 1 Samples information of black soybeans

序号 样品编号 样品产地 1 HD1 辽宁朝阳 2 HD2 山东临沂 3 HD3 黑龙江哈尔滨4 HD4 陕西延川

1.2 仪器与设备

电热鼓风干燥箱,上海一恒科学仪器有限公司;马弗炉,Nabertherm 公司;TU-1901 双光束紫外可见分光光度计,北京普析通用仪器有限公司;LDP-1000A型高速多功能粉碎机,浙江永康市红太阳机电有限公司;TG1650-WS 台式高速离心机,上海卢湘仪离心机仪器有限公司;Chromaster Ultra Rs 日立超高效液相色谱仪,日立高新技术公司;KH-400KDE 型高功率数控超声波清洗仪,昆山禾创超声仪器有限公司;SCINOST310 索氏抽提仪,FOSS 公司;S433D 氨基酸分析仪,Sykam 公司;HH-S 数显恒温水浴锅,天津赛得利斯实验分析仪器制造厂。

1.3 基础营养成分测定

水分含量测定:直接干燥法,参照GB 5009.3-2016《食品中水分的测定》;灰分含量测定:灼烧法,参照GB 5009.4-2016《食品中灰分的测定》;总蛋白含量测定:凯氏定氮法,参照GB 5009.5-2016《食品中蛋白质的测定》;粗脂肪含量测定:索氏抽提法,参照GB 5009.6-2016《食品中脂肪的测定》;还原糖含量测定:3,5-二硝基水杨酸法[17];粗纤维含量测定:减重法[18]

1.4 营养品质分析评价

1.4.1 蛋白质分析评价

可溶性蛋白含量测定方法:考马斯亮蓝法[19]。称取1.0 g 样品粉末置于离心管中,加入20 mL 蒸馏水,超声(30 min,4 000 r/min),离心取上清液置于50 mL容量瓶中。沉淀加入10 mL 蒸馏水离心,合并上清加水定容得蛋白提取液。取1 mL 蛋白提取液放入试管,加入5 mL 考马斯亮蓝G-250 溶液,混匀后室温静置 2 min,在595 nm 波长处测定吸光度。以0.1 mg/mL牛血清蛋白配置标准溶液。

氨基酸组成分析:氨基酸分析仪法,参照GB 5009.124-2016《食品中氨基酸的测定》。试样水解:精确称取一定量样品于水解管中,加入HCl(10 mL,6.0 mol/L),抽真空(接近0 Pa),充氮气,重复3 次后将水解管封口,水解(110 ℃,22 h)、冷却、过滤,取滤液2 mL 于比色管中,水浴(60 ℃,10 min),减压干燥,加入适量HCl(0.02 mol/L),静置30 min,得待测液。试样测定:使用混合氨基酸标准工作液注入氨基酸自动分析仪,参照JJG1064-2011 氨基酸分析仪检定规程及仪器说明书,测定570 nm 和440 nm 波长处吸光度。

氨基酸营养评价分析:根据1973 年联合国粮农组织和世界卫生组织(FAO/WHO)建议的氨基酸评分标准模式和全鸡蛋的氨基酸模式基准,按照以下公式分别计算四种黑豆各自蛋白质的氨基酸评分(Amino Acid Score,AAS)、化学评分(Chemical Score, CS)[20],和必需氨基酸指数(Essential Amino Acid Index,EAAI)[21]

式中:

CS——样品蛋白质中氨基酸含量,mg/g N;

CFAO/WHO——FAO/WHO 评分标准模式中相应必需氨基酸含量,mg/g N;

CEgg——鸡蛋相应必需氨基酸含量,mg/g N;

n——比较的氨基酸数;

ASBSGS——样品蛋白质中必需氨基酸含量,mg/g N;

AEggBEggGEgg——鸡蛋蛋白质中必需氨基酸含量,mg/g N;

N——蛋白质含量,以蛋白氮计算。

1.4.2 脂肪酸含量测定

脂肪酸组成参照GB 5009.168-2016《食品中脂肪酸的测定》,采用归一化法。取30~100 mg(约2~6 滴)油脂置于10 mL 容量瓶内,加入1~2 mL 石油醚和苯的混合溶剂,轻轻摇动使油脂溶解。加入1~2 mL 氢氧化钾-甲醇溶液(0.4 mol/L)混匀。室温静置5~10 min后,加蒸馏水使全部油相升至瓶颈上部,放置待澄清。吸取上清液,室温下吸入氮气浓缩,所得浓缩液用于气相色谱分析。

a)色谱柱:毛细管色谱柱 HP-INNOWax (30 m×0.25 mm,ID×0.25 μm)。

b)升温程序:初始温度:150 ℃,持续2 min; 150 ~235℃ ℃,升温速率8 /min℃ ,保持10.6 min; 235 ℃,保持15 min。

c)载气:氮气。

d)进样体积:1.0 μL。

e)进样口温度:230 ℃;检测器温度:250 ℃。

f)分流比:80:1。

1.4.3 花青素含量测定

采用比色法测定花青素含量。选取较为完整优质的黑豆种皮,研磨后过50 目筛。精确称取1 g,按料液比1:60 加入φ=70%乙醇溶液,用2 mol/L 的盐酸溶液调pH 值至1.0。50 ℃下超声提取30 min,定容于 250 mL 容量瓶,取1 mL 测定530 nm 波长处吸光 值[22]。花青素含量计算公式如下所示:

式中:

A——花青素含量,%(m/m);

C——标准曲线上吸光度所对应的质量浓度,mg/mL;

v——样品体积,mL;

M——稀释倍数;

m——样品质量,mg。

1.5 数据处理

采用Microsoft Office Excel 数据分析工具对实验数据进行分析处理,并采用Origin 软件进行作图。

2 结果与讨论

2.1 黑豆样品外观描述分析

四种黑豆样品外观见图1。

图1 黑豆样品外观
Fig.1 Appearance of black soybean samples

由图1 可知四种黑豆籽粒均黑亮、饱满、大小较均匀、品质较好。杨卫民[23]的研究表明,外形饱满黑亮的种子具有较高的生物活性物质含量,因此推测四种黑豆样品具备进行深度开发的潜质。与此同时,陕西延川黑豆(HD4)呈现出扁平的肾形外观,与其余三种黑豆的椭圆形籽粒外观相比,差异较大。

2.2 基础营养成分含量分析比较

四种黑豆基础营养成分含量的测定结果见图2。

图2 黑豆的基础营养成分含量
Fig.2 Basic nutrient content in the black soybeans

由图2 可知,四种黑豆样品的基础营养成分组成相似,总蛋白含量最高,占总成分的35.09%~39.50%,其次是粗脂肪,占12.10%~17.93%,粗纤维(9.55%)与水分(9.91%)含量次之,灰分含量占4.30%~4.61%,还原糖含量最少,占2.45%~3.89%。研究检测结果与刘柏林等[24]测定的安徽黑豆营养成分比例相近,但蛋 白含量略低于陕北小粒黑豆(41.29%)[25],表明不同地区黑豆营养成分的构成比例大体一致,但各营养素的含量存在一定差异。与此同时,分析数据表明,陕西延川黑豆(HD4)的水分、灰分、总蛋白、粗纤维和还原糖的含量均高于其余三种黑豆,而粗脂肪含量小于其余三种黑豆,这其中山东临沂黑豆(HD2)的粗脂肪含量最高(17.93%),约是HD4 的1.48 倍。因此,陕西延川黑豆更适于以蛋白及粗纤维为产品开发目标的原料,也更为符合当代膳食中“减油减脂”的消费需求。朱怡霖等[26]测定了18 种大豆的总脂肪含量,结果表明陕西榆林地区大豆总脂肪含量低于东北地区和山西地区大豆的总脂肪含量,这也暗示豆类作物的营养组成与地域密切相关,而陕西北部地区的豆类,如黑豆、大豆等的总脂肪含量偏低,更适于蛋白类产品的开发利用。

2.3 蛋白质分析评价

2.3.1 可溶性蛋白含量及氨基酸组成分析

四种黑豆的可溶性蛋白含量见图3,氨基酸组成见表2。

图3 黑豆可溶性蛋白含量
Fig.3 Soluble protein content of black soybeans

注:柱状图上方不同字母表示差异显著(P<0.05)。

由图3 可知,HD1 与HD4 在可溶性蛋白含量上存在显著差异(P<0.05),此外,四种黑豆的可溶性蛋白质量分数由高到低依次是:HD4(35.33%)、HD2(33.58%)、HD3(32.17%)、HD1(30.77%),其含量差异与四种黑豆总蛋白测定结果一致,进而表明延川黑豆在总蛋白及可溶性蛋白含量上都要优于其它三种原料。由表2 可知,四种黑豆样品氨基酸总量(TAA)由高到低依次为:HD4(36.96%)、HD2(36.15%)、HD3(35.47%)、HD1(34.98%),这与四种黑豆的蛋白质含量检测结果顺序基本一致。从氨基酸组成看,四种黑豆样品均检测出16 种氨基酸,其中必需氨基酸7 种,不含色氨酸,非必需氨基酸9 种,且各氨基酸占比相近。在检出的16 种氨基酸中,谷氨酸含量最高,均值为6.23 g/100 g,天冬氨酸(4.37 g/100 g)、丙氨酸(4.06 g/100 g)次之,蛋氨酸含量最低,均值为 0.11 g/100 g,与惠君玉等[27]结果一致。根据FAO/WHO的标准,优质蛋白质的必需氨基酸含量与总氨基酸含量之比(EAA/TAA)应达到0.4,必需氨基酸与非必需氨基酸之比(EAA/NEAA)应达到0.6。HD2、HD3和HD4 的EAA/TAA 均为0.37,HD1 的EAA/TAA 为0.38,四种黑豆均未达到0.4,这主要与氨基酸组成中必需氨基酸色氨酸含量未测定有关[26],研究表明,黑豆中色氨酸含量可达54.17 mg/g N,远高于FAO/WHO标准模式中色氨酸的含量(10 mg/g N)[24],所以四种黑豆的EAA/TAA 可能会高于0.4。进一步分析发现,除HD1 的EAA/NEAA 为0.62 外,其余三种黑豆的EAA/NEAA 为0.58~0.59,接近0.6,因此总体来看,四种黑豆均属于优质的蛋白质资源,在产品开发过程中可以强化补充蛋氨酸以提高产品的营养特性。

表2 黑豆氨基酸组成分析(g/100 g)
Table 2 Amino acid composition of the black soybeans (g/100 g)

注:*为必需氨基酸。

氨基酸 HD1 HD2 HD3 HD4 天冬氨酸(Asp) 4.32±0.12 4.39±0.05 4.32±0.02 4.37±0.07 苏氨酸*(Thr) 0.78±0.00 0.77±0.04 0.77±0.02 0.83±0.04 丝氨酸(Ser) 1.16±0.04 1.16±0.06 1.33±0.05 1.24±0.04 谷氨酸(Glu) 5.90±0.15 6.23±0.18 6.56±0.19 6.24±0.11 脯氨酸(Pro) 1.18±0.01 1.25±0.04 1.27±0.01 1.25±0.02 甘氨酸(Gly) 1.36±0.04 1.37±0.07 1.25±0.04 1.43±0.06 丙氨酸(Ala) 3.92±0.12 4.12±0.03 3.81±0.06 4.37±0.08 缬氨酸*(Val) 2.15±0.05 2.15±0.06 2.00±0.06 2.16±0.02 蛋氨酸*(Met) 0.12±0.01 0.11±0.00 0.11±0.01 0.10±0.00 异亮氨酸*(Ile) 1.46±0.01 1.51±0.03 1.48±0.13 1.50±0.00 亮氨酸*(Leu) 3.17±0.04 3.20±0.07 3.15±0.18 3.10±0.11 酪氨酸*(Tyr) 1.04±0.00 1.04±0.01 1.02±0.06 1.00±0.03 苯丙氨酸*(Phe) 1.94±0.01 1.99±0.04 1.85±0.00 1.95±0.04 组氨酸(His) 1.23±0.01 1.23±0.05 1.18±0.02 1.23±0.02 赖氨酸*(Lys) 2.74±0.07 2.70±0.02 2.67±0.01 2.87±0.07 精氨酸(Arg) 2.51±0.03 2.93±0.04 2.70±0.05 3.32±0.22 TAA 34.96±0.31 36.15±0.78 35.48±0.28 36.95±0.11 EAA 13.38±0.06 13.46±0.26 13.06±0.33 13.51±0.03 NEAA 21.57±0.25 22.69±0.52 22.42±0.05 23.44±0.14 EAA/NEAA 0.62±0.00 0.59±0.00 0.58±0.02 0.58±0.00 EAA/TAA 0.38±0.00 0.37±0.00 0.37±0.01 0.37±0.00

2.3.2 氨基酸组成营养评价

四种黑豆必需氨基酸含量如表3 所示,氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)和必需氨基酸指数如表4所示。

表3 黑豆必需氨基酸含量(mg/g N)
Table 3 Essential amino acid in the black soybeans

必需氨基酸 HD1 HD2 HD3 HD4 FAO/WHO 标准模式 全鸡蛋蛋白质 苏氨酸 22.23 20.30 20.57 21.01 40 47 缬氨酸 61.27 56.67 53.43 54.68 50 66 蛋氨酸 3.42 2.90 2.94 2.53 35 37 异亮氨酸 41.61 39.80 39.54 37.97 40 54 亮氨酸 90.34 84.34 84.16 78.48 70 86 苯丙氨酸+酪氨酸 84.92 79.86 76.68 74.68 60 93 赖氨酸 78.08 71.16 71.33 72.66 55 70 总含量 381.88 355.03 348.65 342.03 350 453

表4 黑豆氨基酸评分、化学评分和必需氨基酸指数
Table 4 ASS, CS and EAAI in the black soybeans

必须氨基酸 氨基酸评分 化学评分 HD1 HD2 HD3 HD4 HD1 HD2 HD3 HD4 苏氨酸 0.56 0.51 0.51 0.53 0.47 0.43 0.44 0.45 缬氨酸 1.23 1.13 1.07 1.09 0.93 0.86 0.81 0.83 蛋氨酸 0.10 0.08 0.08 0.07 0.09 0.08 0.08 0.07 异亮氨酸 1.04 0.99 0.99 0.95 0.77 0.74 0.73 0.70 亮氨酸 1.29 1.20 1.20 1.12 1.05 0.98 0.98 0.91 苯丙氨酸+酪氨酸 1.42 1.33 1.28 1.24 0.91 0.86 0.82 0.80 赖氨酸 1.42 1.29 1.30 1.32 1.12 1.02 1.02 1.04 EAAI 61.55 56.48 55.85 54.10

氨基酸模式用于反应人体蛋白质及各种食物蛋白质在必需氨基酸的种类和数量上的差异,食物蛋白质模式与人体蛋白质模式越接近,必需氨基酸被机体利用程度就越高,食物蛋白质的营养价值也就越高。HD1(381.88 mg/g N)、HD2(355.03 mg/g N)必需氨基酸总含量高于FAO/WHO 标准(350.0 mg/g N),而HD3(348.65 mg/g N)、HD4(342.03 mg/g N)必需氨基酸总含量低于FAO/WHO 标准,四种黑豆必需氨基酸总量均低于全鸡蛋蛋白质模式。从单个氨基酸含量看,四种黑豆除苏氨酸、蛋氨酸及异亮氨酸含量低于FAO/WHO 标准外,其余氨基酸含量均高出FAO/WHO 模式,可知四种黑豆的第一、第二限制性氨基酸分别为蛋氨酸、苏氨酸。以全鸡蛋蛋白质模式为标准时,四种黑豆除HD1 的亮氨酸外,均只有赖氨酸含量超过全鸡蛋蛋白质模式,可见赖氨酸为黑豆中的优势氨基酸。

AAS 和CS 用于评价某种氨基酸与模式蛋白质的贴近程度。以AAS 为评价标准时,四种黑豆的蛋氨酸(0.08~0.10)和苏氨酸(0.51~0.56)评分低于1,二者为黑豆原料中的限制性氨基酸,异亮氨酸评分除HD1 高于1 外,其余三种黑豆评分(0.95~0.99)接近1,剩余氨基酸评分均高于1,其中赖氨酸的评分最高(1.29~1.42),高于聂刚等[25]测定的陕北小粒黑豆的赖氨酸评分(0.92~0.97)。以CS 作为评价标准时,四种黑豆只有赖氨酸评分(1.02~1.12)均高于1,除HD1的亮氨酸评分高于1 外,其余氨基酸评分均低于1,蛋氨酸和苏氨酸仍为四种黑豆的第一限制氨基酸和第二限制氨基酸。EAAI 用于反映蛋白的所有必需氨基酸组成与全鸡蛋蛋白模式中必需氨基酸组成的接近程度,EAAI 越接近1,营养价值越高。以EAAI 为评价标准时,指数从高到低依次为HD1(0.61)、HD2(0.56)、HD3(0.56)、HD4(0.54),表明四种黑豆中HD1 的营养价值最高,HD2 与HD3 次之,HD4 营养价值最低。但本研究测定的EAAI 值相比刘柏林等[24]所测定的黑豆EAAI 值(0.86~0.95)普遍偏低,可能是由于样品中色氨酸含量未测定,进而导致原料的氨基酸营养评价较低。综合AAS、CS 和EAAI 的评分结果,蛋氨酸和苏氨酸是四种黑豆原料中的限制性氨基酸,因此,从营养学的角度出发,在产品的开发过程中,需要通过营养强化或原料搭配保证产品的营养品质。赖氨酸作为四种黑豆原料中的优势氨基酸,在利用过程中可注意与其余营养素协同以更好发挥功能。

2.4 脂肪酸组成分析评价

四种黑豆的脂肪酸组成分析结果如图4 所示。

由图4 可知,四种黑豆均检测出5 种主要脂肪酸,包括棕榈酸和硬脂酸两种饱和脂肪酸,油酸、亚油酸和亚麻酸3 种不饱和脂肪酸。5 种脂肪酸含量由高到低依次为:亚油酸(51.1%~59.0%)、油酸(13.4%~ 26.9%)、亚麻酸(7.62%~14.7%)、棕榈酸(10%~ 10.4%)、硬脂酸(2.83%~4.06%),主要成分为油酸及亚油酸,同杨亚琴等[28]的测定结果一致。不饱和脂肪酸是人体不可缺少的脂肪酸,有助于心脑血管等疾病的预防,四种黑豆不饱和脂肪酸含量达85.62%~ 87.1%,具有很高的营养价值[29]。四种黑豆的脂肪酸含量差异主要表现为油酸与亚麻酸含量的差异。HD2所含油酸高于其他三种黑豆,含量达26.9%,而亚麻酸含量低于其他三种黑豆,含量为7.62%。HD1 和HD3 的油酸与亚麻酸含量接近,而HD4 所含油酸含量低于其他三种黑豆,含量为13.4%,亚麻酸含量高于其他三种黑豆,含量达14.7%。据Sanjeev 等[30]的研究,黑豆中油酸与亚麻酸的含量呈显著负相关,这与本研究呈现结果一致,但亚麻酸不稳定,易氧化变质,因此相较于其它三种黑豆,HD4 原料贮存过程中要强化防氧化处理。有研究者结合大豆两个油脂相关基因设计分子标记以筛选出高油酸和低亚麻酸的大豆种质[31],因油酸可降低血液中胆固醇并软化动脉血管,故提高豆类的油酸含量并降低亚麻酸含量已成为豆类品质育种的目标。因此本研究的四种黑豆中,HD2的脂肪酸含量配比更符合人们对豆类品质的要求,可作为以油脂为开发目标的产品生产原料。

图4 黑豆脂肪酸组成
Fig.4 Fatty acid content of the black soybeans

2.5 花青素含量分析评价

四种黑豆的花青素含量测定结果如图5 所示。

图5 黑豆花青素含量
Fig.5 Anthocyanidin content of black soybeans

注:柱状图上方不同字母表示差异显著(P<0.05)。

测定结果表明四种黑豆的花青素质量分数在2.14%~2.26%之间,Zhang 等[32]对60 种中国地区黑豆种皮花青素进行鉴定,含量为98.8~2 132.5 mg/100 g,与本研究测定结果相比略低。而张泽生等[33]测定的山东、湖北、东北、内蒙古等不同地区的黑豆皮花青素含量(3.61%~5.59%)均高于本研究测定结果,表明黑豆种皮花青素含量存在地域差异,同时也受到提取方法的影响。四种黑豆花青素含量由高到低依次是HD4(2.26%)、HD1(2.22%)、HD3(2.20%)、HD2(2.14%),HD1 与HD3 的花青素含量无显著差异,而二者同HD2 及HD4 在含量上存在显著差异 (P<0.05)。花青素具有调节免疫、抗氧化等作用[11],黑豆皮是花青素的丰富来源,除增加黑豆本身的功能特性外,还可对黑豆皮花青素进行提取并应用于食品、医药及美容护肤行业,拓宽黑豆相关产品的开发[34]

3 结论

四种黑豆样品基础营养成分组成相似,总蛋白含量最高,还原糖含量最低,其中HD4 总蛋白含量及可溶性蛋白含量最高,优于其余三种黑豆,适于蛋白类产品的开发;四种黑豆均检测出16 种氨基酸,综合AAS、CS 和EAAI 的评分结果,蛋氨酸及苏氨酸是四种黑豆原料的限制性氨基酸,产品开发过程中需通过营养强化或原料搭配保证产品的营养品质;四种黑豆不饱和脂肪酸含量高达85.62%~87.1%,具有很高的营养价值,HD2 的脂肪酸配比更符合人们需求,适于作为以油脂为开发目标的生产原料;四种黑豆花青素含量为2.14%~2.26%,适于作为功能食品原料进行开发。

参考文献

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Nutritional Components and Anthocyanidin Content of Black Soybeans from Different Producing Areas in China

WANG Shuxuan1, WANG Ruoqiong1, ZHANG Yu1, ZHANG Tao2, WANG Dafeng2, CHU Ziru1, WANG Xin1*, LYU Xin1*
(1.College of Food Science and Engineering, Northwest A & F University, Yangling 712100, China)
(2.Shaanxi DafengLiangpin Trading Co. Ltd., Xi’an 710000, China)

Abstract: The different black beans from Chaoyang, Liaoning Province (HD1), Linyi, Shandong Province (HD2), Harbin, Heilongjiang Province (HD3), and Yanchuan, Shaanxi Province (HD4) were used as raw materials. Various nutritional components were determined by the direct drying method, ignition method, and Kjeldahl method. The moisture, ash, total protein, crude fat, reducing sugar, crude fiber, amino acid composition, fatty acid composition, and anthocyanin content of the different samples were analyzed by combining the amino acid and chemical scores. The results showed that the nutritional composition of the four types of black soybean was similar; total protein was proportionally the greatest component and reducing sugar the lowest. However, there were clear differences between the sample groups in terms of content of individual nutrients. Soluble protein content was greatest in the HD4 group, and HD2 showed the highest level of crude fat, suggesting that black soybean from these two growing areas are the most suitable for the development of protein and oil products, respectively. Altogether, 16 types of amino acids were detected in the samples from the four groups; essential amino acids were the most abundant (37%~38% of total amino acid content). Methionine and threonine are the limiting amino acids, requiring nutrition fortification or raw material matching to guarantee the nutritional quality during the process of product development. Five fatty acids were detected in the four groups, and the unsaturated fatty acid content reached 85.62%~87.1%. The anthocyanidin content, which was found to range from 2.14% to 2.26%, indicates that these black soybeans are optimal raw material for the development of functional (nutritional) foods. These results provide a reference for further refinement of processing methods for black soybeans, with the goal of extracting functional components for the development of useful products.

Key words: black soybean; nutritional component; anthocyanidin content; evaluation

文章编号:1673-9078(2023)03-156-163

DOI: 10.13982/j.mfst.1673-9078.2023.3.0300

引文格式:

王舒璇,王若琼,张裕,等.4 种不同产地黑豆营养成分及花青素含量的分析与评价[J].现代食品科技,2023,39(3):156-163.

WANG Shuxuan, WANG Ruoqiong, ZHANG Yu, et al. Nutritional components and anthocyanidin content of black soybeans from different producing areas in China [J]. Modern Food Science and Technology, 2023, 39(3): 156-163.

收稿日期:2022-03-17

基金项目:国家自然基金青年基金项目(32001652)

作者简介:王舒璇(1998-),女,本科,研究生方向:食品营养与健康,E-mail:13759824368@163.com;共同第一作者:王若琼(1999-),女,本科,研究生方向:食品加工,E-mail:2105300850@qq.com

通讯作者:王欣(1988-),男,博士,副教授,研究方向:功能食品开发及加工,E-mail:wangxin_2018@nwsuaf.edu.cn;共同通讯作者:吕欣(1975-),男,博士,教授,研究方向:食品发酵工程,E-mail:xinlu@nwsuaf.edu.cn