赵萌萌，崔向军，汪 斌，刘旭辉

（兰州交通大学化学与生物工程学院，甘肃 兰州 730070）

黄豆芽（soybean sprouts）是中国人喜食的一种传统优质蔬菜。在黄豆芽的生产过程中，人们为了提高黄豆的萌发率、防止其腐烂而大量使用化学试剂（如：亚硝酸盐、尿素等），该方法生产出的黄豆芽不但营养价值下降，而且对身体健康有害。市场上的“毒豆芽”事件，让人们更加关注黄豆芽的安全生产。近年来，超声波作为一种无公害的物理处理手段在生物科学领域已得到了广泛的应用，植物种子经超声波处理后，可以提高种子活力、促进种子萌发及幼苗的生长、增加种子的抗逆能力及作物产量[1-4]。试验采用超声波处理黄豆，研究其发芽率、发芽指数、活力指数及黄酮、Vc 等营养成分的含量变化，分析了超声波处理对黄豆萌发过程的影响，以期找到一种既能促进种子萌发又能提高营养价值的黄豆芽生产新技术。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜黄豆，取颗粒饱满、有光泽、无生理缺陷、大小均一的黄豆，分成若干等份供试用。蒽酮试剂、DNS 试剂、福林试剂、考马斯亮蓝G250、芦丁、维生素C、硫脲、2，4-二硝基苯肼，三氯醋酸、酪素、Al（NO3）3、NaNO2等为分析纯。

1.2 仪器与设备

722 型分光光度计，超声波清洗仪（KQ3200E型，40 kHz，150W），高速离心机等。

1.3 方 法

1.3.1 黄豆萌发率、发芽指数、活力指数及胚轴长度和重量的测定 将预挑选的黄豆经70%酒精溶液浸泡灭菌15 min 后，用蒸馏水洗涤5～6 遍，置于锥形瓶中加入500 mL 蒸馏水，放入恒温水浴锅中在25℃条件下浸泡6 h。然后放入超声波清洗仪中进行处理，处理时间设置为0（CK）、10 min（T1）、15 min（T2）、20 min（T3）、25 min（T4）、30 min（T5）6 个组，3 次重复[5-6]。

最后将经过预处理的试验样品放入25℃恒温培养箱中进行培养。每隔24 h 加蒸馏水20 mL，并依次测量其萌发率（胚轴突破种皮1 mm 即为萌发）、胚轴长度和重量，计算各组中黄豆芽平均长度和重量，依次测量5 d，每组重复3 次。计算发芽率G（正常发芽种子数/种子总数）、发芽指数GI（发芽种子数/发芽天数）、活力指数VI（发芽指数×胚轴总长）[7-8]。

1.3.2 可溶性糖含量的测定 采用蒽酮法测定可溶性糖含量[9]。

1.3.3 淀粉酶活力的测定 采用3，5-二硝基水杨酸法测定总淀粉酶活力[10-11]。

1.3.4 黄酮含量的测定 以NaNO2-Al（NO3）3为显色剂，利用其与黄酮类物质生成的红色铝螯合物为特征，在510 nm 波长处测定其吸光度，并以芦丁为标准品进行对照，从而得到待测物质的总黄酮含量[12-13]。

1.3.5 Vc 含量的测定 采用2，4-二硝基苯肼法测定Vc 含量[14-15]。

1.3.6 蛋白质含量的测定 采用考马斯亮蓝G-250 法测定蛋白质含量[16-17]。

1.3.7 蛋白酶活力的测定 参考凌猛等[18]、Hemalatha 等[19]的方法，并经过实验室改进。取25℃条件下萌发的黄豆鲜重1 g 于研钵中，加入2 mL 磷酸缓冲液研成匀浆，移至离心管，用8 mL 磷酸缓冲液分次洗涤研钵，收集洗涤液，置于40℃水浴保温并搅拌1 h 后，4 000 r /min 离心15 min，所得上清液即为粗酶液。

取6 支干燥洁净试管，吸取上述粗酶液各1 mL，向空白管中加2 mL 三氯醋酸溶液，其他5 管作为测试管各加入1 mL 酪素，摇匀，40℃保温10 min。取出试管，向5 支测试管中各加入2 mL 三氯乙酸，空白管中加入1 mL 酪素，静置10 min，过滤沉淀。各取1 mL 滤液，分别加0.4 mol/L 的Na2CO35 mL，福林试剂1 mL，在40℃显色20 min。以空白管调零，在680 nm 波长处测定吸光度，记录结果，根据回归方程计算测量液中蛋白酶的活力。

2 结果与分析

2.1 超声波处理对黄豆萌发率、发芽指数、活力指数、胚轴长度、重量的影响

从表1 中可以看出，在25℃恒温培养下，其他影响萌发的因子均采取相同的最适条件，黄豆萌发24 h、36 h 时，所有超声波处理组的萌发率、发芽指数、活力指数都明显高于对照组。其中，T4 组36 h时黄豆的萌发率接近100%，其发芽指数、活力指数也远高于其他处理组，发芽指数比对照组增加1.08 倍，活力指数比对照组高345.0%。

表1 超声波处理对黄豆发芽率、发芽指数、活力指数的影响

从图1 中可以看出，经超声波处理的黄豆胚轴长度（芽长）明显大于CK 组，观察直线斜率可知，第3 天、第4 天黄豆芽的生长速度最快。5 d 后T4 组胚轴长度达52.27 mm，比对照组长49.77%。

图1 超声波处理对黄豆芽芽长的影响

从图2 中可知，黄豆在萌发过程中其重量随萌发时间延长而增加，且试验组黄豆芽的重量都明显高于对照组。5 d 后，T4 组黄豆芽的平均重量为0.91 g，比对照组重12.35%。

图2 超声波处理对黄豆芽重量的影响

2.2 超声波处理对可溶性糖含量的影响

从图3 中可以看出，黄豆萌发时分解糖类提供能量，所以糖的含量随着萌发时间的推移逐渐减少。其中，试验组在萌发过程中可溶性糖的含量始终高于对照组，说明超生波处理后黄豆种子分解淀粉的速度均比对照组快，产生的可溶性糖也多。从而为后期豆芽的快速生长提供了足够的能量来源。其中，超声波处理25 min 效果最理想。

图3 超声波处理对黄豆芽可溶性糖含量的影响

2.3 超声波处理对总淀粉酶活力的影响

从图4 中可以看出，总淀粉酶活力随萌发时间推移而增加，第1 天内淀粉酶活力增长最快，从第3 天开始淀粉酶活力增长变慢，逐渐趋于稳定。在萌发过程中，试验组的淀粉酶活力始终高于对照组，从而使黄豆中更多的淀粉被利用，可溶性糖含量增加，这也从侧面印证了上述黄豆萌发过程中可溶性糖含量的变化情况。其中，超声波处理25 min的促进效果最明显。

图4 超声波处理对黄豆芽淀粉酶活力的影响

2.4 超声波处理对黄酮含量的影响

从图5 中可知，黄豆萌发第1 天、第2 天内总黄酮含量迅速增加，第3 天增长速度减缓，T4 组黄酮含量最高，可达153.31 ug/g，第4 天后开始迅速减少。原因可能是萌发前期黄酮类物质大量合成，第4 天开始细胞内合成后期代谢产物，中间代谢物黄酮被大量利用，因此含量迅速降低。T4 组黄豆在萌发过程中黄酮的合成和分解速率都是最快的。

图5 超声波处理对黄芽黄酮含量的影响

2.5 超声波处理对维生素c 含量的影响

从图6 中可以看出，黄豆种子中的Vc 含量原本很低，但在萌发过程中，Vc 含量随着萌发时间的延长而迅速增加。5 d 后，除对照组Vc 的含量略有下降的趋势之外，试验组的Vc 含量均继续升高。原因可能是种子萌发过程中，其内部参与物质代谢的酶类随之产生和被活化，参与Vc 合成的酶活性也随之增强，豆芽组织中Vc 含量不断增多。因此，超声波处理不但有利于提高参与Vc 合成代谢的酶活力，而且还可以延长豆芽保质期，使其中Vc的含量保持较长时间的增长。其中，以超声波处理25 min 效果最佳。

图6 超声波处理对黄豆芽Vc 含量的影响

2.6 超声波处理对蛋白质含量的影响

从图7 中可以看出，在黄豆萌发过程中，蛋白质含量随着萌发时间的延长而降低，直到第4 天下降速度才开始减缓。原因是黄豆在萌发过程中，蛋白质在蛋白酶的作用下分解为氨基酸而导致含量降低。说明超声波处理能加速黄豆萌发过程蛋白质的降解，产生的小分子氨基酸更有利于人体吸收。

图7 超声波处理对黄豆芽蛋白质含量的影响

2.7 超声波处理对蛋白酶活力的影响

图8 超声波处理对黄豆芽蛋白酶活力的影响

从图8 中可以看出，黄豆在萌发过程中，蛋白酶活力先增后降，第3 天内增长速度最快且酶活达最大值。其中，T4 组酶活力最高可达59.28 U/mg，是CK 组的1.37 倍。蛋白酶活力高可使黄豆中的蛋白质更多的被降解为氨基酸，与黄豆在萌发过程中蛋白质含量的变化相符。

3 结 论

试验结果表明：用一定时间剂量的超声波处理黄豆种子后，可显著提高其萌发率、发芽指数、活力指数，并且可以改良萌发后黄豆芽的品质，使其中重要营养成分的含量大幅增加。其原因可能正是超声波导致种子细胞的壁和质膜透性发生可逆性改变，环境温度升高，促使关键酶活性增加，诱导酶产生，种子中储藏的营养物质分解和新营养物质的合成大大加快，使种子萌发生长加快，其营养成分的含量也大大增加。另外，由于超声波的这种促萌发作用，使得豆芽的生长时间缩短，可有效的防止烂根现象，延长豆芽的保质期。根据豆芽中营养成分（如黄酮、Vc 等）含量的变化，同时从培养时间的长短以及简便、经济、可推广的角度综合考虑，黄豆的最佳超声波预处理时间应为25 min，最佳培养时间为3 d。

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