李先翠，李保國(guó)*，姜元榮，史海明，王紅玲

1(上海理工大學(xué) 醫(yī)療器械與食品學(xué)院，上海， 200093)2(豐益(上海)生物技術(shù)研發(fā)中心有限公司， 上海， 200137)

花生又稱“長(zhǎng)生果”，豆科落花生屬植物，是我國(guó)產(chǎn)量豐富、食用廣泛的一種油料作物?；ㄉ鸂I(yíng)養(yǎng)豐富，脂肪含量為44.27%～58%，蛋白含量在25%～36%[1]，糖類占6%～19%[2]。此外，花生中還含有多酚、γ-氨基丁酸等功能活性物質(zhì)。多酚是一類廣泛存在于植物體內(nèi)的次生代謝產(chǎn)物，具有較強(qiáng)的抗氧化活性[3]。白藜蘆醇是一種非黃酮類多酚化合物，白藜蘆醇及其衍生物具有抗氧化、抗腫瘤、防止動(dòng)脈粥樣硬化等多種功效[4]。γ-氨基丁酸是一種四碳非蛋白質(zhì)氨基酸，具有抗炎、促進(jìn)睡眠、預(yù)防糖尿病、抗癌等生理功能[5]。

種子萌發(fā)是指種子在生長(zhǎng)過程中，從吸收水分開始，到胚根出現(xiàn)在周圍結(jié)構(gòu)中的過程[6]。萌發(fā)可以提高種子營(yíng)養(yǎng)成分的生物利用率，改善蛋白質(zhì)的質(zhì)量，降低抗?fàn)I養(yǎng)因子[7]?；ㄉ劝l(fā)過程中功能活性成分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，如白藜蘆醇及γ-氨基丁酸含量增加，營(yíng)養(yǎng)成分更易被人體吸收利用[8]。糖類為花生萌發(fā)提供能量，花生萌發(fā)過程中，糖類含量變化因花生品種而異。花生萌發(fā)期間，貯能物質(zhì)脂肪在相關(guān)酶的作用下代謝降解，含量降低。楊天等[9]研究不同品種花生萌發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)，隨萌發(fā)天數(shù)增加，脂肪含量先略微增加后顯著降低?；ㄉ劝l(fā)過程中蛋白含量的變化相對(duì)復(fù)雜，于淼等[10]研究發(fā)現(xiàn)花生在萌發(fā)過程中蛋白含量顯著增加，增加量因品種而異?；ㄉ劝l(fā)有利于提高多酚含量，LIMMONGKON等[11]檢測(cè)了5種花生芽苗菜中總酚含量，結(jié)果表明Kalasin1花生中總酚含量在萌發(fā)1 ～3 d顯著上升，第3天總酚含量達(dá)到40.67 μg/g，第4天開始下降。茹萬(wàn)飛[12]研究結(jié)果表明花生萌發(fā)過程中白藜蘆醇含量顯著增加，其中阜花17號(hào)花生萌發(fā)5 d，白藜蘆醇含量達(dá)到29.81 μg/g。

種子萌發(fā)是植物生長(zhǎng)周期中的關(guān)鍵階段，光照條件可影響種子萌發(fā)、植物生長(zhǎng)過程及果實(shí)品質(zhì)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中通過覆蓋不同顏色薄膜改變光譜組成，從而調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育[13-14]。馮娜娜[15]研究了不同光質(zhì)對(duì)紫花苜蓿芽苗菜品質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)紅光可顯著提高可溶性糖含量，藍(lán)光能夠增加蛋白含量，日光可增加其總酚和類黃酮含量。SIMLAT等[16]研究光照質(zhì)量對(duì)甜葉菊種子萌發(fā)及生化特性的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，藍(lán)光照射可提高種子發(fā)芽率，避光萌發(fā)可提高酚類和可溶性糖的含量。TAUSIF等[17]研究了不同光照條件下，油菜種子萌發(fā)過程中其所含酚類的變化，其結(jié)果表明：采用日光照射萌發(fā)總酚含量為0.29 mg/g，藍(lán)、黃、綠、紅和避光萌發(fā)總酚含量在0.96～9.49 mg/g。光是影響種子萌發(fā)的重要因素，關(guān)于花生萌發(fā)的研究報(bào)道主要集中在考察溫度、濕度條件對(duì)萌發(fā)過程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的影響，光照條件對(duì)花生萌發(fā)的影響還未見報(bào)道。

因此，本文主要研究不同光照條件對(duì)花生萌發(fā)過程中營(yíng)養(yǎng)成分及活性成分的影響，為評(píng)價(jià)萌發(fā)花生的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及萌發(fā)花生功能性食品的開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

山東青花7號(hào)花生，有色透明聚脂薄膜，顏色分為紫、藍(lán)、綠、黃、紅和無(wú)色(透明)6種，經(jīng)日立U-4100型光譜儀測(cè)定，不同顏色薄膜透過光波長(zhǎng)：紫膜(380～450 nm)；藍(lán)膜(450～475 nm)；綠膜(495～570 nm)；黃膜(570～590 nm)；紅膜(620～750 nm)；無(wú)色膜(380～760 nm)。

1.1.2 試劑

正己烷、無(wú)水乙醇、NaOH、次氯酸鈉、冰醋酸、沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥90%，分析純)，上海國(guó)藥集團(tuán)；白藜蘆醇標(biāo)準(zhǔn)品，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；甲醇、乙腈，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

KBF240 恒溫恒濕箱，上海捷滬儀器儀表有限公司；Labconco-6L真空冷凍干燥機(jī)，妙生科技有限公司；UV-1800 紫外-可見分光光度計(jì)，日本島津公司；日立LA8080氨基酸分析儀，日立高新技術(shù)公司；FOSS Kjeltec 8400 型自動(dòng)凱氏定氮儀，上海展儀儀器設(shè)備有限公司；Agilent 1200型液相色譜儀，美國(guó)安捷倫科技有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 花生萌發(fā)處理

挑選外觀飽滿、大小一致、無(wú)霉變的新鮮花生種子，于5 g/L的次氯酸鈉溶液中浸泡20 min，用去離子水沖洗3次，于25 ℃避光浸泡6 h，用去離子水潤(rùn)洗后在30 ℃、80%相對(duì)濕度條件下分別采用紫膜、藍(lán)膜、綠膜、黃膜、紅膜、白膜6種膜，覆蓋發(fā)芽盤上，置于LED光源下萌發(fā)，取避光(dark)為對(duì)照組，每隔24 h用去離子水清洗種子，共萌發(fā)48 h，間隔12 h取樣，經(jīng)真空冷凍干燥，高速粉碎后過 40 目篩，真空包裝，置于-25 ℃干燥箱保存用于后續(xù)檢測(cè)。

1.3.2 營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定方法

脂肪測(cè)定：采用索氏抽提法GB 5009.6—2016[18]；蛋白測(cè)定：采用凱氏定氮法GB 5009.5—2016[19]；還原糖測(cè)定：采用3,5-二硝基水楊酸比色法[20]；生育酚測(cè)定：采用KAN等[21]報(bào)道的方法。

1.3.3 多酚含量測(cè)定

參照LIU等[22]的方法稍作修改：稱取0.5 g凍干花生粉加入25 mL 80%乙醇超聲提取30 min，離心(5 000 r/min，20 min，4 ℃)，收集上清液，采用上述操作再次提取，合并2次提取的上清液于試管中。取0.5 mL提取液于試管中，加入3.75 mL福林酚試劑反應(yīng)5 min，加入3.75 mL 7.5%碳酸鈉，混合均勻，避光90 min漩渦振蕩，在765 nm下測(cè)定吸光度。沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=0.008 3x+0.072，r2=0.999 5，線性范圍為8～96 μg/mL。

1.3.4 白藜蘆醇含量測(cè)定

參照GB/T 24903—2010[23]，液相提取條件：色譜柱：ZORBAX Eclipse XDB-C185 μm(4.6 mm×150 mm)，柱溫：30 ℃；流動(dòng)相：乙腈25%，水75%，冰醋酸0.09%；檢測(cè)波長(zhǎng)306 nm，進(jìn)樣量10 μL。白藜蘆醇苷標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=37.85x-0.48，r2=0.999 9，線性范圍為1～10 mg/L；反式白藜蘆醇標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=88.14x+0.67，r2=0.999 8；線性范圍為1～10 mg/L。

1.3.5 γ-氨基丁酸含量測(cè)定

參照NY/T 2890—2016[24]，準(zhǔn)確稱取1 g樣品(精確至 0.1 mg)，加入10 mL 60%乙醇提取溶劑，超聲提取20 min，離心，取上清液；沉淀重復(fù)提取1次，合并上清液，并定容至25 mL，0.22 μm微孔濾膜過濾，注入氨基酸自動(dòng)分析儀測(cè)定γ-氨基丁酸含量。γ-氨基丁酸標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=116.7x+177.12，r2=0.999 3。線性范圍為2～50 μg/mL。

1.3.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

本實(shí)驗(yàn)所有指標(biāo)均設(shè)3組重復(fù)，采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，用 Duncan法對(duì)結(jié)果進(jìn)行顯著性分析，P<0.05 時(shí)表示存在顯著性差異，運(yùn)用Origin 8.5軟件作圖，數(shù)據(jù)結(jié)果均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 花生萌發(fā)過程中營(yíng)養(yǎng)成分含量變化

2.1.1 花生萌發(fā)過程中脂肪含量變化

圖1為花生萌發(fā)過程中脂肪含量的變化。由圖1可知，該品種花生原料脂肪含量約為53%，萌發(fā)12 h，脂肪含量略微升高，可能是萌發(fā)初期花生中脂肪、蛋白質(zhì)等物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化不穩(wěn)定所致[25]，萌發(fā)48 h脂肪含量降低，波長(zhǎng)為570～590 nm的黃光照射萌發(fā)48 h，脂肪含量降低了3.56%(P<0.05)?；ㄉ劝l(fā)過程中，脂肪酶被激活，花生中貯藏的脂肪開始降解為脂肪酸為萌芽提供能量，脂肪含量降低。本研究與于淼[10]研究結(jié)果一致。一般禾谷類種子萌發(fā)時(shí)碳水化合物提供能量，而大部分油料作物萌發(fā)時(shí)，脂肪首先分解為其萌發(fā)提供能量。

圖1 花生萌發(fā)過程中脂肪含量變化Fig.1 Changes in fat content of peanut during germination under different wavelengths illumination注：圖中不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)(下同)

2.1.2 花生萌發(fā)過程中蛋白含量變化

如表1所示，花生原料蛋白含量為22.36%，萌發(fā)0～36 h蛋白含量有所波動(dòng)，不同波長(zhǎng)光照萌發(fā)48 h后花生中蛋白含量有顯著性差異(P<0.05)。與未萌發(fā)相比，波長(zhǎng)為380～450 nm、495～570 nm、570～590 nm、620～750 nm的紫光、綠光、黃光、紅光及避光萌發(fā)48 h后蛋白含量無(wú)顯著性變化，波長(zhǎng)為450～475 nm的藍(lán)光和380～760 nm日光光照萌發(fā)48 h蛋白含量顯著增加(P<0.05)。萌發(fā)過程中蛋白含量變化主要是因?yàn)槊劝l(fā)前種子浸泡吸水膨脹，一部分可溶性氮溶于水中以及萌發(fā)過程中部分蛋白分解為小分子肽和氨基酸為種子萌發(fā)提供能量，消耗了蛋白。萌發(fā)36～48 h后花生中部分蛋白降解增加了可溶性蛋白含量，同時(shí)為合成新蛋白提供原料，花生中蛋白含量增加[26]。

表1 花生萌發(fā)過程中蛋白含量的變化 單位：%Table 1 Changes in protein content of peanut during germination under different wavelengths illumination

2.1.3 花生萌發(fā)過程中還原糖含量變化

圖2所示為花生萌發(fā)條件對(duì)還原糖含量的影響，花生原料還原糖含量為0.9%，波長(zhǎng)為450～475 nm、495～570 nm、570～590 nm、620～750 nm、380～760 nm的藍(lán)光、綠光、黃光、紅光、日光及避光萌發(fā)48 h還原糖含量顯著增加(P<0.05)，萌發(fā)初期，大分子碳水化合物代謝分解為小分子糖類為花生萌發(fā)提供能量，還原糖含量增加。波長(zhǎng)為380～450 nm的紫光光照萌發(fā)48 h，花生中還原糖含量顯著降低35.56%，糖在許多代謝功能的調(diào)節(jié)中起重要作用，并且在萌發(fā)過程中會(huì)干擾發(fā)育調(diào)控的基因表達(dá)[27]，不同波長(zhǎng)光照改變了植物生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)而影響其品質(zhì)，紫光光照可能抑制了花生的生長(zhǎng)代謝，降低了大分子碳水化合物降解為小分子糖類的速率。黃、藍(lán)光促進(jìn)了碳水化合物的積累，提高了還原糖的含量[28]。梁森苗等[29]研究不同顏色薄膜對(duì)楊梅中可溶性糖含量影響時(shí)發(fā)現(xiàn)黃光處理，其可溶性糖含量顯著提高。FAN等[30]研究表明藍(lán)光促進(jìn)小白菜可溶性糖的積累。

圖2 花生發(fā)芽過程中還原糖含量變化Fig.2 Changes in reducing sugar content of peanut during germination under different wavelengths illumination

2.1.4 花生萌發(fā)過程中生育酚含量的變化

圖3所示該花生品種的生育酚含量為488 mg/kg，不同波長(zhǎng)光照萌發(fā)48 h生育酚含量變化顯著(P<0.05)，波長(zhǎng)為380～450 nm、620～750 nm、380～760 nm的紫光、紅光、日光光照萌發(fā)48 h過程中生育酚含量呈現(xiàn)先下降后上升再下降趨勢(shì)，萌發(fā)36 h生育酚含量最高，分別為503.9 mg/kg、500.1 mg/kg、503.5 mg/kg。藍(lán)光、黃光、紅光、日光及避光萌發(fā)48 h生育酚含量略微降低。楊天等[9]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨萌發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，生育酚含量先增加后減少，變化幅度因品種而異。生育酚是脂溶性抗氧化維生素，具有4種異構(gòu)體，包括 α-生育酚，β-生育酚，γ-生育酚和δ-生育酚。發(fā)芽大豆中的生育酚含量顯著增加，而發(fā)芽羽扇豆和綠豆中生育酚含量降低。生育酚含量變化與種子類型和品種密切相關(guān)。

圖3 花生萌發(fā)過程中生育酚含量變化Fig.3 Changes in tocopherol content of peanut during germination under different wavelengths illumination注：圖中不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

2.2 花生萌發(fā)過程中活性物質(zhì)含量變化

2.2.1 花生萌發(fā)過程中多酚含量變化

表2為花生萌發(fā)過程中多酚含量的變化，花生原料中多酚含量為1.8 mg/g，不同波長(zhǎng)光照萌發(fā)48 h后多酚含量發(fā)生顯著性變化(P<0.05)，波長(zhǎng)為620～750 nm的紅光光照萌發(fā)過程中多酚含量先下降后上升，萌發(fā)48 h多酚含量達(dá)2.11 mg/g，為原料的1.17倍。波長(zhǎng)為380～450 nm、450～475 nm、495～570 nm、570～590 nm、380～760 nm的紫光、藍(lán)光、綠光、黃光、日光及避光萌發(fā)48 h多酚含量下降。趙珮等[31]研究大麥發(fā)芽過程中酚類物質(zhì)變化，發(fā)現(xiàn)隨萌發(fā)過程進(jìn)行，相關(guān)酶被激活，釋放酚酸，從而使酚類化合物含量增加，這與本研究中紅光照射花生萌發(fā)結(jié)果一致。也有報(bào)道認(rèn)為酚酸與木質(zhì)素交聯(lián)形成細(xì)胞壁，酚酸含量增加有利于種子萌發(fā)過程中形成細(xì)胞壁[32]。黃光、綠光、藍(lán)光、紫光、日光、避光萌發(fā)對(duì)植物的影響各不相同，可能降低了酚類相關(guān)酶的合成進(jìn)而抑制多酚的積累。

表2 花生萌發(fā)過程中多酚含量的變化 單位：mg/gTable 2 Changes in phenolics content of peanut during germination under different wavelengths illumination

2.2.2 花生萌發(fā)過程中白藜蘆醇含量變化

圖4為未萌發(fā)及紫光萌發(fā)48 h花生中白藜蘆醇液相色譜圖，由圖4可看出萌發(fā)后花生中白藜蘆醇苷及反式白藜蘆醇含量顯著增加，圖5所示為花生萌發(fā)過程中白藜蘆醇總量的變化，花生原料中白藜蘆醇總量為4.33 mg/kg，不同波長(zhǎng)光照萌發(fā)48 h后白藜蘆醇總量總體呈現(xiàn)顯著增加趨勢(shì)(P<0.05)。不同波長(zhǎng)范圍的紫光、藍(lán)光、綠光、黃光、紅光、日光及避光處理花生種子，萌發(fā)過程中，白藜蘆醇總量呈現(xiàn)先減少后增加趨勢(shì)，萌發(fā)48 h白藜蘆醇總量為5.3～14 mg/kg，均比未發(fā)芽的白藜蘆醇含量高。其中，波長(zhǎng)范圍為380～450 nm及620～750 nm的紫光、紅光光照萌發(fā)48 h白藜蘆醇總量分別為13.38 mg/kg、12.01 mg/kg，約為花生原料的3倍。由此可見，不同波長(zhǎng)光照萌發(fā)有利于花生中白藜蘆醇含量的提升。有研究表明，花生中白藜蘆醇以苯丙氨酸為底物，在酶的作用下，通過苯丙烷代謝途徑合成。芪合酶和白藜蘆醇合成酶在白藜蘆醇的生物合成過程中發(fā)揮重要作用?；ㄉN子的萌發(fā)會(huì)激活大量的酶原，萌發(fā)過程中芪合酶和白藜蘆醇合成酶被激活而進(jìn)行白藜蘆醇的生物合成。詹玉婷等[33]研究不同品種花生避光萌發(fā)時(shí)發(fā)現(xiàn)隨萌發(fā)時(shí)間延長(zhǎng)，花生中白藜蘆醇增加量因品種而異，HY33花生萌發(fā)第4天，花生中白藜蘆醇含量是未萌發(fā)的2.7倍，與本研究中紅光和紫光光照萌發(fā)花生結(jié)果相似，表明紅光與紫光光照萌發(fā)有利于花生中白藜蘆醇含量的提升。

A-未萌發(fā)；B-紫光萌發(fā)48 h圖4 未萌發(fā)及紫光萌發(fā)48 h花生中白藜蘆醇液相色譜對(duì)比圖Fig.4 HPLC chromatogram of resveratrol in original peanut and 48-hour peanut sprout under violet light

圖5 花生萌發(fā)過程中白藜蘆醇總量變化Fig.5 Changes in total resveratrol content of peanut during germination under different wavelengths illumination

2.2.3 花生萌發(fā)過程中γ-氨基丁酸含量變化

圖6為不同波長(zhǎng)光照萌發(fā)花生過程中γ-氨基丁酸含量的變化。花生在紫光、綠光、紅光、日光及避光萌發(fā)48 h后，γ-氨基丁酸含量均增加4倍以上。波長(zhǎng)為450～475 nm、570～590 nm的藍(lán)光、黃光光照萌發(fā)24 h后，γ-氨基丁酸含量迅速增加，萌發(fā)48 h，γ-氨基丁酸含量均超過200 mg/kg，約為未萌發(fā)的7倍，萌發(fā)顯著提高γ-氨基丁酸含量。γ-氨基丁酸廣泛存在于動(dòng)植物體內(nèi)，是一種非蛋白質(zhì)氨基酸，具有降血壓、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌、改善記憶力、預(yù)防老年癡呆等作用。有研究表明發(fā)芽可富集大豆及糙米中γ-氨基丁酸，楊天等[9]研究不同品種花生萌發(fā)過程中γ-氨基丁酸含量變化，發(fā)現(xiàn)隨萌發(fā)時(shí)間延長(zhǎng)，γ-氨基丁酸含量均顯著增加，萌發(fā)5 d時(shí)，5種花生中γ-氨基丁酸含量均提高7倍以上。萌發(fā)激活谷氨酸脫羧酶活性，促進(jìn)谷氨酸轉(zhuǎn)化成γ-氨基丁酸，因此，花生萌發(fā)有利于富集γ-氨基丁酸。

圖6 花生萌發(fā)過程中γ-氨基丁酸含量變化Fig.6 Changes in γ-aminobutyric acid content of peanut during germination under different wavelengths illumination

3 結(jié)論

花生是一種營(yíng)養(yǎng)豐富的健康食品，不同波長(zhǎng)的光照萌發(fā)過程中花生中營(yíng)養(yǎng)成分和活性成分發(fā)生變化。在萌發(fā)過程中，隨萌發(fā)時(shí)間延長(zhǎng)，脂肪含量減少，蛋白含量波動(dòng)，紫光、綠光、黃光、紅光及避光萌發(fā)48 h蛋白含量無(wú)顯著性差異，藍(lán)光、日光光照萌發(fā)48 h顯著增加。藍(lán)光、綠光、黃光、紅光、日光及避光萌發(fā)48 h還原糖含量顯著增加，萌發(fā)48 h生育酚含量降低。功能活性物質(zhì)多酚含量發(fā)生變化，紅光光照萌發(fā)后多酚含量增加，其他波長(zhǎng)光照萌發(fā)多酚含量減少。萌發(fā)48 h白藜蘆醇含量顯著增加，紅光、紫光萌發(fā)白藜蘆醇含量增加為原料的3倍，不同波長(zhǎng)光照萌發(fā)γ-氨基丁酸含量提高4倍以上。綜上，不同波長(zhǎng)光照對(duì)花生中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及活性物質(zhì)均具有重要影響，萌發(fā)能顯著增加花生中白藜蘆醇及γ-氨基丁酸含量，提高花生的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。