黄豌豆营养成分和功能研究进展_张乾

黄豌豆营养成分和功能研究进展_张乾 食 品 科 技 年 第卷 第期 FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 食品开发 黄豌豆营养成分和功能研究进展 张乾元，韩 冬，李 铎* (浙江大学食品科学与营养系，杭州 310029) 摘要：黄豌豆属一年生豆荚类作物，在我国的种植较为广泛。黄豌豆含有60%~65%的碳水化合物，23%~25%的蛋白质，少量的脂肪以及丰富的矿物质和维生素。黄豌豆蛋白含有丰富的必需氨基酸，例如赖氨酸含量为7.2%，而蚕豆和羽扁豆分别为5.9%和4.7%，可作为必需氨基酸的良好来源。黄豌豆蛋白可以降低肥胖、动脉粥样硬化以及恶性肿瘤之类的发病率，其生物活性肽具有抗幽门螺杆菌和抗氧化作用等。黄豌豆淀粉可以预防结肠癌，降低血糖以及胆固醇含量。黄豌豆具有很好的应用前景及推广价值，本文综述了黄豌豆的营养成分和生物学功能，为黄豌豆在各种食品中的应用及其制品的开发与研究提供了参考。关键词：黄豌豆；营养；功能；蛋白质；淀粉 中图分类号：TS 201.4 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2012)06-0141-04 Nutritional components and functional properties of yellow pea ZHANG Qian-yuan, HAN Dong, LI Duo* (Department of Food Scienece & Nutrition, Zhejiang University, Hangzhou 310029) Abstract: Yellow pea (Pisum Sativum L) is annually grown legume crop which is widely planted in China, containing 60%, 65% carbohydrate, 23%, 25% protein with low fat content and abundant vitamins and minerals. Yellow pea protein is rich in essential amino acids such as 7.2% lysine compared with faba bean, 5.9% and lupin, 4.7% respectively and could be a valuable source of essential amino acids. Yellow pea protein have been associated with a reduction in the ratio of obesity, atherosclerosis, and malignancy and its bioactive peptides have anti-properties against Helicobacter pyloti and oxidation. Starch in yellow pea could be used in the prevention of colon cancer, lowing the content of blood glucose and cholesterol. The nutritional components and bioactive properties of yellow pea were reviwed in this paper for its great application and popularization prospect, with the aim to provide reference for application of yellow peas in different foods and development and research of yellow pea products.Key words: yellow pea; nutrition; function; protein; starch 黄豌豆(Pisum Sativum L)是一种以淀粉和蛋白大利亚、中国、美国等84个国家广泛种植[1]。黄豌质为主的豆科植物，是全球种植历史最悠久的作豆起源于亚洲西部、地中海区域及埃塞俄比亚，物之一，作为第二大食用豆类，已在加拿大、澳 于一千多年以前的隋唐经西域首次传入中国。目 收稿日期：2011-10-25 *通讯作者 基金项目：国家自然科学基金资助项目(30972464)；国家基础研究项目(2011CB504002)。作者简介：张乾元(1987—)，男，湖北黄冈人，硕士研究生，研究方向为食品化学与营养。 · 141 · 食品开发 食 品 科 技 FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 年 第卷 第期 前，黄豌豆在全国各地均有栽培，主要产区有四川、河南、湖南、湖北、江苏、甘肃、青海等十余个省区[2-3]。据2007年FAO生产年鉴统计，我国种植的黄豌豆面积约为104.00万 hm2，为全球黄豌豆面积的15.2%，我国黄豌豆的总产量为140.00万 t，占世界总产量的13.8%。 目前，黄豌豆在欧洲和北美的最大用途是用来做复合饲料，在亚洲和南美主要用于人类食用，而用于加工生产蛋白质、淀粉以及纤维物质则相对较少[4]。近来由于对黄豌豆淀粉和蛋白质的研究的不断深入，其在食品、纺织、轻化、医药等工业中的应用得到了进一步的发展，因而黄豌豆在国内每年的需求量也不断增长[5]。1 黄豌豆的营养成分与生物活性成分 黄豌豆是传统、天然的食品原料，其具有粮食、蔬菜、饲料以及医药等多种用途的作物。黄豌豆中蛋白质和淀粉的含量最高，分别为52%~55%和23%~25%，不溶性膳食纤维的含量为8%~10%，脂肪含量低，另外还含有丰富的矿物质和维生素，因而黄豌豆既可作为普通食品中的淀粉和分离蛋白的良好来源，也可作为在功能性食品中起着重要作用的膳食纤维的良好来源[6-7]。1.1 黄豌豆蛋白质 蛋白质是从黄豌豆中提取的最有价值的成分之一。黄豌豆蛋白的生物价(BV)为48%~64%，功效比(PER)为0.6~1.2，高于大豆。黄豌豆蛋白质中的清蛋白、球蛋白以及谷蛋白分别占21%、66%和2%。实验证明，黄豌豆蛋白质中的清蛋白相对于球蛋白和谷蛋白而言，营养价值最高，主要是由于其中含硫氨基酸的水平相对较高[2]。Palander等[8]对黄豌豆、蚕豆和羽扇豆的粗蛋白中的氨基酸进行的比较表明，黄豌豆粗蛋白中赖氨酸含量相对较高，其结果见表1。在黄豌豆与大豆两种球蛋白(7 S、11 S)氨基酸组成的比较中发现黄豌豆的两种球蛋白中赖氨酸的含量均高于大豆，可作为赖氨酸的良好来源，其结果见表2[9]。Taherian等[10]将市售豌豆分离蛋白和膜处理(超滤和渗滤)分离蛋白的成分和功能性质进行比较发现，超滤和渗滤对黄豌豆蛋白质组成结构没有明显的影响。黄豌豆的氨基酸比例较均衡，人体所必需的8种氨基酸中除甲硫氨酸含量较低外，其余均达到FAO/WHO的推荐模式值，可被彻底纯化为浓缩蛋白和分离蛋白。黄豌豆分离蛋白中的抗营养 · 142 · 因子要比粗蛋白中少得多，因而具有较好的消化性，可作为良好的蛋白质来源，作为大豆蛋白的替代品，而增强食品的营养价值[11]。 表1 3种豆类种子粗蛋白氨基酸含量(g/100 g)[8] 氨基酸赖氨酸甲硫氨酸胱氨酸苏氨酸异亮氨酸亮氨酸缬氨酸苯丙氨酸酪氨酸精氨酸组氨酸甘氨酸丝氨酸脯氨酸丙氨酸天冬氨酸谷氨酸 黄豌豆7.200.721.543.404.256.703.974.833.377.982.944.334.755.004.5910.5017.34 蚕豆5.970.521.262.963.676.573.413.983.168.962.613.954.284.273.979.2815.67 羽扇豆4.700.671.722.904.625.833.763.473.118.512.603.834.314.553.518.2019.19 1.2 黄豌豆淀粉 相比谷物淀粉和薯类淀粉，黄豌豆中的直链淀粉含量较高(24%~65%)。其中，11%~12%的直链淀粉与脂类结合。直链淀粉的聚合度范围为1300~1350。用高效阴离子交换色谱分析了脱脂后的支链淀粉，得到链长分布，其中聚合度为6~12的短链比例为16%~19%，支链淀粉的平均链长为23[12]。黄豌豆淀粉的平均粒径在5~42 μm，与其他类型的淀粉一样，黄豌豆淀粉颗粒是由支链淀粉分子以疏密相间的结晶区与无定形非结晶区组合而成，中间掺杂以螺旋结构存在的直链淀粉分子。黄豌豆淀粉的糊化温度低于其他淀粉的温度。黄豌豆的黏度性质与在90 ℃条件下的膨胀体积有关，膨胀体积越大，糊的峰值黏度越大。淀粉的膨胀体积与直链淀粉的含量和支链淀粉的结构相关，较大的膨胀体积表明处于结晶区域的支链淀粉侧链的相互作用较强[13]。 由于黄豌豆的淀粉含量较高，且直链淀粉含量很高，通过物理修饰，如调节不同的水质量分数、温度、压力等，可明显提高抗性淀粉的含量，从而有助于增强豆制品的抗消化性能。抗性淀粉又称为抗酶性淀粉和抗消化淀粉。欧洲抗性淀粉研究协会对抗性淀粉的定义是：在健康个体 食 品 科 技 年 第卷 第期 FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 食品开发 的小肠中不能被吸收但在结肠内可被微生物发酵可广泛地应用于食品、饮料中。黄豌豆蛋白还具和利用的那部分淀粉或淀粉降解产物[14]。 有较高的保水性、吸油性以及胶凝形成性。以黄表2 黄豌豆和大豆球蛋白(7 S、11 S)氨基酸组成比较[9] 豌豆为原料加工豌豆制品时，黄豌豆蛋白质不氨基酸仅有助于凝胶的形成，更能促成表面疏水性的形成，产生脂肪的口感，从而可作为脂肪替代品应赖氨酸3.85.07.07.9甲硫氨酸1.10.70.30.2用于食品中，生产低能量产品，减少膳食脂肪的胱氨酸1.50.60.30.4摄入量，降低肥胖、动脉粥样硬化以及恶性肿瘤苏氨酸5.03.22.83.4之类的发病率[2]。另外，黄豌豆蛋白还具有较好的异亮氨酸5.14.16.45.1乳化性、乳化稳定性以及一定的发泡性能和泡沫亮氨酸6.38.010.39.2稳定性，因此黄豌豆既可作为主食，同时也可用缬氨酸4.95.25.14.6来制作糕点、粉丝、面条等[3]。将黄豌豆粗蛋白进苯丙氨酸3.83.47.46.2行分离纯化可得到蛋白含量高、抗营养因子少的酪氨酸2.72.63.63.0分离蛋白，对黄豌豆蛋白酶解处理后可以得到由精氨酸5.19.08.87.3多种多肽分子组成的黄豌豆多肽。Taherian等[10]采组氨酸1.91.91.72.1用超滤和渗滤方法得到高蛋白、低植酸含量的黄甘氨酸7.26.92.93.1豌豆分离蛋白，发现其溶解性、起泡性、乳化稳丝氨酸8.56.66.85.8定性均得到明显的提高。Pownall等[16]对酶解和高脯氨酸5.76.14.33.5丙氨酸5.45.93.73.0效液相色谱法分离得到的黄豌豆多肽抗氧化性研天冬氨酸12.012.814.112.0究发现，与谷胱甘肽相比，黄豌豆多肽对亚油酸谷氨酸 19.2 18.0 20.5 19.3 氧化具有较强的抑制作用。Niehues等[17]研究了黄1.3 其他成分 豌豆生物活性肽对幽门螺杆菌抗附着性的研究发整粒的黄豌豆中膳食纤维含量约为每千克干现，从黄豌豆中分离的生物活性肽具有较好的抗物质63 g，总游离糖、棉籽糖、水苏糖以及毛蕊糖附着能力，可作为功能性成分来抵抗幽门螺杆菌含量分别约为每千克干物质10~24 g。黄豌豆脂肪对婴儿和儿童的感染。 含量较少，油酸、亚油酸和亚麻酸是其主要的脂2.2 淀粉功能及主要用途 肪酸。黄豌豆还是矿物质和水溶性维生素的良好黄豌豆淀粉既可作为食品工业原料，又可直来源，且富含B族维生素[2]。黄豌豆种子中的细胞接食用，还可广泛地用于纺织、轻化和医药等方壁多糖主要为果胶物质、纤维素、木聚糖和糖蛋面。目前，工业生产的黄豌豆淀粉主要是作为提白。黄豌豆中富含各种矿物质元素及水溶性维生取蛋白质后的副产物而开发利用的，与马铃薯、素。研究还发现黄豌豆荚中富含Vc、亚硝胺酶以小麦和玉米淀粉相比，黄豌豆淀粉是一种相对及多酚类抗氧化物质，其可分解亚硝胺，清除自较便宜的淀粉来源[5]。与谷物淀粉和薯类淀粉相由基，起到抗癌防癌延缓衰老的作用[6]。比，黄豌豆淀粉中直链淀粉的含量较高，因此通过一定的物理修饰可以显著增加其抗性淀粉的含2 黄豌豆的功能及主要用途量，从而提高黄豌豆淀粉的抗消化性能。修饰过2.1 蛋白质功能及主要用途 后的黄豌豆淀粉无论是在食品医药，还是在动物黄豌豆的蛋白质含量较高，含有人体所必需饲料中，均有广泛的应用。由于抗性淀粉在小肠的8种必需氨基酸。黄豌豆蛋白是有价值的蛋白质内不能被消化，进入大肠后，在大肠细菌的作用来源，具有替代大豆蛋白及提高食物营养价值的下，一般可全部被发酵，其代谢产物一方面可维潜力。Valencia等[15]将黄豌豆蛋白与大豆蛋白作为持肠道的酸性环境，另一方面也促进了毒素的分小猪的饲料进行了比较，结果发现在小猪的体重解与排泄，可预防结肠癌的发生[18]。Muir等[19]采增长和消化特性方面二者具有几乎相同的影响，用缓慢吸收或用阿卡波糖抑制了α-葡萄糖苷酶活其表明黄豌豆蛋白可成为大豆蛋白的替代品。黄性的含抗性淀粉饲料，结果显示抗性淀粉能够降豌豆蛋白具有较好的溶解性，易于人体吸收，故 低血液中葡萄糖的浓度和减少胰岛素的分泌，同时还可以改善脂类物质的分布。抗性淀粉还能够 · 143 · 食品开发 食 品 科 技 FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 年 第卷 第期 降低动物血清中胆固醇的含量和甘油三酯水平。Ranhostra等[20]在田鼠饲料中分别不加纤维素、添加抗性淀粉以及添加纤维素，4周后与不加纤维素的田鼠相比，饲喂抗性淀粉饲料的田鼠血清总胆固醇含量要低16.2%；而饲喂添加纤维素的要低13.1%；饲喂添加抗性淀粉饲料的田鼠血清中甘油三酯含量比饲喂含天然淀粉饲料的田鼠低将近50%。 2.3 其他成分功能及主要用途 黄豌豆豆荚中含有多酚类物质，为一种天然的抗氧化物质，其可有效地拮抗人体内的活性氧物质(ROS，超氧自由基、过氧化氢及其下游产物过氧化物及羟化物等)，保护细胞不受活性氧的损伤，起到抗氧化延缓衰老的作用[6]。黄豌豆中的黏性可溶性多糖，如果胶，有益于人体碳水化合物和脂类的代谢，可以改善葡萄糖耐量、增加回肠脂肪和胆汁酸分泌以及降低血脂。黄豌豆纤维素可降低人体空腹和餐后血浆甘油三酯水平、降低血糖含量、降低心血管疾病发生的危险性以及预防非胰岛素依赖性糖尿病[18]。3 展望 黄豌豆作为一种传统的豆类食品原料，在我国资源相对丰富。随着人们对其营养成分和功能性质研究的深入，黄豌豆在食品、医药、轻工等方面的应用已得到逐步的发展，具有极大的开发潜能。相信随着对黄豌豆各种成分的分离和物化性质及其相互间的作用关系研究的深入，可进一步提高黄豌豆在食品、药物和相关方面的利用率与使用价值，扩大黄豌豆的应用前景。 参考文献： [1]　ROY F, BOYE J I, SIMPSON B K. 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