赤小豆活性成分及種植條件研究

樊志強

（本溪化學(xué)工業(yè)學(xué)校，遼寧 本溪 117019）

赤小豆（Vigna umbellata (Thunb.)OhwietOhashi）為豆科豇豆屬1 a生草本植物，始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，一般為赤色，呈橢圓形或長橢圓形，原產(chǎn)于亞洲熱帶地區(qū)，現(xiàn)我國南北方都有種植[1]。赤小豆富含淀粉、膳食纖維、B 族維生素、鈣、鉀等營養(yǎng)物質(zhì)，是一種傳統(tǒng)的食用豆類。同時，赤小豆含有多酚、皂苷類、黃酮類、鞣質(zhì)等多種活性物質(zhì)，具有利水消腫、解毒排膿的功效，可用于糖尿病等慢性疾病的預(yù)防和控制。作為一種藥食同源的雜糧作物，赤小豆主要作為雜糧食用，對其功效的認(rèn)識和應(yīng)用尚不完全。總結(jié)分析赤小豆活性成分提取與功能研究成果，分析栽培方式對赤小豆產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期為赤小豆種植及活性成分提取與應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 赤小豆活性成分提取及功效

綜合分析國內(nèi)外研究文獻(xiàn)和報道，赤小豆活性研究主要集中在蛋白質(zhì)、黃酮及酚類、膳食纖維、酶及酶抑制劑、色素提取及其功效等方面。

1.1 蛋白質(zhì)

赤小豆含有20%的蛋白質(zhì)，富含18 種氨基酸且配比平衡，其中1/3為人體必需氨基酸，其蛋白消化吸收率達(dá)50%以上。赤小豆蛋白溶解性好，乳化性、起泡性和泡沫性較穩(wěn)定。目前，一些科研工作者致力于研究從赤小豆中提取蛋白質(zhì)的方法和工藝參數(shù)。

Sritongtae B等[2]研究表明，相比于普通赤小豆，發(fā)芽赤小豆含有更多的粗蛋白、還原糖和B 族維生素，具有更優(yōu)良的抗氧化能力。分別用磷酸鹽緩沖液和硼酸鹽緩沖液提取赤小豆種子中的蛋白質(zhì)，顯示磷酸鹽緩沖液（pH 8.0）提取蛋白質(zhì)的效果較好。采用硫酸銨分步沉淀、40%硫酸銨飽和度除雜法，再用95%硫酸銨飽和度沉淀酶蛋白，試驗結(jié)果顯示：與對照組相比，光照下培養(yǎng)的赤小豆芽蛋白含量提高30%，超氧化物歧化酶活性增加54%，且隨赤小豆芽長的增加，超氧化物岐化酶的活性呈上升趨勢。

用陽離子修飾的SephadexG-100 經(jīng)BrCN 化后，采用吸附和共價交聯(lián)法固定部分純化的赤豆β-半乳糖苷酶，載體表現(xiàn)出較高的蛋白載量和酶活性收率，活性收率達(dá)65%，且酸堿穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、存儲穩(wěn)定性和使用穩(wěn)定性良好。林棟[3]以赤小豆為原料，采用堿溶酸沉工藝對赤小豆蛋白提取參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。不同因素對提取率影響的主次順序為：pH＞料液比＞浸提溫度＞浸提時間。在浸提溫度40 ℃、浸提時間60 min、料液比1∶30、pH 9.5的條件下，蛋白質(zhì)提取率達(dá)83.94%。

1.2 黃酮與酚類化合物

黃酮類化合物具有較強的體外抗氧化作用，是預(yù)防和治療腫瘤、肝病等疾病的有效成分。彭游等[4]采用微波光波提取干法提取赤小豆中的總黃酮，在功率800 W（微波55%，光波45%)、加熱6 min 的條件下，70%乙醇萃取總黃酮的提取率為1.24%，且操作簡單快速，成本低。在評價赤豆總黃酮提取物的體外抗氧化作用時，發(fā)現(xiàn)赤豆總黃酮提取物在40，80，120 ng劑量下的抗氧化作用大于芹菜素。赤豆總黃酮提取物具有較強的體外抗氧化作用，對Fe2+導(dǎo)致的大鼠原代肝細(xì)胞氧化損傷具有保護(hù)作用。此外，從赤豆的干燥種皮中還首次提取到黃色的蘆丁化合物。

1.3 膳食纖維

赤豆皮中的纖維含量達(dá)60%左右，且質(zhì)感較佳、口感較好。赤豆皮水不溶性膳食纖維對膽酸鈉具有顯著的吸附作用，其吸附能力隨其用量的增加而增強，但其分子結(jié)構(gòu)和其他性能有待進(jìn)一步研究。

曹陽[5]在提取赤豆皮中的膳食纖維時，以提取溫度、提取時間、液固比、堿液濃度為試驗因素，以提取率為考察指標(biāo)，利用四因素三水平正交試驗確定最佳工藝參數(shù)為：提取溫度55 ℃、時間9 h、液固比6、堿溶液濃度1.5%時，膳食纖維提取率為51%。在赤豆皮粉碎粒度為1.0～1.5 mm 時，膳食纖維的提取率達(dá)53.5%。

利用赤豆脫脂樣品獲取水不溶性膳食纖維成品后，在體外模擬條件下試驗，發(fā)現(xiàn)在酸性條件下赤豆皮水不溶性膳食纖維對NO-2具有較好的吸附作用，在pH 2.0 時，最大吸附速率為0.132 μmol/(g·mol)，最小吸附濃度為1.28 μmol/(g·mol)，平衡時間為73.3 min；在pH 6.0時，水不溶性膳食纖維對膽酸鈉具有很強的吸附作用。

酶解后提取纖維素時，各因素對酶解反應(yīng)速率影響從大到小依次為：溫度＞加酶量＞酶解時間＞pH＞固液比。酶解赤豆纖維素的最佳提取工藝為：加酶量0.46%、酶解溫度46 ℃、酶解時間17 h、固液比1∶11、pH 4.8。

1.4 其他成分

為明確赤小豆的活性成分，提高赤小豆質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，陳俏等[6]從抗氧化活性較強的乙酸乙酯部位分離出12 個化合物，分別為兒茶素、表兒茶素、3-羥甲基呋喃葡萄糖苷、楊梅素-3-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-7-O-β-D-葡萄糖苷、兒茶素-3-O-β-D-葡萄糖苷、兒茶素-5-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素3′-O-α-L-鼠李糖苷、(±)二氫槲皮素、槲皮素、沒食子酸乙酯、丙二醇。

王桃云以赤小豆為原料，對赤小豆的乙醇、乙酸乙酯、蒸餾水提取物抗氧化活性進(jìn)行研究，結(jié)果表明：不同的赤小豆提取物均有一定的抗氧化能力，其大小順序為:乙酸乙酯提取物＞乙醇提取物＞蒸餾水提取物。乙酸乙酯提取物中的黃酮含量最高，為6.3 mg/g。相關(guān)性分析表明，提取物在ABTS，F(xiàn)RAP及β-胡蘿卜素/亞油酸體系中的抗氧化能力與總黃酮含量的相關(guān)性較強。

2 種植方式對赤小豆產(chǎn)量的影響

赤小豆種植試驗表明，科學(xué)控制間作距離，合理設(shè)置種植密度，可以提高赤小豆的產(chǎn)量和品質(zhì)。

為優(yōu)化黑核桃—赤小豆間作的栽培模式，張驍博等[7]通過測定間作條件下黑核桃與赤小豆的光合作用參數(shù)，分析光飽和點(LSP)、光補償點(LCP)和光飽和時的最大凈光合速率，比較距離黑核桃0.3，1.3，2.3 m處赤小豆的光合特性，結(jié)果表明：受黑核桃遮陰影響，不同位置的赤小豆所接受的光合有效輻射也不同，長期遮陰會使靠近黑核桃的赤小豆生理特性發(fā)生改變，進(jìn)而影響總產(chǎn)量。在間作栽培過程中，應(yīng)科學(xué)控制間作距離和合理安排種植密度，并通過修剪黑核桃來提高透光率，使赤小豆接受更多的有效輻射，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量。

弓彥珍選用XD13-12和XD15-03兩種藥食兩用赤小豆，采用PEG模擬干旱脅迫，探究PEG脅迫下赤小豆幼苗葉片水分狀況與抗氧化之間的變化規(guī)律，測定赤小豆幼苗葉片總類黃酮、總酚類物質(zhì)含量和抗氧化酶活性等生理指標(biāo)，結(jié)果表明：PEG 脅迫下品系XD15-03 的水分狀況、光合和耐受性優(yōu)于XD13-12。同時，XD15-03 抗氧化能力更強，類黃酮及酚類活性物質(zhì)含量更高，可作為旱地品種推廣種植。

3 結(jié)語

赤小豆作為一種藥食同源的雜糧作物，其活性成分不明，故難以有效控制其質(zhì)量。部分赤小豆保健功效的物質(zhì)基礎(chǔ)尚不清楚，需進(jìn)一步深入研究。隨著現(xiàn)代生物化學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有待從赤小豆中分離純化不同物質(zhì)或活性部位，明確其功效，以期為赤小豆保健食品的開發(fā)與應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。