豆芽發芽過程中黃酮類成分的檢測及變化研究

賈寒冰，王苑桃，何亞琴，孫曉，劉皖臻，李旸

西安市食品藥品檢驗所（西安 710054）

大豆異黃酮是一類具有重要生物活性的化合物，在大豆及其制品中含量豐富，作為一種次級代謝產物，伴隨大豆的生長形成[1-2]。大豆異黃酮具有抗氧化作用，同時具有抗癌作用，作為一種類雌激素，大豆異黃酮具有改善婦女更年期綜合征、預防心血管疾病等生物活性和藥理活性[3]。自然界中異黃酮的資源有限，大豆作為重要的糧食作物，其大豆異黃酮含量在營養學上有重要意義[4]。

雖然大豆保健功效好，營養價值高，但大豆同時含有植物凝集素、單寧、胰蛋白酶抑制因子、植酸[5-6]等，還有棉籽糖、水蘇等寡糖無法被吸收，影響人體對大豆中其他營養素的吸收。將豆子泡發成豆芽后，大分子化合物分解成更易被消化吸收的小分子物質[7]，豆腥味被降解[8]，大豆的適口性、營養性和安全性得到改善；大豆中的生物活性物質如維生素、皂苷、多肽、多酚類、大豆異黃酮和γ-氨基丁酸等含量增加[9]，加之發芽可使抗胰蛋白酶抑制劑含量降低，亦可使抗營養素如半乳糖苷、植酸等的含量降低[10]，使大豆的營養價值和保健作用均提高。有研究表明，發芽的大豆，即黃豆芽，含有多種營養素，和其他生物活性化合物一起，為人體健康提供良好物質來源[11]。

已有研究報道豆芽中的大豆異黃酮物質變化[12-13]，但大多數都是以染料木素為大豆異黃酮的代表[14]，而忽略豆芽中大豆異黃酮含量中重要的葡萄糖型大豆異黃酮種類，即大豆苷、大豆黃苷、染料木苷的含量變化，因此黃豆發芽過程中6種異黃酮含量變化幾乎為空白。試驗旨在建立豆芽中6種大豆異黃酮類物質，即大豆苷、大豆黃苷、染料木苷、大豆素、大豆黃素、染料木素的檢驗方法，并檢測不同發芽時間的豆芽中這6種大豆異黃酮含量及其變化，可為豆制品中異黃酮類物質檢測提供方法，為評價黃豆芽所含功能性成分、更好確定黃豆芽的最佳食用時間等提供基礎研究數據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆苷、大豆黃苷、染料木苷、大豆素、大豆黃素、染料木素混合標準品（純度98.2%~99.8%，天津阿爾塔公司）；甲醇（色譜純，美國Fisher公司）；乙腈（色譜純，德國Merck公司）；二甲亞砜（分析純，國藥化學試劑有限公司）實驗室用水（Milli-Q超純水）。

1.2 儀器與設備

Thermo Ultimate 3000高效液相色譜儀（美國Thermo公司）；ME204電子天平（瑞士Mettler公司）；KQ-700VDB型超聲波振蕩器（昆山市超聲儀器有限公司）；HC-3018R高速離心機（安徽中佳科學儀器有限公司）；pH計（瑞士Mettler公司）；Milli-Q超純水儀（美國Millipore公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品制備

挑選顆粒飽滿、大小均勻，無殘缺、蟲蛀的市售黃豆，用自來水清洗掉表面雜質和灰塵，5倍水（W/V）浸泡24 h，浸泡后的大豆用自來水洗3遍，放入底部鋪2層紗布的器皿中，表面用2層紗布覆蓋，置于25 ℃恒溫培養箱，發芽過程注意避光，每12 h用50 mL蒸餾水淋洗1次。定時取出豆芽放在40 ℃烘箱中烘干10 h。分別取干燥好的浸泡后的豆芽及發芽24，48，72和96 h的豆芽，用粉碎機粉碎，裝入清潔容器種并標注好時間，放入-18 ℃的冰箱中保存備用。

1.3.2 標準儲備液配制

取大豆苷、大豆黃苷、染料木苷、大豆素、大豆黃素、染料木素混合標準品1.0 mL，用二甲亞砜溶液定容到10 mL，制成6種異黃酮類混合標準儲備液，4 ℃避光保存。中間液用80%甲醇水溶液逐級稀釋，配制成1，2，5，8，10和20 μg/mL的混合標準使用液，用于繪制標準標曲，定量方式為外標法。

1.3.3 樣品前處理

準確稱取5.0 g樣品，置于規格50 mL的容量瓶中，加入甲醇︰水=8︰2（體積比）的溶液到接近刻度線的位置，超聲波提取20 min，用同樣的溶液定容后，搖勻。將樣品溶液放置于離心管中，以8 000 r/min離心3 min，取上清液經0.45 μm有機濾膜濾過后，上機待測。

1.3.4 色譜條件

色譜柱DIKMA Diamonsil Plus C18（4.6 mm×250 mm，5 μm），柱溫30 ℃，流速1.0 mL/min，檢測波長260 nm，流動相A為乙腈，B為磷酸水溶液（pH 3）。梯度洗脫程序為：0~20 min，12%~30% A；20~32 min，30% A；32~36 min，30%~80% A；36~37 min，80%~12% A；37~45 min，12% A。

1.3.5 定性、定量檢測

1.3.5.1 定性檢測

取1.3.2中10 μg/mL混合標準使用液和按1.3.3處理所得樣品溶液進行上機測定，根據6種異黃酮各組分在色譜柱中的行為差異，體現在色譜圖中為不同保留時間，以此定性。

1.3.5.2 定量檢測

將不同濃度的6種異黃酮混合標準品上機檢測，縱坐標為各異黃酮的色譜峰面積，橫坐標為各異黃酮的具體濃度，繪制曲線，曲線濃度盡可能覆蓋樣品中各組分的濃度，如果樣品濃度超出曲線范圍，則將樣品溶液適當稀釋。

2 結果與分析

2.1 樣品提取條件的優化

2.1.1 提取試劑的優化

分別用甲醇溶液、80%甲醇溶液、乙腈溶液、80%乙腈溶液、二甲亞砜溶液、50%二甲亞砜溶液提取，結果表明，采用80%甲醇溶液的提取率最高，提取效果最好。

2.1.2 提取方式的優化

比較振蕩、超聲、磁力攪拌等3種提取方式的提取效果。由于豆芽粉碎后會聚在一起，磁力攪拌效果并不好；振蕩對于離心管的要求比較高，稍不留意溶液就會灑到離心管外壁上，影響提取的效率，超聲提取可以避免另外2種提取方式帶來的弊端，因次選用超聲20 min的提取方式。

2.2 色譜條件的優化

6種異黃酮極性不同，故采用梯度洗脫的方式進行分離，為得到更好的分離效果，采用不同的流動相進行分離。試驗用乙腈-水、甲醇-水作流動相時，大豆苷和大豆黃苷不能完全分離；用色譜甲醇和含0.1%甲酸的水溶液作流動相時，大豆黃素和大豆素分離效果不理想；采用磷酸水和乙腈，通過優化磷酸的pH和比例，使6種標樣混標得到很好分離，詳見圖1。豆芽發芽過程中提取液也可得到有效分離，詳見圖2。

圖1 6種大豆異黃酮標準溶液色譜圖

圖2 發芽96 h豆芽中6種大豆異黃酮色譜圖

2.3 方法的線性關系與檢出限、定量限

將分別配制的1，2，5，8，10和20 μg/mL 6種不同濃度的標準液在上述色譜條件下進行測定，繪制標準工作曲線。以S/N=3確定方法的檢出限，S/N=10確定方法的定量限。6種異黃酮類的標曲和檢出限和定量限如表1所示。

表1 6種異黃酮的標準曲線方程與檢出限

2.4 方法的回收率和精密度

由于豆芽中6種異黃酮組分含量差異較大，且均在1~100 mg/kg，試驗所用標準品為6種異黃酮的混合標準品，故在優化試驗條件下，分別對樣品加入1倍、6倍和10倍定量限濃度的標準品后進行測定，平均回收率在90%~110%，SRSD在5%以內，符合GB/T 27404—2008《實驗室質量控制規范 食品理化檢測》的要求，可以滿足檢測需求。

表2 6種異黃酮類的加標回收率及相對標準偏差（n=6）

2.5 豆芽中6種異黃酮類成分的變化

由圖3可以看出：大豆在整個發芽過程中含量均有變化，大豆異黃酮的總量先增加后減少，且總量在發芽后48 h達到最大；其中大豆素、大豆黃素、染料木素的含量不斷增加；不論在哪個階段，大豆苷和染料木苷的含量之和占所有異黃酮種類之和的比重均在60%以上，因此，豆芽中的大豆異黃酮主要為大豆苷和染料木苷。

圖3 大豆發芽過程中6種異黃酮含量變化

發芽過程中發現，72和96 h的豆芽出現纖維化現象。從浸泡后到發芽48 h，也就是出現纖維化現象前，6種異黃酮均不同程度增長，大豆苷增加60.0%，其中染料木苷增加63.3%。出現纖維化現象后，大豆苷、大豆黃苷、染料木苷的含量均有所降低，其中染料木苷含量降低50.7%，大豆黃苷含量降低49.6%，大豆苷含量降低9.97%。所以說纖維化是影響豆芽中異黃酮類物質含量的一個原因，在泡發豆芽時，要注意觀察，不要泡發過長時間，以免豆芽出現纖維化現象。

分析原因，纖維化發生前，所有異黃酮類物質含量均有所增加，可能原因是大豆在發芽過程中，其呼吸作用逐漸增強，其內溶物發生一系列生化反應，酶的種類和數量增加，如苯丙氨酸氨基裂解酶（PAL）[15-17]，此酶是生物合成大豆異黃酮代謝的重要酶，該酶激活大豆異黃酮的合成體系和轉化體系。大豆體內的內源性糖苷酶也可能發揮作用，使大豆異黃酮糖苷和苷元間發生轉化[18-19]，從而使得異黃酮類物質量不斷增加。

3 結論

試驗建立大豆制品中的大豆苷、大豆素、大豆黃苷、大豆黃素、染料木苷、染料木素等6種異黃酮類的HPLC-DAD檢測方法。結果表明，6種物質線性關系良好，加標回收結果符合要求，靈敏度高，前處理操作簡便，可用于在實際檢測工作。

豆芽中大豆異黃酮的主要種類為大豆苷和染料木苷，兩者的含量之和占所測大豆異黃酮含量的60%以上；經過發芽可以提高豆芽中大豆異黃酮含量，但要防止豆芽纖維化，纖維化會使大豆苷、大豆黃苷、染料木苷的含量降低。