酵素對黃豆芽生長發(fā)育、產(chǎn)量和營養(yǎng)價值的影響

摘 要：本實驗將不同酵素濃度培育出的豆芽與促生長激素6-芐氨基嘌呤、赤霉素培育的豆芽進行對比，旨在找到能夠代替有害激素對豆芽生長具有促進作用的酵素及適宜的濃度。從實驗結(jié)果來看，酵素在豆芽培養(yǎng)中的促進作用優(yōu)于有害激素帶來的促進作用，其中酵素550倍稀釋液表現(xiàn)最佳。

關鍵詞：黃豆芽；酵素；營養(yǎng)價值

Effect of Enzymes on Growth and Development， Yield and Nutritive Value of Soybean Sprouts

CHEN Liying

（Sendelta International Academy， Shenzhen 518000， China）

Abstract： This experiment compares bean sprouts cultivated with different enzyme concentrations with those cultivated with growth hormone 6-benzylaminopurine and gibberellin， with the aim of finding enzyme and appropriate concentrations that can replace the harmful hormones to promote the growth of bean sprouts. From the results of the experiment， it was found that the enzyme promoted the growth of bean sprouts better than the harmful hormone， and the 550 times dilution of the enzyme showed the best performance.

Keywords： soybean sprouts; enzyme; nutritive value

豆芽在我國已有悠遠的食用歷史，可食用豆芽大致分為黃豆芽[1-3]、綠豆芽、黑豆芽等種類。其中黃豆芽作為民間最常見的豆芽菜，深受人們的歡迎。黃豆芽味道鮮美、種植周期短，且營養(yǎng)價值較高，如黃豆芽是一種很好的植物性蛋白質(zhì)來源，還含有豐富的碳水化合物，其中包括淀粉、纖維素等，且富含各種維生素，特別是維生素C、維生素K和葉酸。因此，黃豆芽作為我國常見且有營養(yǎng)的蔬菜之一，有著不可低估的經(jīng)濟價值。某些不法分子因追求利益而濫用對人體有害的激素，快速養(yǎng)殖豆芽，導致了“毒豆芽事件”[4-5]，對公眾健康造成嚴重威脅。相關有害激素[6-7]已被禁止用于黃豆芽培養(yǎng)，隨著科技的進步，可以研發(fā)出新的化學激素替代品[8-9]，使黃豆芽在安全條件下仍能快速生長。本研究采用山東省濰坊市金銀條豆芽機公司生產(chǎn)的酵素（由果蔬、益生菌、糖和其他原料發(fā)酵制成，發(fā)酵時間長達3～4年）進行實驗。酵素是以果蔬等綠色原料發(fā)酵制成，因此不僅環(huán)保，而且安全可靠。

為了比較酵素的效果與潛在有害激素，選擇了7種酵素稀釋倍數(shù)、清水，以及6-芐氨基嘌呤（簡稱6-BA）和赤霉素[10]作為變量進行實驗。在養(yǎng)殖5 d后，測量生長數(shù)據(jù)（莖長、發(fā)芽率、含水量、質(zhì)量[11]）、營養(yǎng)指標[（氨基酸[12-18]、可溶性糖[19-21]、蛋白質(zhì)[22]、抗壞血酸[23-25]、超氧化物歧化酶[26]（簡稱SOD酶）]和有害指標（鉛、亞硫酸鹽、亞硝酸鹽）。其中，生長指標在很大程度上代表豆芽收獲后的經(jīng)濟價值。而營養(yǎng)指標[27-29]更多地影響消費者的選擇，隨著我國經(jīng)濟實力的增長，消費者對蔬菜的營養(yǎng)價值也更加重視。有害指標可以評估豆芽是否有害，盡管酵素的生產(chǎn)過程理論上是無毒無害的，但仍需要客觀指標來驗證這一事實。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

黃豆，購于品牌十月稻田，產(chǎn)地為遼寧沈陽；6-BA、赤霉素，花卉市場；豆芽酵素，山東省濰坊市金銀條豆芽機有限公司。

酵素及有害激素的配比：使用的酵素/激素濃度依次為清水、300倍稀釋液、350倍稀釋液、400倍稀釋液、450倍稀釋液、500倍稀釋液、550倍稀釋液、600倍稀釋液、6-BA（1 mg·L-1）、赤霉素（300 mg·L-1）。每種濃度所需的水量為4 500 mL（即4.5 L）。

對應每種濃度的酵素或藥品的使用量：清水無須添加酵素；300倍稀釋液需要添加15.05 mL酵素；350倍稀釋液需要添加12.90 mL酵素；400倍稀釋液需要添加11.30 mL酵素；450倍稀釋液需要添加10.02 mL酵素；500倍稀釋液需要添加9.01 mL酵素；550倍稀釋液需要添加8.20 mL酵素；600倍稀釋液需要添加7.51 mL酵素；6-BA需要添加4.5 mg激素；赤霉素需要添加1 350 mg激素。

1.2 種植前處理

1.2.1 對種子的處理

對黃豆種子進行人工篩選，將不良種子（病種、殘缺種）以及雜質(zhì)剔除。每個變量選取150顆優(yōu)質(zhì)豆子，用50 ℃的水對豆子進行燙種殺菌，接著將黃豆種浸泡在不超過它體積兩倍的清水里6 h。6 h后將水瀝干，將豆種均勻倒入豆芽機育苗盤避光進行培養(yǎng)。

1.2.2 豆芽機自動培養(yǎng)程序

每3 h噴灑一次酵素稀釋液或藥品。豆芽種植過程中保持25 ℃[30]左右的室溫[31]，80%～90%的相對濕度。全程避光[15]。

1.3 生長指標測定方法

1.3.1 發(fā)芽率測定方法

初始每組為150粒黃豆，發(fā)芽率=（150-未發(fā)芽黃豆數(shù)量）/150×100%。

1.3.2 豆芽莖長測定方法

每個變量隨機選取40株豆芽，將豆芽完全舒展，使用游標卡尺測量其莖長。記錄數(shù)據(jù)后，取平均值（cm）。

1.3.3 豆芽質(zhì)量測定方法

豆芽種植5 d之后，對已長出的豆芽進行清洗，瀝干。在分析天平上稱取每組豆芽的鮮重。質(zhì)量（g/100粒）=總質(zhì)量/150×100。

1.3.4 豆芽含水量測定方法

從每組豆芽中隨機選取一半進行再次稱重，并記錄鮮重。將豆芽放入烘箱，55 ℃烘2～3 d。烘干后測量每組豆芽的干重。含水量=（鮮重-干重）/鮮重×100%。

1.4 營養(yǎng)指標測定

1.4.1 游離氨基酸測定

（1）試劑制備[32-35]。亮氨酸標準溶液（1 μmol·mL-1）：0.032 8 g亮氨酸（分析純）定容250 mL。乙酸-乙酸鈉緩沖液（pH值5.4～5.6）：將6.8 g乙酸鈉用水溶解，定容至250 mL，2.89 mL乙酸用水定容至250 mL；用移液槍吸取6.8 mL的乙酸鈉溶液與43.2 mL乙酸溶液混勻，得到pH值5.4～5.6的乙酸-乙酸鈉緩沖液。3%茚三酮：將3 g茚三酮晶體溶于2 mL95%酒精中，再加水定容100 mL。0.1%抗壞血酸：稱取0.1 g抗壞血酸，定容至250 mL。

（2）標準曲線繪制。取6只15 mL的離心管，在試管編號為1～6的不同試管中，分別加入0 mL、0.1 mL、0.2 mL、0.3 mL、0.4 mL、0.5 mL標準氨基酸溶液，對應依次分別加入0.5 mL、0.4 mL、0.3 mL、0.2 mL、0.1 mL、0 mL的蒸餾水，并均加入0.5 mL乙酸-乙酸鈉緩沖液、0.5 mL3%茚三酮、50 μL的0.1%抗壞血酸，混勻，接著將把離心管放入85 ℃的水浴鍋水浴12 min。水浴后立即放入冰水中進行冷卻。并在冰水中向各管中加入5 mL 95%的酒精。在搖床上進行混勻，溶液此時呈現(xiàn)藍紫色。將溶液轉(zhuǎn)移至10 mL容量瓶進行定容。吸取0.3 mL處理后的標準溶液，加入2.7 mL蒸餾水進行10倍稀釋。在570 nm的紫外分光光度計上測量吸光值，以氨基酸濃度為橫坐標，檢測出的吸光值為縱坐標，繪制標準曲線。

（3）豆芽的氨基酸測定。精密稱取烘干后的豆芽粉末0.4 g，將其置于250 mL圓底燒瓶中，加水煎煮3次，第1次加入水40 mL，煎煮1.0 h，趁熱抽濾，收集濾液，保留濾渣；第2次向濾渣精密加入水20 mL，煎煮0.5 h，趁熱抽濾，收集濾液，保留濾渣；第3次向濾渣精密加入水20 mL，煎煮0.5 h，趁熱抽濾，保留濾液。合并3次濾液，倒入100 mL容量瓶中，加水定容，此為豆芽氨基酸提取液。吸取0.5 mL豆芽提取液于15 mL離心管中，依次加入無氨蒸餾水0.5 mL、乙酸-乙酸鈉緩沖液0.5 mL、3%茚三酮0.5 mL、0.1%抗壞血酸0.05 mL，混勻。將離心管放入85 ℃水浴12 min，冷卻后于每管中加入95%乙醇5 mL，置于搖床上混勻，定容至10 mL后測其吸光值。

1.4.2 可溶性糖測定

（1）試劑制備。葡萄糖標準溶液母液（500 μg·mL-1）：將50 mg葡萄糖用水定容至100 mL[36-37]。蒽酮溶液（20 mg·mL-1）：取40 mg蒽酮，溶于2 mL乙酸乙酯中。

（2）可溶性糖標準曲線繪制。分別吸取0 μL、50 μL、100 μL、150 μL、200 μL的 葡萄糖母液至玻璃離心管，用清水補齊500 μL，配制成葡萄糖含量為0 μg·mL-1、25 μg·mL-1、50 μg·mL-1、75 μg·mL-1、100 μg·mL-1的葡萄糖標準溶液。分別加入蒽酮溶液100 μL和濃硫酸1 000 μL，混勻后置于沸水水浴7 min。水浴后在冰盒中冷卻10 min。吸取0.3 mL處理后的標準溶液，加入2.7 mL蒸餾水進行10倍稀釋。稀釋后在620 nm波長下的分光光度計測定吸光值。

（3）豆芽的可溶性糖檢測。稱取烘干后的豆芽干粉1 g，置于含有10 mL蒸餾水的玻璃離心管中。將玻璃離心管放入沸水中水浴10 min。取出后冷卻過濾，得可溶性糖提取液。吸取500 μL的可溶性糖提取液置于新的玻璃離心管中，加入蒽酮溶液100 μL和濃硫酸1 000 μL，混勻放入沸水水浴7 min。水浴后在冰盒中冷卻10 min，吸取0.3 mL處理后的可溶性糖檢測溶液，加入2.7 mL蒸餾水進行10倍稀釋。稀釋后在620 nm波長下的分光光度計測定吸光值。

1.4.3 蛋白質(zhì)測定

參考國家標準《食品安全國家標準 食品中蛋白質(zhì)的測定》（GB 5009.5—2016）第一法。

1.4.4 抗壞血酸測定

參考國家標準《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》（GB 5009.86—2016）第三法。

1.4.5 SOD酶測定

采用上海索橋生物科技有限公司超氧化物歧化酶試劑盒（貨號：QS1500）進行檢測。

1.5 有害物質(zhì)測定

1.5.1 亞硫酸鹽測定

參考國家標準《食品安全國家標準 食品中二氧化硫的測定》（GB 5009.34—2022）。

1.5.2 亞硝酸鹽

參考國家標準《食品安全國家標準 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》（GB 5009.33—2016）第二法。

1.5.3 鉛含量測定

參考國家標準《食品安全國家標準 食品中鉛的測定》（GB 5009.12—2017）第二法。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長指標結(jié)果

2.1.1 酵素濃度對莖長的影響

如表1所示，對比清水組，酵素組在莖長上都有明顯提升。其中酵素不同濃度中，550倍稀釋液（22.53 cm）、500倍稀釋液（19.90 cm）、600倍稀釋液（19.76 cm）、300倍稀釋液（19.69 cm）、450倍稀釋液（19.31 cm）、350倍稀釋液（19.21 cm）培育出的豆芽在莖長方面達到了較好水平，超過6-BA組（19.13 cm）和赤霉素組（10.45 cm）。綜上所述，不同濃度酵素對豆芽莖長生長有著促進作用。

2.1.2 酵素濃度對豆芽質(zhì)量的影響

如表2所示，對比清水組，酵素組都在鮮重上有明顯提升。其中酵素不同濃度中，550倍稀釋液（114.26 g/100粒）、450倍稀釋液（109.64 g/100粒）、500倍稀釋液（110.07 g/100粒）培育出的豆芽在鮮重上達到了較好水平，與6-BA組（115.30 g/100粒）和赤霉素組（108.87 g/100粒）水平相當。綜上所述，不同濃度酵素對豆芽鮮重有一定的促進作用。

2.1.3 酵素濃度對發(fā)芽率的影響

如表3所示，對比清水組，酵素組都在發(fā)芽率上有明顯的提升。其中酵素不同濃度中，550倍稀釋液（95.30%）、500倍稀釋液（94.96%）、350倍稀釋液（94.30%）在發(fā)芽率中達到了較好水平，所有酵素濃度的發(fā)芽率均超過6-BA組（91.43%）和赤霉素組（91.56%）。綜上所述，不同濃度酵素對提高發(fā)芽率有著促進作用。

2.1.4 酵素濃度對含水量的影響

如表4所示，對比清水組，酵素組豆芽的含水量與清水組相近。因為含水量代表了水分的質(zhì)量在植株中的占比，所以較小的含水量代表了植株中有更多的營養(yǎng)物質(zhì)。因此酵素不同濃度中，550倍稀釋液（83.11%）、350倍稀釋液（83.35%）、600倍稀釋液（83.52%）、300 倍稀釋液（83.51%）育出的豆芽在含水量方面達到了較好水平。所有酵素濃度的含水量均低于6-BA組（86.28%）和赤霉素組（85.01%）。綜上所述，不同濃度酵素對豆芽含水量與清水組相近，且均低于6-BA組和赤霉素組。

2.2 營養(yǎng)指標結(jié)果

2.2.1 酵素濃度對氨基酸含量的影響

以氨基酸濃度為橫坐標，檢測出的吸光值為縱坐標，繪制標準曲線y=1.025 7x+0.001 9，其中R2=0.995 8＞99.5%。由此公式可計算出不同組別的氨基酸含量。

如表5所示，對比清水組，酵素組除350倍稀釋液和400倍稀釋液之外都在氨基酸含量上有明顯的提升。其中酵素不同濃度中，550倍稀釋液（104.13 μmol·mL-1）、500倍稀釋液（100.76 μmol·mL-1）、450倍稀釋液（91.83 μmol·mL-1）培育出的豆芽在氨基酸含量方面達到了較好水平，超過6-BA組（85.13 μmol·mL-1）和赤霉素組（91.34 μmol·mL-1）。綜上所述，大多數(shù)濃度酵素對豆芽氨基酸合成有著促進作用，且效果優(yōu)于6-BA組和赤霉素組。

2.2.2 酵素濃度對可溶性糖含量的影響

通過標準曲線y=0.195 5x+0.165 6，R2=0.995 1＞99.5%，可計算出不同組別的可溶性糖含量。

如表6所示，對比清水組，酵素組都在可溶性糖含量上有明顯的提升。其中酵素不同濃度中，550倍稀釋液（65.818 mg·mL-1）、500倍稀釋液（66.272 mg·mL-1）培育出的豆芽在可溶性糖含量方面達到了較好水平，超過6-BA組（58.418 mg·mL-1）和赤霉素組（45.425 mg·mL-1）。綜上所述，不同濃度酵素對豆芽可溶性糖的合成有著促進作用，且效果優(yōu)于6-BA組和赤霉素組。

2.2.3 酵素濃度對蛋白質(zhì)含量的影響

如表7所示，對比清水組，酵素組都在蛋白質(zhì)含量上有明顯的提升。其中酵素不同濃度中，550倍稀釋液（5.735 g/100 g）、600倍稀釋液（5.731 g/100 g）、400倍稀釋液（5.644 g/100 g）培育出的豆芽在蛋白質(zhì)含量方面達到了較好水平。所有酵素濃度培育出的蛋白質(zhì)含量均超過6-BA組（4.186 g/100 g）和赤霉素組（4.935 g/100 g）。綜上所述，不同濃度酵素對豆芽蛋白質(zhì)合成有著促進作用，且效果優(yōu)于6-BA組和赤霉素組。

2.2.4 酵素濃度對抗壞血酸的影響

如表8所示，對比清水組，酵素組都在抗壞血酸濃度上有明顯的提升。其中酵素不同濃度中，550倍稀釋液（2.469 μg·mL-1）、500倍稀釋液（2.320 μg·mL-1）、600倍稀釋液（2.316 μg·mL-1）、450倍稀釋液（2.195 μg·mL-1）、400倍稀釋液（2.187 μg·mL-1）、350倍稀釋液（2.114 μg·mL-1）培育出的豆芽在抗壞血酸濃度中均達到了較好水平，超過6-BA組（1.961 μg·mL-1）和赤霉素組（1.848 μg·mL-1）。綜上所述，不同濃度酵素對提升豆芽抗壞血酸濃度有著促進作用。

2.2.5 酵素濃度對SOD酶活性的影響

如表9所示，對比清水組，酵素組都在SOD的抑制百分率上有明顯的提升。其中酵素不同濃度中，550倍稀釋液（63.14%）、400倍稀釋液（55.92%）、350倍稀釋液（55.40%）培育出的豆芽在SOD的酶活性（抑制百分率）方面達到了較好水平。所有酵素組的SOD的抑制百分率均超過6-BA組（37.60%）和赤霉素組（43.19%）。綜上所述，不同濃度酵素對提升豆芽SOD的抑制百分率有著促進作用，且效果優(yōu)于6-BA組和赤霉素組。

2.3 有害物質(zhì)結(jié)果

2.3.1 酵素濃度對亞硫酸鹽濃度的影響

如表10所示。清水組的亞硫酸鹽含量最高，為7.87 mg·kg-1。6-BA組含量最低，為4.43 mg·kg-1，與550倍稀釋液相同；赤霉素組的亞硫酸鹽含量也較低，與酵素350倍稀釋液平齊。縱觀各稀釋倍數(shù)的表現(xiàn)，550倍稀釋液、350倍稀釋液、400倍稀釋液培育出的豆芽含亞硫酸鹽的濃度較低，分別為4.43 mg·kg-1、5.53 mg·kg-1、5.57 mg·kg-1。綜上所述，酵素培養(yǎng)有助于降低豆芽中亞硫酸鹽的含量。國家標準中，一旦亞硫酸鹽含量超過20 mg·kg-1視為超標。本實驗10組變量均沒有超出國家規(guī)定。

2.3.2 酵素濃度對亞硝酸鹽含量的影響

如表11所示，清水組的亞硝酸鹽含量為0.540 mg·kg-1。赤霉素組豆芽中亞硝酸鹽的含量最高，為0.720 mg·kg-1；6-BA培育出豆芽的亞硝酸鹽含量也較高，為0.633 mg·kg-1。縱觀各稀釋倍數(shù)酵素組的表現(xiàn)，350倍稀釋液、400倍稀釋液、300倍稀釋液培育出的豆芽亞硝酸鹽含量較低，分別為0.437 mg·kg-1、0.490 mg·kg-1、0.490 mg·kg-1。綜上所述，通過特定濃度的酵素進行培養(yǎng)有助于降低豆芽中亞硝酸鹽的含量。國家標準中，一旦亞硝酸鹽含量超過4 mg·kg-1視為超標。本實驗10組實驗結(jié)果均沒有超出國家規(guī)定。

2.3.3 酵素濃度對鉛含量的影響

如表12所示，鉛含量的大體趨勢是隨著稀釋倍數(shù)的增大，鉛含量先增大后減小。清水、400倍稀釋液和450倍稀釋液的鉛含量為10個變量中較高的，分別為0.025 4 mg·kg-1、0.028 6 mg·kg-1、0.037 4 mg·kg-1。縱觀各稀釋倍數(shù)的表現(xiàn)，600倍稀釋液（0.014 8 mg·kg-1）、550倍稀釋液（0.017 2 mg·kg-1）、300倍稀釋液（0.017 4 mg·kg-1）、500倍稀釋液（0.017 5 mg·kg-1）、350倍稀釋液（0.018 7 mg·kg-1）培育出的豆芽在鉛含量方面達到了較低水平，低于6-BA組（0.018 8 mg·kg-1）和赤霉素組（0.019 1 mg·kg-1）。綜上所述，酵素培養(yǎng)有助于降低豆芽中鉛的含量。國家標準中，鉛含量超過0.2 mg·kg-1視為超標。本實驗10組實驗均沒有超出國家規(guī)定。

3 討論

3.1 生長指標

各酵素濃度組豆芽莖長均高于清水組。其中500倍稀釋液、550倍稀釋液、600倍稀釋液表現(xiàn)較好，優(yōu)于6-BA組與赤霉素組豆芽的莖長。各酵素濃度組豆芽質(zhì)量均高于清水組。其中450倍稀釋液、500倍稀釋液、550倍稀釋液表現(xiàn)較好，和6-BA組（115.30 g/100粒）和赤霉素組（108.87 g/100粒）水平相當。各酵素濃度組發(fā)芽率均高于清水組。其中350倍稀釋液、500倍稀釋液、550倍稀釋液表現(xiàn)較好，優(yōu)于6-BA組與赤霉素組豆芽的發(fā)芽率。各酵素濃度含水量基本與清水組齊平。其中350倍稀釋液、550倍稀釋液、600倍稀釋液表現(xiàn)較好，低于6-BA組與赤霉素組含水量。

3.2 營養(yǎng)指標

大部分的酵素組的豆芽氨基酸的含量高于清水組。其中450倍稀釋液、500倍稀釋液、550倍稀釋液表現(xiàn)較好，優(yōu)于6-BA 組與赤霉素組豆芽的氨基酸含量。各酵素濃度組可溶性糖含量均高于清水組。其中500倍稀釋液和550倍稀釋液表現(xiàn)較好，優(yōu)于6-BA組與赤霉素組豆芽的可溶性糖含量。各酵素濃度組蛋白質(zhì)含量均高于清水組。其中400倍稀釋液、550倍稀釋液、600倍稀釋液表現(xiàn)較好。所有酵素濃度的蛋白質(zhì)含量均優(yōu)于6-BA組與赤霉素組豆芽的蛋白質(zhì)含量。各酵素濃度組抗壞血酸濃度均高于清水組。其中500倍稀釋液、550倍稀釋液、600倍稀釋液表現(xiàn)較好，優(yōu)于6-BA組與赤霉素組豆芽的抗壞血酸濃度。各酵素濃度組SOD酶活均高于清水組。其中350倍稀釋液、400倍稀釋液550倍稀釋液表現(xiàn)較好。所有酵素濃度的SOD酶活均高于6-BA組與赤霉素組豆芽的SOD酶活。

3.3 有害指標

各酵素濃度組亞硫酸鹽均低于清水組。酵素組中，350倍稀釋液和550倍稀釋液表現(xiàn)較好，與6-BA與赤霉素的亞硫酸鹽含量齊平。大部分的酵素組的豆芽亞硝酸鹽的含量低于清水組。其中300倍稀釋液、350倍稀釋液、400倍稀釋液表現(xiàn)較好。所有酵素濃度培育出豆芽的亞硝酸鹽含量均低于6-BA與赤霉素。在鉛含量中，大部分的酵素組的豆芽鉛含量低于清水組。其中300倍稀釋液、550倍稀釋液、600倍稀釋液表現(xiàn)較好，優(yōu)于 6-BA 組與赤霉素組豆芽的鉛含量。

4 結(jié)論

本研究中的3組指標證明，使用酵素對于豆芽生長的促進作用優(yōu)于6-BA和赤霉素。數(shù)據(jù)表明，550倍稀釋液在豆芽生長過程中效果更好。因此，在經(jīng)濟條件允許下，550倍稀釋液可代替6-BA和赤霉素成為豆芽生長的營養(yǎng)液。

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作者簡介：陳麗瑛（2004—），女，廣東深圳人，本科在讀。研究方向：生物工程。