摘要：绿豆含有多种营养与活性成分, 具有较高的营养与保健价值。本文综述了绿豆的营养素及功能成分, 并介绍了其解毒、改善肠道菌群及润肠通便、降血脂、抗菌、抗氧化、抗肿瘤、提高免疫力等作用。
关键词：绿豆,营养素,活性成分,保健功能
绿豆也称青小豆, 为豆科植物绿豆的种子, 含有淀粉、蛋白质、膳食纤维、β-胡萝卜素、维生素E、钙、钾、镁、铁、锌、硒等营养素和功能性低聚糖、黄酮类化合物和豆固醇等功能成分, 具有较高的营养与保健价值, 被誉为“食中要物”、“济世粮谷”、“清热解暑良药”。中医认为, 绿豆味甘, 性凉, 归心、胃经, 具有清热解毒、解暑除烦、利水消肿、清胆养胃、润肠通便、明目、降血糖、降血压、降血脂、抗肿瘤、抗过敏、保护肝脏和心血管、增强免疫力、排铅等功效, 适用于暑热烦渴、里热、小便不利、水肿、皮疹、食物及药物中毒等。在本文中, 作者对绿豆的营养成分、功能成分及保健功能进行了综述, 以期为绿豆的深加工利用提供参考。
1 营养成分
绿豆含有碳水化合物、蛋白质、脂质以及多种维生素和矿物质, 是一种营养全面的食物, 能满足人体对能量和多种营养素的需求, 因此具有较高的营养价值。
1.1 碳水化合物
绿豆中含有的碳水化合物为整粒的61.8%-64.9%, 包括淀粉、低聚糖和膳食纤维, 主要为淀粉, 其含量为51.9%-53.7%[1]。与谷物淀粉不同的是绿豆富含直链淀粉, 其含量高达30.2%-31.2%[2], 居豆类食物的首位。绿豆淀粉在65℃-90℃时表现出较高的膨胀性及显著的热糊粘度稳定性, 这可能与其含有较高的直链淀粉有关[3]。与其它豆类淀粉糊相比, 绿豆淀粉糊具有透明度高、冻融稳定性及凝沉性好等特点[2,4], 是加工粉条及粉丝最理想的原料。
绿豆的膳食纤维主要为不溶性纤维, 包括纤维素、半纤维素等, 其含量约为7%[5], 主要存在于绿豆皮中。据分析, 绿豆皮中的总膳食纤维65.85%, 其中不可溶性膳食纤维61.76%, 可溶性膳食纤维3.75%[6]。膳食纤维具有润肠通便、平衡肠道菌丛、抗癌、降血糖、降血胆固醇、预防心血管疾病等多种功能。
1.2 蛋白质
绿豆的蛋白质含量因产地和品种的不同而异, 为19.5%-33.1%, 平均含量为21.6%, 低于大豆蛋白质, 但高于其它常见谷物蛋白质。绿豆蛋白质是由球蛋白、清蛋白和醇溶蛋白组成, 其中80%为球蛋白[7]。
绿豆蛋白质是由17种氨基酸构成, 其中包括7种必需氨基酸, 尤其富含谷物普遍缺乏的第一限制氨基酸———赖氨酸。因此, 绿豆与谷物搭配食用可提高谷物蛋白质的生物学价值。但绿豆蛋白质的蛋氨酸含量较低, 不宜单独作为人体蛋白质的来源, 需要与富含蛋氨酸的动物蛋白搭配使用, 以充分发挥蛋白质的互补作用, 提高蛋白质的营养价值。
王金水等[8]研究了绿豆分离蛋白的功能特性, 发现绿豆分离蛋白具有较好的溶解性和起泡性、一定的保水性和乳化性, 较差的吸油性。
1.3 脂类
绿豆脂类含量较低, 约为2.1%-3.0%[7], 主要存在于胚中, 包括脂肪、磷脂、豆固醇等。绿豆脂肪主要由油酸、亚油酸、亚麻酸等不饱和脂肪酸构成。绿豆磷脂包括磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油、磷脂酰丝氨酸和磷脂酸等。
1.4 维生素
绿豆富含多种维生素。据分析, 每100g绿豆含有硫胺素0.25mg、核黄素0.11mg、尼克酸2.00mg、维生素E 10.95mg和胡萝卜素130g[9]。其中, 维生素E和胡萝卜素的含量明显高于大米。维生素E和胡萝卜素均具有很强的抗氧化活性, 能保护人体多种组织和细胞免受含氧自由基的损伤, 降低多种慢性病发生的风险。
1.5 矿物质
绿豆矿物质种类不仅相对齐全, 而且其总含量明显高于大米和小麦, 是人体多种矿物质, 尤其是钾、镁、硒等的良好来源。据测定, 每100g绿豆中含有钙81mg、磷337mg、钾787mg、钠3.2mg、镁125mg、铁6.5mg、锌2.18mg、硒4.28mg、铜1.08mg和锰1.11mg[9]。
钾的主要生理功能是维持细胞内外液的渗透压平衡、神经和骨骼肌的正常兴奋性以及心肌的正常收缩和舒张, 也是保护心脏和心血管必需的营养素。镁不仅是构成骨骼和牙齿的成分之一, 与钙、钠、钾共同维持神经肌肉的兴奋性, 而且是维持心肌正常结构和功能必需的营养素。镁对心肌活动具有重要调节作用, 可扩张冠状动脉血管, 增加心肌供血量, 预防心肌梗塞。此外, 镁还能扩张外周血管、降低血压, 促进人体纤维蛋白溶解, 减少血栓的形成, 可预防动脉粥样硬化。因此, 镁具有保护心脏和心血管、降血压、抗血栓、预防心血管疾病的功能。
硒作为谷胱甘肽过氧化物酶的构成成分在人体内主要发挥抗氧化作用, 维护心肌和心血管的健康, 提高机体免疫力, 预防心血管疾病、糖尿病和多种癌症。此外, 硒还具有解毒作用, 能与重金属形成金属硒蛋白质复合物, 促进重金属从体内排出。
2 功能成分
绿豆不仅含有丰富的营养物质, 而且含有功能性低聚糖、黄酮类、多酚类、苯丙氨酸氨解酶、香豆素、生物碱等多种生理活性物质[10]。
2.1 功能性低聚糖
绿豆中含有的功能性低聚糖包括水苏糖和棉籽糖, 其含量分别为1.49%和0.41%[11]。功能性低聚糖是指不能被人体消化、但可被肠道双歧杆菌等有益菌利用的低聚糖类。它们是双歧杆菌等益生菌的营养物质, 被益生菌利用后产生二氧化碳和一些酸性物质, 促进肠道蠕动, 加快排便, 预防便秘和痔疮, 因此又称为胀气因子。此外, 由于功能性低聚糖具有不消化、低或零能量的特性, 因此是肥胖、糖尿病患者理想的甜味剂。
2.2 黄酮类化合物
黄酮类化合物指一类具有2-苯基色原酮或3-苯基色原酮结构的化合物, 具有抗氧化、抗癌、调节毛细血管通透性、改善微循环等功效。绿豆富含黄酮类化合物, 它们主要集中在绿豆皮中。卫莉等对绿豆皮中黄酮类化合物进行提取和定量测定。结果显示, 绿豆皮中黄酮类化合物的平均含量为1.459%[12]。程霜等[13]研究证实, 绿豆皮中含有的黄酮类物质主要为黄酮醇类物质, 包括3, 5, 7, 3′, 4′-五羟基黄酮醇、3, 6, 7, 3′, 4′-五羟基黄酮醇或3, 7, 8, 3′, 4′-五羟基黄酮醇和5, 7-羟基双氢黄酮。
2.3 苯丙氨酸氨解酶
苯丙氨酸氨解酶 (PAL) 是高等植物苯丙酸类化合物代谢过程中的一个关键酶, 它催化L-苯丙氨酸氨解生成反式苯丙烯酸, 依据此酶特异的催化反应来降低肿瘤细胞生长所需的苯丙氨酸, 由此达到抗肿瘤目的。唐煦等从绿豆中分离纯化得到PAL, 其亚基分子量为76k D, 等电点为5.45[14,15]。
3 保健功能
3.1 解毒
绿豆具有很强的解毒作用, 能清除体内外多种毒物, 预防食物中毒和药物中毒。这与绿豆富含蛋白质、膳食纤维、硒、多酚等解毒成分有关。绿豆蛋白质可保护胃肠粘膜, 阻止毒物在胃肠道吸收。此外, 绿豆蛋白质、多酚和硒等成分还可与有机磷农药、汞、砷、铅等金属毒物结合形成复合物, 阻止其在胃肠道的吸收, 促进其排泄。林宣贤研究显示, 绿豆提取物具有促进铅排出和减少铅蓄积的作用[16]。
3.2 改善肠道菌丛与润肠通便
绿豆富含膳食纤维和功能性低聚糖。前者不仅可增大粪便体积、促进排便, 而且还能被肠道微生物部分降解为低级脂肪酸, 从而降低肠道p H, 有利于酸性益生菌的生长, 抑制碱性有害菌的生长。绿豆功能性低聚糖可作为肠道内益生菌的营养物质, 促进肠道内双歧杆菌等益生菌的生长繁殖, 使其代谢产生大量的酸性物质和抗菌素, 从而抑制有害菌的生长, 改善肠道菌丛。此外, 双歧杆菌的代谢产物还能刺激肠道蠕动, 增加肠道湿润度和保持一定渗透压, 从而预防便秘。
3.3 降血脂
绿豆富含豆固醇。它具有与胆固醇结构的相似, 因此可与胆固醇竞争酯化酶, 使胆固醇不能酯化而减少肠道对其吸收。此外, 豆固醇还可通过促进胆固醇异化或阻止肝脏内胆固醇的生物合成等途径降低血清胆固醇水平[17]。王沛等[18]研究显示, 绿豆的水醇提取物能明显降低正常血脂水平的大鼠和小鼠以及实验性高胆固醇血症家兔的血清胆固醇水平。李子行把70%的绿豆粉混于饲料中喂兔, 结果发现绿豆粉对实验性高脂血症兔血脂的升高有预防及治疗作用, 进而明显减轻冠状动脉病变[19]。
3.4 抗氧化
绿豆皮中富含维生素E、胡萝卜素、黄酮类和多酚类物质等抗氧化成分, 因此具有较强的抗氧化作用。这些物质以多种方式发挥抗氧化作用。其一, 通过直接与含氧自由基结合形成稳定的中间产物, 从而阻止自由基的链式反应;其二, 与催化自由基链式反应的金属离子螯合;其三, 增强体内抗氧化酶的活性等。此外, 研究显示, 绿豆蛋白多肽也具有较强的清除羟基自由基与超氧阴离子自由基和抗脂质氧化的作用[20]。Lai等利用超声波法从绿豆皮中提取的水溶性多聚糖, 包括甘露糖、鼠李糖和半乳糖, 它们具有较好的抗氧化活性[21]。
3.5 抗肿瘤
绿豆富含膳食纤维、功能性低聚糖、黄酮类与多酚类物质等成分, 这些成分可通过多种途径发挥抗肿瘤作用。绿豆低聚糖是人体肠道内双歧杆菌的增殖因子, 经常食用可以改善肠道菌群, 减少致癌物的吸收和产生, 从而预防某些癌症。陈汉源等发现, 绿豆对吗啡和亚硝酸钠诱发的小鼠肺癌与肝癌有一定的预防作用[22]。唐煦等和王晓华分别研究了绿豆中的苯丙氨酸氨解酶 (PAL) 对小鼠白血病细胞株L1210和人白血病细胞K562的抑制作用。结果显示, PAL能明显抑制白血病细胞的增殖, 且随浓度增加该抑制作用增强[14]。PAL对肿瘤细胞增殖的抑制作用可能与其降解肿瘤细胞生长所需的必需氨基酸———苯丙氨酸有关[15]。此外, 绿豆黄酮类物质也具有较强的抗癌作用。
3.6 抗菌
绿豆中含有多酚类、黄酮类和生物碱类抗菌成分, 这些成分既可直接抗菌, 还能通过提高机体免疫产生间接抗菌作用。绿豆中含有的生物碱和豆固醇等成分可增强巨噬细胞的数量和吞噬功能, 提高机体免疫力。Wang等从绿豆中分离得到分子量为10k D、等电点为9.8的胰蛋白酶抑制剂, 该物质对金黄色葡萄球菌和多种霉菌显示出很强的抑制作用[23]。吴金鸿从绿豆中分离纯化的非特异性脂转移蛋白通过物理作用使金色葡萄球菌细胞膜穿孔达到抑菌抗菌效果[24]。
3.7 提高免疫力
绿豆所含有的多酚、黄酮类、香豆素、生物碱、豆固醇、皂甙等活性成分通过多种途径增强免疫力。如保护免疫细胞、增加吞噬细胞的数量或吞噬功能、促进抗体和免疫因子的合成等。此外, 郭健等人利用小鼠做抗体生成细胞检测及半数溶血值实验、小鼠腹腔巨噬细胞吞噬鸡红细胞实验, 检测绿豆蛋白多肽对小鼠免疫功能的影响, 结果发现:绿豆蛋白多肽能提高小鼠的淋巴细胞增值力、脾脏生成抗体细胞数、半数溶血值及巨噬细胞吞噬能力[25]。
总结
绿豆是一种营养较为全面食物, 不仅含有淀粉、蛋白质、脂类以及多种维生素和矿物质等营养成分, 而且含有黄酮类、多酚类、活性酶类、生物碱等多种活性成分, 具有较高的营养与食疗价值, 值得大力开发利用[26]。然而, 目前国内外有关绿豆的功能成分及保健功能的研究多停留在体外实验基础之上, 缺乏体内实验数据, 且多种保健作用机理仍不明确, 因此需深入研究探讨。
参考文献
[1]佘纲哲, 金霞.绿豆的化学与利用[J].中国粮油学报, 1993 (8) :55-63.
[2]Kasemsuwan T, Bailey J J.Preparation of clear noodles with mixtures of tapioca and high-amylose starches[J].Carbohydrate Polymers, 1998, 32:301-312.
[3]孙宏光, 佘纲哲.绿豆淀粉的特性及储藏对绿豆品质的影响研究[J].郑州粮食学院学报, 1990 (2) :1-14.
[4]任顺成, 李翠翠, 邓颖颖.鹰嘴豆、饭豆、绿豆淀粉性质的比较[J].中国粮油学报, 2011, 26 (1) :61-64.
