樊 翠，张 红，杨润强，韩永斌，顾振新*
(南京农业大学食品科技学院，江苏 南京 210095)
大豆发芽期间硒富集能力
樊 翠，张 红，杨润强，韩永斌，顾振新*
(南京农业大学食品科技学院，江苏 南京 210095)
采用亚硒酸钠(Na2SeO3)溶液浸泡-去离子水喷淋培养的方式，研究东北及江苏大豆品种发芽富硒情况。结果表明：在30mg/L Na2SeO3溶液中，25℃恒温浸泡6h富硒发芽条件下，不同品种大豆对硒的耐受能力及其富集能力差异显着，东北大豆YH-NJ的生长特性最好、富硒量最高。随着Na2SeO3浸泡液的质量浓度、温度的升高和浸泡时间的延长，该优选品种豆芽中总硒含量呈增加趋势。
大豆；发芽；硒
大豆种子富含蛋白质、不饱和脂肪酸、碳水化合物及微量元素。然而由于植酸、胰蛋白酶抑制剂等抗营养因子的存在降低了人体对大豆中营养物质的吸收[1]。大豆发芽过程中，其内部发生了一系列生理生化变化，在一定程度上调整了大豆的营养结构，产生新的活性成分，减少抗营养因子，增加维生素与矿物质的生物利用率[2]，并形成独特风味及口感。硒是人体必需的微量营养元素之一，是重要的食物源抗氧化剂，参与人体的多种内分泌代谢活动和免疫反应[3]。摄入适量的硒能够增强机体免疫力、防治癌症及心血管疾病、消除体内的自由基延缓衰老[4]。我国居民日常饮食中硒摄入量平均值为43.3μg/d，低于中国营养学会推荐的硒适宜摄入量下限50μg/d，生活在严重缺硒地区的居民硒摄入量低于20μg/d[5]。近年来，国内外掀起了补硒热，但是真正发挥生物活性作用的是有机硒[4]。利用生物富集效应制备富硒农产品，将无机硒转化为有机硒，可提高硒的生物利用率[6]。已有研究表明，大豆比谷物等草本植物在发芽期间可富集更多的硒[7]，然而，豆芽的富硒能力因大豆品种或基因型差异而有所不同[8]。本实验以不同品种的大豆作为富硒对象，以大豆芽的良好功用为基础，通过大豆发芽过程中对硒离子的富集作用，将无机硒转化为人类可用的有机硒，达到大豆芽和有机硒的双重功效。并对不同品种大豆在不同浸泡条件下生长特性及富硒能力进行研究，找出硒耐受力强的大豆品种，同时，对优选品种大豆在不同浸泡条件下的总硒含量进行测定，以期为富硒大豆芽工业化生产提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
东北大豆YH-NJ、YL-HL 常州五星禾绿蔬菜食品有限公司；江苏大豆NJ由南京农业大学农学院提供。
Na2SeO3(CP) 上海天赐福生物工程公司；硒标准液(0.10mg/mL) 江苏省疾病预防控制中心；其他试剂均为国产分析纯。
1.2 仪器与设备
PYX-DHS-50X65-BSⅡ隔水式电热恒温培养箱 上海跃进医疗器械厂；GXH-305型红外线CO2分析仪 北京分析仪器厂；AFS-3100双道原子荧光光度计 北京科创科学仪器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 富硒豆芽发芽工艺
大豆种子经筛选、除杂，取20g成熟饱满均匀的颗粒，用1% NaClO溶液浸泡5min，蒸馏水冲洗后，转移至已消毒烧杯中，加入50mL亚硒酸钠溶液，置于培养箱中恒温浸泡一定时间后取出、沥干，均匀铺在铺有2层滤纸的培养皿(Ф＝15cm)中，加入去离子水30mL，置于25℃恒温箱中培养，每12h喷淋10mL蒸馏水，96h后停止发芽。每12h取样(发芽0h为对照)，豆芽经去离子水冲洗后，60℃恒温干燥，干燥后的豆芽用粉碎机粉碎，过4 0目筛，冷藏备用。
1.3.2 不同品种大豆硒耐受力与富集能力试验
分别称取20g不同品种大豆，在50mL 30mg/L Na2SeO3溶液中，25℃恒温浸泡6h。其余操作同1.3.1节。根据豆芽的生长特性和富硒量，选出耐硒能力强、富硒量高的大豆品种。
1.3.3 不同浸泡条件大豆富硒能力试验
Na2SeO3质量浓度测定：称取20g优选大豆6份，在50mL质量浓度分别为10、30、50、70、90mg/L和110mg/L Na2SeO3溶液中，25℃恒温浸泡6h。其余按照
1.3.1节所述工艺操作。
浸泡时间：称取20g优选大豆6份，在50mL 30mg/L Na2SeO3溶液中，25℃恒温条件分别浸泡2、4、6、8、10h和12h。
浸泡温度：称取20g优选大豆6份，在50mL 30mg/L Na2SeO3溶液中，分别在15、22、29℃和36℃恒温浸泡6 h。
1.3.4 测定指标与方法
发芽率：随机取100粒种子进行大豆富硒发芽试验，计算发芽率。分析发芽时间对发芽率的影响。按GB/T 3543.4—1995《农作物种子检验规程：发芽试验》方法统计发芽率；芽长：随机选取20粒发芽大豆种子，用最小刻度为0.1cm的直尺测定其芽长；呼吸强度：参照郑永华等[9]方法，用红外线CO2分析仪测定，载气为脱CO2空气，流量为400～600mL/min；含水量：测定采用AOAC法[10]；硒含量测定：采用氢化物发生原子荧光法[11]。称取1g发芽豆芽干样，装入250mL磨口烧瓶，加入10mL消化液(HNO3:HClO4＝4:1，V/V)于130℃消化70min，加入5mL浓盐酸后，于115℃继续消化20min，将Se(Ⅵ)还原为Se(Ⅳ)。消化液定容至100mL，用于总硒测定。采用持续透析法测定有机硒含量，将粉碎的0.500g样品装入透析袋(截留分子质量3500kD)，25℃去离子水透析5d，每隔12h换一次水，测定透析后袋里样品硒含量即为有机硒含量[12]。
1.4 数据统计与分析
实验均重复3次，结果以平均值±标准误表示，采用SAS 8.2(SAS，USA)软件处理试验数据。
2 结果与分析
2.1 不同品种大豆发芽过程中生长特性和富硒特性
2.1.1 不同品种大豆发芽率
图1 不同品种大豆发芽期间发芽率的变化Fig.1 Changes in germination percentage of different soybeans varieties during germination
大豆发芽期间，发芽率呈先快速上升后平稳的趋势，在前12h变化不显着，之后迅速增加，发芽36h时，各品种大豆发芽率均达到最高，分别为99.03%和98.82%，之后无显着变化。YH-NJ和YL-HL两个品种的发芽率在96h时分别为97.85%和98.39%，显着高于NJ品种(87.08%)。
2.1.2 不同品种大豆芽长变化
图2 不同品种的大豆发芽期间芽长的变化Fig.2 Changes in sprout length of different soybeans varietie during germination
大豆发芽期间，随着发芽时间的延长，芽长逐渐增长(图2)。在96h生长过程中，YH-NJ和YL-HL两种东北大豆芽长显着高于江苏大豆NJ。发芽96h时，YHNJ和YL-HL的大豆芽长分别达到了17.62cm和15.63cm，而NJ大豆芽长只有11.60cm。由此表明，同一发芽条件下，不同品种大豆的生长差异显着，以YH-NJ芽长最长，生长情况最好。
2.1.3 不同品种大豆呼吸强度变化
图3 不同品种的大豆发芽期间呼吸速率的变化Fig.3 Changes in respiratory rate of different soybeans varietie during germination
呼吸作用是植物种子萌发过程中的基础生理代谢活动，呼吸强度是衡量种子生命力强弱的指标，呼吸强度越大，种子生命活动越旺盛。三种大豆发芽过程中呼吸速率的变化见图3，其呼吸速率呈“S”型变化趋势，在发芽前12h大豆各品种的呼吸速率无显着增加，随后迅速升高，在36～84h处于平稳期，之后又升高。NJ在发芽结束时的呼吸速率为对照(发芽0h)的15.11倍，YH-NJ为对照的24.50倍。发芽期间呼吸速率由强到弱依次为YH-NJ、YL-HL、NJ，发芽96h时YH-NJ的呼吸速率比同期NJ高43.92%。由此可见，相同发芽时间内，不同品种大豆的呼吸速率差异显着，以YH-NJ呼吸速率最高，生命力最旺盛。呼吸强度的变化趋势与发芽率相似。
2.1.4 不同品种大豆芽含水量
图4 不同品种大豆芽中含水量Fig.4 Moisture content in soybean sprouts of different varieties
发芽96h后，豆芽含水量如图4所示，YH-NJ和 YL-HL的含水量显着高于NJ，两种东北大豆含水量YHNJ和YL-HL分别是江苏大豆NJ的1.15倍和1.14倍。这是因为豆芽生长过程中，随着储藏物质的降解，新组织不断分化形成，豆芽中水分也在不断增加，在相同培养条件下，两种东北大豆生长较江苏大豆快，芽长较长，所以其豆芽水分含量也较高。
2.1.5 不同品种大豆芽中总硒和有机硒含量差异
图5 不同品种的大豆(干质量)发芽后有机硒及总硒含量Fig.5 Contents of O-Se and T-Se in different soybean varieties after germination
发芽96h的各品种豆芽中总硒及有机硒含量如图5所示，有机硒及总硒含量在YH-NJ和YL-HL之间没有显着差异，但是均显着高于江苏大豆NJ。YH-NJ豆芽中总硒和有机硒含量分别是NJ豆芽中的1.68倍和1.51倍。
综合图1～5可知，在相同富硒发芽条件下，YHNJ大豆芽的发芽率、芽长、呼吸速率及总硒和有机硒富集量均最高，因此东北大豆YH-NJ是生产富硒豆芽的优选品种。
2.2 发芽条件对YH-NJ大豆富硒量的影响
2.2.1 Na2SeO3浸泡液质量浓度
图6 Na2SeO3质量浓度对豆芽(干质量)总硒含量的影响Fig.6 Effect of Na2SeO3concentration on T-Se content in soybean sprout
由图6可见，豆芽总硒含量随着Na2SeO3浸泡液质量浓度的增加而显着增加(P＜0.05)，二者相关性达到极显着水平(r2＝0.9901，P＜0.01)，经110mg/L Na2SeO3溶液浸泡后得到的富硒豆芽总硒含量最高，为53.60μg/g。
2.2.2 浸泡时间
图7 浸泡时间对豆芽(干质量)总硒含量的影响Fig.7 Effect of soaking time on T-Se content in soybean sprout
如图7所示，随着Na2SeO3溶液浸泡时间的延长，豆芽中总硒含量显着增加(P＜0.05)，浸泡12h干豆芽中总硒含量为41.70μg/g，是浸泡2h豆芽中总硒含量的15.53倍。
2.2.3 浸泡温度
图8 浸泡温度对豆芽(干质量)总硒含量的影响Fig.8 Effect of soaking temperature on T-Se content in soybean sprout
由图8可知，随着浸泡温度的升高，豆芽中总硒含量显着增加(P＜0.05)。在36℃浸泡温度下的豆芽总硒含量是15℃浸泡温度下的4.45倍(不同浸泡温度对大豆发芽率无显着影响，结果未展示)。
3 讨论与结论
本研究考察两种东北大豆与江苏大豆之间硒耐受能力及富硒能力的差异，研究发现，在相同富硒发芽工艺条件下，东北大豆YH-NJ的生长特性最好、富硒能力最强。大豆发芽过程中，在吸收水分的同时，也吸收了溶解在水中的亚硒酸钠。硒元素渗透到大豆种子中，在豆芽生长过程中参与大豆芽新物质合成。Rose等[13]研究发现，干旱环境中生长的大豆易积累蛋白质，而雨水充足地区生长的大豆种子蛋白质含量较低，这在一定程度上解释了东北大豆比江苏大豆硒耐受能力及富硒能力强。不同的生长特性及富硒能力也在于大豆基因型的差异，因此，工业化生产富硒豆芽时，在原料的选择上一定要重视两方面的问题：一是大豆的产地，二是大豆的品种。
浸泡是种子发芽工艺中的工序之一。周大寨等[14]用不同质量浓度的亚硒酸钠浸泡芸豆，并在发芽期间用相应的亚硒酸钠溶液喷施，结果发现，低质量浓度(0～15.0mg/L)硒处理对芸豆种子的萌发有促进作用，硒质量浓度为15.0mg/L时，其发芽率和发芽势最大，硒质量浓度大于15.0mg/L对其有一定的抑制作用。姜云等[15]在稻米中也得出了类似的结论。浸泡时间长，吸水多，易造成籽粒腐烂；浸泡时间短，籽粒萌发过程中易引起脱水，从而影响种子发芽率。通常温度高种子吸胀快，低温下达到吸水平衡所需时间较长，但在低温浸泡下，种子水分平衡时的持水量高于高温浸泡时的持水量，并且不同种子需要的浸种时间不同。本实验主要研究不同浸泡条件下豆芽的富硒量，研究表明，随着Na2SeO3浸泡液的浓度、浸泡时间和温度的分别升高，豆芽中总硒含量在增加。综上所述，在保证高富硒量的前提下，后续试验将对豆芽的生长状况进行研究。
大豆对硒的耐受力与富硒量因大豆产地和品种不同而不同，本实验筛选出东北大豆YH-NJ的硒耐受力最强且富硒量最高。不同浸泡条件下富硒豆芽中的总硒含量有差异，豆芽中的总硒含量分别随Na2SeO3浸泡液浓度、温度、浸泡时间的增加呈现不同程度的增加。
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Preliminary Study on Selenium Accumulation during Soybean Germination
FAN Cui，ZHANG Hong，YANG Run-qiang，HAN Yong-bin，GU Zhen-xin*
(Institute of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)
Selenium accumulation in germinating soybean varieties from the Northeast and Jiangsu province was investigated by Na2SeO3 solution soaking-deionizer water spraying method. The results indicated that under the same selenium-enriched conditions (30 mg/L of Na2SeO3 solution, 25 ℃ constant temperature and 6 h soaking time), different varieties of soybean had different selenium tolerance and enrichment capacity. Northeast soybean YH -NJ had the best growth properties and the highest selenium content. With the increase of Na2SeO3 concentration and temperature and the prolongation of soaking time, selenium content in sprouts of soybean YH -NJ increased significantly.
soybean；germination；selenium
TS214.2
A
1002-6630(2011)20-0017-04
2011-03-07
中央高校基本科研业务费专项(KYZ200917)
樊翠(1986—)，女，硕士研究生，研究方向为食品中功能成分的富集技术。E-mail：2010108011@njau.edu.cn
*通信作者：顾振新(1956—)，男，教授，博士，研究方向为生物技术与功能食品。E-mail：guzx@njau.edu.cn
