绿豆又名植豆、吉豆，属于豆科、蝶形花亚科、菜豆族、豇豆属，为一年生草本植物。绿豆种植最早起源于中国，已有2 000多年的栽培历史，主产区集中在东北三省及内蒙古自治区，除上海、西藏、青海、宁夏外，在我国大陆的30多个省、市、自治区均有种植 [1] 。绿豆的营养成分十分丰富，其籽粒中蛋白质和淀粉含量高达80%左右 [2] ，还含少量维生素、矿物质和脂肪等物质；其种皮中主要成分是纤维 [3] ，还含有黄酮类化合物及酚类化合物等生物活性物质 [4] 。

绿豆芽是绿豆经过浸泡、发芽后得到的一种菜用产品，适宜世界各地的广大人群食用，目前其年产量呈逐年增长趋势 [5] 。绿豆发芽后可有效增加其维生素 [6] 、总酚类化合物 [7] 等生物活性成分的含量，抗氧化活性也有所增加 [8-9] 。绿豆芽在生产过程中会产生大量的绿豆皮副产物，绿豆皮中膳食纤维的含量高达75%，因此，绿豆皮是一种良好的膳食纤维资源，但目前对绿豆皮的开发尚不完全，通常只能用作饲料或者直接废弃，造成这一良好资源的极大浪费。膳食纤维作为一种重要的功能性营养素，对预防心血管疾病 [10] 、降低胆固醇水平 [11] 、调节血糖 [12] 、预防肥胖症和肠道疾病及清除内源有害物质等均有一定的功效 [13] 。迄今为止，已有关于玉米皮膳食纤维、米糠膳食纤维和小麦麸皮膳食纤维等的研究报道 [14-16] ，但对绿豆皮膳食纤维的研究报道相对较少，张洪微等 [17]采用加碱蒸煮法从绿豆皮中提取膳食纤维，最佳提取率为64.2%；李积华等 [18] 对全绿豆和绿豆皮膳食纤维各级多糖进行了比较分析；杜冰等 [19] 将绿豆皮和绿豆粉按照10∶2的比例混合后进行双螺杆挤压改性处理，可溶性膳食纤维（soluble dietary fiber，SDF）含量由3.8%增加到8.5%，结晶度降低了8.7%；邬海雄等 [20] 将绿豆纤维超细粉碎后应用到焙烤食品杏仁饼中。而发芽对绿豆皮膳食纤维的结构及性质的影响鲜见报道，如能将绿豆芽生产过程中产生的绿豆皮充分合理利用，将会大幅度提升绿豆附加值，提高绿豆精深加工行业经济效益。

本研究拟收集发芽前与发芽后的绿豆皮，对未发芽绿豆皮膳食纤维（non-sprouted mung bean skin dietaryfiber，N-DF）和发芽后绿豆皮膳食纤维（after sproutedmung bean skin dietary fiber，A-DF）的持水力、持油力、膨胀力、阳离子交换能力、葡萄糖吸附能力以及在生理条件下对胆固醇吸附能力和NO 2－ 吸附能力等功能性质进行对比研究，通过X射线衍射分析、红外光谱分析和电子显微镜扫描测定其结构，为绿豆皮膳食纤维的进一步开发利用提供一定的理论依据。

1  材料与方法

1.1  材料与试剂

绿豆产于吉林省白城地区。

耐高温α-淀粉酶（酶活力≥4×10 4 U/g）、碱性蛋白酶（酶活力≥3×10 3 U/mL）、糖化酶（酶活力≥1.6×10 5 U/g）诺维信中国生物技术有限责任公司；2-（N-吗啉代）乙 烷 磺 酸  北 京 鼎 国 昌 盛 生 物 技 术 有 限 公司 ；

三羟甲基氨基甲烷  中国惠世生化试剂有限公司；葡萄糖  天津市北方天医化学试剂厂；亚硝酸钠天津市福晨化学试剂厂；胆固醇  上海新兴化工试剂研究所；所用其他试剂均为国产分析纯。

1.2  仪器与设备

DY801（B型）家用智能豆芽机  中山市迪尼仕电器制造有限公司；EX-224电子天平（万分之一）奥豪斯仪器（上海）有限公司；TU-1901型紫外-可见分光光度计  北京普析通用仪器有限公司；PRESTIGE-21傅里叶变换红外光谱仪、SSX-550型扫描电子显微镜日本岛津公司；D8-ADVANCE型广角X射线衍射仪德国Bruker公司。

1.3  方法

1.3.1  绿豆皮的准备

选用籽粒饱满、无破损和病害绿豆，去离子水清洗3 次后，用温水浸泡30 min，取一部分绿豆剥皮得未发芽绿豆皮，将其余浸泡后的绿豆置于豆芽机中25 ℃恒温培养3 d，每天换水2 次，发芽结束后收集绿豆皮，常温干燥后粉碎至80 目，保存备用。

1.3.2  绿豆皮基础成分测定

水分含量测定：参照GB 5009.3—2010《食品中水分的测定》直接干燥法；脂肪含量测定：参照GB/T5009.6—2003《食品中脂肪的测定》索氏提取法；灰分含量测定：参照GB 5009.4—2010《食品中灰分的测定》灼烧称量法；蛋白质含量测定：参照GB 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》分光光度法；淀粉含量测定：参照GB/T 5009.9—2008《食品中淀粉的测定》酶水解法；总膳食纤维（total dietary fiber，TDF）、SDF、不溶性膳食纤维含量测定：参照GB 5009.88—2014《食品中膳食纤维的测定》；多酚含量测定：参照隋银强等 [21] 方法测定。

1.3.3  绿豆皮膳食纤维的提取

参照AOAC 991.43《食物中总的、可溶性和不溶性膳食纤维》酶-质量法提取膳食纤维。

1.3.4  绿豆皮膳食纤维结构的测定

1.3.4.1  X射线衍射扫描

衍射条件：电流：40 mA；电压：40 kV；靶型：Cu；步长：0.1°；起始角：2°；终止角：50°；扫描方式：连续。

1.3.4.2  扫描电子显微镜观察参照Zhang Min等[22] 方法，将干燥粉碎至20 目（0.850 mm）的样品喷金后放入扫描电子显微镜中，20 kV加速电压条件下，对样品100、500、2 000、4 000 倍的微观结构进行拍照观察。

1.3.4.3  傅里叶红外光谱扫描

参照张艳荣等 [23] 方法，准确称取干燥绿豆皮膳食纤维2 mg，加入干燥KBr粉末200 mg，混合均匀且充分研磨后压片进行检测，扫描范围4 000～400 cm －1 。

1.3.5  绿豆皮膳食纤维功能性质的测定

1.3.5.1  持水力（持油力）的测定

参照Rupérez等 [24] 方法准确称取干燥样品0.20 g于离心管中，加入10 mL蒸馏水（植物油），搅拌均匀，保鲜膜密封，室温放置12 h，然后在室温条件下3 800 r/min离心20 min，弃去上清液，用滤纸吸干多余水分（油）后，称量样品湿质量，持水力和持油力按公式（1）计算。

式中：m 0 为恒质量样品质量/g；m 1 为离心管质量/g；m 2 为吸水（油）后离心管与样品质量之和/g。

1.3.5.2  膨胀力的测定

参照Sowbhagya等 [25] 方法，准确称取干燥样品0.20 g

于10 mL量筒中，记录样品自然堆积时体积，加蒸馏水至

5 mL刻度，保鲜膜密封，室温条件下放置18 h后，记录

样品膨胀后的体积。膨胀力按公式（2）计算。中：m为恒质量样品质量/g；V 1 为吸水膨胀后样品

的体积/mL；V 0 为样品自然堆积的体积/mL1.3.5.3  阳离子交换能力的测定参照Chau等[26] 方法稍加修改。准确称取干燥样品1.00 g于250 mL三角烧瓶中，加入1 mol/L HCl溶液50 mL，搅拌均匀后保鲜膜密封，室温条件下静置24 h，使样品完全酸化，用蒸馏水洗涤至不含Cl － ，然后置于烘箱中干燥至恒质量。准确称取干燥样品0.20 g于250 mL三角烧瓶中，加入5 g/100 mL的NaCl溶液50 mL，搅拌均匀，加入2 滴酚酞指示剂，用0.01 mol/LNaOH溶液滴定至终点，记录滴定体积V 1 /mL。同时用蒸馏水做空白，记录空白体积V 0 /mL，阳离子交换能力按公式（3）计算。

式中：c为滴定所用NaOH溶液浓度/（mol/L）；m为干燥样品质量（0.20 g）。

1.3.5.4  吸附葡萄糖能力的测定

参照Chau等 [27] 方法稍作修改。称取干燥样品2.00 g于250 mL烧杯内，加入100 mL 85%乙醇溶液，80 ℃条件下水浴15 min，过滤，反复洗涤3 次后，将残渣于60 ℃条件下烘干至恒质量。称取处理后的样品0.50 g放入250 mL的三角瓶中，加入浓度为100 mmol/L的葡萄糖溶液100 mL，搅拌均匀后于37 ℃恒温水浴中振荡2、4、6、8、10、12、24 h后，取出在室温条件下12 000 r/min离心20 min，收集上清液定容至100 mL。吸取2 mL上清液，采用3,5-二硝基水杨酸（3,5-dinitrosalicylic acid，DNS）比色法，以葡萄糖标品制备葡萄糖标准曲线y＝0.515 7x－0.010 4（R 2 ＝0.995 9），测定540 nm波长处上清液中葡萄糖浓度。吸附葡萄糖能力按公式（4）计算。

式中：m为恒质量样品质量/g；ρ 1 为吸附前葡萄糖溶液中葡萄糖的浓度/（mmol/L）；ρ 2 为吸附后上清液中葡萄糖的浓度/（mmol/L）；V葡萄糖溶液体积/L，本实验为0.1 L。

1.3.5.5  吸附胆固醇能力的测定

参照Zhang Ning等 [28] 方法稍作修改。取市售鲜鸡蛋蛋黄，加9 倍水搅打成乳液，准确称取干燥样品0.50 g于250 mL三角烧瓶中，加入30 mL乳液搅拌均匀，分别配制pH 2（模拟胃环境）和pH 7（模拟小肠环境）的磷酸盐缓冲溶液，37 ℃水浴振荡2、4、6、8、10、12、24 h后，在室温条件下3 800 r/min离心15 min，分别取上清液1 mL，采用邻苯二甲醛法，以胆固醇标品制备标准曲线y＝0.008 7x－0.004 9（R 2 ＝0.990 2），测定550 nm波长处上清液中胆固醇质量浓度ρ 1 ，同时测定吸附前蛋黄乳液中的胆固醇质量浓度ρ 2 。胆固醇吸附能力按公式（5）计算。

式中：m为恒质量样品质量/g；ρ 1 为吸附后上清液中胆固醇质量浓度/（mg/mL）；ρ 2 为吸附前蛋黄乳液胆固醇质量浓度/（mg/mL）。

1.3.5.6  吸附NO 2－ 能力的测定

参照阮传英等 [29] 方法，准确称取干燥样品0.20 g于250 mL锥形瓶中，加入50 mL质量浓度为0.1 mg/mL的亚硝酸钠溶液，分别配制pH 2（模拟胃环境）和pH 7（模拟小肠环境）的磷酸盐缓冲溶液，37 ℃水浴振荡2、4、6、8、10、12、24 h后，在室温条件下3 800 r/min离心15 min，分别取上清液1 mL，采用盐酸萘乙二胺法，以亚硝酸钠标品制备标准曲线y＝0.353 8x－0.043 7（R 2 ＝0.990 3），测定538 nm波长处上清液中NO2－ 含量，吸附NO 2－ 能力按公式（6）计算。

中：m为恒质量样品质量/g；m 1 为吸附前样品中NO 2－ 质量/mg；m 0 为吸附后样品中NO 2－ 质量/mg。

1.4  数据统计分析

所有实验重复3 次，测定结果以 ±s表示，使用SPSS 17.0软件进行差异显著性分析和方差分析。

2  结果与分析

2.1  绿豆皮基本组成成分

由 表 1 可 知 ， 发 芽 后 绿 豆 皮 中 T D F 含 量 由（79.58±0.28） g/100 g增加到（82.29±0.16） g/100 g，SDF由（3.01±0.11） g/100 g增加到（3.42±0.18） g/100 g，I D F 含 量 由 （ 7 6 . 5 1 ± 0 . 2 7 ） g / 1 0 0 g 增 加 到（78.87±0.34） g/100 g，TDF和IDF含量变化差异性不显著，SDF含量变化差异性显著。发芽后绿豆皮中蛋白质和脂肪含量变化具有显著性差异，蛋白质含量由（9.27±0.12） g/100 g降低到（8.17±0.24） g/100 g，脂 肪 含 量 由 （ 1 . 4 1 ± 0 . 0 2 ） g / 1 0 0 g 降 低 到（1.03±0.04） g/100 g，发芽前后水分含量及灰分含量变化差异性不显著。王慧 [30] 研究发现，豆类发芽后营养成分会因其品种不同而有差异，大多数豆类在发芽后蛋白质含量会呈现先上升后缓慢下降的趋势，而脂肪含量呈下降趋势，这与本研究结果比较一致。发芽后绿豆皮多酚含量由（33.12±4.32） μg/100 g增加到（79.01±6.13） μg/100 g，多酚含量变化具有显著性差异。未经发芽绿豆皮中含有少量淀粉，这可能是在绿豆取皮过程中黏连导致。

2.2  X射线衍射扫描结果

由图1可以看出，发芽没有改变绿豆皮膳食纤维的结晶结构，较好地保留了膳食纤维的结晶区和非结晶区，2 种绿豆皮膳食纤维的主衍射峰位置未发生明显改变，分别为2θ＝16.7o、2θ＝22o，且在2θ＝34.4o出现一个小的衍射峰。2θ为15o～25o范围为纤维素和半纤维素的衍射峰 [31-32] ，说明绿豆皮膳食纤维中存在着纤维素和半纤维素。A-DF在2θ为17.9o～31.9o范围内衍射峰的峰面积略有降低，但峰高变化不明显。

2.3  电子显微镜扫描结果

由图2a可以看出，N-DF表面存在少量孔隙，相对较为光滑，略有褶皱；由图2b可以看出，A-DF表面存在大量的孔隙，表面较为粗糙，有不规则颗粒状物质存在存在着大量褶皱，该结构可增加膳食纤维与物质作用时的接触面积，孔隙较多有利于水分子进入形成氢键或偶极作用，增加膳食纤维的吸附能力，进而提高膳食纤维的持水力和膨胀力 [33] ，这与A-DF的持水力和膨胀力都高于N-DF的结果（表2）相一致。

发芽有利于提高绿豆皮中膳食纤维含量，发芽后绿豆皮中TDF含量由（79.58±0.28） g/100 g增加到（82.29±0.16）g/100 g，提高了3.40%；SDF含量由（3.01±0.11） g/100 g增加到（3.42±0.18） g/100 g，提高了13.62%。

绿豆经发芽处理后尚未破坏绿豆皮膳食纤维结构：X射线衍射结果表明，发芽没有破坏绿豆皮膳食纤维结晶度，仍保留着相近的晶体结构；扫描电子显微镜结果表明，A-DF表面出现更多孔隙和褶皱，有利于提高膳食纤维的吸附能力；傅里叶红外光谱结果表明，两种膳食纤维中均具有C—H键、O—H键、C＝O键等纤维素及半纤维素的特征吸收峰。

绿豆经发芽处理后有利于绿豆皮膳食纤维的大部分功能性质提高：有效改善了绿豆皮膳食纤维的持水力、持油力、膨胀力、吸附葡萄糖能力、吸附胆固醇能力等功能特性，但对阳离子交换能力和吸附NO 2－ 能力有所降低。

绿豆经发芽处理后可以保留原有绿豆皮膳食纤维的结构，同时还可有效改善绿豆皮膳食纤维除阳离子交换能力和吸附NO 2－ 能力以外的大部分功能性质，如能将这一良好资源应用到食品加工中，可有效提高绿豆精深加工行业的经济效益。