摘要:
菜用大豆，又称毛豆，作新鲜豆类蔬菜食用，主食鲜籽粒。毛豆豆荚内包裹豆粒的白色豆衣(荚皮内膜层或豆荚内果皮)的多少，直接影响消费者对毛豆豆荚新鲜程度的判断，是评价毛豆品种外观品质性状之一。本文首次以毛豆最佳采收期的豆仁外白色豆衣为实验材料，利用氨基酸自动分析仪，对其游离氨基酸组成及含量进行了测定与分析。结果发现：在最佳采收期，白色豆衣多少因毛豆品种而不同；白色豆衣内含量较高的游离氨基酸依次为谷氨酸、γ-氨基丁酸、丙氨酸、丝氨酸、天冬氨酸，为76.051~839.804 μg/g；包含2种典型的呈鲜味氨基酸：谷氨酸和天冬氨酸，占总游离氨基酸总量65.246%；包含1种具有生理活性功能的特殊氨基酸：γ-氨基丁酸，含量190.659 μg/g。本研究结果初步明确了毛豆白色豆衣内主要呈鲜味游离氨基酸成分及含量，对菜用大豆品质育种具有一定的理论指导意义。
Abstract:
Vegetable soybean, also known as green soybean, is consumed as one leguminous vegetable. The quantity variance of white bean coat (membranous endocarp of pod wall or pod endocarp) outside the fresh grain, as one of the appearance quality traits, directly affects consumers’ judgments about the degree of freshness of vegetable soybean pod. In this study, the free amino acids in white bean coat were detected by automatic amino acid analyzer. The results showed that the quantity variance of white bean coat depended on the different varieties; the content of free amino acids ranged from 76.051 to 839.804 μg/g, including glutamic acid, γ-aminobutyric acid, alanine, serine and aspartic acid; the umami amino acids accounted for 65.246% of the total free amino acids, including glutamic acid and aspartic acid; the content of γ-aminobutyric acid with special physiological function was 190.659 μg/g. The data generated preliminarily clarified the composition and content of umami amino acids in pod endocarp and provided the theoretical basis for quality breeding of vegetable soybean.
1. 引言
菜用大豆(Vegetable soybean)，又称毛豆，属大豆(Glycine Max L. Merr)的专用型品种，主食鲜籽粒，富含可溶性糖、淀粉、游离氨基酸、蛋白质等，具有极高营养价值，作为一类重要的豆类蔬菜食用 [1] [2] [3]。随着人们健康意识增强，亚欧美等多个国家市场需求不断增加，推动菜用大豆产业规模不断扩大。近年来，我国菜用大豆的生产种植迅速发展，已成为国际上最大的菜用大豆生产种植国和速冻加工出口国。菜用大豆作为出口创汇农产品，在我国2019年制定的大豆振兴计划中具有优势发展定位。
与传统的粮用大豆相比，国际市场对菜用大豆的品质要求更高，更注重外观品质、食用品质和营养品质。外观品质包括豆荚大小、豆荚颜色、籽粒大小等。菜用大豆豆荚内包裹豆粒的白色豆衣(荚皮内膜层或豆荚内果皮)的多少，直接影响消费者对毛豆豆荚新鲜程度的判断，是评价毛豆品种外观品质性状之一，亦是菜用大豆商品性和产量的重要组成因子 [4] [5]。食味品质与营养品质相互交叉，主要体现在甜度、糯性、香味和鲜味等方面，由可溶性糖、淀粉、游离氨基酸、2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)、蛋白质、脂肪等物质所决定。通过对鲜味评分和不同种类游离氨基酸含量进行相关分析，发现影响菜用大豆籽粒鲜味的主要游离氨基酸为谷氨酸和天冬氨酸 [6] [7] [8]。然而，有关菜用大豆白色豆衣中鲜味氨基酸组成及含量的研究目前尚未见报道。本研究拟对白色豆衣中游离氨基酸成分及含量进行检测分析，并对其进行鲜味评价，以期为菜用大豆品质育种提供理论依据。
2. 材料与方法
2.1. 实验材料
本次实验使用研究室育种过程中搜集获得的全国推广应用面积(5千亩以上)相对较大的36个春季菜用大豆品种。在浙江省农科院杨渡科研育种基地进行春季田间种植、白色豆衣性状观察记载和取样检测工作。每个品种种植面积均为36平方米。当田间85%以上植株豆荚鼓粒饱满，籽粒鼓粒到80%~90%时为最佳采收期，在晴天上午7:00~9:00豆荚干燥条件下进行取样。取样时，每品种取生长势一致的典型植株，摘取全部豆荚。随机选取20个鲜荚，剥开豆荚，进行豆衣性状(多少及相连程度)鉴定。以浙江省种植业主导品种“浙农6号”为材料，剥离豆粒外白色豆衣，随机称取1.00克，3个生物学重复，放入液氮速冻后置于−80℃冰箱保存，用于后续样品品质检测。
2.2. 试验仪器
德国赛卡姆(sykam) S433D氨基酸分析仪；德国SORVAL公司台式高速离心机；美国AHOMS公司AR5120电子天平；深圳杰拓科技便携式超声波清洗仪。
2.3. 样品处理
1) 将白色豆衣样品于液氮中研磨至粉碎，准确称量0.5 g样品于试管中；
2) 加入含 0.01 mol/L的HCl的50%乙醇溶液5 mL；
3) 低温冰水浴，超声30 min，超声频率40 KHz；
4) 4℃离心12000 rpm 5 min，取1 mL提取液置于−80℃超低温冰箱冻成固体，然后置于冻干机中完全冻干，以1 mL氨基酸稀释液复溶；
5) 过0.22 µm水相滤膜，进氨基酸测定仪检测。
2.4. 检测条件
游离氨基酸的测定方法参考国家标准方法GB/T30987-2014 (植物中游离氨基酸的测定) [9]，仪器采用氨基酸自动分析仪，氨基酸标准品购自源叶生物。实验操作具体条件及试剂如下：
氨基酸自动分析仪型号：德国赛卡姆(sykam) S433D，分析柱：LCA K07/Li，进样量：50 μL，检测波长：570 nm、440 nm，茚三酮流速：0.25 mL/min，流动相流速：0.45 mL/min，反应器温度：130℃，柱温：57℃~74℃梯度温度。流动相A：pH为2.90柠檬酸锂缓冲液，流动相B：pH为4.20柠檬酸锂缓冲液，流动相C：pH为8.0柠檬酸锂缓冲溶液，流动相D：pH为2.20柠檬酸锂缓冲溶液。
2.5. 数据分析
利用SPSS软件对测定数据进行统计分析，所有测定数据以平均值表示。
3. 结果与分析
3.1. 白色豆衣性状鉴定
通过观察鉴定，发现：所有品种白色豆衣性状，主要包括多且相连、多不相连、豆衣少三种类型(图1)。
多且相连 
多不相连 
少
Figure 1. White pod endocarp characteristic of vegetable soybean
图1. 菜用大豆白色豆衣性状
其中，研究室育成品种“浙农6号”白色豆衣性状经鉴定属于：多且相连类型(图2)。
Figure 2. Pod endocarp characteristic of vegetable soybean “Zhenong 6”
图2. 菜用大豆“浙农6号”多豆衣性状
3.2. 游离氨基酸组成及含量分析
以包衣多且相连的“浙农6号”品种为材料，通过游离氨基酸测定分析，发现：共检测到18种游离氨基酸(表1)。总游离氨基酸的含量为1403.693 μg/g。其中，包括苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和赖氨酸6种人体必需氨基酸，必需氨基酸含量为61.682 μg/g，占游离氨基酸总量4.394%；包括谷氨酸和天冬氨酸2种呈鲜味氨基酸，鲜味氨基酸含量为915.855 μg/g，占游离氨基酸总量65.246%。
Table 1. Content of free amino acids in white pod endocarp of vegetable soybean “Zhenong 6”
表1. 菜用大豆“浙农6号”白色豆衣中游离氨基酸含量(μg/g)
不同种类游离氨基酸含量分析发现：谷氨酸含量最高，为839.804 μg/g，其次含量由高到低依次为γ-氨基丁酸190.659 μg/g、丙氨酸96.845 μg/g、丝氨酸82.928 μg/g、天冬氨酸76.051 μg/g (图3)。其中，γ-氨基丁酸作为天然生理活性物质，具有降血压、健肝利肾、促进生长激素分泌等功效。
Figure 3. Content of free amino acids in white pod endocarp of vegetable soybean “Zhenong 6”
图3. 菜用大豆“浙农6号”白色豆衣中游离氨基酸含量(μg/g)
4. 讨论
菜用大豆豆荚内包裹豆粒的白色豆衣(荚皮内膜层或豆荚内果皮)作为外观品质性状，易于观察，直接影响消费者对毛豆豆荚商品性(如新鲜程度)的判断。然而，感官评价相对于客观评价容易受到主观因素的影响。本研究通过检测毛豆豆衣中游离氨基酸的组成成分，对影响其鲜味评价的主要游离氨基酸成分进行了探究，以期为客观评定菜用大豆的品质和优质菜用大豆的筛选提供科学依据。呈鲜物质成分在呈味上有显著的增鲜作用，主要包括游离氨基酸、核苷酸、肽类等 [10] [11] [12]。本实验结果发现：菜用大豆豆衣中共检测到18种游离氨基酸，氨基酸种类丰富。其中，包括6种人体必需氨基酸、2种呈鲜味氨基酸和1种特殊氨基酸γ-氨基丁酸。豆衣中鲜味氨基酸(谷氨酸和天冬氨酸)含量占游离氨基酸总量65.246%，影响烹调风味，是菜用大豆口感鲜美的因素之一。γ-氨基丁酸作为一种天然生理活性物质，参与人体内多项代谢及生理活动，具有降血压、健脑、活化肝肾及调节免疫等功能，被誉为“大脑的天然镇静剂” [13] [14]。豆衣中谷氨酸含量最高为839.804 μg/g，其次为γ-氨基丁酸190.659 μg/g，γ-氨基丁酸是菜用大豆的特殊功能性因子之一。此外，他人的研究表明荚皮内膜层性状与产量和粒重均呈极显著正相关，内膜对产量的作用达到极显著水平 [4]。所以，在育种工作中应注重内膜层性状的选择，注意其对产量、籽粒以及品质的影响。
5. 结论
本论文基于氨基酸自动分析仪，参照国家标准方法GB/T30987-2014 (植物中游离氨基酸的测定)，对菜用大豆豆仁外白色豆衣中的游离氨基酸组成及含量进行了检测分析，实验结果表明，白色豆衣中不仅包含呈鲜味氨基酸(谷氨酸和天冬氨酸)，还包含具有生理活性功能的特殊氨基酸(γ-氨基丁酸)，为豆衣多的菜用大豆品种更新鲜提供了理论支撑。
基金项目
国家重点研发计划项目(2017YFD0101500)；浙江省蔬菜新品种选育重大科技专项(2016C02051)；国家自然科学基金项目(31601767, 31572138和31872114)和院企合作项目(2018R23B88D01和2018R23B88D02)。
NOTES
*通讯作者。