前言

杂豆中富含对人体健康有益的植物化学素，如酚酸、黄酮、植酸、植物雌激素等，这些植物化学素可作为天然的抗氧化剂，合理食用杂豆可潜在预防一些相关的慢性疾病。本文从杂豆中植物化学素单体、含量、抗氧化能力及预防慢性疾病效果等方面对杂豆进行综述，旨在为我国杂豆的综合开发和食用提供理论依据。

1 杂豆中的植物化学素

我国杂豆种植历史悠久，种类繁多，种植区域分布较广，种植的种类主要包括：绿豆、小豆、芸豆、豌豆、蚕豆、豇豆、扁豆、鹰嘴豆、饭豆等。不同种类的杂豆中均含有丰富的植物化学素，这些植物化学素主要存在于豆类种皮中，仅有少量存在子叶中。杂豆中的植物化学素主要有：类胡萝卜素、生物碱、蛋白酶抑制剂、植酸、皂苷、植物固醇、酚酸、类黄酮、花色苷/花青素、植物甾醇类、植物雌激素、维生素E和维生素C等。研究表明，杂豆中的植物化学素具有较强的抗氧化性，可延缓衰老、预防癌症、使血液流动畅通和保护视力等，有些活性物质还能提高人体免疫力，促进脂肪代谢。此外，部分杂豆中含有少量的类胡萝卜素，它不仅自身具有一定生物活性功能，而且能够转化为与人体视觉有关的维生素A。杂豆中植物甾醇的含量较谷类中稍高一些，摄入一定量的植物甾醇能有效降低一些慢性疾病的发病率。杂豆的种皮呈现多种色泽的主要原因是富含多酚类(黄酮、单宁、酚酸、花青素)化合物，大量的研究表明，这些有色物质具有降低人体代谢综合症的发病率和预防癌症等作用，部分有色化合物还能提高人体免疫力。 杂豆中主要含有的黄酮、酚酸和维生素E单体详见表1。

1.1 酚类

酚类主要包括酚酸、黄酮类、单宁和花青素，大部分杂豆中的酚类物质含量高于谷类，杂豆中总酚含量见表2，红小豆、芸豆、扁豆、菜豆的总酚含量较其他杂豆高。缩合单宁(即原花青素)是以黄烷-3-醇为基础的聚合物，在温度较高的酸性乙醇溶液中分解为花青素和儿茶素。扁豆、红小豆中单宁含量较丰富，扁豆和黑豆中含有的缩合单宁最丰富，每100g(干品)扁豆中原花青素B2、B3、原花青素四聚体的含量介于0.1～0.5 mg ，红小豆的提取物中原花青素二聚体和三聚体的含量为15.9～213 mg/g。黄酮类化合物主要包括：黄烷醇、黄烷-3-醇、黄酮、花青素，多数以苷类存在于豆类中，黄酮单体见表1，杂豆中的黄酮含量见表3，绿豆、豌豆、黄豌豆、鹰嘴豆、小扁豆、红芸豆等豆类的总黄酮含量介于0.08～4.54 mg/g（以儿茶素当量(CAE)计）。杂豆类的主要酚酸包括：香草酸、咖啡酸、阿魏酸和芥子酸，豆类的酚酸单体见表1，每100g(干重)绿豆、扁豆、蚕豆中的酚酸类物质含量介于2～3 mg，相对其他杂豆较低，菜豆、扁豆、豇豆等豆类的酚酸含量较高。

1.2维生素

维生素E又名生育酚，包括生育三烯酚、α-生育酚、γ-生育酚、β-生育酚和δ-生育酚等5种异构体，目前除生育三烯酚外，其它4种生育酚的异构体在杂豆中均有检出报道，不同豆类的生育酚见表1。杂豆中含有的α-生育酚和γ-生育酚较多，β-生育酚和δ-生育酚的含量相对较少，扁豆中β-生育酚含量介于1.94～3.81 mg/g。绿豆中的生育酚含量丰富，生育酚α、γ、δ的含量分别为1.1～10.1，60.7～80.9和4.6～11.2 mg/kg。每100g(干品)鹰嘴豆、扁豆、豌豆中的γ-生育酚含量介于4.5～5.7 mg，较其他杂豆高，γ-生育酚可能具有独特的功能，可排出二氧化氮和其他活性氮，有研究表明γ-生育酚可以预防心血管疾病。α-生育酚由于含有三甲基取代基，因此它在生育酚中的抗氧化性最强。维生素C以抗坏血酸和脱氢抗坏血酸的形式存在于杂豆中，绿豆中的抗坏血酸含量为每100g（鲜品）6.27 mg，菜豆、豌豆、红小豆中抗坏血酸的含量每100g(鲜品)介于0.21～2.59 mg，绿豆芽中的维生素C含量较绿豆种子中的高。杂豆中的维生素抗氧化能力对杂豆抗氧化的贡献率很高。

2 杂豆中植物化学素的功能作用

2.1 抗氧化作用

杂豆中植物化学素抗氧化研究最常用的方法有DPPH•自由基清除能力(DPPH）、ABTS^＋•自由基清除能力(ABTS)、铁离子还原抗氧化能力(FRAP)、氧化自由基吸收能力(ORAC)、细胞抗氧化活性(CAA)等，常见杂豆的抗氧化能力见表4。不同的方法测出的抗氧化活性存在差异，当DPPH与某些植物化学素的紫外吸收有重叠时，会影响实验结果；FRAP法不能检测出含有疏基的植物化学素；ORAC法具有较高的特异性和较好的重现性；CAA比化学分析更能准确的表示生理特性，且检测的周期短、测定程序简单。以Trolox当量计，扁豆类和黑豆的DPPH自由基平均清除能力最高(18～19μmol/g)，随后是菜豆(约14μmol/g)和黄色、绿色的豌豆和黄豆(低于2μmol/g)。以Fe²⁺当量计，扁豆类具有最高的三价铁离子还原抗氧化能力(FRAP值)，平均水平为11.79μmol/hg，随后是菜豆(5.83μmol/hg)，黄豌豆和绿豌豆均低于1.5μmol /hg。以Trolox当量计，黑豆类杂豆氧化自由基吸收能力(ORAC)平均水平最高(131.34μmol/g)，其次是扁豆(80.84μmol/g)、菜豆(62.57μmol/g)、黄豆(38.73μmol/g)，豌豆和青豆均低于10μmol/g。

不同溶剂提取的杂豆多酚、黄酮含量存在一定的差异，进而影响其抗氧化能力。Xu等研究表明，扁豆、黑豆、红芸豆的70%酸性丙酮(丙酮/水/乙酸70:29.5:0.5, v/v/v)提取物中总酚和总黄酮含量最高，抗氧化能力FRAP值较高；所有实验豆类中70％乙醇(乙醇/水70:30,v/v)提取物的氧化自由基吸收能力(ORAC值)最高；黄豌豆、绿豌豆、鹰嘴豆、黄豆的80％丙酮(丙酮/水80:20,v/v)提取物的总黄酮、缩合单宁含量较高，DPPH自由基清除活性较高。

杂豆经过不同热处理后植物化学素会有部分的损失，因而抗氧化能力也会有所改变。Boateng等的研究表明，红芸豆、黑眼豌豆经微波炉1200 W焙烤6 min后总酚含量高于未加工和浸泡的同种豆类，红芸豆经过相同条件焙烤后的抗氧化能力FRAP值高于未加工和浸泡后的值，而DPPH自由基清除能力较未加工的弱，未经加工的黑眼豌豆的抗氧化指标FRAP值和DPPH值高于经过常规煮后的黑眼豌豆，这可能与2种豆类的植物化学素组成有关。未加工黑菜豆和斑豆的细胞抗氧化活性(CAA)与植物化学素的剂量呈正相关，黑菜豆的CAA值高于斑豆，而经过热加工的2种豆类的CAA值普遍降低。

2.2 预防代谢综合症

2.2.1 降血脂 

豆类中植物化学素的降血脂作用研究非常少。Gupta等用印度的一种山扁豆提取物来评价高脂饮食大鼠血脂代谢的影响，结果表明这些提取物能有效降低血清总胆固醇，甘油三酯和磷脂，并有着显著的剂量依赖性。植物化学素的降血脂作用可能是所有植物化学素和其他物质的协同作用，也有可能是某类物质的单独作用。

2.2.2 降血糖 

近年来的研究表明，鹰嘴豆、羽扇豆、绿豆等豆类具有降血糖作用，一些调查研究结果也表明，人体摄入一定量的豆类可有效预防和控制Ⅱ型糖尿病。李燕等研究表明，鹰嘴豆异黄酮类物质对糖尿病小鼠的治疗效果优于常用药物二甲双胍。Yao等用绿豆芽和绿豆皮提取物喂食KK-Ay糖尿病小鼠，5周后发现小鼠的血糖、血浆C肽、胰高血糖素、总胆固醇、甘油三酯和尿素氮水平都有所降低，同时小鼠的葡萄糖耐受性得到显著改善，并且胰岛素的免疫反应性水平提高。Ghattas等将鹰嘴豆添加到糖尿病患者的食物中，来辅助Ⅱ型糖尿病患者的治疗，结果表明患者的胰岛素和糖化血红蛋白水平等均显著提高，证明这些物质的添加有利于降低他们的血糖含量。

2.2.3降血压 

ACE酶是一种血管紧张素转换酶，它在调节血压和维持正常的心血管功能中起着关键作用，研究表明抑制ACE酶的活性能够降低血压。食用植物中的生物活性物质具有ACE酶抑制活性，从草本植物中获得的多酚提取物能够调节ACE活性，动物实验表明饮食多酚含量丰富的食物具有降血压的功效，纯绿原酸能有效地抑制高血压大鼠体内的ACE酶活性。Hanson等用含质量分数30％蚕豆、豌豆、小扁豆、鹰嘴豆的食物分别连续喂养高血压和自发性高血压大鼠4周，结果发现大鼠的总胆固醇(TC)、LDL-胆固醇和HDL-胆固醇含量均降低，扁豆还能显著降低自发性高血压大鼠的血压，但对大鼠的脉波传递速度没有影响。Huisamen等用牧豆喂食高血压大鼠12～16周，结果表明，牧豆能保护心脏和预防心肌梗塞，且不会影响实验动物的体重。

2.3 预防癌症

2.3.1 抑制癌细胞的增殖 

癌细胞能产生过量H₂O₂，使得丝裂原-活化蛋白激酶受到过度激活，从而激活氧化还原敏感性转录因子和应答基因，这样就增强了癌细胞的生存能力，植物化学素可以和受体相互作用向细胞传递信号并清除过量的H₂O₂，从而抑制癌细胞的增殖。Xu等用MTT法研究豌豆、鹰嘴豆、扁豆、菜豆、绿豆和红小豆的植物化学素对9种癌细胞(急性髓细胞白血病细胞系HL-60、卵巢腺癌细胞系SK-OV-3、胃癌细胞株AGS、舌鳞癌细胞株CAL27、大肠腺癌细胞株SW480、乳腺癌细胞系MCF-7、前列腺癌细胞系DU145、肝癌细胞株HepG2、结肠癌细胞株Caco-2)的抑制作用，结果表明红小豆具有最强的抗增殖作用，并对实验用的肿瘤细胞株(CAL27、AGS、HepG2、SW480和Caco-2)呈剂量依赖性抑制作用；黄豌豆仅对SW480细胞系具有抑制作用；鹰嘴豆对细胞系CAL27，AGS和SW480表现出剂量依赖性的抑制作用，证明扁豆和有色豆类具有抗癌潜力。Boue等用MCF-7细胞系来研究绿豆芽、大豆、绿菜豆等植物雌激素的抗癌活性，结果表明几种豆类的雌激素均可抑制MCF-7细胞的增殖。

2.3.2诱导肿瘤细胞的凋亡 

细胞凋亡是指细胞在一定的生理或病理条件下，受内在遗传机制的控制自动结束生命的过程，是一种细胞的程序性死亡(PCD)，发生在细胞内，涉及一系列的生化反应，从而使细胞的形态和功能发生变化，最终导致细胞死亡。豌豆、小扁豆、豆角中的植物雌激素单体三羟异黄酮具有较强的生物活性，能有效的诱导癌细胞凋亡。Yuan等发现，植物雌激素能抑制DU145和HL细胞的增殖并诱导它们凋亡，但对人体正常的肝细胞L-O₂影响很小。豌豆、小扁豆、豆角中的三羟基异黄酮(10～70 mmol/L)能抑制前列腺癌细胞PC-3细胞，并可诱导PC-3细胞凋亡。

2.4 其他

动物实验表明，食用多酚类含量高的食物对人体的健康有很多益处，有些可食用植物还具有抗炎和调节肥胖症等功效。绿豆中的黄酮类化合物可与有机磷农药中的汞、砷、铅结合形成沉淀物，使这些重金属元素的含量减少或失去毒性，减少胃肠道吸收。

3 小结

我国杂豆种植区域广，种类和品种繁多，不同种类的杂豆研究水平还存在一定的差距。杂豆中含有丰富的蛋白质等营养物质及植物化学素，具有潜在降低慢性疾病发病率等功能特性，但目前并没有得到很好的利用。对我国优势品种杂豆中植物化学素的种类、含量及其功能特性的比较研究报道较少，需要更深入系统的研究，以为功能性食品的开发提供理论基础。此外，加工及烹饪方式对杂豆中植物化学素及其功能特性影响方面的报道也不多，如何在加工过程中保护植物化学素不被破坏或提高其生物活性，是发挥杂豆植物化学素功能特性的前提，也是科学合理食用杂豆的理论基础。