不同烹饪方式破坏四季豆中皂苷、凝集素的研究

陈志杰

（闽西职业技术学院，福建 龙岩 364000）

四季豆又名菜豆、芸扁豆、四月豆等，富含蛋白质、维生素、矿物质、叶酸、膳食纤维等营养元素，有医学资料表明，四季豆中含有可溶性纤维可降低胆固醇含量，还富含维生素A 和维生素C，可防止胆固醇的升高；同时，四季豆又是矿物元素钾、镁的重要来源，能很好地稳定血压，减轻心脏的负担；其含有的维生素K 能增加骨质疏松病人的骨密度，降低骨折的风险；四季豆还含有许多抗氧化剂和胡萝卜素，能显著降低风湿性关节炎导致的感染；还可以治疗脾虚兼湿、食少便溏，湿浊下注、妇女带下过多，以及用于暑湿伤中、吐泻转筋等症状，且有抗乙肝病毒的作用，深受百姓喜爱。

四季豆中含有皂苷、凝集素等有毒物质，食用不当后会导致人体中毒，主要表现为肠胃炎，有恶心、呕吐、腹泻、腹痛、头痛等症状，儿童的中毒反应尤为剧烈，严重时可危及生命。近年来，因食用四季豆导致中毒的事件时有发生，主要原因还是烹饪方式不当，特别是食堂的食物加工量大，翻炒容易受热不均，未能完全破坏掉其中的皂苷、凝集素。皂苷对消化道黏膜上皮细胞有致敏作用[1]，促使表层黏膜发炎、出血，对红细胞具有攻击破坏性。凝集素普遍存在于四季豆豆粒中，能引起细胞强烈凝血，催发机体呕吐，严重者可引发过敏性休克[2]。数据表明，全国植物中毒事件的毒物种类前5 位中，四季豆排名第一[3]，约占60%的比例。试验通过对不同烹饪方式处理四季豆，检测其中的皂苷、凝集素残留状况，对健康、无害食用四季豆具有指导意义，也为今后预防食用四季豆中毒提供了试验基础和理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

仪器设备为分光光度计，高压灭菌锅，平底锅，粉碎机，微波炉，离心机。试验药剂为高氯酸，乙醇（95%），乙酸乙酯，甲醇（50%），盐酸（2 mol·L-1），香草醛冰乙酸（5%），皂苷标准溶液（0.1 mg·mL-1），兔耳静脉血，Alsever′s 溶液。

1.2 试验方法

1.2.1 水煮试验 将四季豆分为6 组（因四季豆荚两端的皂苷含量大[4]，保留两端不可弃去），每组称取20 g，切成5 cm 长的小段，放入平底锅中，加水没过豆身后盖上锅盖，将水烧开，6 组的加热时间分别为4、8、12、16、20、24 min。加热结束后捞出，冷却作为检测试样，测定皂苷与凝集素含量。

1.2.2 油炒试验 将四季豆分为6 组，每组称取20 g，切成5 cm 长的小段，放入平底锅中，倒入猪油50 mL，不断用锅铲进行翻炒，使受热均匀，6 组的翻炒时间分别为2、4、6、8、10、12 min。翻炒结束后捞出，沥干猪油，冷却作为检测试样，测定皂苷与凝集素含量。

1.2.3 微波试验 将四季豆分为6 组，每组称取20 g，切成5 cm 长的小段，盛入聚丙烯塑料容器，放入微波炉中，6 组的微波时间分别为2、4、6、8、10、12 min。微波结束后冷却，作为检测试样，测定皂苷与凝集素含量。

1.2.4 皂苷含量测定

1.2.4.1 试样制备 称取试样0.1 g，溶于50 mL 甲醇溶液中，定容至100 mL，取10 mL 加入50 mL盐酸，100 ℃水解3 h，用100 mL 乙酸乙酯分次萃取，旋转蒸发仪蒸干，用乙醇定容至100 mL作为待测样液。

1.2.4.2 测定 吸取待测液0.5 mL 于具塞试管中，水浴挥干，加香草醛冰乙酸0.2 mL，高氯酸0.8 mL，摇匀，70 ℃水浴加热10 min，取出后立即用流水冷却，加入4 mL 冰乙酸稀释，在560 nm 处测定吸光度，与标准曲线比较定量。

1.2.4.3 计算 皂苷含量按下式计算：

式中：X：皂苷含量（%，以质量分数计）；A：样液中皂苷质量（mg）；V：样品稀释总体积（mL）；V1:水解液取样液体积（mL）；V2：水解液定容体积（mL）；V3：测定用水解液定容体积（mL）；m：样品质量（g）；w：样品水分（%，以质量分数计）。1.2.5 凝集素含量测定

1.2.5.1 测定方法 参照文献[5]方法测定样品中凝集素含量。

1.2.5.2 凝集素含量按下式计算：

式中：X为样品中凝集素的含量（mg·kg-1）；C0为标准样品的浓度（mg·mL-1）；f为待测样品的凝集效价；n为样品稀释倍数；f0为标准样品的凝集效价；m为待测样品质量（g）。

2 结果与分析

2.1 水煮试验分析

水煮试验结果见图1，皂苷在前4 min 保持在0.37 mg·kg-1较高水平，随后开始持续下降，8 min 时检测浓度为0.26 mg·kg-1，在12 min 时下降到0.15 mg·kg-1，16 min 时只剩下0.03 mg·kg-1，20 min 后检测不出测量值。凝集素在前4 min 也保持在0.25 mg·kg-1较高水平，8 min 时下降至0.13 mg·kg-1，12 min时只剩下0.061 mg·kg-1，在16 min 后检测不出测量值。可见湿热高温对皂苷和凝集素都具有完全的破坏作用，水分子可渗透至四季豆内部空间，使四季豆内外受热均匀，同时，高温可使分子内部共价键断裂，破坏蛋白质中的亚基使其丧失三级结构域，破坏其空间构象，使皂苷的致敏性减弱，并且导致蛋白序列水解从而破坏其线性表位；而凝集素在加热过程中，表面的赖氨酸残基可能参与美拉德反应，与还原糖发生缩合反应，造成包含这些氨基酸位点的线性表位被修饰而丧失生物活性。

图1 水煮试验

2.2 油炒试验分析

油炒试验结果见图2，皂苷在前2 min 还保持在较高含量0.35 mg·kg-1，4 min 时下降至0.1 mg·kg-1，6 min 时只剩下0.06 mg·kg-1，8 min 后检测不出测量值。凝集素在前2 min内保持在0.25 mg·kg-1较高的水平，之后迅速下降，6 min 时只剩下0.03 mg·kg-1，在8 min后无法检出。进一步验证了皂苷具有热不稳定性[6]。可见油炒加热对于破坏四季豆中的皂苷和凝集素的高效性，主要由于油脂是热的优良媒介[7]，能够完全包裹四季豆并使之均匀受热，另一个重要原因是，相对于水而言，食用油的沸点非常高，常用的食用油沸点大都在200 ℃以上，精炼菜籽油的沸点甚至能达到335 ℃。

图2 油炒试验

2.3 微波试验分析

微波试验结果见图3，皂苷在4 min 和8 min时都还处于较高的浓度水平，分别为0.4 mg·kg-1和0.28 mg·kg-1，之后缓慢下降，12 min 时下降至0.1 mg·kg-1，16 min 时只剩下0.04 mg·kg-1，20 min 后检测不出测量值。凝集素的下降趋势相较皂苷更加缓慢，在4、8、12 min 时的浓度分别为0.25，0.21 和0.15 mg·kg-1；在16 min 时还可检测出，为0.11 mg·kg-1；在20 min 时仍可检测出，为0.05 mg·kg-1。相比水煮试验可以看出，皂苷在干热与湿热条件下的热稳定性差不多，但凝集素在干热条件下的耐热性比湿热条件下高很多，主要原因是大多数豆科植物凝集素以均二聚体或均四聚体的形式聚集，其稳定性归于疏水作用力、氢键和离子链[8]，在较高pH 范围内，有些凝集素甚至是完全稳定的蛋白质，如从刺苟麻茎中分离出的凝集素在三氯乙酸中保持稳定，煮沸也不会失活。

图3 微波试验

3 结 论

生的或未煮熟的四季豆含有大量红细胞凝集素和一类特异皂苷，这2 种生物毒素分别具有红细胞凝集和溶血的作用，进入人体后发挥生物作用而致病。红细胞凝集素是一种毒蛋白，主要存在于植物种子中，能破坏红细胞而发生凝血，引起强烈呕吐；四季豆中的特异皂苷主要存在于豆荚外皮中，此类皂苷对胃肠道黏膜有强烈的刺激性，引起胃肠道局部充血、肿胀甚至出血性炎症。四季豆未能充分加热烹饪是产生食物中毒的主要原因[9]。

试验表明，无论干热或湿热条件，加热媒介无论是水、油、微波，都能破坏四季豆中的皂苷与凝集素。在湿热条件下，用水做加热媒介，只要保证加热时间在12 min 以上就能基本破坏其中的皂苷与凝集素。在干热条件下则要加热更长时间才能破坏凝集素，因为凝集素在干热条件下耐热性较强，所以不建议采用干热的烹饪方式处理四季豆。在油作为加热媒介的情况下，四季豆中的皂苷跟凝集素在8 min 时已经完全无法检出，是能快速破坏四季豆毒素的烹饪方式。

综上所述，四季豆在烹饪过程中一定要保证加热时长与受热均匀，完全破坏皂苷与凝集素，如果摄入未煮熟的四季豆，一般在半小时至数小时内就可以发生中毒症状[10]，轻症中毒者，只需静卧休息，少量多次地饮服糖开水或浓茶水。中毒严重者，若呕吐不止，造成脱水或有溶血表现，一定要迅速前往医院进行洗胃处理，同时保留食物样本供医生检测筛查。