第一章 文獻回顧
二、 紅豆營養成份與機能性
主;「高雄 8 號」係於民國 79 年開始進行雜交,歷經各級試驗逐步篩選淘汰之 後,於 91 年 1 月 25 日通過審查命名,其生育期約需 82 至 87 天,種植適期在高 屏地區為 9 月下旬至 10 月中旬,嘉南地區為 9 月中旬至 10 月上旬,高雄 8 號具 有產量高、穩定性佳、種粒鮮紅、種皮薄、硬粒少、不需使用落葉劑及適合機械採 收之優良特性,適合省工栽培及加工製餡,其顆粒外觀較高雄 9 號小,但烹調後甜 度與香氣足夠,受到加工業者及消費者歡迎(陳與周,2003)。
二、 紅豆營養成份與機能性
神農本草綱目中記載紅豆「氣味甘酸、平、無毒,主治下水腫、排癰腫膿血、消 渴止瀉、利小便、治熱毒、散惡血、除煩滿、通氣健脾胃、令人美食,甚治腳氣」,明 白指出紅豆具有治療水腫、排除膿血、生津、止瀉、利尿、消腫、解毒保健脾胃及 治療腳氣病之效果,是醫食同源之保健食品。
由現代營養學角度來看,紅豆富含各種營養成份(表1.2.),每100 g紅豆熱量約 329大卡,鐵含量為7.7 mg (衛生福利部,2015),遠高於黃豆、綠豆、黑豆等其他豆 類,常吃紅豆可補充鐵質、改善貧血,為習知女性補血食品;紅豆亦含有鋅(3.2 mg/100g),當孩童因缺乏鋅造成食慾不佳時,吃紅豆可幫助開胃及提升食慾,紅豆 中的鉀(1,172 mg/100g)具有利尿消腫之功效,維生素B1 (0.43 mg/100g)則有助治療 輕微腳氣病。此外,紅豆含有多種胺基酸,在胺基酸組成中,以麩胺酸含量最高 (3,728 mg/100g),而天門冬胺酸(2,469 mg/100g)、白胺酸(1,668 mg/100g)、離胺酸 (1,590 mg/100g)及精胺酸(1,541 mg/100g)含量亦十分豐富。
除了豐富的營養成份之外,紅豆具有抗氧化力,在細胞或動物試驗中具有降血 壓、降低血清三酸甘油脂濃度、預防白髮及抗紫外線傷害等效果,相關研究結果如 下:
(一) 抗氧化作用
研究顯示,紅豆具有極佳的抗氧化活性,不同部位清除 DPPH 自由基(α,α-dipheny -β - picrylhydrazyl)的能力亦不相同,全豆約為 77.39 μmol TE/g,子葉
4 表 1.2. 紅豆之主要營養成份
Table 1.2. The main nutritional components of adzuki beans
營 養 成 份 每 100 公克含量
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約為 5.49 μmol TE/g,紅豆殼則可達到 560.4 μmol TE/g,經分析為紅豆殼中總 酚(total phenolics)、總黃酮(total flavonoid)、縮合單寧(condensed tannin)、總皂苷(total saponin)等成分之濃度高於全豆及子葉,而表現出較高的抗氧化能力(Luo et al., 2016)。濃度 0.5 mg/mL 的紅豆熱水萃取物與 0.5 mg/mL α-生育醇(α- tocopherol) 具相同程度之抗氧化能力,同時紅豆熱水萃取物在還原力、清除 DPPH 及螯合亞 鐵離子的能力亦優於丙酮、甲醇、乙醇萃取物,其抗氧化力作用為含有多酚類化合 物 所 致 (Wu et al., 2002) 。 將 红 豆 以 丙 酮 萃 取 後 其 粗 萃 物 以 HPLC-PAD(High performance Liquid Chromatography with photoiode array detector)區分,再以 HPLC-MS 分析並定義多酚組成,發現兒茶素(catechin)、表兒茶酚葡萄糖苷(epicatechin glucoside)、檞皮素葡萄糖苷(quercetin glucoside)、楊梅黃酮(myricetin)和原花青素二 聚體(procyanidin dimers)是紅豆中主要的多酚化合物,兒茶酸(protocatechuic acid)為 主要的酚酸(表 1.3.),顯示上述多酚類物質為造成紅豆具有抗氧化能力(Amarowicz et al., 2008)。學者比較紅豆中多酚化合物對抗氧化力的貢獻,發現紅豆的抗氧化活 性與總多酚含量呈顯著正相關,其中清除 DPPH 能力和總多酚含量相關性最高(r = 0.945, P <0.01)(Lee et al., 2015)。
(二) 降血壓作用
將紅豆以研磨機破碎後再經80%乙醇萃取、離心、濃縮上清液並凍乾以得到紅 豆萃取物,以該紅豆萃取物0.8%餵食自發性高血壓鼠(spontaneously hypertensive rat, SHR)可顯著降低舒張壓以及心臟和腎臟中巨噬細胞的浸潤作用,且餵食紅豆萃取 物的SHR其心臟和腎臟中被NADPH刺激的超氧陰離子含量亦減少(Sato et al., 2008)。紅豆醇溶蛋白區分物(prolamin fraction)中的胜肽具有極佳的血管收縮素抑 制劑活性(ACE inhibitory activity)(IC50= 0.17 mg/mL),具有抗血高壓特性而對人體 有益(Durak et al., 2013)。攝取含1.0%紅豆種皮的SHR與對照組相比,可降低主動 脈血管生成的超氧陰離子(O2-)數量及 NADPH氧化酶 p47亞基的 messenger RNA 表現,減輕高血壓症狀發生期間血管氧化壓力和刺激,而達到改善高血壓症狀之
6 表 1.3. 紅豆粗萃取物之個別多酚化合物含量
Table 1.3. Content of individual phenolic compounds in adzuki bean crude extract Compounds Peak/compound* Content(μg/g)
Protocatechuic acid 1 67.6 ± 4.01
Protocatechuic aldehyde 3 7.71 ± 0.62
trans-p-Coumaric acid 18 31.3 ± 1.96
trans-p-Coumaroyl malic acid 10 4.57 ± 0.69
Epicatechin 17 25.7 ± 2.06
Epigallocatechin gallate 13 0.14 ± 0.02
Epicatechin glucoside 6 159.0 ± 8.31
Catechin glucoside 2 688.0 ± 35.6
Quercetin 29 36.2 ± 1.54
Quercetin rutinoside 24 38.2 ± 1.52
Quercetin galactoside 25 46.9 ± 5.87
Quercetin glucoside 26 181.0 ± 9.14
Quercetin arabinoglucoside 22 42.8 ± 4.23
Dihydroquercetin 21 1.15 ± 0.07
Dihydroquercetin hexose (1) 11 0.54 ± 0.02
Dihydroquercetin hexose (2) 12 0.48 ± 0.05
Dihydroquercetin derivative 7 1.35 ± 0.06
Myricetin rhamnoside 23 212.0 ± 9.85
Kaempferol rutinoside 27 38.2 ± 1.52
Tetrahydroxydihydrochalcone glycoside 15 0.55 ± 0.08
Procyanidin gallate 14 12.4 ± 1.06
Procyanidin dimer (1) 4 213.0 ± 13.2
Procyanidin dimer (2) 16 15.9 ± 1.56
Procyanidin dimer (3) 19 25.3 ± 1.53
Procyanidin dimer (4) 28 16.0 ± 0.89
Procyanidin trimer (1) 8 41.8 ± 1.11
Procyanidin trimer (2) 9 42.4 ± 1.09
(Amarowicz et al., 2008)
7 效果(Mukai et al., 2011)。
(三) 降低三酸甘油酯作用
將紅豆加水煮沸得到之紅豆汁,以150 g/day的濃度提供健康女性受試者於經 期中飲用,發現飲用紅豆汁的受試者其血液中三酸甘油酯度可降低15.4%~17.9
%,體外試驗結果亦發現紅豆汁可抑制胰臟脂解酶(pancreatic lipase activity)活性達 29.2%~56.9%,作者推論紅豆降低血中三酸甘油酯的機制與抑制脂解酶活性的表 現有關,參照漢方的建議量於經期中飲用紅豆汁對於預防高脂血症有益(Maruyama et al., 2008)。紅豆泥加工副產品紅豆水乾燥後所得萃取物,含有約16%的多酚類,以 紅豆水萃取物餵食高脂肪飲食的大鼠,可改善其體內脂質代謝,使肝臟和糞便中脂 質累積顯著減少,體外試驗亦顯示,紅豆水萃取物具抑制人體脂肪細胞三酸甘酒酯 累積、抑制甘酒磷酸脫氫酶活性和發炎反應之效果(Kitano-Okada et al., 2012)。
(四) 抑制餐後血糖濃度增加
將紅豆熱水萃取物經過Diaion HP-20管柱層析後之區分物復溶於40%乙醇,於 細胞試驗中具抑制小鼠小腸細胞中α-澱粉酶(α-amylase)、α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase)、麥芽糖酶(maltase)、蔗糖酶(sucrose)及異麥芽糖酶(isomaltose)活性,減 少葡萄糖產生之效果,將紅豆乙醇萃取物餵食正常小鼠及誘導糖尿病模式大鼠 (STZ-induced diabetic rat)可經由抑制雙醣 的作用降低餐後血糖濃度(Itoh et al., 2004)。以鏈脲佐菌素(Streptozotocin)誘導大鼠產生糖尿病,連續28天餵食40公克/公 斤的紅豆萃取物,其肝臟中葡萄糖-6-磷酸酶(Glucose-6 phosphase)的表現顯著低於 控制,並激活腺苷單磷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)及絲 胺酸/蘇胺酸蛋白激酶(AKT)磷酸化,具有改善葡萄糖耐受性的潛力(Sato et al., 2015)。
(五) 預防白髮及抗紫外線傷害
紅豆熱水萃取區分物可刺激B16-BL6 melanoma之黑色素生成,使黑色素含量 增加175%卻不會抑制細胞生長,進一步餵食C3H//Hej Jcl鼠12週後,其毛色會變
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黑,使用色差儀測量b值顯著高於控制組,此為紅豆中之多酚化合物影響黑色素生 成所致,作者亦發現紅豆熱水萃取物所含之多酚可增加細胞中3',5'-環狀核苷酸 (cyclic adenosine-3’,5’-monophosphate, cAMP)的含量及蛋白質激酶A(protein kinase A, PKA)活性,及刺激蛋白質激酶C(cytosolic protein kinase C, PKC)對膜鍵結PKC的 移位作用,達到抵抗紫外線傷害之效果(Itoh et al., 2005)。