青稞中的活性物質(zhì)及功能研究進展

羅靜，李玉鋒*，胥霞

(西華大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，四川 成都,610039)

摘要青稞屬于禾本科大麥屬作物，在我國栽培廣泛，但主要還是作為糧食和釀造原料，對青稞中含有的活性成分研究較少?；仡櫫饲囡泻械姆宇悺ⅫS酮類化合物、β-葡聚糖、GABA等活性成分及這些活性物質(zhì)具有抗氧化、降低膽固醇、抗癌等諸多對人體有益的功效。綜述了近年來國內(nèi)外有關(guān)青稞的營養(yǎng)成分及活性物質(zhì)研究，為進一步研究青稞的活性成分和功能價值提供參考。

關(guān)鍵詞青稞；活性物質(zhì)；β-葡聚糖；功效

青稞(HordeumvulgareLinnvar. nudum Hook. f.)屬于大麥的變種，大麥?zhǔn)枪糯r(nóng)業(yè)中最早發(fā)現(xiàn)的作物之一，考古學(xué)上在‘肥沃月灣’(今伊朗、土耳其、敘利亞等地)發(fā)現(xiàn)遺留下來的各種大麥谷粒遺跡表明這種作物被馴化于公元前8 000年前，而喜馬拉雅地區(qū)可能作為大麥的馴化中心[1]。大麥?zhǔn)嵌扼w植物，只有7對染色體，經(jīng)過漫長的歷史演變和人工馴化在世界范圍內(nèi)產(chǎn)生了許多栽培變種，至2000年為止，全球有超過37萬種大麥品種，其中青稞品種占88%[2]。我國現(xiàn)種植的青稞變種主要有2種，一種是青稞(又稱裸麥)，在我國西北、西南各省常栽培，適宜高原清涼氣候，模式標(biāo)本采自亞洲；另一種是藏青稞(又稱三又大麥)，我國青海、西藏、四川、甘肅等省區(qū)常栽培，華北等地區(qū)也有種植，其種子來源于法國，模式標(biāo)本則采于德國[3]?，F(xiàn)今在青海、西藏地區(qū)各種顏色及不同性狀的青稞種質(zhì)資源多達幾十種，有的品種栽培面積可達上萬畝。在國外，大麥因其作為富含谷物纖維和其他植物營養(yǎng)素的全谷物，成為谷物纖維食品的主流需要[4]。大麥也可以用來添加到面粉或其他原料中，適用于面包，蛋糕，松餅，煎餅，意大利面等；還可以直接加到燉菜、燴飯中，增加膳食纖維攝取[5]。而在我國，青稞作為川藏地區(qū)的優(yōu)勢種，在解決糧食短缺，畜牧飼料等方面一直以來都有著重要的作用。隨著食品加工技術(shù)的發(fā)展，青稞酒、青稞炒面、青稞烘焙食品等也相繼開發(fā)出來進入市場[6]。近年來人們對食品的要求愈來愈高，所以以青稞為原料的休閑食品和健康食品如青稞茶、青稞飲料、青稞餅干等加工工藝也在研究發(fā)展中[7-8]?？梢灶A(yù)見，將來青稞在食品加工中的應(yīng)用也會越來越多。

青稞不僅營養(yǎng)豐富，可以作為糧食和用于食品加工，同時青稞中還有很多活性物質(zhì)可用于食品醫(yī)藥等方面，具有巨大的開發(fā)潛力，現(xiàn)對青稞活性物質(zhì)研究作一個綜述，以期為今后的青稞活性物質(zhì)研究作參考。

1 青稞中的主要成分

姚豪穎葉等[9]對西藏、青海、甘肅、云南地區(qū)的13種不同地方品種的青稞原料進行成分分析，得到青稞原料中淀粉的質(zhì)量分數(shù)在60.00%～75.00%，水分占10.27%，灰分為1.92%，蛋白質(zhì)為9.80%，脂肪則占到1.70% 左右。青稞富含淀粉，是青藏高原分布最廣，面積最大的作物。呂元娣[10]通過對青稞淀粉的乙酰化改性發(fā)現(xiàn)改性后的青稞淀粉具有更高的彭潤力和親水性，顯示出其優(yōu)良的加工性能和營養(yǎng)性。青稞秸稈與大豆、高粱等谷物秸稈比較，粗蛋白含量達7.9%左右，因此同時也是一種優(yōu)質(zhì)飼料[11]。而在世界范圍內(nèi)，大麥的不同栽培種大約有65%都用來飼養(yǎng)動物，有33%用于釀造業(yè)[12]。青稞的營養(yǎng)成分豐富，含有多種對人體有益的氨基酸和微量元素，王鵬珍等對20多個品種的青棵進行詳細分析后，檢測到青稞原料中含有18中氨基酸，尤其是8種必需氨基酸對人體營養(yǎng)補充十分有益，同時經(jīng)分析檢測青棵中還含有銅、鋅、錳、鐵、鉑、鉀、鈉、鈣、鎂、硒、鉻、磷等12種微量元素[13]。

2 活性物質(zhì) 2. 1酚類化合物

研究發(fā)現(xiàn)青稞籽粒中含有多種酚類化合物，主要有阿魏酸、異阿魏酸、香草酸、香豆酸、丁香酸、羥基苯甲酸、二羥基苯甲酸、芥子酸、綠原酸、原兒茶酸、兒茶酸、異兒茶酸等[14]。 在青稞中，阿魏酸的含量最高，占總酚含量的68%左右。ABDEL-AAL等[15]用定量液相色譜測定了國外28個不同顏色的大麥品種發(fā)現(xiàn)總酚含量在604～1 346 μg/g之間。申迎賓[16]研究通過HPLC和UPLC-MS-MS分析青稞中的酚酸含量后得到青稞中的阿魏酸平均含量達到了19.14 mg/g DW、ρ-香豆酸的含量為 14.59 mg/g DW，表兒茶素的含量為 4.78 mg/g DW[17]。酚類化合物在谷物中多以游離和結(jié)合形式發(fā)現(xiàn)，大部分是不溶性的結(jié)合形式，如阿魏酸及其衍生物；結(jié)合形式可被酯化成細胞壁組分，例如木質(zhì)素，纖維素，阿拉伯木聚糖，多糖和半纖維素，而游離形式通常位于籽粒的外部。徐菲等[18]通過HPLC分析青稞外層麩皮多酚組成及含量，檢測到?jīng)]食子酸、 2,4-二羥基苯甲酸、丁香酸、阿魏酸等總共16種酚酸和黃酮類物質(zhì)，總量達 325.104 mg/100g[19]。

酚類化合物是很好的氫或電子供體，由于形成的酚類游離基中間體存在共振非定域作用，沒有適合分子氧進攻的位置，不會引發(fā)新的游離基或者由于鏈反應(yīng)而被迅速氧化，比較穩(wěn)定，因而可以作為抗氧化劑。 目前國內(nèi)外對于青稞酚類化合物的抗氧化研究都有報道[20]。申迎賓等發(fā)現(xiàn)以60%丙酮提取溶劑時,青稞具有最強的ABTS清除能力和總抗氧化能力,分別達到了1.85和9.28 mmol TEAC/100g DW；總酚含量與抗氧化活性均具有顯著的相關(guān)性,FRAP法與DPPH、ABTS法具有極顯著的相關(guān)性，即青稞的總抗氧化能力取決于其總酚含量。GONG等[21]以藏青稞為原料，研究顯示可溶性總酚含量從籽粒外部到內(nèi)部依次下降，最外層含量高達2 803～7 703μg/g，內(nèi)胚乳含量最低有870～1 348μg/g，且可溶性總酚含量與抗氧化活性呈高度相關(guān)，并且有色青稞比無色青稞具有更高的抗氧化活性。SHEN等[22]還發(fā)現(xiàn)青稞多酚類化合物能夠有效降低膽固醇和低密度脂蛋白(LDL)的含量及動脈粥樣硬化指數(shù)[23]。

2. 2黃酮類化合物

植物中所含天然黃酮類化合物是一般以C6-C3-C6為基本結(jié)構(gòu)骨架，結(jié)構(gòu)亞型多種多樣，根據(jù)黃酮類化合物C2或C3位連接位置，中間3碳鏈?zhǔn)欠癍h(huán)合及其氧化程度等特點，通常將黃酮類化合物分為黃酮及黃酮醇類，如槲皮素；黃烷醇類，如兒茶素；異黃酮類，如大豆素；二氫黃酮及二氫黃酮醇類，如甘草素、甘草苷；查耳酮類，如紅花苷；花色素類，如天竺葵苷元，其他黃酮類，如銀杏素等[24]。

張文會等[25]以乙醇為提取溶劑，獲得青稞中總黃酮最高提取率可達3.71%。KIM等[26]研究了127株有色青稞的黃酮含量，得到平均總黃酮含量為62.0～300.8 mg/g。大麥籽粒中發(fā)現(xiàn)的類黃酮主要有黃烷醇，花青素和原花青素(類黃酮的聚合物)，黃烷醇和花色素苷位于大麥顆粒的麩皮中，其主要以糖苷衍生物形式存在，包括花青素-3-葡萄糖苷，黃嘌呤-3-葡萄糖苷和花翠素-3-葡萄糖苷。[27]青稞中主要原花色素是前腦素B3(39～109 μg CE/g)和原花青素B3(40～99 μg CE/g)。含有原花青素C2的三聚體原花色素含量范圍為53～151 μgCE/g。BELLIDO等[28]研究發(fā)現(xiàn)紫色青稞中最普遍的花青素是矢車菊素3-葡萄糖苷(214.8 mg/g)，其次是芍藥素3-葡萄糖苷和天竺葵素3-葡萄糖苷，這三種花青素占青棵總花青素的50%～70%[29]。

青稞中的黃酮類化合物也具有多種對人體有益的功效，趙桃等[30]研究青稞紫色素的抗氧化能力，發(fā)現(xiàn)花色苷類具有較強的清除羥自由基(·OH)能力，當(dāng)色素濃度為 9.7 mg/L時清除率為50%。原花青素可有助于支持改善血管擴張、血小板減少等狀況，許多體內(nèi)和體外實驗也表明了原花青素與癌癥中相關(guān)標(biāo)記物的相互作用[31]。黃酮類化合物有抗氧化、誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡、阻滯細胞分裂周期等作用，在抗肺癌、乳腺癌、結(jié)腸癌、前列腺癌、白血病、肝癌等方面都有研究并取得了一定進展[32]。王璇琳等[33] 在黑青稞中提取到了以花青素為主的類黃酮物質(zhì)，并通過細胞損傷模型研究其活性與缺氧損傷細胞的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)黑青稞中的類黃酮提取物在穩(wěn)定線粒體膜電位，抑制心肌細胞凋亡，抑制ROS(活性氧)產(chǎn)生，提高SOD(超氧化物歧化酶)活性，促進抑凋亡蛋白Bcl-2的表達方面均有作用。

2. 3β- 葡聚糖

位于谷物籽粒胚乳和糊粉層細胞壁中的非淀粉類多糖有多種 ，但主要由纖維素、混合鍵型的β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖等組成；(1→3，1→4)-β-D-葡聚糖(也稱為混合連接β-葡聚糖或僅為β-葡聚糖)是由(1→3)和(1→4)鍵連接的β-D-吡喃葡萄糖基單體的線性聚合物，在全谷粒及其成分組織中作為細胞壁的主要成分之一，在胚乳的糊粉細胞中約占26%[34]。

研究發(fā)現(xiàn)，青稞中含有豐富的β-葡聚糖，其含量可占到總物質(zhì)量的1%～4%。 IZYDORCZYK等[35]對29種不同類型的青稞進行分析，發(fā)現(xiàn)不同基因型的青稞品種其總β-葡聚糖含量差異顯著，高直鏈淀粉類的青稞含量最高，平均在7.49%，但其提取率(20.6%～29.7%)相較于普通青稞品種(29.8%～44.3%)更低。MOZA等[36]通過比較高海拔與平原地區(qū)種植的青稞總β-葡聚糖含量發(fā)現(xiàn)，高海拔地區(qū)的青稞具有更高的β-葡聚糖含量，相比平原地區(qū)高達7.5%～30.8%。[37]洛桑旦達對我國75個品種青稞中的β-葡聚糖含量進行測定，得到不同品種的平均含量為5.25%，含量最高的品種達8.62%，相較于國外上百個品種的β-葡聚糖含量測定結(jié)果，西藏青稞的β-葡聚糖含量最高[38]。

因此，β-葡聚糖也是青稞中研究的最為廣泛的活性成分，有關(guān)β-葡聚糖的功效研究，已成為國內(nèi)外持續(xù)關(guān)注的焦點。早在上個世紀，有人就對其降低膽固醇和心血管疾病的功能進行探究，發(fā)現(xiàn)可溶性β-葡聚糖能降低血清膽固醇和餐后血清葡萄糖水平，還能有效降低低密度脂蛋白的水平[39-40]。近年來對于β-葡聚糖的體內(nèi)和體外研究顯示，青稞β-葡聚糖可從吸附油脂、膽鹽、膽固醇、抑制胰脂肪酶活性4個途徑達到降血脂的效果，可增加MnSOD(孟超氧化物歧化酶)對血管生成的影響，對于預(yù)防缺血性重塑和心力衰竭有重要意義[41]。研究還發(fā)現(xiàn)了其在免疫調(diào)節(jié)和抑制腫瘤細胞活性中也有重要作用。 JAVMEN等[42]近來發(fā)現(xiàn)使用葡聚糖制劑(釀酒酵母所產(chǎn)的β-1,3-葡聚糖)在體外條件下刺激了BALB/c巨噬細胞和樹突狀細胞的增殖，并影響這些細胞的吞噬和細胞因子產(chǎn)生，其作用大小可取決于β-葡聚糖分子的大小[43]。而有關(guān)β-葡聚糖分子與哺乳動物免疫調(diào)節(jié)的大小還有待進一步的研究證實。

2. 4其他活性成分

GABA(γ-氨基丁酸)作為廣泛存在于多種植物的活性成分，是哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)[44]。目前研究已發(fā)現(xiàn)的GABA的生理功能也非常多，自TA KAHASHI等首次報道 GABA 對心血管系統(tǒng)的作用以來，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了GABA在調(diào)節(jié)神經(jīng)相關(guān)蛋白酶的表達、對腦損傷的保護作用、解毒作用、抗癌作用、抗應(yīng)激作用等活性功能。曹斌等[45]對我國178份青稞材料及國外157份青稞材料進行了GABA的含量測定并進行了比較，發(fā)現(xiàn)藏青稞的GABA含量較高(高原藏青稞農(nóng)家品種和育成品種平均值分別為19．00和18．18 mg/100g)，并且深色籽粒中的GABA含量顯著高于淺色籽粒品種。[46]曾亞文等人研究發(fā)現(xiàn)，青稞中GABA含量在青稞不同發(fā)芽階段變化較大，籽粒發(fā)芽前的GABA含量(45.84 mg/100g) 明顯低于發(fā)芽期1～9 d的平均含量(52.54mg/100g)[47]。這使得青稞可以作為開發(fā)潛在的GABA補充劑原料應(yīng)用于食品、醫(yī)藥等方面,從而產(chǎn)生更大的價值。

近年來還有相關(guān)研究表明青稞中含有活性肽Lunasin，Luansin是最早由日本的研究人員從大豆中分離鑒定的一種活性多肽，全長43個氨基酸，分子質(zhì)量4.4 ku。后JEONG等[48]從大麥中鑒定了Lunasin的存在，并且對9個大麥栽培種的Lunasin含量進行測定，最高含量99.0μg/g，最低含量12.7μg/g。研究還發(fā)現(xiàn)Lunasin能夠抑制組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶活性并激活腫瘤抑制因子而具有抗癌的功效[49]。近幾年的研究也顯示Lunasin在阻斷有絲分裂，抑制腫瘤生長等方面有顯著效果。

3 展望

青稞作為我國分布廣泛的谷類作物之一，不僅在改善糧食短缺，創(chuàng)造地方收益方面起到巨大作用，其所含的β-葡聚糖、酚類、黃酮類、GABA及活性多肽等對人體大有裨益的活性成分，對于開發(fā)具有更高價值的食品、保健品、藥品等方面也有非常大的前景。雖然長期以來人們發(fā)現(xiàn)了青稞各種各樣的烹飪和其他利用方式，但目前有關(guān)活性成分方面的開發(fā)還處于初級階段，未來進一步的研究將有助于為青稞增加更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。返回搜狐，查看更多