青稞中的活性物质及功能研究进展

罗静，李玉锋，胥霞

(西华大学 食品与生物工程学院，四川 成都,610039)

青稞(HordeumvulgareLinnvar. nudum Hook. f.)属于大麦的变种，大麦是古代农业中最早发现的作物之一，考古学上在‘肥沃月湾’(今伊朗、土耳其、叙利亚等地)发现遗留下来的各种大麦谷粒遗迹表明这种作物被驯化于公元前8 000年前，而喜马拉雅地区可能作为大麦的驯化中心[1]。大麦是二倍体植物，只有7对染色体，经过漫长的历史演变和人工驯化在世界范围内产生了许多栽培变种，至2000年为止，全球有超过37万种大麦品种，其中青稞品种占88%[2]。我国现种植的青稞变种主要有2种，一种是青稞(又称裸麦)，在我国西北、西南各省常栽培，适宜高原清凉气候，模式标本采自亚洲；另一种是藏青稞(又称三又大麦)，我国青海、西藏、四川、甘肃等省区常栽培，华北等地区也有种植，其种子来源于法国，模式标本则采于德国[3]。现今在青海、西藏地区各种颜色及不同性状的青稞种质资源多达几十种，有的品种栽培面积可达上万亩。在国外，大麦因其作为富含谷物纤维和其他植物营养素的全谷物，成为谷物纤维食品的主流需要[4]。大麦也可以用来添加到面粉或其他原料中，适用于面包，蛋糕，松饼，煎饼，意大利面等；还可以直接加到炖菜、烩饭中，增加膳食纤维摄取[5]。而在我国，青稞作为川藏地区的优势种，在解决粮食短缺，畜牧饲料等方面一直以来都有着重要的作用。随着食品加工技术的发展，青稞酒、青稞炒面、青稞烘焙食品等也相继开发出来进入市场[6]。近年来人们对食品的要求愈来愈高，所以以青稞为原料的休闲食品和健康食品如青稞茶、青稞饮料、青稞饼干等加工工艺也在研究发展中[7-8]。可以预见，将来青稞在食品加工中的应用也会越来越多。

青稞不仅营养丰富，可以作为粮食和用于食品加工，同时青稞中还有很多活性物质可用于食品医药等方面，具有巨大的开发潜力，现对青稞活性物质研究作一个综述，以期为今后的青稞活性物质研究作参考。

1 青稞中的主要成分

姚豪颖叶等[9]对西藏、青海、甘肃、云南地区的13种不同地方品种的青稞原料进行成分分析，得到青稞原料中淀粉的质量分数在60.00%～75.00%，水分占10.27%，灰分为1.92%，蛋白质为9.80%，脂肪则占到1.70% 左右。青稞富含淀粉，是青藏高原分布最广，面积最大的作物。吕元娣[10]通过对青稞淀粉的乙酰化改性发现改性后的青稞淀粉具有更高的彭润力和亲水性，显示出其优良的加工性能和营养性。青稞秸秆与大豆、高粱等谷物秸秆比较，粗蛋白含量达7.9%左右，因此同时也是一种优质饲料[11]。而在世界范围内，大麦的不同栽培种大约有65%都用来饲养动物，有33%用于酿造业[12]。青稞的营养成分丰富，含有多种对人体有益的氨基酸和微量元素，王鹏珍等对20多个品种的青棵进行详细分析后，检测到青稞原料中含有18中氨基酸，尤其是8种必需氨基酸对人体营养补充十分有益，同时经分析检测青棵中还含有铜、锌、锰、铁、铂、钾、钠、钙、镁、硒、铬、磷等12种微量元素[13]。

2 活性物质

2.1 酚类化合物

研究发现青稞籽粒中含有多种酚类化合物，主要有阿魏酸、异阿魏酸、香草酸、香豆酸、丁香酸、羟基苯甲酸、二羟基苯甲酸、芥子酸、绿原酸、原儿茶酸、儿茶酸、异儿茶酸等[14]。 在青稞中，阿魏酸的含量最高，占总酚含量的68%左右。ABDEL-AAL等[15]用定量液相色谱测定了国外28个不同颜色的大麦品种发现总酚含量在604～1 346 μg/g之间。申迎宾[16]研究通过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达到了19.14 mg/g DW、ρ-香豆酸的含量为 14.59 mg/g DW，表儿茶素的含量为 4.78 mg/g DW[17]。酚类化合物在谷物中多以游离和结合形式发现，大部分是不溶性的结合形式，如阿魏酸及其衍生物；结合形式可被酯化成细胞壁组分，例如木质素，纤维素，阿拉伯木聚糖，多糖和半纤维素，而游离形式通常位于籽粒的外部。徐菲等[18]通过HPLC分析青稞外层麸皮多酚组成及含量，检测到没食子酸、 2,4-二羟基苯甲酸、丁香酸、阿魏酸等总共16种酚酸和黄酮类物质，总量达 325.104 mg/100g[19]。

酚类化合物是很好的氢或电子供体，由于形成的酚类游离基中间体存在共振非定域作用，没有适合分子氧进攻的位置，不会引发新的游离基或者由于链反应而被迅速氧化，比较稳定，因而可以作为抗氧化剂。 目前国内外对于青稞酚类化合物的抗氧化研究都有报道[20]。申迎宾等发现以60%丙酮提取溶剂时,青稞具有最强的ABTS清除能力和总抗氧化能力,分别达到了1.85和9.28 mmol TEAC/100g DW；总酚含量与抗氧化活性均具有显著的相关性,FRAP法与DPPH、ABTS法具有极显著的相关性，即青稞的总抗氧化能力取决于其总酚含量。GONG等[21]以藏青稞为原料，研究显示可溶性总酚含量从籽粒外部到内部依次下降，最外层含量高达2 803～7 703μg/g，内胚乳含量最低有870～1 348μg/g，且可溶性总酚含量与抗氧化活性呈高度相关，并且有色青稞比无色青稞具有更高的抗氧化活性。SHEN等[22]还发现青稞多酚类化合物能够有效降低胆固醇和低密度脂蛋白(LDL)的含量及动脉粥样硬化指数[23]。

2.2 黄酮类化合物

植物中所含天然黄酮类化合物是一般以C6-C3-C6为基本结构骨架，结构亚型多种多样，根据黄酮类化合物C2或C3位连接位置，中间3碳链是否环合及其氧化程度等特点，通常将黄酮类化合物分为黄酮及黄酮醇类，如槲皮素；黄烷醇类，如儿茶素；异黄酮类，如大豆素；二氢黄酮及二氢黄酮醇类，如甘草素、甘草苷；查耳酮类，如红花苷；花色素类，如天竺葵苷元，其他黄酮类，如银杏素等[24]。

张文会等[25]以乙醇为提取溶剂，获得青稞中总黄酮最高提取率可达3.71%。KIM等[26]研究了127株有色青稞的黄酮含量，得到平均总黄酮含量为62.0～300.8 mg/g。大麦籽粒中发现的类黄酮主要有黄烷醇，花青素和原花青素(类黄酮的聚合物)，黄烷醇和花色素苷位于大麦颗粒的麸皮中，其主要以糖苷衍生物形式存在，包括花青素-3-葡萄糖苷，黄嘌呤-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脑素B3(39～109 μg CE/g)和原花青素B3(40～99 μg CE/g)。含有原花青素C2的三聚体原花色素含量范围为53～151 μgCE/g。BELLIDO等[28]研究发现紫色青稞中最普遍的花青素是矢车菊素3-葡萄糖苷(214.8 mg/g)，其次是芍药素3-葡萄糖苷和天竺葵素3-葡萄糖苷，这三种花青素占青棵总花青素的50%～70%[29]。

青稞中的黄酮类化合物也具有多种对人体有益的功效，赵桃等[30]研究青稞紫色素的抗氧化能力，发现花色苷类具有较强的清除羟自由基(·OH)能力，当色素浓度为 9.7 mg/L时清除率为50%。原花青素可有助于支持改善血管扩张、血小板减少等状况，许多体内和体外实验也表明了原花青素与癌症中相关标记物的相互作用[31]。黄酮类化合物有抗氧化、诱导肿瘤细胞凋亡、阻滞细胞分裂周期等作用，在抗肺癌、乳腺癌、结肠癌、前列腺癌、白血病、肝癌等方面都有研究并取得了一定进展[32]。王璇琳等[33]在黑青稞中提取到了以花青素为主的类黄酮物质，并通过细胞损伤模型研究其活性与缺氧损伤细胞的作用，结果发现黑青稞中的类黄酮提取物在稳定线粒体膜电位，抑制心肌细胞凋亡，抑制ROS(活性氧)产生，提高SOD(超氧化物歧化酶)活性，促进抑凋亡蛋白Bcl-2的表达方面均有作用。

2.3 β-葡聚糖

位于谷物籽粒胚乳和糊粉层细胞壁中的非淀粉类多糖有多种 ，但主要由纤维素、混合键型的β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖等组成；(1→3，1→4)-β-D-葡聚糖(也称为混合连接β-葡聚糖或仅为β-葡聚糖)是由(1→3)和(1→4)键连接的β-D-吡喃葡萄糖基单体的线性聚合物，在全谷粒及其成分组织中作为细胞壁的主要成分之一，在胚乳的糊粉细胞中约占26%[34]。

研究发现，青稞中含有丰富的β-葡聚糖，其含量可占到总物质量的1%～4%。 IZYDORCZYK等[35]对29种不同类型的青稞进行分析，发现不同基因型的青稞品种其总β-葡聚糖含量差异显著，高直链淀粉类的青稞含量最高，平均在7.49%，但其提取率(20.6%～29.7%)相较于普通青稞品种(29.8%～44.3%)更低。MOZA等[36]通过比较高海拔与平原地区种植的青稞总β-葡聚糖含量发现，高海拔地区的青稞具有更高的β-葡聚糖含量，相比平原地区高达7.5%～30.8%。[37]洛桑旦达对我国75个品种青稞中的β-葡聚糖含量进行测定，得到不同品种的平均含量为5.25%，含量最高的品种达8.62%，相较于国外上百个品种的β-葡聚糖含量测定结果，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为广泛的活性成分，有关β-葡聚糖的功效研究，已成为国内外持续关注的焦点。早在上个世纪，有人就对其降低胆固醇和心血管疾病的功能进行探究，发现可溶性β-葡聚糖能降低血清胆固醇和餐后血清葡萄糖水平，还能有效降低低密度脂蛋白的水平[39-40]。近年来对于β-葡聚糖的体内和体外研究显示，青稞β-葡聚糖可从吸附油脂、胆盐、胆固醇、抑制胰脂肪酶活性4个途径达到降血脂的效果，可增加MnSOD(孟超氧化物歧化酶)对血管生成的影响，对于预防缺血性重塑和心力衰竭有重要意义[41]。研究还发现了其在免疫调节和抑制肿瘤细胞活性中也有重要作用。 JAVMEN等[42]近来发现使用葡聚糖制剂(酿酒酵母所产的β-1,3-葡聚糖)在体外条件下刺激了BALB/c巨噬细胞和树突状细胞的增殖，并影响这些细胞的吞噬和细胞因子产生，其作用大小可取决于β-葡聚糖分子的大小[43]。而有关β-葡聚糖分子与哺乳动物免疫调节的大小还有待进一步的研究证实。

2.4 其他活性成分

GABA(γ-氨基丁酸)作为广泛存在于多种植物的活性成分，是哺乳动物中枢神经系统中的重要的抑制性神经递质[44]。目前研究已发现的GABA的生理功能也非常多，自TA KAHASHI等首次报道 GABA 对心血管系统的作用以来，陆续发现了GABA在调节神经相关蛋白酶的表达、对脑损伤的保护作用、解毒作用、抗癌作用、抗应激作用等活性功能。曹斌等[45]对我国178份青稞材料及国外157份青稞材料进行了GABA的含量测定并进行了比较，发现藏青稞的GABA含量较高(高原藏青稞农家品种和育成品种平均值分别为19．00和18．18 mg/100g)，并且深色籽粒中的GABA含量显著高于浅色籽粒品种。[46]曾亚文等人研究发现，青稞中GABA含量在青稞不同发芽阶段变化较大，籽粒发芽前的GABA含量(45.84 mg/100g) 明显低于发芽期1～9 d的平均含量(52.54mg/100g)[47]。这使得青稞可以作为开发潜在的GABA补充剂原料应用于食品、医药等方面,从而产生更大的价值。

近年来还有相关研究表明青稞中含有活性肽Lunasin，Luansin是最早由日本的研究人员从大豆中分离鉴定的一种活性多肽，全长43个氨基酸，分子质量4.4 ku。后JEONG等[48]从大麦中鉴定了Lunasin的存在，并且对9个大麦栽培种的Lunasin含量进行测定，最高含量99.0μg/g，最低含量12.7μg/g。研究还发现Lunasin能够抑制组蛋白乙酰转移酶活性并激活肿瘤抑制因子而具有抗癌的功效[49]。近几年的研究也显示Lunasin在阻断有丝分裂，抑制肿瘤生长等方面有显著效果。

3 展望

青稞作为我国分布广泛的谷类作物之一，不仅在改善粮食短缺，创造地方收益方面起到巨大作用，其所含的β-葡聚糖、酚类、黄酮类、GABA及活性多肽等对人体大有裨益的活性成分，对于开发具有更高价值的食品、保健品、药品等方面也有非常大的前景。虽然长期以来人们发现了青稞各种各样的烹饪和其他利用方式，但目前有关活性成分方面的开发还处于初级阶段，未来进一步的研究将有助于为青稞增加更广阔的应用领域。