薏苡仁的营养成分和生物活性研究进展

王 辰，刘 虹，陈 雁，高梦祥，覃尔岱，覃 瑞

（1.长江大学生命科学学院，湖北荆州 434025；2.中南民族大学生命科学学院，湖北武汉 430000）

薏苡仁（Coix lachryma-jobi L.），又称苡米、薏米等。最早记载于《神农本草》，是一种历史悠久的常用中药[1]。在2010年的中国药典中记载，薏苡有祛脾湿、祛痰化瘀之功效，适合在海拔35～2 500 m温暖湿润的地区种植，对土壤与环境条件适应强[2]。薏苡籽粒呈椭圆形，最外层为薏苡壳，壳的内部有一种皮层，去除薏苡壳与种皮层后得到红薏苡仁，红薏苡仁经去麸皮碾白后为白薏苡仁。薏苡各部分营养组分含量不同，王颖等人[3]测定了贵州兴仁县薏苡的不同组织器官的蛋白质、多糖、氨基酸、维生素、矿质元素等指标，不同部位的营养成分和功能成分有显著差异。国内外学者对薏苡开展了多方面的研究，对薏苡的营养成分及生物活性等方面进行了综述。

1 薏苡仁主要营养成分研究

1.1 碳水化合物

淀粉是薏苡仁的主要组成部分，占其质量的59%～72%，薏苡仁淀粉呈现谷物淀粉典型的A型衍射特征，颗粒呈球形、多边形等不规则形状，粒径（d4，3） 为 27.7～35.7 μm。半透明薏苡仁淀粉直链淀粉含量为15.9%～26.4%，薏苡仁淀粉糊化的最高温度为71～76℃，糊化焓值为7～11 J/g[4]。淀粉特性直接影响薏苡仁的利用，薏苡仁难糊化的原因是由低支链淀粉含量、高淀粉结晶度等原因综合引起的[5]，Liu X等人[4]研究表明，湿热处理可以破坏薏苡仁淀粉的晶体区域，降低糊化焓值。

薏苡仁除淀粉外还包括一些多糖，Apirattananusorn S等人[6]利用0.5 mol/L NaOH溶液分别从白壳和黑壳薏苡仁中提取多糖，研究发现，提取的多糖主要由阿拉伯糖和木聚糖组成，相对分子质量分别为1.449×106和7.41×105，阿拉伯糖和木聚糖摩尔比分别为1.24和1.25。而Yao Y等人[7]利用0.3 mol/L NaOH溶液提取薏苡仁得到2种多糖相对分子质量分别为9.42×104和8.23×104，一种多糖由鼠李糖、葡萄糖、阿拉伯糖和半乳糖组成，各组分的摩尔比为1.1∶0.7∶0.4∶0.5；另一种由木糖、鼠李糖、半乳糖和葡萄糖组成，摩尔比为0.4∶1.4∶1.6∶0.5。肖小年等人[8]从薏苡仁的水提物中分离得到2种多糖，一种是由鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖和半乳糖组成，其摩尔比为1∶1∶11∶10；另一种是由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、半乳糖和葡萄糖组成，其摩尔比为3∶18∶13∶10∶5，多糖提取率为5.53%。因此，薏苡仁多糖的组成和分子大小与薏苡品种、分离方法有关。

另外，Liu X等人[9]通过近红外光谱技术（NIR）测定了41种白薏苡的膳食纤维含量，其范围为1.3%～3.0%。

1.2 蛋白质

薏苡仁营养丰富，蛋白质含量12.2%～16.7%，胚乳中的蛋白质含量约为20%，薏苡仁蛋白富含人体必需的8种氨基酸[10]。薏苡仁蛋白质的结构和功能一直是研究的重点，通过薏苡仁蛋白质的氨基酸序列比对发现，玉米、高粱和薏苡仁蛋白的氨基酸序列同源性超过50%。侯俐南等人[11]采用双蒸水、0.5 mol/L NaCl，70%乙醇与0.012 5 mol/L硼酸钠缓冲液分别抽提，依次分离得到白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白，4种蛋白分别占总蛋白的1.43%，6.20%，44.74%和37.38%，其中薏苡仁蛋白的主要成分是醇溶蛋白和谷蛋白，二者占到总蛋白的82.22%，通过对醇溶蛋白进行SDS-PAGE电泳分离，醇溶蛋白按分子量可分α（19和22 kD），β（14 kD），γ（16和27 kD），δ（10 kD）等4类。对薏苡仁蛋白采用酸法水解，共检测到15种人体必需和半必需的氨基酸，含量较高是谷氨酸（35.9 mg/g），亮氨酸（23.5 mg/g）及脯氨酸（18.9 mg/g）。Liu X等人[9]通过近红外光谱技术（NIR） 分析了41种白薏苡仁的氨基酸组成，鉴定了薏苡仁蛋白的10种同系物，其中8种α构型、1种β构型和1种γ构型，谷氨酰胺是这10种同系物中的主要氨基酸，在α构型的薏苡仁蛋白中谷氨酰胺含量大于20%，β与γ构型的薏苡仁蛋白分别含有31.2%与13.3%的谷氨酰胺。对抛光后的薏苡仁NIR分析显示，薏苡仁中谷氨酰胺含量30.21～42.19 mg/g，亮氨酸 17.32～26.12 mg/g，丙氨酸 12.20～18.71 mg/g。

1.3 脂类

薏苡仁中脂肪含量为5.1%～9.4%，高于玉米、高粱等谷物[12]。Huang D W等人[13]研究表明，薏苡油主要由油酸（38%～51%）、亚油酸（30%～38%）、棕榈酸（14%～18%） 和硬脂酸（2%～3%） 等长碳链脂肪酸组成，不饱和脂肪酸含量较高。薏苡油有5种甘油三酯含量较高，分别是1,2-亚油酸-3-油酸甘油三酯（18%～26%）、1,2-油酸-3-亚油酸甘油三酯（23%～27%）、1-棕榈酸-2-油酸-3-亚油酸甘油三酯（9%～15%）、甘油三油酸酯（14%～30%） 和1,2-油酸-3-棕榈酸甘油三脂（7%～10%），采用反向高效液相色谱联用蒸发光散射检测器的方法确定了薏苡油甘油三酯的特征指纹图谱。目前，在临床上广泛使用的浙江康莱特药业有限公司生产的抗肿瘤药物康莱特注射液（KLT）的主要活性成分就是薏苡油中的甘油三酯，2015年出版的《中国药典》将薏苡中甘油三油酸酯成分作为药材质量评价指标，杨阳等人[14]指出，不同产地的薏苡仁中甘油三油酸的量存在较大差异，浙江与福建产薏苡仁的甘油三油酸酯含量较高，药材品质较佳。此外，薏苡仁中还含有少量的其他功能性脂类，Huang D W等人[13]在薏苡壳中发现了神经酰胺。Hu A J等人[15]采用超声辅助超临界萃取薏苡仁，发现薏苡仁中还存在具有抗癌功效的薏苡仁酯等化合物。

1.4 多酚类化合物

薏苡仁中多酚物质以游离态和结合态2种形式存在，Wang L等人[16]检测了3个薏苡仁品种，其游离与结合黄酮类化合物含量以儿茶素计为18.68～35.27 mg/100 g 和 24.88～52.86 mg/100 g。Zhao M等人[17]分析了薏苡的壳、麸皮、褐薏苡仁和白薏苡仁中多酚含量，它们中的总酚含量以没食子酸计分别为67，120，751，391 mg/100 g，以麸皮中的总酚物质含量最高，白薏苡仁中总酚物质含量比褐薏苡仁低。在薏苡仁中发现了不同化学结构的酚酸，包括丁香酸、阿魏酸、绿原酸、香草酸和对羟基苯甲酸。Huang D W等人[18]在薏苡壳和麸皮部位发现了黄酮类物质，有槲皮素、芹菜素、木犀草素、橘皮素、柚皮苷、芦丁等、麦麸中含有槲皮素、柚皮苷和橘皮素等。

2 薏苡仁生物活性研究

2.1 抗氧化

关于薏苡体外抗氧化活性研究很多，不同提取方法分离产物表现的抗氧化活性也不同。Wang L等人[16]对薏苡仁的总抗氧化能力指数（ORAC）、DPPH自由基清除能力、LDL的氧化抑制能力和细胞抗氧化活性试验（CAA）等进行了评价，研究发现不同品种薏苡仁的抗氧化活力存在差异，薏苡仁的结合型多酚比游离型多酚的抗氧化活力强，薏苡不同部分的抗氧化活性不同，薏苡麸皮中的游离型和结合型多酚的抗氧化活力均为最强，薏苡壳中的多酚抗氧化活力其次，白薏苡仁颗粒的抗氧化活力最弱。Huang D W等人[19]研究了在正丁醇、丙酮、水提取条件下提取物的抗氧化活性，正丁醇提取物具有最高的DPPH自由基清除活力和抑制低密度脂蛋白（LDL）氧化的能力。Manosroi J等人[20]研究发现，薏苡仁热水提取物的DPPH自由基清除能力与维C相当。

2.2 免疫调节作用

李玲玲等人[21]研究了薏苡小分子肽在免疫方面的生物活性，模拟胃肠环境水解薏苡醇溶蛋白获得小分子肽，研究显示单次灌胃5～160 μg/mL薏苡小分子肽可显著促进正常小鼠脾淋巴细胞体外增殖，调节机体免疫功能。

Chen H J等人[22]采用脱壳薏苡喂食卵白蛋白致敏小鼠后，发现薏苡可以抑制OVA-lgE的产生，调节免疫系统，减轻过敏症状；采用薏苡壳乙醇提取液的乙酸乙酯分提物对RBL-2 H3细胞进行抗过敏活性试验，结果表明，薏苡仁提取物对钙离子载体诱导的RBL-2 H3细胞脱颗粒反应具有显著的抑制作用。乙酸乙酯分提物还能抑制肿瘤坏死因子TNF-α和白细胞介素IL-4，IL-6的分泌，薏苡仁提取物中的p-香豆酸和4-羟基苯乙酮是主要的免疫调节成分。乙酸乙酯分提物在抑制蛋白激酶磷酸化的同时，还抑制了细胞内活性氧的产生和蛋白激酶C的表达，其中多酚物质木犀草素显示出最高的抑制作用。Chen H J等人[23]探究了薏苡多糖对免疫学活性的调节作用，发现薏苡多糖能显著促进RAW 264.7小鼠巨噬细胞分泌因子（NO，IL-6和TNF-α） 的生成，薏苡多糖浓度增加，分泌因子的含量也增加。薏苡中蛋白质、脂类、多酚及多糖等物质都有免疫作用，薏苡对机体的免疫调节是共同作用的结果。

2.3 抗癌、抗肿瘤作用

薏苡仁的脂肪、多糖、多酚和内酰胺等成分都具有抑制脂肪酸合酶活性的作用，脂肪酸合酶（FAS）能催化饱和脂肪酸合成。Xi X J等人[12]的研究表明，FAS在乳腺癌、前列腺癌等肿瘤细胞中有异常高的表达，FAS的高表达导致合成更多的脂肪酸，为癌细胞的快速繁殖提供能量，还发现薏苡油可以抑制膀胱癌T24细胞的增殖。Yu F等人[24]研究发现，薏苡油对FAS具有很强的抑制作用，主要是作用FAS结构域中的酮酰还原域（KR） 和烯酰还原域（ER）2个活性位点。Wang L等人[16]研究发现，发芽薏苡仁的多酚提取物对Hep G2人体肝癌细胞具有明显的增殖抑制作用。Chang H C等人[25]采用薏苡仁提取物饲养烟草致癌物4-（甲基亚硝胺基）-1-（3-吡啶）-1-丁酮（NNK）诱导的肺癌小鼠，发现薏苡仁甲醇提取物有抑制肺癌细胞增殖、诱导肺癌细胞凋亡的效果。Li S C等人[26]分别用薏苡麸皮、薏苡麸皮乙醇提取物和麸皮提取残渣饲喂腹腔内注射过结肠癌诱变剂1,2-二甲基肼（DMH） 的雄性大鼠试验，发现所有样品均有早期抑制结肠癌前期病变的作用。

脂肪酸合酶介导生成的饱和脂肪酸与动脉粥样斑块的形成有关，薏苡仁中的活性物质能抑制该酶活性，使FAS异常表达，缓解糖尿病与冠心病的形成。

2.4 降血压与降血脂作用

李玲玲等人[21]研究认为薏苡谷蛋白、醇溶蛋白的酶解物多肽具有较高的血管紧张素转化酶（ACE）抑制活性，多肽经胃蛋白酶、胰凝乳蛋白酶与胰蛋白酶进一步水解后形成小分子肽，经过灌胃试验发现，小分子肽的ACE抑制活性比水解前多肽显著增强，可显著降低自发性高血压大鼠（SHR）的血压。

Lin Y等人[27]采用薏苡仁饲喂高脂膳食小鼠，显示薏苡仁可以降低小鼠血清的甘油三酯（TAG）、总胆固醇（TC）和低密度脂蛋白（LDL-C） 水平。Wang L等人[28]采用薏苡仁多酚提取物饲喂高胆固醇膳食小鼠，研究表明薏苡仁多酚提取物可以显著降低血清TC，LDL-C和丙二醛水平，提高高密度脂蛋白（HDL-C）含量。同时，薏苡仁多酚提取物还提高了小鼠肝脏中的过氧化氢酶（CAT） 和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的活力，薏苡仁与薏苡仁多酚提取物均表现出显著的降血脂效果。Kim S O等人[29]的研究表明，薏苡仁水提取液可以调节小鼠神经内分泌活动，降低肥胖小鼠下丘脑组织中的神经肽（NPY）水平，减少进食欲望。Choi E K等人[30]的研究也证实，摄入薏苡仁水提取液可以缓解高脂膳食导致的小鼠脂肪堆积和胆固醇升高。

2.5 其他生物活性

Huang D W等人[19]的发现，薏苡麸皮的甲醇和乙酸乙酯提取物橘皮素、川陈皮黄素和对羟基苯甲酸等具有很强的抗炎活性。Zhao M等人[17]研究认为，薏苡麸皮中多酚p-香豆酸和阿魏酸等具有很强的黄嘌呤氧化酶抑制活性，对小鼠高尿酸血症具有很好的预防和治疗效果。

3 结语

薏苡作为我国古老的食药兼用植物，有“世界禾本科植物之王”的美誉。近年来，薏苡的营养与保健作用逐步被人们所认识，薏苡仁营养保健食品的开发越来越多样化，如薏苡饼干[31]、薏苡保健酒[32]等。对薏苡营养成分和保健功效的研究，为确定保健产品的生产工艺路线与改善加工方法提供了重要的理论依据，对提高薏苡食品的品质起到了重要作用。但仍有很多问题有待深入研究，如淀粉作为薏苡的主要成分之一，其性质和结构的关系，薏苡健康功效的临床证实，薏苡壳及麸皮中生物活性成分的提取与综合利用等。