藜麦主要活性物质理化性质及提取技术研究进展

魏凤言，娄宇轩，徐彩红

(沈阳师范大学粮食学院,辽宁 沈阳 110034)

藜麦属藜科藜属一年生双子叶植物，具有“假作物”、“黄金谷物”和“粮食之母”之称[1]。藜麦除富含碳水化合物、蛋白质、脂肪和矿物质等营养素外，还有皂苷、多酚和亚油酸等多种活性物(详见表1、表2)[2-13]，被FAO认定为是能满足正常人体所需全部营养物质的单一作物。藜麦营养价值高，生理功效多，可用作糖尿病人群的主食[14]。

表1 藜麦主要营养成分

表2 藜麦主要活性成分

近年来，藜麦市场日益扩大。2019年，我国藜麦种植面积超过2万hm2，产量超过2万t，但我国对藜麦营养成分和生物活性的研究尚浅，其新产品的开发也处于起步阶段。要提高藜麦的利用价值，就必须基于藜麦活性物质开展绿色、高效、经济的提取技术的研发。因此，本研究梳理了目前藜麦主要活性物质的结构、性质和提取工艺，以期通过比较分析，为藜麦在食品、药品等领域的研究和开发应用提供参考。

1 藜麦皂苷

1.1 皂苷理化性质及功能

皂苷是由皂苷元与糖或糖的衍生物通过端基碳原子连接而成的具有苦味的物质。根据水解后结构不同，可分为三萜皂苷和甾体皂苷[15]。藜麦皂苷主要存在于种皮，少量存在于胚乳中[16]。皂苷的存在使藜麦略有苦味，因而去除皂苷对食品工业很重要。但藜麦皂苷具有起泡性等表面活性作用，使其在肥皂、洗调剂、化妆品、啤酒、灭火材料等方面也可以广泛应用[17]。因此，藜麦皂苷提取技术的研究具有重要意义。

1.2 藜麦皂苷提取技术

藜麦皂苷主要提取技术详见表3。溶剂回流法的溶剂可循环使用，操作简单，但耗时久，提取率低。如梁霞等[18]和傅钰等[19]虽均以乙醇作提取剂，但后法采用超声辅助处理，其所需溶剂少且耗时短、提取温度低。以甲醇作提取剂时，提取率高，但耗时久，安全性有待考虑[20]。复合酶协同超声法[21]提取率最高，可能是酶水解纤维素、蛋白质和果胶等物质，改变了原料细胞壁的通透性[22]，有助于皂苷的提取。微波辅助[23]和微波-超声辅助双水相法[24]，提取剂虽相同，但提取率相差很大，后法提取率高的原因可能是无机盐的加入使水相体积增大，乙醇相浓度增加，有利于皂苷析出。超高压法[25]耗时短，提取率高，是一种简单高效的工艺。而超临界CO2萃取法[26]的提取率低，且对设备条件要求高。

表3 藜麦皂苷提取工艺

多种提取技术配合使用的效果要好些，但可能会增加实验成本。因此，实验设计时，除了要提高提取率，还要综合考虑原料理化性质、时间成本和环境因素。比如考察提取温度时，温度过低时皂苷溶解度低，反之皂苷会被破坏，都不利于皂苷的提取[27]。

2 藜麦多糖

2.1 多糖理化性质与功能

多糖是一种高分子聚合物，由糖苷键连接醛基和酮基，是基础营养物质之一。藜麦多糖具抗氧化、调血糖、抑菌及助减肥等多种生理功能[28]。藜麦主要多糖是淀粉，且支链淀粉占比高，其溶胀性和水溶性与支链淀粉含量呈正相关[29]，属于限制性溶胀淀粉，冻融稳定性较好，具有-OH、-CH2和CHO等官能团[30]。藜麦淀粉可制造食品包装或涂层所需要的带金属纳米颗粒的活性生物膜[31]，因此，具有重要的应用价值。

2.2 藜麦多糖提取技术

藜麦多糖提取技术详见表4。湿磨法[32]提取率高，安全性好，但浸泡时间长；稀碱法[33]的提取率低，但耗时短，可能是稀碱促使淀粉溶出；水浸提法能在很大程度上保护细胞壁多糖成分，但提取率较低。袁俊杰等[34]热水浸提法提取率最高为15.81%；比较超声辅助法[35]、纤维素酶提取法[36]和酶解-超声法[37]，可知酶解-超声法的提取率最高，可能是纤维素酶破坏藜麦细胞壁有利于壁内多糖溶出，加之超声波的协同作用，使多糖提取率显著升高；超高压-超声波协同法[38]提取藜麦β-葡聚糖的提取率比超高压[38]或超声波法[38]的提取率高。综上，藜麦多糖提取较好的工艺是酶解-超声法，绿色、高效、经济效益相对较高。酶在多糖提取时，发挥着重要作用；超声或微波等仪器辅助时，提取率大大提高，且安全、节能、省时、方便。

表4 藜麦多糖提取工艺

3 藜麦多酚

3.1 多酚结构和性质

多酚是一种具有酚羟基结构的植物次级代谢产物，以游离和糖基化结合的形式存在[39]。藜麦中含有丰富的多酚类物质，如黄酮、酚酸、阿魏酸等，主要存在于籽粒中[40]，具有抗氧化、降血糖、抗炎、抑制高血压及肥胖等多种生理功能[41]。藜麦酚类物质多以结合态存在，生物利用率低[42]。因此，藜麦多酚提取技术的研究对提高其应用价值极其重要。

3.2 藜麦多酚提取技术

藜麦多酚提取工艺详见表5。溶剂浸提法[43]提取率与超声辅助法[44]相近，但其耗时久，浸提温度高；超声波有利于细胞破碎，可提高藜麦多酚提取率[45]，且用时短。王若兰等[47]和赵宝堂等[46]的超声辅助法提取率高于溶剂法。后者提取率较高的原因可能有3个，即甲醇做溶剂可能比乙醇好、适当的超声功率以及延长提取时间可能会提高提取率。吴雅露等[47]采用该法提取藜麦总黄酮，提取率0.31%；提取黄酮时，热回流法[48]的提取率比超声辅助加热回流法[49]低，后者溶剂消耗量少。综上，超声辅助法和超声辅助加热回流法多酚物质的提取率最高。溶剂法选用的溶剂及浓度是影响实验结果的主要因素，当溶剂为乙醇时，一般体积分数小于90%，过高则叶绿素等脂溶性物质的溶出量增多，或植物蛋白质发生变性，从而影响多酚物质的提取率[50]。

表5 藜麦多酚提取工艺

4 结论

藜麦因全营养价值著称于世，既可作食材也可作高效药材，具有广阔应用前景。探索其各活性物质绿色、高效且经济的提取工艺是目前藜麦研究和开发的关键。近年来，藜麦活性成分的提取研究主要集中于皂苷、多酚和多糖的提取技术，但藜麦胆碱、脂肪、亚油酸等其他活性物质的提取研究较少。藜麦主要活性物质(皂苷、多酚和多糖)的提取技术有溶剂回流、超声辅助、微波辅助等，提取工艺的选择主要基于原料品种、活性物结构、理化性质等。多技术结合提取法比单一提取技术提取效率高，但对提取物组成、纯度、活性等的研究仍需进一步深入。