薏苡功能性酒研究进展及工艺优化

雷 裕 陆 烝 林忠宁 钟珍梅

（1 福建省农业科学院农业生态研究所，福建福州 350000；2 福建省山地草业工程技术研究中心，福建福州 350000）

薏苡是禾本科（Gramineae）薏苡属（Coix）的一年生或者多年生植物，其为C4 植物，原产于东南亚的热带和亚热带地区以及中国的云贵高原和广西一带[1]。 薏苡作为食药两用的粮药之一，被引入第一批药食兼用名单。 近些年来有关学者关注薏苡富含的活性物质和营养成分，目前薏苡的开发利用主要集中在薏苡仁（薏米）上。 薏苡的研究和开发利用仍然处于初期阶段，其深加工产品市场前景广阔。薏苡除了薏苡仁之外，其根、茎、叶、麸皮均含有活性功能成分和营养成分， 薏苡仁在加工成精米过程中会产生大量的碎米及米糠。 这些原料属于薏苡种植加工过程中的农业副产物，用这些原料酿造具有保健功效的薏苡酒，具有良好的经济效益、社会效益和生态效益。

薏苡素为薏苡的主要活性成分，薏苡中的营养成分、活性成分均是在薏苡体内通过不同的生物化学途径合成或者分解而得，其合成或分解途径受到多种因素影响，因而薏苡酒酿制过程中也会导致一些功能性成分、营养成分的积累或者分解消失。 据考古发现，早在新石器时代晚期，我国远古先民就开始利用薏苡酿酒[2-4]。 薏苡中的薏苡仁（薏米）常用于制作各种薏苡酒，以薏苡仁（薏米）为主要原料采用传统常规的酿造工艺制出各种薏苡酒，其酒中薏苡素含量低。本研究对酿酒工艺进行优化，并以薏苡全株（薏苡仁、根、茎、叶及麸皮）为原料酿制薏苡酒，以提升薏苡酒中功能成分薏苡素含量， 提高薏苡的综合利用水平。

1 薏苡成分分析

薏苡的营养组分包括淀粉、脂肪、蛋白质、氨基酸、维生素、矿质元素、纤维等，不同产地、不同品种的薏苡营养组分含量有差异。 薏苡不同部位的营养组分含量也存在差异，除了种仁外，薏苡的根、茎、叶、种皮、外壳均含有丰富的蛋白质、纤维素、氨基酸和维生素等。高建华等[5]对薏米中的蛋白质组成进行了检测，发现薏米蛋白质中的赖氨酸、色氨酸含量均高于稻米；支链氨基酸（Leu、Val）含量高达17.5%；有抗氧化作用的氨基酸（Tyr、Cys、Met）含量占总氨基酸含量的10.8%。 薏米仁的种皮又称薏米糠，占薏米仁质量的8%左右，含油量高达24%左右，含有油酰、烷醇、植物甾醇等油脂，其中油酸、亚油酸占油脂含量的50%左右。 薏苡种皮、茎、叶的不饱和脂肪酸含量占脂肪含量的70%以上， 粗纤维含量为18.97～45.43 g/100 g；薏苡根中VB2和VB6含量较高，分别为2.93 mg/kg 和21.23 mg/kg。

国内外学者通过对薏苡不同部位（薏苡仁、薏苡糠、薏苡谷壳、薏苡根、薏苡黄化幼苗等）活性成分的分析、提取以及药理学研究，得到了多种不同结构类型的化合物。 目前研究人员已经分析并提取了逾70 个薏苡活性成分， 薏苡的主要活性成分包括酯类、不饱和脂肪酸类、糖类及内酰胺类、醇类和酚类、木质素类、吲哚类、茚类、黄酮类、螺甾内酯类、甾醇类三萜类等。张栋霞等[6]利用GC/MSD 分析薏仁油成分组成，总共检测出35 种成分，鉴定了其中18 种成分。 薏苡不同产地、品种间活性成分含量存在差异，从薏苡中提取的活性成分具有抗肿瘤、抗炎、抗菌、抗过敏、清除DPPH 自由基、增强机体免疫功能、降血脂、降血糖的作用。抗癌注射剂康莱特注射液就是由薏苡中的活性成分薏仁甘油酯研制而成的， 它是国内较有效的综合性抗肿瘤药物之一。 20 世纪中期，日本的U-kita 等分离出薏苡仁酯，这是世界上第一次从薏苡仁中提取得到薏苡素。 薏苡素（薏仁内酯）是薏苡的主要活性成分，其含量在薏苡植株各部位存在差异、在不同薏苡品系间基本一致。薏苡植株根中的薏苡素含量最高， 叶部薏苡素含量明显高于种子与茎部的薏苡素含量， 含量由高到低依次为根＞叶＞茎＞种[7-9]。

2 薏苡功能性保健酒研究进展

功能性保健酒在我国已经存在数千年，是我国医药学的重要组成部分。功能性保健酒的营养成分、功能性成分非常丰富，在发酵过程中大部分营养和保健成分能够被保留下来，制成的产品能够调节人体的各项生理机能，具有很好的保健作用[10-11]。 随着生活水平的提高，人们的健康保健意识日趋增强，功能性保健酒得到了消费者的青睐，市场规模越来越大。 开发功能性保健酒不仅能满足人们日益增长的消费需求，同时也能使企业在市场竞争中抢占先机。国内外对于薏米保健酒的加工工艺进行了研究，但是还有一些不足：一是薏苡酒主要以薏米（薏苡仁）为原料，虽然薏苡的根、茎、叶中富含功能性成分，但是并未得到充分利用；二是对薏米酒的营养成分尤其是保健性功能成分的研究比较少。工艺优化改良、原料科学配比、薏苡综合利用是薏苡酒以后的研发方向。

薏苡素又名薏苡内酯，化学名称为6-甲氧基-2-苯唑啉酮，属于碳环芳香族酸酚性化合物，针状结晶（水），熔点为151.5～152.5 ℃。 薏苡素是薏苡的主要活性成分之一，也是区分薏苡功能性保健酒与其他原料功能性保健酒的主要指标。 薏苡素是医学上具有重要价值的药物成分之一，具有镇静、镇痛、降血糖、降低体温等诸多作用。 相关研究显示，薏苡素对骨骼肌和中枢神经系统具有明显的抑制作用[12]。Hameed 等[13]研究发现薏苡素可以改善糖尿病患者的葡萄糖耐量和空腹血糖水平。 薏苡素的药理作用广泛，主要表现为免疫调节[14]、抗肿瘤[15-16]、抗菌[17]、降糖降压[18]、解热镇痛[19]、诱发排卵[20]、抗惊厥作用[21]、降脂减肥等。

薏苡植株中的薏苡仁（薏米）作为传统的药食两用的保健食品，常被用于制作各种薏苡酒，但是薏苡酒的研究资料尚少。 酒从酿造工艺上可以分为蒸馏酒、配制酒和酿造酒等三大类[22]。 薏苡酒多为蒸馏酒，传统蒸馏工艺容易造成薏苡营养成分、功能性成分流失，薏苡酒中的功能性成分薏苡素的含量几乎为零。 采取传统常规的黄酒酿造工艺制出的薏苡酒（酿造酒），薏苡素提取率比较低，酒中的薏苡素含量为2~13 mg/L。

薏苡全株中除了薏苡仁之外，其根、茎、叶、麸皮中均含有薏苡素，而且含量均高于薏苡仁。 根、茎、叶、麸皮的量是薏苡仁的6~8 倍，在薏米加工过程中产生的碎米比例为9%~12%。 这些原料属于薏苡种植加工过程中的农业副产物，以这些农业副产物为原料通过优化工艺流程酿制薏苡酒，可以提高薏苡酒中的薏苡素含量。 薏苡保健酒的开发将为薏苡的综合利用打开全新的市场，并将成为行业的一个新增长点。

3 薏苡功能性酒酿制工艺优化

以薏苡全株（薏苡仁、根、茎、叶及麸皮）为原料，通过优化工艺流程将薏苡中的营养成分、功能性成分保留在酒中，制成富含薏苡素等功能性成分且具有保健效果的薏苡酒，可以大幅提高薏苡的综合利用价值。

3.1 工艺流程

工艺流程具体如下：材料处理（薏米、薏苡麸皮）→混合→蒸煮（蒸煮30~40 min，蒸至熟而不烂、疏松不糊、内无白心、软硬适中为宜）→冷却→酶解→糖化→加曲→混缸（与处理过的薏苡根、茎、叶浆液混合）→发酵（15 d）→陈酿（2~5 个月）→压榨→过滤→装瓶→杀菌（80~90 ℃灭菌10~20 min）。

3.2 关键步骤

3.2.1薏米的处理。 选料（选出原料中霉烂、破损或异常薏苡仁及杂质，得到碾白的带胚芽的薏苡仁）→水洗→干燥（将洗干净的薏苡仁放在干燥机中，在80~120 ℃下加热干燥60~180 min）→粉碎→过筛→浸泡。

3.2.2薏苡麸皮（米糠）的处理。干燥（将薏苡麸皮干燥至含水率7%~12%）→粉碎→过筛→浸泡（加水浸泡24~48 h）。

3.2.3薏苡根、茎、叶的处理。 选料（选取新鲜的薏苡根、茎、叶）→洗净→切段→打浆（向切好的薏苡根、茎、叶中加入适量的饮用水，利用打浆机3 000~4 000 r/min 打浆5~10 min，得薏苡根、茎、叶浆液）→酶解（用纤维素酶酶解薏苡根、茎、叶浆液）→过滤→浸提。

3.2.4米曲的制备。 将薏米材料接种根霉、产酯酵母、酿酒酵母，恒温箱内培养5 d，保持温度在28 ℃，烘干后的米曲含水量不高于13%。

3.2.5接种、发酵。薏米米曲制备结束之后应该接种和发酵，接种之后在恒温26 ℃的酵液中发酵，发酵72 h 酒精度达到11%，之后酒精度缓慢增加。

3.2.6酶解。薏米、米糠经处理、混合、蒸煮、冷却后，底物浓度控制在20%，pH 值保持在3.0~5.0。 酶添加量为底物质量的0.2%，温度45 ℃条件下酶解2 h 效果最好。

4 薏米酒发酵过程中薏苡素含量的变化

采用高效液相色谱法对酿制的薏苡酒中的薏苡素含量进行测定。在发酵过程中，随着发酵时间的延长薏苡酒中的薏苡素含量逐步上升，薏苡素含量在发酵前期增加缓慢，后期含量增加较快。随着发酵时间的延长，薏苡素含量增加并且渐渐趋于稳定（25~60 mg/L）。

5 展望

薏米经过预处理，加入一定比例的根、茎、叶浆液按照优化之后的工艺流程进行酿酒得到富含薏苡素的保健薏苡酒，其中薏苡素含量为25~60 mg/L。不同产地、不同品种间的薏苡素含量有差异。 薏苡部位不同，薏苡素含量也不相同。不同原料配比与酿造工艺所生产出的薏苡酒，其功能性成分含量与种类也大不相同。 本研究通过工艺流程优化，以薏苡的根、茎、叶以及薏苡仁加工过程产生的碎薏米、麸皮等为原料，酿造出富含薏苡素等功能性成分、具有保健功效的薏苡酒，获得了国家发明专利授权并且已经量产。 薏苡经过合理的工艺加工成薏苡酒之后，可以去除特有的异味，产品清亮透明、色泽微黄、口感醇和。 薏苡保健酒的开发为薏苡的综合利用提供了有效途径。

未来薏苡酒应以功能性酒酿制为研发方向，在工艺改良或原料科学配比方面着手，重点提高酒中功能性成分含量。与此同时，相关人员应从原料种质资源入手，选育出功能性成分含量高的优良薏苡种质资源，进而开发出具有保健功能或较高药用价值的高档薏苡酒。