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    經濟論文

    麥苗營養價值研究進展

    時間:2021年09月13日 所屬分類:經濟論文 點擊次數:

    摘要:麥類作物在我國廣泛種植,麥苗資源豐富,目前主要以糧食生產為主,其幼苗營養價值和藥用保健機理研究不足,麥苗資源利用手段和高效益研發途徑缺乏。本研究主要分析和總結了1990-2020年有關麥苗化學營養成分、醫藥保健功能以及麥苗相關產品等研究進展。

      摘要:麥類作物在我國廣泛種植,麥苗資源豐富,目前主要以糧食生產為主,其幼苗營養價值和藥用保健機理研究不足,麥苗資源利用手段和高效益研發途徑缺乏。本研究主要分析和總結了1990-2020年有關麥苗化學營養成分、醫藥保健功能以及麥苗相關產品等研究進展。結果表明,麥苗含有豐富的蛋白質、葉綠素、維生素、酶類、酚類、礦物質等多種營養成分,能被人體直接吸收且有益人體健康,極具開發價值。麥苗提取物具有調節人體代謝、抗衰老、抗炎癥、降血脂血糖、增強免疫力等藥用價值。目前關于麥苗的藥理作用機制尚不十分明確,相關產品開發利用也缺乏深度和影響力。因此,現階段需要結合作物學與藥理學研究技術手段,進一步探明麥類作物幼苗藥用保健機理,加大麥苗的高附加值研發力度和品牌打造?傊,加強我國麥類作物幼苗的創新利用開發能力,不僅能豐富我國綠色營養保健產品,為鄉村產業發展提供新的助力與科技支撐,也將有助于農民增收。

      關鍵詞:麥苗;麥綠素;藥用價值;鄉村產業振興

    麥苗營養價值

      大麥具有極強的耐寒性,在許多國家和地區廣泛種植。比如中國西藏地區大面積種植的青稞,作為大麥的一種,是藏族人民主要的糧食作物,因其含有多糖和植物化學成分而使其具有抗氧化能力[1]。目前,中國大麥的生產主要用于釀造啤酒和飼用。據統計,2013年我國大麥播種面積為44.08萬hm2,但由于種植大麥獲得的經濟效益不高,近年來大麥播種面積不斷下降,2018年已下降至26.25萬hm2[2]。研究表明,大麥幼芽不僅可用于釀酒,還是一種中草藥[3],其體內含有30多種功能性營養成分,可抗人類體內20多種慢性疾病[4]。

      大麥苗中含有的γ-氨基丁酸(GABA)、黃酮類、抗氧化酶、維生素、色氨酸、礦質元素等化學成分是其具有抗病保健功效的主要原因[3-6]。麥類作物屬于種植密度較大和生長周期較長的作物之一,其中,冬麥從播種到拔節需要經歷秋、冬、春三個季節,全生育期最長達8個月之久,而春麥生育期則相對較短,一般3至4個月[7]。此外,麥類作物具有較強的分蘗習性,大麥和小麥苗期的割青不影響翌年生長,為麥苗的利用創造了有利條件。

      大麥和小麥的營養成分相近,但小麥的纖維素含量略低于大麥。通過豐富麥苗副產品的開發和利用,提高麥類作物種植的經濟效益,是推動小麥和大麥產業創新發展與鄉村振興的重要途徑。王永輝等[8]研究表明,小麥苗中富含葉綠素、蛋白質、糖類及活性物質等成分,在滿足人們營養需求的同時,還具有藥用保健作用。中國傳統中醫也認為,麥苗營養豐富,具有清熱解毒、抗炎癥、降血脂等功效。麥綠素是從麥類植物嫩苗中獲得的一種富含多種活性成分的復合物質,并且以麥綠素為原料制成的麥綠素產品具有神奇的保健功效[9-10]。

      盡管麥苗產品具有廣闊的應用前景,并且種植簡單,原材料易于獲取,但目前對于麥苗相關產品的開發和利用十分有限,尤其在麥苗資源豐富的廣闊農村地區未引起充分重視。隨著人們健康意識的不斷提高,人們更加追求高品質綠色健康的生活。由此可見,麥苗的藥用保健價值不僅擁有廣闊的應用前景,還將有利于農民創收和鄉村發展。本研究根據近30年的研究文獻,系統闡述麥苗的化學成分、藥理活性、保健作用及潛在利用價值,并分析當前麥苗產品研發現狀以及對未來麥苗產業的發展提出新的展望,以期為開發新型麥苗可加工產品提供參考。

      1麥苗的有效化學成分

      1.1蛋白質

      麥苗的蛋白質含量遠高于常見的果蔬,大麥幼苗中的蛋白質含量甚至是牛肉的1.6倍,是大米的4.2倍[11],是大麥籽粒的2.0倍[12]。麥苗中的蛋白質不僅含量比較高,而且具有良好的營養價值和生理功能[13]。研究表明,大麥苗粉中的蛋白質含量通常為20%~33%,閔誘3號和福大麥1號苗粉的蛋白質含量較高,分別高達31.3%和33.4%[14-15]。

      辛培堯等[12]對242份大麥苗粉檢測發現,不同大麥品種間苗粉的蛋白質含量也存在較大差異,其中蛋白質含量高于33%的品種有8份,含量低于20%的有24份,含量中等的有210份。小麥幼苗的蛋白質含量一般低于大麥,寇秀云[16]以20份不同小麥品種為試驗材料,發現小麥幼苗的蛋白質含量為19.6%~27.3%。麥苗中的蛋白質為植物性蛋白,不含膽固醇和飽和脂肪,但含有較多的膳食纖維、維生素E、不飽和脂肪酸等成分,易于人體消化吸收,是人體蛋白質的最好來源[17]。

      1.2維生素

      與其他綠葉蔬菜相比,麥苗的維生素含量異常豐富,富含多種維生素。大麥苗中的維生素A含量為20.5mg·100g-1,維生素B1含量為0.61mg·100g-1,維生素B2含量為1.56mg·100g-1,維生素B6含量為1.12mg·100g-1,維生素E含量為15.0mg·100g-1,維生素C含量為251.6mg·100g-1[3]。黃碧光等[18]報道,20d齡大麥鮮葉含維生素C3.03mg·g-1, 且由麥苗制成的麥綠素中維生素B的含量是牛奶的30倍,維生素C和胡蘿卜素分別是菠菜的3.0倍和6.5倍。

      1.3酶類

      機體的一切生命活動都離不開酶的作用。研究表明,大麥苗中含有300種能被人體吸收利用的酶類,如超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)、抗壞血酸過氧化物酶等,但經過高溫的麥苗內不含有抗氧化酶類活性物質[19-20]。麥苗內的保護性酶類物質不僅可以幫助人類機體消除氧自由基,還具有解毒、預防癌癥、美容養顏、延緩人體衰老等功效[21]。目前麥苗內研究較多的有益機體健康的活性酶是SOD和GSH-Px。

      1.3.1超氧化物歧化酶

      (SOD)SOD是一種能夠催化超氧化物通過歧化反應轉化為氧氣和過氧化氫的酶[22]。SOD廣泛存在于各類動物、植物、微生物中,是一種重要的抗氧化劑,能消除生物體在新陳代謝過程中產生的有害物質[23]。楊加珍等[5]報道大麥苗中SOD活性為416~1382U·g-1,而Kong等[24]利用光譜法測得大麥葉片SOD活性平均值為411±131U·g-1,并且鎘、汞和鉛重金屬離子對大麥葉片內SOD活性的抑制作用顯著高于鋅、銅和錳離子[25]。

      1.3.2谷胱甘肽過氧化物酶

      (GSH-Px)GSH-Px是在抗氧化防御系統中起重要作用的一類功能蛋白質,它能夠清除多種過氧化物并保護組織細胞免受過氧化損傷[26]。GSH-Px的活性中心是硒半胱氨酸,其活力大小可以反映機體硒水平。硒是GSH-Px酶系的組成成分,它能催化GSH變為GSSG,使有毒的過氧化物還原成無毒的羥基化合物,從而保護細胞膜的結構及功能不受過氧化物的干擾及損害。

      趙耀[27]以麥苗為研究對象,亞硒酸鈉為外源硒,研究不同濃度的亞硒酸鈉對麥苗GSH-Px活性的影響,結果顯示,用1.0mg·L-1的亞硒酸鈉根施小麥,可提高麥苗GSH-Px的活性,而高濃度的亞硒酸鈉會對GSH-Px的活性產生抑制作用。GSH-Px的主要生物學作用是清除脂類氫過氧化物[28],減輕過氧化物對機體細胞的損傷,對前列腺素的生物合成起到調節作用,在預防過亞硝酸鹽的生成中也起著重要作用[29]。

      1.4礦物質

      礦物質又稱無機鹽,是構成人體組織和維持正常生理功能必需的各種元素的總稱,而且只能從日常飲食中攝取,自身不能生產。大麥苗中富含礦質營養元素,其中鈣含量為479.4mg·100g-1,硫含量為305.5mg·100g-1,鐵含量為23.3mg·100g-1,鎂含量為183.2mg·100g-1,鉀含量為3384mg·100g-1[3]。除此之外,大麥苗還含有磷、銅、錳等礦物質元素。張秋英等[30]對小麥苗的營養成份進行分析,發現小麥苗中除鎂含量比花生仁低外,其他幾種礦物質的含量都較高,尤其小麥苗中鈣的含量遠高于其他食物,為參比食物的20.5~117.7倍。此外,大麥苗粉中鉀、鈣、鐵的含量分別為大麥籽粒的6.7、12.0和4.6倍[31]。

      1.5糖類

      糖類是生物重要的結構物質,也是維持生命活動的能量物質,與增強免疫力和預防疾病有關。其中,β-葡聚糖是大麥細胞壁中最豐富的多糖類物質。相比于平原地區大麥品種,高原地區種植的大麥苗內β-葡聚糖含量提高了7.5%~30.8%,其含量在2.0%~2.8%之間[32]。研究表明,小麥苗中也含有豐富的糖類[33]。小麥的光合 產物在莖稈中的主要成分是果聚糖,其含量可達莖總干重的40%以上[34]。低溫處理能使耐寒型小麥品種比不耐寒型小麥品種積累更多的果聚糖[35-36]。Kerepesi等[37]也發現,果聚糖的積累與其品種的耐旱性呈正相關。此外,果聚糖還是一類重要的功能性食品,對人體健康有多種促進作用[38]。

      1.6葉綠素

      葉綠素是一種天然、無毒且具有一定生理功能的天然色素,是所有能進行光合作用植物中含有的一類綠色色素,也是綠色植物的主要光合色素,主要包含葉綠素a和b[39]。研究表明,大麥苗中葉綠素含量為438~622mg·100g-1[5,40-41],而大麥苗提取液葉綠素含量高達1364.6mg·100g-1[42]。不同干燥方法對麥苗營養成分含量的影響也不同,與熱風干燥方法相比,采用熱風與微波聯合干燥后,大麥苗粉中葉綠素含量較高,達600.6mg·100g-1,這說明聯合干燥可提高大麥苗粉中營養物質的保留[40]。楊素珍等[43]研究了不同生長期小麥苗的營養成分,結果表明,高度約25cm的麥苗中葉綠素含量最高,為 430.0mg·100g-1。

      此外,研究表明,氮肥用量[44]、光照時間[45]、重金屬離子[46]等均對小麥苗葉片中葉綠素含量有很大的影響。1.7葉酸葉酸又稱蝶酰谷氨酸、抗貧血因子、葉片酸、SLR因子、VBe、VB11、R因子、U因子等[47]。趙金鵬等[48]測得小麥的葉酸平均含量為35.7μg·100g-1;Lahouar等[49]測得大麥幼苗中的葉酸平均含量為481μg·100g-1。

      一般正常人葉酸的需要量為200~400μg·d-1,世界衛生組織建議成人至少為200μg·d-1,孕婦和乳母為400μg·d-1[50]。葉酸被機體吸收后形成5種以上的輔酶形式,來參與一碳單位的轉移,對嘌呤、嘧啶、核酸和蛋白質的生物合成以及細胞的分裂生長具有特別重要的作用。

      1.8其他

      麥苗中還含有很多其他有機物質,如抗壞血酸、黃酮類化合物、酚酸類化合物、多酚類化合物、γ-氨基丁酸等[51-52]。王桃桃等[53]研究發現,不同干燥工藝對小麥苗中生物活性成分含量有影響,在烘箱干燥溫度為90℃時,多酚的含量最高,為5.80mg·100g-1;黃酮在微波功率為420W時,含量最高,為5.29mg·100g-1。

      孫威等[54]研究發現,冷凍脅迫對小麥萌發過程中的γ-氨基丁酸含量具有影響,最優的小麥γ-氨基丁酸富集工藝條件為冷凍脅迫2h,浸泡時間6h,培養時間24h,該條件下的小麥γ-氨基丁酸含量可達143.6 mg·100g-1,比未冷凍處理的發芽小麥高出32.8%,比未萌發小麥高98.7%。張志清等[55]應用高效液相色譜方法,對7個四川小麥品種(系)幼苗中的抗氧化組分阿魏酸含量進行測定,發現在前4周內,隨著小麥苗的生長,阿魏酸的含量呈不斷增長的趨勢,在第4周達到最大值,其中從第3周開始,阿魏酸含量的增加幅度最大,平均增幅達到0.183mg·g-1。

      2麥苗的藥用保健作用

      2.1降血脂和血糖

      麥苗含有豐富的葉綠素、纖維素、生物酶、維生素、礦物質等成分,對調節血糖、預防潰瘍、增強體力與耐力有明顯的療效[56]。麥苗中還含有麥綠素,具有降血糖、降血脂、抗癌、消炎、延緩衰老和抗疲勞等作用[57-58]。

      金鉉煜等[59]用麥綠素灌胃雄性大鼠30d,于試驗開始及結束時檢測血漿甘油三酯、血漿膽固醇以及高密度脂蛋白膽固醇水平,觀察不同劑量的麥綠素對高脂肪飼料喂養的大鼠血脂的影響,結果顯示,灌胃組的血清中各項指標顯著低于對照組。陳貴堂等[60]研究表明,麥綠素能夠增加血清中高密度脂蛋白膽固醇水平,同時降低血清中低密度脂蛋白膽固醇和甘油三酯水平,并且能夠顯著降低血清中丙二醛的含量,在大鼠糞便代謝、脂代謝、增強肝功能等方面都起到了有益作用。王曉潔等[61]發現大麥苗汁對四氧嘧啶糖尿病模型有降血糖的作用。此外,黃碧光等[18]研究發現,麥苗中的葉綠素可增強心臟功能,影響血管系統,具有降血糖的作用;礦物質能夠調節體液的酸堿,也具有降血糖的作用。

      2.2抗腫瘤

      麥苗富含多種營養成分,從而使其具有抗腫瘤、抗疲勞、加速傷口的復原、增強機體免疫等多種功能[62]。柳新平等[63]研究發現,葉綠素及其衍生物能夠抑制腫瘤細胞增長,以及具有抗誘變活性的作用。研究發現,以大麥幼苗為原料發酵獲得的麥苗酵素不僅具有消炎、抗菌、凈化血液、促進細胞新生、增強免疫力等作用,還表現出了一定的抗腫瘤作用[64-66]。

      2.3抗氧化

      抗氧化劑具有清除細胞中活性氧物質的能力,在預防人體多種疾病方面起著重要的作用。麥苗提取物具有較強的抗氧化、抑制亞硝化能力,并且麥苗活性成分含量越高,其抗氧化和抑制亞硝化能力越強,活性成分含量與抗氧化功能的發揮呈正相關[70]。大麥苗中的主要抗氧化劑是酚類化合物、維生素E、多糖、膳食纖維、植酸等化學成分,表現出較高的抗氧化活性[71]。張志清等[72]采用清除二苯代苦味肼基法和2,2-連氮-雙-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)自由基法,研究了麥苗中阿魏酸、抗壞血酸、總黃酮之間的抗氧化活性,結果表明,它們之間均具有協同抗氧化作用,且抗氧化能力與其中任意組分的濃度呈正相關。Ivanisova等[73]研究發現,意大利面加入小麥粉可以增強其抗氧化性。

      2.4延緩衰老

      麥苗富含過氧化氫酶、超氧化歧化酶、蛋白酶、細胞色素酶、脂肪酶、氮堿氧酶等,這些酶有助人體消除氧自由基,分解體內毒素,因此具有抗衰老的作用。麥苗中的麥綠素因其成分豐富,可為細胞提供均衡、全面、安全的營養,有效地調節機體代謝,從而具有延緩衰老、抗疲勞以及防止心血管疾病等作用[74]。體內產生的自由基會對身體產生破壞作用,從而加速細胞衰老。Choe等[75]通過試驗也發現麥綠素具有清除自由基的作用,從而使其具有延緩衰老的功能。邱雋等[76]將添加不同濃度麥綠素的飼料喂養雌、雄果蠅后,發現麥綠素在1.0%和5.0%濃度時可顯著增加果蠅的平均存活天數,證明了麥綠素中的活性物質清除了體內的自由基,具有延緩衰老的作用。

      3麥苗產品的開發

      中國對麥苗產品的研究比較少,直到20世紀末才對麥苗及相關產品進行研究。隨著人們對麥苗產品的不斷了解,發現麥苗有許多功效和作用。本文整理了近年來有關麥苗所開發的產品,并進行了大概的分類,包括零食糕點、即食飲料、沖泡茶飲、保健產品、廚房調味和美容養顏產品。日后,有關麥苗研究的產品將涉及的更為廣泛,麥苗產品的開發將會更加深入。

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      4總結與展望

      麥苗有豐富的葉綠素、蛋白質、維生素、活性酶類等多種藥用保健功能的有效成分。大量研究表明,麥苗具有降血糖、降血脂、抗腫瘤、延緩衰老、預防便秘、調節心率、提高記憶力等功效,在美體護膚和保健藥用產品研發方面也有著巨大的潛在開發價值。麥苗資源在我國十分豐富,但目前其產品開發及利用程度不高,大眾對麥苗產品的利用價值認識不足,麥苗相關產品對產業的貢獻度較低。因此,加大麥苗產品產業開發將有助于鄉村產業創新發展。麥苗的開發與利用可以從藥用和多功效保健產品方面深度開發創新產品。

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