薏苡功能性酒研究進(jìn)展及工藝優(yōu)化

雷 裕 陸 烝 林忠寧 鐘珍梅

（1 福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，福建福州 350000；2 福建省山地草業(yè)工程技術(shù)研究中心，福建福州 350000）

薏苡是禾本科（Gramineae）薏苡屬（Coix）的一年生或者多年生植物，其為C4 植物，原產(chǎn)于東南亞的熱帶和亞熱帶地區(qū)以及中國(guó)的云貴高原和廣西一帶[1]。 薏苡作為食藥兩用的糧藥之一，被引入第一批藥食兼用名單。 近些年來(lái)有關(guān)學(xué)者關(guān)注薏苡富含的活性物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分，目前薏苡的開(kāi)發(fā)利用主要集中在薏苡仁（薏米）上。 薏苡的研究和開(kāi)發(fā)利用仍然處于初期階段，其深加工產(chǎn)品市場(chǎng)前景廣闊。薏苡除了薏苡仁之外，其根、莖、葉、麩皮均含有活性功能成分和營(yíng)養(yǎng)成分， 薏苡仁在加工成精米過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的碎米及米糠。 這些原料屬于薏苡種植加工過(guò)程中的農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物，用這些原料釀造具有保健功效的薏苡酒，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。

薏苡素為薏苡的主要活性成分，薏苡中的營(yíng)養(yǎng)成分、活性成分均是在薏苡體內(nèi)通過(guò)不同的生物化學(xué)途徑合成或者分解而得，其合成或分解途徑受到多種因素影響，因而薏苡酒釀制過(guò)程中也會(huì)導(dǎo)致一些功能性成分、營(yíng)養(yǎng)成分的積累或者分解消失。 據(jù)考古發(fā)現(xiàn)，早在新石器時(shí)代晚期，我國(guó)遠(yuǎn)古先民就開(kāi)始利用薏苡釀酒[2-4]。 薏苡中的薏苡仁（薏米）常用于制作各種薏苡酒，以薏苡仁（薏米）為主要原料采用傳統(tǒng)常規(guī)的釀造工藝制出各種薏苡酒，其酒中薏苡素含量低。本研究對(duì)釀酒工藝進(jìn)行優(yōu)化，并以薏苡全株（薏苡仁、根、莖、葉及麩皮）為原料釀制薏苡酒，以提升薏苡酒中功能成分薏苡素含量， 提高薏苡的綜合利用水平。

1 薏苡成分分析

薏苡的營(yíng)養(yǎng)組分包括淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、礦質(zhì)元素、纖維等，不同產(chǎn)地、不同品種的薏苡營(yíng)養(yǎng)組分含量有差異。 薏苡不同部位的營(yíng)養(yǎng)組分含量也存在差異，除了種仁外，薏苡的根、莖、葉、種皮、外殼均含有豐富的蛋白質(zhì)、纖維素、氨基酸和維生素等。高建華等[5]對(duì)薏米中的蛋白質(zhì)組成進(jìn)行了檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)薏米蛋白質(zhì)中的賴氨酸、色氨酸含量均高于稻米；支鏈氨基酸（Leu、Val）含量高達(dá)17.5%；有抗氧化作用的氨基酸（Tyr、Cys、Met）含量占總氨基酸含量的10.8%。 薏米仁的種皮又稱薏米糠，占薏米仁質(zhì)量的8%左右，含油量高達(dá)24%左右，含有油酰、烷醇、植物甾醇等油脂，其中油酸、亞油酸占油脂含量的50%左右。 薏苡種皮、莖、葉的不飽和脂肪酸含量占脂肪含量的70%以上， 粗纖維含量為18.97～45.43 g/100 g；薏苡根中VB2和VB6含量較高，分別為2.93 mg/kg 和21.23 mg/kg。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)對(duì)薏苡不同部位（薏苡仁、薏苡糠、薏苡谷殼、薏苡根、薏苡黃化幼苗等）活性成分的分析、提取以及藥理學(xué)研究，得到了多種不同結(jié)構(gòu)類型的化合物。 目前研究人員已經(jīng)分析并提取了逾70 個(gè)薏苡活性成分， 薏苡的主要活性成分包括酯類、不飽和脂肪酸類、糖類及內(nèi)酰胺類、醇類和酚類、木質(zhì)素類、吲哚類、茚類、黃酮類、螺甾內(nèi)酯類、甾醇類三萜類等。張棟霞等[6]利用GC/MSD 分析薏仁油成分組成，總共檢測(cè)出35 種成分，鑒定了其中18 種成分。 薏苡不同產(chǎn)地、品種間活性成分含量存在差異，從薏苡中提取的活性成分具有抗腫瘤、抗炎、抗菌、抗過(guò)敏、清除DPPH 自由基、增強(qiáng)機(jī)體免疫功能、降血脂、降血糖的作用?？拱┳⑸鋭┛等R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， 它是國(guó)內(nèi)較有效的綜合性抗腫瘤藥物之一。 20 世紀(jì)中期，日本的U-kita 等分離出薏苡仁酯，這是世界上第一次從薏苡仁中提取得到薏苡素。 薏苡素（薏仁內(nèi)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異、在不同薏苡品系間基本一致。薏苡植株根中的薏苡素含量最高， 葉部薏苡素含量明顯高于種子與莖部的薏苡素含量， 含量由高到低依次為根＞葉＞莖＞種[7-9]。

2 薏苡功能性保健酒研究進(jìn)展

功能性保健酒在我國(guó)已經(jīng)存在數(shù)千年，是我國(guó)醫(yī)藥學(xué)的重要組成部分。功能性保健酒的營(yíng)養(yǎng)成分、功能性成分非常豐富，在發(fā)酵過(guò)程中大部分營(yíng)養(yǎng)和保健成分能夠被保留下來(lái)，制成的產(chǎn)品能夠調(diào)節(jié)人體的各項(xiàng)生理機(jī)能，具有很好的保健作用[10-11]。 隨著生活水平的提高，人們的健康保健意識(shí)日趨增強(qiáng)，功能性保健酒得到了消費(fèi)者的青睞，市場(chǎng)規(guī)模越來(lái)越大。 開(kāi)發(fā)功能性保健酒不僅能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的消費(fèi)需求，同時(shí)也能使企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中搶占先機(jī)。國(guó)內(nèi)外對(duì)于薏米保健酒的加工工藝進(jìn)行了研究，但是還有一些不足：一是薏苡酒主要以薏米（薏苡仁）為原料，雖然薏苡的根、莖、葉中富含功能性成分，但是并未得到充分利用；二是對(duì)薏米酒的營(yíng)養(yǎng)成分尤其是保健性功能成分的研究比較少。工藝優(yōu)化改良、原料科學(xué)配比、薏苡綜合利用是薏苡酒以后的研發(fā)方向。

薏苡素又名薏苡內(nèi)酯，化學(xué)名稱為6-甲氧基-2-苯唑啉酮，屬于碳環(huán)芳香族酸酚性化合物，針狀結(jié)晶（水），熔點(diǎn)為151.5～152.5 ℃。 薏苡素是薏苡的主要活性成分之一，也是區(qū)分薏苡功能性保健酒與其他原料功能性保健酒的主要指標(biāo)。 薏苡素是醫(yī)學(xué)上具有重要價(jià)值的藥物成分之一，具有鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、降血糖、降低體溫等諸多作用。 相關(guān)研究顯示，薏苡素對(duì)骨骼肌和中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有明顯的抑制作用[12]。Hameed 等[13]研究發(fā)現(xiàn)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。 薏苡素的藥理作用廣泛，主要表現(xiàn)為免疫調(diào)節(jié)[14]、抗腫瘤[15-16]、抗菌[17]、降糖降壓[18]、解熱鎮(zhèn)痛[19]、誘發(fā)排卵[20]、抗驚厥作用[21]、降脂減肥等。

薏苡植株中的薏苡仁（薏米）作為傳統(tǒng)的藥食兩用的保健食品，常被用于制作各種薏苡酒，但是薏苡酒的研究資料尚少。 酒從釀造工藝上可以分為蒸餾酒、配制酒和釀造酒等三大類[22]。 薏苡酒多為蒸餾酒，傳統(tǒng)蒸餾工藝容易造成薏苡營(yíng)養(yǎng)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幾乎為零。 采取傳統(tǒng)常規(guī)的黃酒釀造工藝制出的薏苡酒（釀造酒），薏苡素提取率比較低，酒中的薏苡素含量為2~13 mg/L。

薏苡全株中除了薏苡仁之外，其根、莖、葉、麩皮中均含有薏苡素，而且含量均高于薏苡仁。 根、莖、葉、麩皮的量是薏苡仁的6~8 倍，在薏米加工過(guò)程中產(chǎn)生的碎米比例為9%~12%。 這些原料屬于薏苡種植加工過(guò)程中的農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物，以這些農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物為原料通過(guò)優(yōu)化工藝流程釀制薏苡酒，可以提高薏苡酒中的薏苡素含量。 薏苡保健酒的開(kāi)發(fā)將為薏苡的綜合利用打開(kāi)全新的市場(chǎng)，并將成為行業(yè)的一個(gè)新增長(zhǎng)點(diǎn)。

3 薏苡功能性酒釀制工藝優(yōu)化

以薏苡全株（薏苡仁、根、莖、葉及麩皮）為原料，通過(guò)優(yōu)化工藝流程將薏苡中的營(yíng)養(yǎng)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綜合利用價(jià)值。

3.1 工藝流程

工藝流程具體如下：材料處理（薏米、薏苡麩皮）→混合→蒸煮（蒸煮30~40 min，蒸至熟而不爛、疏松不糊、內(nèi)無(wú)白心、軟硬適中為宜）→冷卻→酶解→糖化→加曲→混缸（與處理過(guò)的薏苡根、莖、葉漿液混合）→發(fā)酵（15 d）→陳釀（2~5 個(gè)月）→壓榨→過(guò)濾→裝瓶→殺菌（80~90 ℃滅菌10~20 min）。

3.2 關(guān)鍵步驟

3.2.1薏米的處理。 選料（選出原料中霉?fàn)€、破損或異常薏苡仁及雜質(zhì)，得到碾白的帶胚芽的薏苡仁）→水洗→干燥（將洗干凈的薏苡仁放在干燥機(jī)中，在80~120 ℃下加熱干燥60~180 min）→粉碎→過(guò)篩→浸泡。

3.2.2薏苡麩皮（米糠）的處理。干燥（將薏苡麩皮干燥至含水率7%~12%）→粉碎→過(guò)篩→浸泡（加水浸泡24~48 h）。

3.2.3薏苡根、莖、葉的處理。 選料（選取新鮮的薏苡根、莖、葉）→洗凈→切段→打漿（向切好的薏苡根、莖、葉中加入適量的飲用水，利用打漿機(jī)3 000~4 000 r/min 打漿5~10 min，得薏苡根、莖、葉漿液）→酶解（用纖維素酶酶解薏苡根、莖、葉漿液）→過(guò)濾→浸提。

3.2.4米曲的制備。 將薏米材料接種根霉、產(chǎn)酯酵母、釀酒酵母，恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)5 d，保持溫度在28 ℃，烘干后的米曲含水量不高于13%。

3.2.5接種、發(fā)酵。薏米米曲制備結(jié)束之后應(yīng)該接種和發(fā)酵，接種之后在恒溫26 ℃的酵液中發(fā)酵，發(fā)酵72 h 酒精度達(dá)到11%，之后酒精度緩慢增加。

3.2.6酶解。薏米、米糠經(jīng)處理、混合、蒸煮、冷卻后，底物濃度控制在20%，pH 值保持在3.0~5.0。 酶添加量為底物質(zhì)量的0.2%，溫度45 ℃條件下酶解2 h 效果最好。

4 薏米酒發(fā)酵過(guò)程中薏苡素含量的變化

采用高效液相色譜法對(duì)釀制的薏苡酒中的薏苡素含量進(jìn)行測(cè)定。在發(fā)酵過(guò)程中，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)薏苡酒中的薏苡素含量逐步上升，薏苡素含量在發(fā)酵前期增加緩慢，后期含量增加較快。隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，薏苡素含量增加并且漸漸趨于穩(wěn)定（25~60 mg/L）。

5 展望

薏米經(jīng)過(guò)預(yù)處理，加入一定比例的根、莖、葉漿液按照優(yōu)化之后的工藝流程進(jìn)行釀酒得到富含薏苡素的保健薏苡酒，其中薏苡素含量為25~60 mg/L。不同產(chǎn)地、不同品種間的薏苡素含量有差異。 薏苡部位不同，薏苡素含量也不相同。不同原料配比與釀造工藝所生產(chǎn)出的薏苡酒，其功能性成分含量與種類也大不相同。 本研究通過(guò)工藝流程優(yōu)化，以薏苡的根、莖、葉以及薏苡仁加工過(guò)程產(chǎn)生的碎薏米、麩皮等為原料，釀造出富含薏苡素等功能性成分、具有保健功效的薏苡酒，獲得了國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)并且已經(jīng)量產(chǎn)。 薏苡經(jīng)過(guò)合理的工藝加工成薏苡酒之后，可以去除特有的異味，產(chǎn)品清亮透明、色澤微黃、口感醇和。 薏苡保健酒的開(kāi)發(fā)為薏苡的綜合利用提供了有效途徑。

未來(lái)薏苡酒應(yīng)以功能性酒釀制為研發(fā)方向，在工藝改良或原料科學(xué)配比方面著手，重點(diǎn)提高酒中功能性成分含量。與此同時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)從原料種質(zhì)資源入手，選育出功能性成分含量高的優(yōu)良薏苡種質(zhì)資源，進(jìn)而開(kāi)發(fā)出具有保健功能或較高藥用價(jià)值的高檔薏苡酒。