薏仁的成分及其深加工研究進展

梅朝陽，朱正軍，陳茂彬

（湖北工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，工業(yè)發(fā)酵湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北武漢430068）

薏仁的成分及其深加工研究進展

梅朝陽，朱正軍，陳茂彬

（湖北工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，工業(yè)發(fā)酵湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北武漢430068）

薏仁作為一種富含蛋白質(zhì)、脂肪等營養(yǎng)成分的谷類作物，在我國部分省市均有種植，有研究表明，薏仁中所含有的多種有效成分具有一定的抗癌、抗腫瘤作用。我國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)認為將薏仁作為滋補身體的優(yōu)良食材，其具有消炎陣痛、補脾祛濕、利水消腫等功效。在現(xiàn)代食品行業(yè)中，薏仁多被作為飲料及保健酒的釀制原料進行研究及開發(fā)，對薏仁的成分及深加工應(yīng)用作了簡要的概述，為薏仁的開發(fā)起一定的參考作用。（曉文）

薏仁； 成分； 飲料； 保健酒

薏仁，為禾本科，一年生粗壯草本，我國的主要產(chǎn)地為貴州、福建等地，其中，興仁有“薏米之鄉(xiāng)”之稱。薏仁，味甘、淡，性微寒，有健脾利濕、清熱排膿、美容養(yǎng)顏之功能。作為我國首批公布的藥食同源食品之一，薏仁的營養(yǎng)及藥用價值極高。由于獨特的保健價值，使其成為當(dāng)前食品領(lǐng)域研究和開發(fā)的熱點，國內(nèi)外學(xué)者對薏仁的研究主要集中在兩個方面，第一個方面，薏仁成分及其在醫(yī)藥方面的應(yīng)用，如提取物的抗腫瘤、抗癌、抗衰老的作用；第二個方面，薏仁在食品及保健食品方面的應(yīng)用。

1　薏仁的成分

薏仁是一種含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、多糖、礦物元素等成分且營養(yǎng)均衡的谷物，蛋白質(zhì)含量遠高于大米等谷物且氨基酸含量與人體十分接近。

1.1糖類

薏仁中的糖類主要為多糖，以淀粉含量為最多。有研究表明，薏仁多糖具有防癌抗癌作用，為此，國外學(xué)者對薏仁多糖作了大量的研究，主要涉及薏仁多糖的提取及分離純化、單糖組成及生物學(xué)活性。薏仁多糖主要包括多糖A、多糖B、多糖C 3種組成成分，還含有中性葡聚糖1～7，酸性多糖CA-1及CA-2等[1]。其中多糖A由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露聚糖、半乳糖以1∶1∶1∶11∶10的比例組成；多糖B由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、半乳糖、葡萄糖以3∶18∶13∶3∶10∶5的比例組成；多糖C為葡聚糖[2]。薏仁多糖耐熱性能良好，在100℃左右具有較好的穩(wěn)定性，肖小年等[3]對薏仁提取工藝進行了優(yōu)化，最佳優(yōu)化工藝為料液比1∶15（g/m L）、提取溫度100℃、提取時間150m in。在最佳條件下，薏仁多糖的得率為5.53%。

SephadexG-75凝膠柱層析結(jié)果表明，以0.1mol/L NaCl溶液作為洗脫液的洗脫效果最佳，紫外光譜掃描結(jié)果表明，純化后的薏苡仁多糖中不含核酸和蛋白質(zhì)。研究表明，薏仁多糖可以顯著提高小鼠的免疫力，降低血糖，NumataM等[4]在對薏仁水溶性提取物的小鼠實驗研究中，發(fā)現(xiàn)薏仁多糖具有顯著地降血糖作用，腹腔注射薏仁多糖劑量為50mg/kg和100mg/kg時，可以降低正常小鼠、四氧嘧啶糖尿病模型小鼠和腎上腺素高血糖小鼠的血糖水平并呈一定的線性關(guān)系。

1.2蛋白質(zhì)及氨基酸類

薏仁的蛋白質(zhì)含量在12%～17%，大約是大米的2倍，氨基酸含量與人體接近，人體必需氨基酸含量豐富，容易為人體所吸收。有研究表明，薏仁蛋白分為白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和其他蛋白，其中醇溶蛋白含量最高，田曉等[5]用響應(yīng)面法考察了料液比、溫度和pH值對薏仁蛋白提取的影響，發(fā)現(xiàn)料液比對浸提率影響最大。肽作為薏仁蛋白經(jīng)蛋白酶部分水解的產(chǎn)物，也是人體的重要功能性成分。董紅艷等[6]以氮溶解指數(shù)(NSI)和水解度(DH)為指標(biāo)對中性蛋白酶、堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶進行篩選，確定堿性蛋白酶為最佳水解用酶,并確定最佳工藝條件為堿性蛋白酶在底物質(zhì)量濃度39.95g/L，酶用量1 201.75 U/g，溫度54.61℃，pH7.99，反應(yīng)時間4 h。在此條件下,水解后的氮溶解指數(shù)可達95.79%。岳文明等[7]將薏仁蛋白酶解后，用不同樹脂吸附，其中DA201-C大孔樹脂吸附率最高，達46.06%，純化后的肽相對分子質(zhì)量為278.61～943.32。

1.3薏苡仁油脂類

由于薏仁油包含多種有效成分且具有一定的抗癌、抗腫瘤作用，成為國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點，在醫(yī)藥方面研究、應(yīng)用廣泛。1961年，日本學(xué)者Ukita等[8]首次從薏苡仁中分離出薏苡仁脂，它是薏苡的抗癌活性成分。1990年，日本學(xué)者Tokuda等[9]從薏苡中分離出另一脂肪酸甘油酯α-單亞麻酯并推測其為抗腫瘤活性成分之一。隨后，國內(nèi)學(xué)者也開始研究薏苡提取物的成分及活性，通過薄層色譜、GC及GC/MS測定薏苡仁油中的薏苡仁脂、薏苡內(nèi)酯（薏苡素）、棕櫚酸、硬脂酸等成分。張棟霞等[10]利用GC/MSD分析薏仁油成分組成，共檢測出35種成分，鑒定了其中18種成分。薏仁油主要由油酸（46.40%）、亞油酸（37.41%）、棕櫚酸（12.26%）、硬脂酸（2.53%）和長碳鏈脂肪酸組成。國內(nèi)學(xué)者也有研究表明，薏苡仁抗腫瘤的活性成分為甘油三酯類，平均分子量為870.97。

2　薏仁在食品方面的應(yīng)用

祖醫(yī)學(xué)認為，薏米性涼，味甘淡，入脾、胃、肺經(jīng)。據(jù)藥典記載，薏米藥食兩用，有消炎、陣痛、健脾潤肺等多種功效。我國自古以來就把薏米視為健身滋補品，民間亦有各種食用的方法。例如，《衷中參西錄》記載的珠玉二寶粥，可用于脾肺陰虛，飲食懶進，虛熱勞嗽；《本草綱目》記載的薏苡仁粥，可用于補脾祛濕；《獨行方》記載的郁李苡仁飯能利水消腫，用于水腫、小便不利、喘息胸滿等。《千金要方》記載的薏苡瓜瓣桃仁湯，可用于拘攣腹痛、大便秘結(jié)、小便短赤等。因薏仁淡粉具有難糊化的特性[12]，因此，上述食用方法，雖可保留薏仁的營養(yǎng)成分，但無法長期儲存，不能充分利用其有效成分，不利于薏仁的進一步的開發(fā)。隨著科技的飛速發(fā)展，人們開始對薏仁進行一定的加工，市面上陸續(xù)出現(xiàn)了一些以薏苡仁和其他物質(zhì)為原料的產(chǎn)品，如薏仁餅干、薏仁粉、薏仁茶、薏仁飲料、薏仁保健酒，其中以薏仁飲料、保健酒最為常見，非常受廣大消費者的歡迎。

2.1薏仁飲料

隨著飲料產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，薏仁飲料的研究成為近幾年的一大熱點，起初，學(xué)者主要對薏仁飲料的工藝進行研究，后來，學(xué)者越來越注重薏仁復(fù)合飲料的穩(wěn)定性研究。

魏建春等[13]以薏苡仁、紅棗為主料,分別研究其液化和浸提制汁工藝,研制出口感優(yōu)良、風(fēng)味獨特、營養(yǎng)豐富的功能型保健飲料。2002年，趙曉紅[14]簡述了薏米飲料的發(fā)展前景。之后，隨著人們生活水平的提高，人們越來越注重個人健康，薏米飲料越來越受到消費者的歡迎。李存芝等[15]針對薏米發(fā)芽的工藝條件,對發(fā)芽薏米的酶解條件進行研究。在最佳條件下制得的發(fā)芽薏米原漿呈乳白色,具有奶香味與獨特的香甜味,甜味純正自然。發(fā)芽薏米的氨基酸含量明顯高于薏米。隨后，李存芝等[16]對酶解烘焙薏米飲料進行了研究，確定了工藝條件：薏米經(jīng)過烘箱上下火150℃，烘烤30m in；料水比1∶8，中溫α-淀粉酶用量3.0m L/kg，液化溫度70℃，液化時間30m in；糖化酶用量5.0m L/kg，糖化溫度65℃，糖化時間60min。確定了薏米飲料的穩(wěn)定劑組成，脂肪酸蔗糖酯乳化劑0.2%，穩(wěn)定劑黃原膠、果膠和海藻酸鈉，添加量分別為0.1%、0.15%和0.15%。實驗證明，薏米飲料具有良好的穩(wěn)定性。生產(chǎn)的飲料呈乳白色中帶有烘烤的微黃色，具有烘烤香味，甜味純正自然。魏宵凌等[17]為了提高薏苡和枸杞飲料的穩(wěn)定性，改進其加工工藝與配方，經(jīng)單因素實驗和正交實驗,優(yōu)選出飲料的配方和制備方法。結(jié)果表明，采用下列的配方與工藝組合：不過篩的薏苡仁粉用量為2.8%，蔗糖用量為7%，枸杞預(yù)煮時間(殺菌時間和預(yù)煮時間)為40 min，不添加穩(wěn)定劑，調(diào)配溫度為100℃可得到風(fēng)味優(yōu)良和穩(wěn)定性較好的飲料。吳映梅等以薏苡仁為主要原料研制飲料,探討了羧甲基纖維素、果膠、海藻酸鈉、黃原膠、卡拉膠5種穩(wěn)定劑對飲料穩(wěn)定性的影響[18]。通過單因素和響應(yīng)面實驗優(yōu)化篩選出最佳的穩(wěn)定劑的組合和用量。結(jié)果表明，采用0.03%羧甲基纖維素、0.04%果膠、0.10%黃原膠復(fù)合而成的穩(wěn)定劑可有效提高薏苡仁飲料的穩(wěn)定性，且所得的飲料口感細膩、色澤純正。

2.2薏仁保健酒

陳衛(wèi)平等[19]以薏苡和優(yōu)質(zhì)糯米為原料，采用甜黃酒的發(fā)酵工藝釀制的保健酒，具有滋補和提高機體免疫力的功效。呂峰等[20]通過均勻設(shè)計實驗優(yōu)選出最佳釀造工藝條件：復(fù)合糖化發(fā)酵劑接菌總量1.5%，固態(tài)糖化發(fā)酵溫度31℃，糯米添加量40%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))；此外，固態(tài)糖化發(fā)酵時，薏米飯含水率60%～65%；糖化發(fā)酵劑包含糖化酶(180 U/g)、Q303純種根霉曲+仙游酒曲(兩者質(zhì)量比為2∶1)；在此工藝條件下釀造的產(chǎn)品的酒精度為6.3%vol，產(chǎn)品具有良好的營養(yǎng)和保健價值。采用半固態(tài)發(fā)酵工藝釀制薏米醪糟酒。吳素萍[21]以薏米和糯米為主料，甜酒曲和白糖為輔料，通過單因素實驗得到薏米醪糟酒的最佳發(fā)酵工藝條件為薏米糯米比1.4∶1，料水比1∶2.5,蒸煮時間60min(煮25m in，蒸35m in)，加糖量12%，酒曲添加量1%，發(fā)酵溫度33℃，發(fā)酵時間48 h。在此條件下釀制的薏米醪糟酒呈白色有光澤，酒香純正濃郁，具有米酒特有的芳香，酒體醇和、爽適、酸甜、入口醇滑。郭克娜等[22]以薏米為原料，采用響應(yīng)面法優(yōu)化薏米酒的發(fā)酵工藝條件。在單因素實驗的基礎(chǔ)上，選取料水比、酵母接種量、發(fā)酵溫度和發(fā)酵初始pH值為影響因素，以薏米酒的感官評分、總黃酮含量和酒精體積分?jǐn)?shù)為響應(yīng)值，應(yīng)用Box-Behnken中心組合實驗設(shè)計建立數(shù)學(xué)模型，進行響應(yīng)面分析。結(jié)果表明：薏米酒最優(yōu)的發(fā)酵工藝條件為：料水比1∶4(m/v)、酵母菌接種量2.2%、發(fā)酵溫度30℃、發(fā)酵初始pH5.1。在此條件下薏米酒感官評分、總黃酮含量和酒精體積分?jǐn)?shù)分別為88mg/L、138.97mg/L和9.24%。李帥等[23]對藍莓、薏米組合釀造白蘭地中不同酵母的發(fā)酵結(jié)果進行研究。根據(jù)不同酵母所產(chǎn)白蘭地的理化指標(biāo),感官品評及氣相色譜分析結(jié)果進行比較。結(jié)果表明，GN酵母發(fā)酵時間為8 d，殘?zhí)菫?.5g/L(以葡萄糖計)，總酸為8.8g/L(以酒石酸計)，原酒酒精度為10%vol (20℃)，pH值為5.5，出酒率為0.1632(m L/g原料)，感官品評得分為91，氣相色譜檢測出13種香氣成分，適合釀造藍莓薏米白蘭地。危晴等[24]以釀酒酵母1394釀造的薏米酒為原料，采用頂空固相微萃取和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對薏米酒的主要香氣成分進行分析。共分離鑒定出50種香氣成分，其中：酯類17種(60.32%)、酸類3種(3.06%)、醇類4種(6.66%)、酚類2種(10.39%)。主要的香氣成分為辛酸乙酯，相對含量分別為29.54%。同時在香氣成分中檢測到的二丁基羥基甲苯為9.28%，為強體外抗氧化劑，有預(yù)防心血管疾病、癌癥等功能。

研究初期，薏仁酒的研究主要在工藝方面的優(yōu)化，到現(xiàn)階段的研究則開始通過各種分析技術(shù)對薏仁酒的功能成分進行分析，明確其中的功能因子，以達到健康飲酒的目的。

3　展望

薏仁中功能性成分及作用備受國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，早年，國內(nèi)外學(xué)者主要集中在薏仁提取物的研究上面，但提取過程中會產(chǎn)生廢料如糖類、蛋白、其他部位等，而且國內(nèi)薏米的產(chǎn)量逐年增加，大力開發(fā)薏仁類產(chǎn)品，迫在眉睫。近年來，國內(nèi)學(xué)者越來越關(guān)注薏仁的整體綜合應(yīng)用，如薏仁復(fù)合飲料、薏仁保健酒的研究，很好地解決了薏仁廢料的利用、薏仁的銷售渠道。在這個越來越注重健康的新時代，相信薏仁復(fù)合飲料及薏仁保健酒因其獨特的功效會越來越受到市場的青睞，相信薏仁復(fù)合飲料及薏仁保健酒必將為薏米的進一步開發(fā)打開全新的市場，成為食品行業(yè)的一個新的增長點。

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Com position of Coixseed and Research Progressof ItsDeep Processing

MEIZhaoyang,ZHU Zhengjun and CHENMaobin
(HubeiCollaborative Innovation Center for Industrial Fermentation,Schoolof Biological Engineering, HubeiUniversity of Technology,Wuhan,Hubei430068,China)

Coixseed contains rich proteins and fats and it is planted in some provinces in China.Previous research suggests that coixseed has certain anti-cancer functions.In traditionalChinesemedicine,coixseed iswellknown for its tonic effectsand ithas the functionsof reducing inflammation,invigorating spleen,and alleviating edema etc.Inmodern food industry,coixseed isused as raw material in the production of beverage and healthcarew ine.In this paper,the composition of coixseed and its deep processing were summed up,which provided useful reference for the developmentof coixseed.

coixseed;composition;beverage;alcoholic drinks

TS262.3；TS261.2；TS261.4

A

1001-9286(2016)11-0104-03

10.13746/j.njkj.2016246

香溢城活性肽酒新產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)。

2016-08-03

梅朝陽（1990-），男，湖北孝感人，碩士研究生，主要從事食品發(fā)酵研究工作。

陳茂彬（1965-），男，教授，博士，主要從事食品發(fā)酵研究工作，E-mail：hgchenmaobin@163.com。

優(yōu)先數(shù)字出版時間：2016-10-12；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20161012.0941.005.htm l。