大麥營(yíng)養(yǎng)與功能組分研究進(jìn)展

陳文若，陳銀基，贠婷婷，綦文濤

（1.國(guó)家糧食局科學(xué)研究院，北京 100037；2.南京財(cái)經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京 210046）

大麥營(yíng)養(yǎng)與功能組分研究進(jìn)展

陳文若1，2，陳銀基2，贠婷婷1，綦文濤1

（1.國(guó)家糧食局科學(xué)研究院，北京 100037；2.南京財(cái)經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京 210046）

大麥作為世界第四大谷物，多用于動(dòng)物飼料和啤酒釀造，而大麥的營(yíng)養(yǎng)和功能成分及其所發(fā)揮的健康營(yíng)養(yǎng)功效，并未受到廣泛重視。近十年來(lái)，大麥的生產(chǎn)及精深加工面臨相當(dāng)嚴(yán)峻的形勢(shì)。重點(diǎn)闡述了大麥中所含營(yíng)養(yǎng)及功能組分的種類(lèi)和組成情況，并對(duì)其健康功效進(jìn)行了綜述，以期為大麥的精深加工和科學(xué)消費(fèi)提供參考。

大麥；營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；功能組分；健康功效

大麥（Hordeum vulgare L．）在植物學(xué)分類(lèi)系統(tǒng)中屬于禾本科、大麥族、大麥屬，是一類(lèi)比較抗旱、抗寒、耐土地貧瘠、喜陰涼的長(zhǎng)日照、一年生作物［1］。根據(jù)麥穗種子的棱數(shù)，大麥可分為二棱和六棱大麥［2］，根據(jù)籽粒有無(wú)稃殼緊包則可分為皮大麥和裸大麥。皮大麥籽粒成熟時(shí)外稃緊包果實(shí)，習(xí)慣上稱(chēng)大麥；裸大麥籽粒成熟時(shí)稃殼易分開(kāi)，一般稱(chēng)裸麥、元麥（蘇北一帶）、米麥或青稞（西藏、青海一帶）［3］。大麥?zhǔn)鞘澜缟献罟爬系霓r(nóng)作物之一，為世界第四大谷物。早在3000多年前我國(guó)勞動(dòng)人民就已經(jīng)開(kāi)始種植大麥，主產(chǎn)區(qū)集中在內(nèi)蒙的陰山南北，河北的壩上、燕山地區(qū)、山西的太行、呂梁山區(qū)、云、貴、川三省的大涼山、小涼山高山地帶亦有種植。其中內(nèi)蒙地區(qū)的種植面積最大，占全國(guó)大麥種植總面積的40%左右［1］。雖然與小麥、大米和玉米三大谷物相比，全球的大麥耕種總面積并不大，但分布范圍卻十分廣泛。大麥因具有耐寒抗凍等生長(zhǎng)特性，可以在不同緯度和海拔高度生長(zhǎng)［4］。俄羅斯、澳大利亞、法國(guó)、德國(guó)、西班牙及北美洲的廣闊地帶都是大麥的主要生產(chǎn)國(guó)［5］。

幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，大麥主要是用在啤酒行業(yè)或作為牲畜飼料。在歐洲，大麥的總產(chǎn)量約有三分之二用于動(dòng)物飼料，三分之一用于啤酒和威士忌的釀造生產(chǎn)，只有不到1%用于食用［6］。二十世紀(jì)九十年代，與大麥?zhǔn)称废嚓P(guān)的研究工作開(kāi)始增加，并揭示了某些特定品種的大麥經(jīng)過(guò)食品加工，可制成有益于人體健康的食品［7］。大麥的食用量雖然遠(yuǎn)低于大米和小麥，但其富含多種功能活性物質(zhì)，由大麥制成的全麥?zhǔn)称繁还J(rèn)為是人類(lèi)的“健康食品”［8］。近些年來(lái)，隨著全谷物（指完整的、經(jīng)研磨、破碎或制成薄片的谷物果實(shí)，包括大麥、蕎麥、燕麥等）［9］的提出及其保健作用不斷被證實(shí)，全谷物相關(guān)食品在全球開(kāi)始普及起來(lái)，大麥及與之相關(guān)的功能性食品開(kāi)發(fā)也越來(lái)越受到人們的重視。

1 大麥的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能

研究表明，大麥具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，含有多種膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)和生物活性成分［10］。對(duì)比大麥、小麥、玉米、大米的營(yíng)養(yǎng)成分（表1）［11］，可看出大麥蛋白質(zhì)、維生素、纖維素等營(yíng)養(yǎng)成分含量較高，而脂肪和糖類(lèi)含量則相對(duì)較低，完全符合現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)提出的“三高二低”，即高蛋白、高維生素、高纖維素、低脂肪、低糖的新型功能食品的要求［12］。此外，大麥籽粒中的鈣、磷、鐵、鎂等礦物質(zhì)元素含量也較為充足，其含量比大米高。

表1 幾種糧食營(yíng)養(yǎng)成分的比較（每100 g中的含量）［11］

1.1 大麥蛋白

大麥中的蛋白質(zhì)按其溶于介質(zhì)的不同可分為白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白［13］，其中醇溶蛋白為主要的貯藏蛋白［14］。大麥中的蛋白質(zhì)含量介于8%～18%之間，一般為13%，與小麥的蛋白質(zhì)含量大致相等，高于其他谷物類(lèi)［15］。大麥籽粒中富含氨基酸，目前已查明有19種氨基酸，且人體所需的8種必需氨基酸不僅含量較高，而且配比合理平衡，接近于FAO／WHO推薦的營(yíng)養(yǎng)模式［16］。大麥中賴(lài)氨酸含量是小麥、稻米的2倍以上，色氨酸含量是小麥、稻米的1.7倍以上［1］。

1.2 大麥脂肪

大麥中脂肪的含量介于2%～4%之間，主要集中在胚芽中，其中中性脂肪、糖脂和磷脂分別占脂肪總量的70%、9%和20%［17］。脂肪含量在很大程度上決定了能量含量，脂肪酸含量也可反映出大麥的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。脂肪中含有9種脂肪酸，其中作為人體必需脂肪酸的亞油酸含量豐富，約占脂肪總量的55%左右；其次是棕櫚酸和油酸，分別約占脂肪總量的21%和18%；亞麻酸的含量很低，只占脂肪總量的4.8%左右［15］。

1.3 大麥淀粉

大麥淀粉含量約為55%～56%，由兩種類(lèi)型的淀粉顆粒組成，淀粉顆粒較大的為A型，平均直徑為10～15 μm，淀粉顆粒較小的為B型，平均直徑為2～4 μm［18］。大麥淀粉可用于制作天然淀粉、淀粉衍生物和果葡糖漿等多糖衍生物［5］。

1.4.礦物質(zhì)與維生素

大麥中含有少量的礦物質(zhì)元素，主要分布在籽粒的胚、胚乳和糊粉層中。大麥的粗灰分含量為2%～3%，其主要成分為磷、鐵、鈣和鉀，還有少量的氯、鎂、硫、鈉以及許多痕量元素［15］。有研究表明，大麥中的硒、鐵、鈣、鎂等礦物質(zhì)含量具有維持嬰幼兒和青少年的生長(zhǎng)發(fā)育，促進(jìn)人體纖維蛋白溶解、血管擴(kuò)張，抑制凝血酶的生成，降低血清膽固醇等健康功效［11］。

1.5 膳食纖維

大麥中結(jié)構(gòu)性多糖類(lèi)主要由纖維素、β－葡聚糖以及阿拉伯木聚搪組成，主要分布在糊粉層和胚乳細(xì)胞壁［19］。大麥的總膳食纖維（TDF）含量根據(jù)其遺傳類(lèi)型的不同而不同，蠟質(zhì)裸大麥的TDF較高，主要是因?yàn)槠洇拢暇厶堑暮枯^高；皮大麥的外殼中含有高濃度的不溶性纖維［15］。

2 大麥的功能活性物質(zhì)及其生理功能

大麥為典型的藥食同源植物，具有很好的醫(yī)療保健功能?，F(xiàn)代研究表明，大麥富含β－葡聚糖、α－生育三烯酚、黃酮類(lèi)化合物、γ－氨基丁酸（GABA）、抗性淀粉（RS）等多種功能活性成分［20］，具有潛在的增強(qiáng)免疫力、預(yù)防心血管疾病、預(yù)防Ⅱ型糖尿病、抗氧化防衰老、抗癌等保健功效［8］，其相關(guān)產(chǎn)品已風(fēng)靡北美、歐洲、東南亞國(guó)家及澳洲等地［21］。

2.1 β－葡聚糖

β－葡聚糖是一種以纖維形式存在的均一多糖，是禾谷類(lèi)植物籽粒胚乳和糊粉層細(xì)胞壁的主要成分，大麥和燕麥中含量較高［22］。許多國(guó)內(nèi)外的研究已證明β－葡聚糖可用于治療癌癥和傳染性疾病，還可以起到降血脂、血壓、血糖水平，促進(jìn)傷口愈合，增加飽腹感等功能［23－24］。

我國(guó)種植的大麥其β－葡聚糖含量一般在2%～9%之間，平均為4.58%［25］。大麥β－葡聚糖的結(jié)構(gòu)由均一的D－吡喃葡萄糖單位通過(guò)β－（1→3）和β－（1→4）鍵連接而成，其中包括58%～72%由β－（1→3）鍵連接的纖維三糖和20%～34%纖維四糖單位［26］。大量實(shí)驗(yàn)表明，大麥β－葡聚糖在預(yù)防心血管疾病（CVD）［27］和癌癥［28］方面有著極其重要的作用。心血管疾病與脂質(zhì)代謝紊亂密切相關(guān)，β－葡聚糖能降低低密度脂蛋白膽固醇（LDL－C），提高高密度脂蛋白膽固醇（HDL－C），減輕血脂異常。Andersson等［29］人發(fā)現(xiàn)，用富含β－葡聚糖的大麥麩皮喂養(yǎng)高脂飲食造成LDL受體缺乏而導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化癥狀的大鼠，其主動(dòng)脈中的動(dòng)脈粥樣硬化病變區(qū)域面積由0.82%降低至0.19%；大量研究表明［30－31］，β－葡聚糖在腸道內(nèi)可促進(jìn)血液中膽汁酸的排泄，從而刺激細(xì)胞內(nèi)的限速酶CYP7A1將膽固醇轉(zhuǎn)變成膽汁酸排出體外，起到降低血液中膽固醇的作用。β－葡聚糖的抗癌活性是另一個(gè)值得關(guān)注的功能，β－葡聚糖發(fā)揮其抗腫瘤作用并不是直接攻擊腫瘤細(xì)胞，而是通過(guò)刺激體內(nèi)的特異性或非特異性免疫反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)［32］。此外，Ling等的實(shí)驗(yàn)表明［33］，大麥中的β－葡聚糖能夠顯著降低Ⅱ型糖尿病小鼠空腹血糖和糖化血清蛋白的含量，促進(jìn)胰島素和腸促胰素的分泌，調(diào)節(jié)血糖與脂肪的代謝，起到降血糖的作用。

2.2 黃酮類(lèi)化合物

黃酮類(lèi)化合物（Flavonoids）又稱(chēng)為生物黃酮（Bioflavonoids），包括蘆丁、槲皮素、黃酮醇、黃烷醇、兒茶素和花青素等多種類(lèi)型。黃酮類(lèi)化合物是一類(lèi)植物次生代謝產(chǎn)物，其特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)使其具有較強(qiáng)的抗氧化作用，還有抗癌、抗菌、抗炎癥、降血糖等功效，因此在醫(yī)藥、食品領(lǐng)域都具有巨大的應(yīng)用價(jià)值［34］。

大麥麥芽中的黃酮類(lèi)含量極為豐富，趙春艷等［35］人采用比色法和標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法測(cè)定了國(guó)內(nèi)外63份大麥品種發(fā)芽后總黃酮的含量變化，最高可達(dá)84 mg／100 g。張玉紅［36］等發(fā)現(xiàn)大麥中的黃酮類(lèi)化合物可以抑制低密度脂蛋白（LDL）的氧化，相關(guān)機(jī)制包括：（1）減少自由基的形成；（2）保護(hù)LDL中α－生育酚不受氧化；（3）對(duì)于已被氧化的α－生育酚有恢復(fù)作用；（4）螯合金屬離子。季晨忻等［37］從大麥茶中提取黃酮類(lèi)物質(zhì)，并考察其對(duì)羥基自由基的清除效果，結(jié)果表明大麥茶中總黃酮提取液對(duì)羥基自由基的清除率達(dá)23%，且隨著溶液中總黃酮的增加，總黃酮對(duì)羥基自由基的清除能力也在增強(qiáng)。此外，有研究表明大麥中的槲皮素不僅能防護(hù)體內(nèi)抗氧化酶，還能增強(qiáng)機(jī)體內(nèi)抗氧化酶活性，比如能夠減少胰島β細(xì)胞的氧化損傷，同時(shí)還能恢復(fù)由Fe2＋導(dǎo)致腎細(xì)胞損傷的動(dòng)物的SOD、GSH－Px和CAT活力等［38］。

2.3 植物固醇

植物固醇是構(gòu)成植物細(xì)胞膜的成分之一，可從非皂化脂類(lèi)物質(zhì)（類(lèi)胡蘿卜素、生育酚和異戊二烯類(lèi)等）轉(zhuǎn)化而來(lái)。由于植物固醇的結(jié)構(gòu)與膽固醇相似，所以有專(zhuān)家學(xué)者認(rèn)為，植物固醇在腸道可以與膽固醇競(jìng)爭(zhēng)吸收，具有控制血清膽固醇、預(yù)防心血管疾病等功效［39］。

大麥麥芽中含有豐富的植物固醇，其含量要高于其它谷物。經(jīng)測(cè)定，大麥中的總固醇含量為76.1 mg／100 g，是燕麥的1.7倍。有研究表明，大麥中的植物固醇由于與固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白（SREBP）信號(hào)配體結(jié)構(gòu)相似，可以競(jìng)爭(zhēng)性地與肝臟中的肝X受體（liver X receptor）和類(lèi)法尼醇X受體（farnesoid X receptor）結(jié)合，從而起到調(diào)控膽固醇代謝的作用［40－41］。此外，蘇紅旭等［42］利用高效液相色譜測(cè)定了捷克不同種類(lèi)大麥和麥芽中的麥角固醇水平，結(jié)果表明大麥中的麥角固醇含量也很高，最高可達(dá)131.1 mg／kg。Alicia Gil－Ramírez等［43］研究發(fā)現(xiàn)從真菌中提取的麥角固醇，可通過(guò)控制膽固醇相關(guān)的mRNA基因表達(dá)，降低肝臟中甘油三酯的代謝，對(duì)于治療非酒精性脂肪肝有很好的潛在療效。然而，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)大麥麥角固醇的研究還鮮有報(bào)道。

2.4 生育酚與生育三烯酚

生育酚和生育三烯酚在預(yù)防和治療心血管疾病及預(yù)防癌癥等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和保健食品應(yīng)用方面具有重要的價(jià)值。有研究發(fā)現(xiàn)，大麥中85%的維生素E為生育三烯酚，且生育三烯酚均衡地分布在表皮和胚乳中［44］。張玉紅等［45］人研究了大麥籽粒發(fā)育過(guò)程中生育酚和生育三烯酚及其異構(gòu)體成分的含量和分布特性，結(jié)果表明大麥籽粒總生育酚和總生育三烯酚含量隨籽粒發(fā)育進(jìn)程不斷升高，且在籽粒發(fā)育不同階段異構(gòu)體α－T和α－T3含量較高且變化大，其他6種異構(gòu)體（β－T、γ－T、δ－T、βT3、γ－T3、δ－T3）含量低且基本恒定。王仙等人采用超聲提取和高效液相色譜法測(cè)定和分析了種植在3個(gè)不同生態(tài)環(huán)境條件下的7個(gè)春性二棱大麥品種籽粒的生育酚含量，結(jié)果顯示α－T、γ－T、δ－T和總生育酚含量的基因型效應(yīng)大于環(huán)境效應(yīng)，β－T含量的環(huán)境效應(yīng)略大于基因型效應(yīng)［46］。Constanze等［47］人分別以大麥油和棕櫚油為口服制劑喂養(yǎng)蛋雞，比較兩者所產(chǎn)雞蛋中的T3含量以及蛋黃中膽固醇的含量，結(jié)果表明用大麥油喂養(yǎng)的蛋雞所產(chǎn)雞蛋的T3含量要顯著高于用棕櫚油喂養(yǎng)的蛋雞所產(chǎn)的雞蛋，且蛋黃中膽固醇的含量分別降低了4%和6%。

2.5 γ－氨基丁酸（GABA）

γ－氨基丁酸（γ－aminobutyric acid，簡(jiǎn)稱(chēng)GABA）是一種非蛋白質(zhì)氨基酸。一方面，GABA是哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中重要的抑制性神經(jīng)傳達(dá)物質(zhì)，對(duì)機(jī)體的多種功能具有調(diào)節(jié)作用；另一方面，其還能夠抗焦慮和抑郁、降低血壓、改善睡眠、提高記憶力、治療癲癇病和帕金森病、解毒等。因此，GABA在美國(guó)、歐洲、中國(guó)、日本等多個(gè)國(guó)家和地區(qū)受到廣泛的關(guān)注，并被應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和化妝品中。

GABA廣泛分布于動(dòng)植物體內(nèi)，但在植物中的含量較少。趙大偉等［48］采用比色法測(cè)定了美國(guó)、中國(guó)及其他國(guó)家的180個(gè)大麥品種籽粒的GABA含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同品種中GABA的含量差異很大，中國(guó)大麥籽粒GABA含量高于美國(guó)大麥籽粒，裸大麥籽粒GABA含量高于皮大麥籽粒，多棱大麥籽粒GABA含量高于二棱大麥籽粒。曾亞文等［49］用分光光度計(jì)測(cè)定了大麥籽粒發(fā)芽前GABA的含量差異，結(jié)果表明發(fā)芽前后GABA累積最大均值是最小均值的2.1倍，且發(fā)芽4～8 d期間的GABA含量相對(duì)較高。目前，大麥中GABA的研究多集中在其含量方面的檢測(cè)，而對(duì)于其在健康功效方面的研究還鮮有報(bào)道。

2.6 抗性淀粉（RS）

抗性淀粉（RS）作為一類(lèi)膳食纖維，在人體小腸內(nèi)無(wú)法被消化酶分解吸收，因此可以完全通過(guò)人體的胃和小腸直接進(jìn)入大腸內(nèi)，其在大腸內(nèi)可發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸，從而促進(jìn)益生菌的增長(zhǎng)，維護(hù)腸道菌群平衡。RS還被發(fā)現(xiàn)具有預(yù)防結(jié)腸癌、控制餐后血糖及體重、預(yù)防膽結(jié)石的形成等功效。趙春艷等［30］采用分光光度計(jì)法測(cè)定了國(guó)內(nèi)外63份大麥品種（系）籽粒及相應(yīng)發(fā)芽大麥的RS含量變化，結(jié)果表明：大麥籽粒中的RS含量較為豐富，且不同大麥品種（系）間存在差異，未發(fā)芽大麥的RS含量以二棱、紫色皮大麥中較為豐富，而大麥芽中的RS含量則以多棱、紫色皮大麥相對(duì)較高。

2.7 蛋白質(zhì)和多肽

體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)大麥多肽具有抗氧化、抗高血壓和抗糖尿病作用。田應(yīng)娟［50］以啤酒槽為原料，考察了其多肽對(duì)糖尿病小鼠的影響。趙珮等［51］人以甘啤4號(hào)六棱大麥為原料，通過(guò)建立FeSO4和Trolox標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，分別測(cè)定其多肽的鐵還原能力（FRAP）、ABTS自由基清除能力以及DPPH自由基清除能力，結(jié)果表明天然大麥多肽具有顯著的抗氧化活性。Newman等［52］報(bào)道一些大麥中富含賴(lài)氨酸，可作為提供高質(zhì)量人體必需氨基酸及高賴(lài)氨酸含量的原料。

3 大麥開(kāi)發(fā)利用中存在的問(wèn)題

大麥資源在我國(guó)非常豐富，但與一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)對(duì)大麥的研究工作還比較落后，較多集中在對(duì)大麥品種篩選、種植栽培等技術(shù)方面的研究，而對(duì)大麥的醫(yī)療和保健價(jià)值、深加工產(chǎn)品品質(zhì)、功能特性及機(jī)理等方面的研究還不夠深入。廣大消費(fèi)者對(duì)大麥的健康功效并沒(méi)有充分的認(rèn)知，大麥的用途也僅局限于釀造啤酒和動(dòng)物飼料，作為食品的種類(lèi)十分單一，目前研究較多的大麥產(chǎn)品主要是大麥茶飲料，對(duì)于大麥在焙烤食品、面制食品中的研究則較少。大麥產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)較為落后。

4 展望

近年來(lái)，世界各國(guó)都開(kāi)始對(duì)大麥的功能特性和保健功效、產(chǎn)品的深加工等方面進(jìn)行深入研究，而國(guó)內(nèi)對(duì)于大麥的研究才剛剛起步，廣大消費(fèi)者對(duì)大麥的健康功效并沒(méi)有充分的認(rèn)知，大麥產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)較為落后。因此，深入對(duì)大麥的基礎(chǔ)研究工作，幫助食品加工企業(yè)選擇優(yōu)良大麥品種、加速良種繁育，提升大麥功能因子的開(kāi)發(fā)、精深加工以及綜合利用是今后大麥研究的重要方向；利用先進(jìn)的工藝和設(shè)備提取大麥功能性成分、開(kāi)發(fā)大麥高科技產(chǎn)品，是提高大麥附加值的根本途徑。此外，政府應(yīng)加大支持力度，提高農(nóng)民種植大麥的積極性，確保國(guó)內(nèi)大麥產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

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Research progress on nutrient and functional component in barley

CHEN Wen－ruo1，2，CHEN Yin－ji2，YUN Ting－ting1，QI Wen－tao1
（1.Academy of State Administration of Grain，Beijing 100037；2.College of Food Science and Engineering，Nanjing University of Finance and Economics，Nanjing Jiangsu 210046）

Barley，as the world′s fourth major cereals，is mainly used for animal feed and beer brewing. But its nutrition，functional component and healthy effects do not be regarded enough.In the last 10 years，barley production and deep－processing was faced with severe situation.The variety and composition of nutritional and functional substances in barley were described in detail.The characteristics of its effects to the human health were summarized.The review would provide references for the deep－processing and scientific consumption of barley.

barley；nutrient components；functional component；health efficacy

S 512.3

A

1007－7561（2017）01－0001－05

2016－04－19

糧食公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)課題（201313006）

陳文若，1990年出生，男，在讀碩士.

綦文濤，1977年出生，男，副研究員.