發(fā)芽糙米生物活性物質(zhì)及生理功能研究進(jìn)展

符 瓊,周文化,2,黃衛(wèi)文,王文龍,*

(1.湖南應(yīng)用技術(shù)學(xué)院農(nóng)林科技學(xué)院,湖南常德 415100;2.特醫(yī)食品加工湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南長(zhǎng)沙 411004)

糙米是稻谷礱谷后不加工或較少加工所獲得的全谷粒米,發(fā)芽糙米是將糙米經(jīng)發(fā)芽至一定芽長(zhǎng),由幼芽和帶糠層的胚乳組成的糙米制品。水稻(OryzasativaL.)是一種重要的糧食作物,全球約65%的人口將其作為主食[1]。稻谷經(jīng)礱谷處理去掉稻殼后獲得保留胚芽、糠層和胚乳的糙米,糙米進(jìn)一步加工去掉胚芽和糠層即得到日常食用的精白米。糙米營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富,含有許多精白米在加工過程中損失掉的生理活性物質(zhì)[2],但由于其外表附著一層強(qiáng)韌的纖維質(zhì)米糠層,使其口感粗糙,蒸煮不便,消費(fèi)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于精白米[3]。為了改善糙米的食用品質(zhì),可以對(duì)糙米進(jìn)行發(fā)芽處理,糙米發(fā)芽的實(shí)質(zhì)是糙米中以結(jié)合態(tài)存在的大量酶在適宜的溫度和水分下被激活,轉(zhuǎn)變成游離態(tài),由此發(fā)生一系列酶和生化反應(yīng)[4]。糙米發(fā)芽后,纖維質(zhì)糠層外殼被酶解軟化,方便蒸煮,部分蛋白質(zhì)分解為氨基酸,淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷?香甜味增加,食用品質(zhì)明顯提高[5]。

糙米發(fā)芽過程中由于眾多酶被激活,能夠產(chǎn)生并增加大量具有生理功能的生物活性物質(zhì)[6],如γ-氨基丁酸,多酚及谷維素等的含量明顯高于糙米[7-8],從而賦予發(fā)芽糙米具有抗氧化、降血脂、降血壓等諸多生理功能[9]。近年來(lái),發(fā)芽糙米作為一種功能性食品配料越來(lái)越受到關(guān)注,為了更好地總結(jié)發(fā)芽糙米生物活性物質(zhì)及其生理功能的相關(guān)研究成果,明確該領(lǐng)域下一步的研究方向,促進(jìn)發(fā)芽糙米在食品工業(yè)中的應(yīng)用,本文在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上介紹了發(fā)芽糙米中的主要生物活性物質(zhì),綜述了發(fā)芽糙米生理功能的研究進(jìn)展。

1 發(fā)芽糙米生物活性物質(zhì)

糙米保留了稻谷的胚芽和糠層,含有大量的生物活性物質(zhì),如膳食纖維、γ-谷維素、維生素E、植物甾醇等。糙米發(fā)芽后會(huì)進(jìn)一步提升這些生物活性物質(zhì)的含量,同時(shí)產(chǎn)生一種重要的生物活性物質(zhì)——γ-氨基丁酸。圖1描述了發(fā)芽糙米中主要生物活性物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)[10]。

圖1 發(fā)芽糙米中主要生物活性物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)[10]Fig.1 Chemical structures of major bioactive substances in germinated brown rice[10]

1.1 γ-氨基丁酸

γ-氨基丁酸(Gamma-aminobutyric acid,GABA)是一種非蛋白質(zhì)氨基酸(化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1(a)),由谷氨酸經(jīng)谷氨酸脫羧酶(glutamate decarboxylase,GAD)催化生成,是一種重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì),對(duì)機(jī)體的神經(jīng)傳遞、免疫調(diào)節(jié)、適應(yīng)環(huán)境等生理功能具有調(diào)節(jié)作用[11]。GABA在生物體內(nèi)的合成量會(huì)因環(huán)境脅迫提高,如缺氧、黑暗、熱刺激、冷刺激等[12]。

糙米發(fā)芽后可以大幅度提升GABA的含量[13],發(fā)芽糙米中GABA含量是糙米的2倍,精白米的6～8倍[14]。糙米發(fā)芽之所以能夠提高GABA含量,是因?yàn)榘l(fā)芽過程改變了GABA合成(如谷氨酸脫羧酶(glutamic acid decarboxylase,GAD))、谷氨酸(glutamic acid,GA)生成和GABA分解(如GABA-pyruvate transaminase)相關(guān)的酶活性[15]。

發(fā)芽糙米中GABA含量受稻谷品種、糙米浸泡發(fā)芽條件、浸泡液組成等因素的影響。Roohinejad等研究了18個(gè)水稻品種糙米在30 ℃蒸餾水中浸泡72 h后GABA含量的變化,所有水稻品種糙米經(jīng)浸泡后其GABA含量明顯增加，但各品種之間增加幅度有差異[16],Saikusa等研究了浸泡對(duì)10個(gè)水稻品種糙米(8個(gè)粳稻品種和2個(gè)秈稻品種)GABA含量的影響,得到了相似的結(jié)論,所有研究品種糙米的GABA含量都有所提高,且Hokkai269水稻品種糙米增幅最大[17]。Choi等研究了浸泡pH和溫度對(duì)發(fā)芽糙米GABA含量的影響,結(jié)果表明浸泡pH和溫度分別為6.0和40 ℃時(shí)GABA含量增幅最大[18],Saikusa等的研究也得到相似的結(jié)果,認(rèn)為pH5.0～6.0、溫度40 ℃、浸泡時(shí)間4 h是發(fā)芽糙米富集GABA的適宜條件[17]。Komatsuzaki等認(rèn)為浸泡后在空氣中發(fā)芽要比單獨(dú)浸泡發(fā)芽更有利于GABA的生成[19]。Oh等發(fā)現(xiàn)浸泡液中添加殼聚糖(100 ppm)能顯著提高發(fā)芽糙米GABA含量,該處理組發(fā)芽糙米GABA含量是未發(fā)芽糙米的7.6倍、是對(duì)照組發(fā)芽糙米(未添加殼聚糖,用蒸餾水浸泡)的1.3倍,而且浸泡液中添加一定濃度的殼聚糖可以抑制浸泡和發(fā)芽過程中微生物的生長(zhǎng)[20],Oh等報(bào)道在浸泡液中添加谷氨酸也具有提高GABA含量的效果,且提高幅度比添加殼聚糖更大[21],Lu等研究發(fā)現(xiàn)采用電解氧化水浸泡會(huì)使發(fā)芽糙米的芽生長(zhǎng)變緩,但能成倍提高發(fā)芽糙米GABA含量,且電解氧化水能有效抑制發(fā)芽過程中微生物的生長(zhǎng)[22],陳春旭等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,糙米在鹽脅迫處理發(fā)芽3 d后,GABA含量達(dá)到最高,為121.714 9 mg/100 g,分別是未發(fā)芽和未脅迫處理同期的5.16 倍和1.12 倍[23]。曹晶晶等認(rèn)為發(fā)芽糙米中γ-氨基丁酸的形成受GAD活性調(diào)節(jié),并與GA含量呈顯著正相關(guān)[24]。

1.2 脂溶性生物活性物質(zhì)

發(fā)芽糙米中許多生物活性物質(zhì)都是脂溶性的,如γ-谷維素、維生素E、植物甾醇等,這些脂溶性生物活性物質(zhì)本身就存在于糙米的糠層和胚芽中,其含量在發(fā)芽過程中一般沒有變化或有稍許增加[25-28]。

1.2.1γ-谷維素γ-谷維素(Gamma-oryzanol,γ-oryzanol)又稱米糠素、谷維醇,是以環(huán)木菠蘿醇為主體的阿魏酸酯和甾醇類的阿魏酸酯組成的一種天然混合物(化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1(e)),其中24-亞甲基環(huán)木菠蘿醇阿魏酸酯、環(huán)木菠蘿烯醇阿魏酸酯和甾醇類阿魏酸酯是發(fā)芽糙米γ-谷維素的主要成分(約占90%)[25]。γ-谷維素是美國(guó)的奧康納(Oconnor)于1949年從米糠中首次發(fā)現(xiàn)的,是發(fā)芽糙米中重要的生物活性物質(zhì),具有抗氧化、抗炎、降血脂、降血糖等諸多生理功能[29]。

糙米中γ-谷維素的含量在發(fā)芽過程中一般變化不大,Lee等研究了Il-peum,Goami,Keunneun和Heugkwangbyeo幾種韓國(guó)常見粳稻品種糙米發(fā)芽過程中γ-谷維素含量變化,發(fā)現(xiàn)Il-peum和Goami兩個(gè)品種糙米的γ-谷維素含量沒有明顯變化,但Keunneun和Heugkwangbyeo兩個(gè)品種糙米的γ-谷維素含量分別增加了1.5倍和1.9倍[27],Ohtsubo等也發(fā)現(xiàn)在韓國(guó)和日本普遍消費(fèi)的水稻品種Koshihikari糙米在相同的發(fā)芽條件下其γ-谷維素含量沒有顯著變化[30]。Moongngarm和Saetung報(bào)道了秈稻品種糙米在浸泡發(fā)芽(30 ℃,24 h)和空氣中發(fā)芽(30 ℃,24 h)其γ-谷維素含量都沒有明顯增加[31],Jayadeep等也研究了兩個(gè)秈稻品種糙米在發(fā)芽過程中(120 h)γ-谷維素含量的變化,結(jié)果表明,γ-谷維素的含量和組成在發(fā)芽過程都沒有顯著變化,兩個(gè)品種糙米和發(fā)芽糙米γ-谷維素的含量是其精白米的5倍[25]。

1.2.2 維生素E 維生素E(Vitamin E)是重要的脂溶性鏈終止抗氧化劑,由8種化合物組成,包括4種生育酚和4種生育三烯酚(α、β、γ及δ)。生育酚和生育三烯酚的結(jié)構(gòu)相似,都由一個(gè)頭(色滿環(huán))和一個(gè)尾(植基尾)組成,差別在于生育酚的植基尾是飽和的而生育三烯酚的植基尾是不飽和的類異戊二烯結(jié)構(gòu)[10](化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1c)。常見植物油(如小麥胚芽油、葵花籽油)和堅(jiān)果中的維生素E主要是生育酚,生育三烯酚存在于特定的植物油(如稻谷胚芽油、棕櫚油)和谷物中。研究報(bào)道維生素E具有抗氧化[32]、維持生育[33]、增強(qiáng)免疫[34]、抗炎[35]等生理功能。

發(fā)芽糙米中含量最高的維生素E是γ-生育三烯酚,其次為α-生育酚、α-生育三烯酚和γ-生育酚[25]。糙米中維生素E的組成和含量在發(fā)芽過程中會(huì)發(fā)生變化,變化情形基本不依賴于稻谷品種。Jayadeep等研究發(fā)現(xiàn)在其研究的水稻品種中,γ-生育三烯酚的含量在發(fā)芽過程中會(huì)顯著增加;除水稻品種IR 64外,α-生育酚的含量在發(fā)芽過程中會(huì)增加;除水稻品種Ilpum和Heugkwang外,γ-生育酚的含量在發(fā)芽過程中會(huì)減少[25],β-生育酚和β-生育三烯酚在谷物中的含量幾乎可以忽略不計(jì)[10]。

1.2.3 高級(jí)脂肪醇 高級(jí)脂肪醇是長(zhǎng)鏈(通常為20～34個(gè)碳原子)脂肪族伯醇的統(tǒng)稱,主要包括1-二十四烷醇、1-二十六烷醇、1-二十七烷醇、1-二十八烷醇、1-二十九烷醇、1-三十烷醇、1-三十二烷醇和1-三十四烷醇。許多植物的葉、果實(shí)、種子或果皮中都含有高級(jí)脂肪醇,并從蜂蠟、高粱、糙米等原料中分離出了高級(jí)脂肪醇混合物[36]。研究認(rèn)為高級(jí)脂肪醇具有降低血液中總膽固醇(TC)含量[37]及抗疲勞[38]等生理功能。

Kim等測(cè)定了韓國(guó)種植的15種水稻品種糙米的高級(jí)脂肪醇含量,其范圍為2.4～10.7 mg/100 g,主要成分是1-二十八烷醇(化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1(b))和1-三十烷醇[39]。Kwak等人研究了糙米中高級(jí)脂肪醇含量在發(fā)芽過程中的變化,結(jié)果表明,雖然高級(jí)脂肪醇總含量在發(fā)芽過程中沒有顯著性變化,但其中個(gè)別組分的含量在發(fā)芽過程中發(fā)生了變化,如1-二十二烷醇的含量增加了61%,而1-二十五烷醇的含量卻有所下降[28]。1-二十八烷醇是發(fā)芽糙米中最主要的高級(jí)脂肪醇組分,也是研究最深入的高級(jí)脂肪醇組分,目前已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品、飼料等多個(gè)領(lǐng)域[40]。

1.2.4 其它脂溶性生物活性物質(zhì) 發(fā)芽糙米中的脂溶性生物活性物質(zhì)除了上述的γ-谷維素、維生素E和高級(jí)脂肪醇外,還包括植物甾醇、角鯊烯、神經(jīng)酰胺等,它們的含量通常比較小,但同樣具有重要的生理功能,賦予發(fā)芽糙米眾多健康效應(yīng)。此外,發(fā)芽對(duì)這些成分的含量、組成及功能的影響還沒有得到全面研究。

植物甾醇(Phytosterol)廣泛存在于植物的根、莖、葉、果實(shí)和種子中,是植物細(xì)胞膜的組成部分,最常見的植物甾醇包括β-谷甾醇、菜油甾醇和豆甾醇(化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1(d))[41],目前的研究證明了植物甾醇在降低血液膽固醇含量[42]、抑制腫瘤[43]、抗炎[44]及調(diào)節(jié)免疫[45]等方面都有重要作用。Jung等報(bào)道了發(fā)芽對(duì)糙米(包括普通糙米、糯糙米、紅米糙米及黑米糙米)植物甾醇含量的影響,在發(fā)芽過程中豆甾醇的含量會(huì)增加而谷甾醇和菜油甾醇的含量基本沒有變化[26]。

角鯊烯(Squalene)是一種天然三萜烯類、多不飽和脂肪族烴類化合物,含有6個(gè)非共軛雙鍵(化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1(f)),廣泛存在于多種動(dòng)物和植物組織中,具有抗氧化[46]、抗癌[47]、抗疲勞[48]及抗感染[49]等多種生理功能。糙米中角鯊烯的含量約為17～31 mg/kg,發(fā)芽過程中角鯊烯含量的變化情況會(huì)因?yàn)樗酒贩N、發(fā)芽條件的不同而不同[26,28]。

神經(jīng)酰胺(Ceramide)是由鞘氨醇長(zhǎng)鏈堿基與脂肪酸組成的神經(jīng)鞘氨脂質(zhì)的一種(化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖1(g)),1884年第一次在人腦組織中發(fā)現(xiàn)[50],目前主要通過合成或從植物(如小麥、大米)中提取制備。大米神經(jīng)酰胺因具有保濕、抗色素沉著及抑制酪氨酸酶活性等皮膚健康效應(yīng)而用作化妝品功能成分[50]。

1.3 膳食纖維

膳食纖維(DF)是不被人體小腸消化酶消化的可食性碳水化合物聚合物的統(tǒng)稱,根據(jù)其在水中溶解性的不同可分為可溶性膳食纖維和不可溶性膳食纖維,膳食纖維具有降血脂、降低血液膽固醇含量、改善血糖、改善大腸功能等生理功能[51]。

糙米外部的米糠層含有大量的膳食纖維,約為糙米干重的1.4%～3.3%,糙米膳食纖維的組成和含量在發(fā)芽過程中根據(jù)發(fā)芽條件的不同會(huì)產(chǎn)生不同的變化。Ohtsubo等報(bào)道水稻品種Koshihikari糙米在浸泡72 h后其膳食纖維含量增加了1.5倍[30]。Mohan等研究了秈稻和粳稻品種糙米膳食纖維含量在發(fā)芽過程中的變化,結(jié)果表明總膳食纖維含量分別增加了28.2%和40.0%、可溶性膳食纖維含量分別增加了61.0%和79.0%[52]。但是采用浸泡后空氣中發(fā)芽的方法,糙米中膳食纖維的含量會(huì)減少,Jayadeep等報(bào)道采用簡(jiǎn)單浸泡(16 h)后發(fā)芽(120 h)的方法,水稻品種IR 64 和BPT糙米不溶性膳食纖維含量分別由41.5 g/kg減少至36.8 g/kg和由37.0 g/kg 減少至 31.7 g/kg[25]。Kim等研究發(fā)現(xiàn)采用空氣中發(fā)芽的方法,糙米中膳食纖維含量在發(fā)芽第5 d時(shí)基本沒有變化,但發(fā)芽第6 d時(shí)急劇降低[53]。此外,Rao等的研究發(fā)現(xiàn)糙米膳食纖維的組成成分在發(fā)芽過程中也會(huì)發(fā)生變化[54]。

2 發(fā)芽糙米生理功能

發(fā)芽糙米含有豐富的上述生物活性物質(zhì),從而賦予了發(fā)芽糙米眾多的生理功能。近年來(lái),發(fā)芽糙米的生理功能受到較為廣泛的關(guān)注。許多研究者通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)或臨床試驗(yàn)證明發(fā)芽糙米具有抗氧化、降血脂、降血壓、預(yù)防和治療癌癥等生理功能。

2.1 抗氧化作用

抗氧化作用通常被認(rèn)為是發(fā)芽糙米發(fā)揮其生理功能的基礎(chǔ),研究表明糙米發(fā)芽過程中能明顯提高其抗氧化性。劉雅晴等以湘晚秈13和星2號(hào)兩種稻谷品種為原料,采用糙米快速發(fā)芽技術(shù),研究糙米發(fā)芽過程中抗氧化活性變化,結(jié)果表明,隨著糙米的發(fā)芽,其抗氧化活性在發(fā)生改變,此變化過程中會(huì)達(dá)到一個(gè)最佳狀態(tài),得出發(fā)芽14 h的湘晚秈13糙米和發(fā)芽12 h的星2號(hào)糙米抗氧化活性最好[55],鄭藝梅等的研究也發(fā)現(xiàn)發(fā)芽過程中,發(fā)芽糙米的抗氧化活性一直增強(qiáng)[56]。Chotimarkorn C等及Xu等的研究表明發(fā)芽糙米可以保護(hù)低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)不被氧化[57-58]。

發(fā)芽糙米的抗氧化活性可能與其富含的抗氧化生物活性物質(zhì)有關(guān),如前所述,這些生物活性物質(zhì)的含量在發(fā)芽過程中會(huì)發(fā)生變化,所以糙米的抗氧化活性在發(fā)芽過程中也會(huì)發(fā)生變化。發(fā)芽糙米中的γ-谷維素[59]、維生素E[60]等生物活性物質(zhì)可能對(duì)其抗氧化作用有重要貢獻(xiàn)。

2.2 降血脂作用

在發(fā)芽糙米諸多的生理功能中,降血脂作用是被研究的熱點(diǎn)之一。Roohinejad 等研究發(fā)現(xiàn)發(fā)芽糙米能夠改善高血脂SD大鼠的血脂水平,提高高血脂兔子血液中高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)水平并降低低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)的含量[61]。Miura等人的研究結(jié)果表明發(fā)芽糙米和糙米都能通過調(diào)節(jié)膽固醇的代謝來(lái)改善肝癌細(xì)胞誘導(dǎo)的高血脂癥狀[62]。Cha發(fā)現(xiàn)發(fā)芽糙米的水提取物能改善肥胖小鼠的血脂水平[63]。Kawana-Ebizuka等人研究了發(fā)芽糙米對(duì)人體血脂水平的影響,發(fā)現(xiàn)連續(xù)十周以發(fā)芽糙米為主食可以降低女大學(xué)生體內(nèi)總膽固醇(TC)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)的含量[64]。國(guó)內(nèi)王嘉怡等研究了發(fā)芽糙米米糠(GBRB)的降血脂功效研究,發(fā)現(xiàn)GBRB的攝入能顯著降低食用高脂飼料大鼠的血清 TC、總甘油三酯(TG)以及 LDL-C 水平,顯示出 GBRB 的降血脂功效[65]。胡玲玲等的研究結(jié)果也表明富硒發(fā)芽糙米具有調(diào)節(jié)小鼠血脂和保護(hù)肝組織作用[66]。

發(fā)芽糙米的降血脂功效可能與其含有的γ-GABA、γ-谷維素、膳食纖維、植物甾醇等生物活性物質(zhì)有關(guān)。Oh等人發(fā)現(xiàn)高含量γ-GABA的發(fā)芽糙米能夠有效抑制酒精引起的LDL-C增加,并認(rèn)為γ-GABA是主要貢獻(xiàn)成分[67],但Roohinejad等人認(rèn)為γ-GABA不是發(fā)芽糙米具有降血脂作用的貢獻(xiàn)成分[68]。Wilson等研究表明γ-谷維素能夠降低高膽固醇血癥倉(cāng)鼠的血漿TG和TC水平,并抑制主動(dòng)脈膽固醇酯的積累,其效果優(yōu)于阿魏酸[69]。袁列江等發(fā)現(xiàn)發(fā)芽糙米膳食纖維能顯著改善高脂小鼠的TC、TG、HDL-C、LDL-C指標(biāo)[70]。王華等研究表明植物甾醇顯示出對(duì)血脂異常人群的改善作用[71]。

2.3 降血壓作用

發(fā)芽糙米中諸多生物活性物質(zhì)賦予了其具有降血壓的生理功能。Choi等用含50%發(fā)芽糙米的飼料喂食自發(fā)性高血壓小鼠,發(fā)現(xiàn)發(fā)芽糙米能夠降低自發(fā)性高血壓小鼠的收縮壓[72]。Ebizuka等也發(fā)現(xiàn)給高血壓大鼠喂食含40%發(fā)芽糙米的食物能有效抑制自發(fā)性高血壓大鼠血壓的升高[73]。Mitsuo等[74]綜合分析了發(fā)芽糙米膳食對(duì)高血壓大鼠及病人的降血壓效果,建議可以將發(fā)芽糙米作為一種對(duì)高血壓輔助治療的食物。

發(fā)芽糙米的降血壓作用可能是其含有的γ-GABA、γ-谷維素、角鯊烯、生物活性肽等多種生物活性物質(zhì)共同作用的結(jié)果。Shimada等認(rèn)為γ-GABA可以作用于延髓的血管運(yùn)動(dòng)中樞,使血壓降低,同時(shí)抑制抗利尿激素后葉加壓素的分泌,擴(kuò)張血管、降低血壓[75]。Akama等用富含γ-GABA的轉(zhuǎn)基因大米(γ-GABA含量約為普通非轉(zhuǎn)基因大米30倍)喂養(yǎng)自發(fā)性高血壓大鼠,6周后其血壓降低20 mmHg[76]。許多研究表明γ-谷維素中的阿魏酸組分具有很好的降血壓效果[77-78]。Kim等認(rèn)為角鯊烯能夠增加高密度脂蛋白(HDL)和增加攜氧細(xì)胞體,人體攝入后有助于降低血壓[49]。糙米發(fā)芽過程中自身蛋白酶活性增加[79],水解蛋白質(zhì)生成多種生物活性肽,如血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(ACE)抑制肽,可能也對(duì)發(fā)芽糙米的降血壓作用有貢獻(xiàn)[80]。

2.4 預(yù)防和治療癌癥作用

許多實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明發(fā)芽糙米具有預(yù)防和治療癌癥的作用。Latifah等研究了發(fā)芽糙米對(duì)氧化偶氮甲烷誘發(fā)結(jié)腸癌大鼠的作用,結(jié)果表明發(fā)芽糙米能顯著降低大鼠腸黏膜異常隱窩灶的數(shù)量,并減少β-連環(huán)蛋白(β-catenin)、環(huán)氧化酶-2(COX-2)表達(dá)的異常,表明發(fā)芽糙米對(duì)結(jié)腸癌具有良好的化學(xué)防治作用,認(rèn)為發(fā)芽糙米是一種預(yù)防結(jié)腸癌很有前途的膳食補(bǔ)充劑[81]。Tian等認(rèn)為糙米發(fā)芽后增加了不溶但可被水解的酚類成分,具有降低癌變促進(jìn)健康的作用[82]。Oh等發(fā)現(xiàn)發(fā)芽糙米提取物具有抑制小鼠白血病癌細(xì)胞的增殖及刺激癌細(xì)胞凋亡的作用[83]。

發(fā)芽糙米中富含的γ-谷維素、植物甾醇、維生素E及角鯊烯等生物活性物質(zhì)可能對(duì)發(fā)芽糙米的預(yù)防和治療癌癥生理功能有重要貢獻(xiàn)。Yasukawa等報(bào)道指出米糠中的谷維素能夠抑制皮膚癌小鼠癌細(xì)胞的增殖[84]。Awad等研究發(fā)現(xiàn)植物甾醇可延緩實(shí)驗(yàn)小鼠乳腺腫瘤的生長(zhǎng)和擴(kuò)散[43]。Wada認(rèn)為維生素E可以抑制人結(jié)直腸癌、胃癌、肝癌等多種腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)[85]。Bhilwade等經(jīng)臨床觀察發(fā)現(xiàn)角鯊烯對(duì)胃癌、食道癌、肺癌總有效率可達(dá)88.4%,且無(wú)不良反應(yīng)[47]。因發(fā)芽糙米中富含這些生物活性物質(zhì),故可以推測(cè)這些物質(zhì)對(duì)發(fā)芽糙米的預(yù)防和治療癌癥作用有貢獻(xiàn)。

2.5 預(yù)防糖尿病及其并發(fā)癥

發(fā)芽糙米具有很好的預(yù)防糖尿病及其并發(fā)癥的生理功能。Hus等對(duì)比了以發(fā)芽糙米飯和普通精白米飯作為主食對(duì)糖尿病人血糖和血脂水平的影響,結(jié)果表明發(fā)芽糙米飯作為主食能夠明顯改善糖尿病人的血糖和血脂水平[86]。Hagiwara等和Usuki等的研究發(fā)現(xiàn)發(fā)芽糙米不僅具有較好的改善糖尿病人血糖水平的效果,而且能夠預(yù)防糖尿病血管并發(fā)癥、緩解糖尿病精神病變和外周神經(jīng)障礙[87-88]。Cho等采用Caco-2細(xì)胞系研究了發(fā)芽糙米的降血糖效果,結(jié)果表明發(fā)芽糙米提取物不僅能夠降低體內(nèi)α-葡萄糖苷酶活性,而且能夠減少通過葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1鈉依賴途徑的葡萄糖吸收。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)發(fā)芽糙米提取物能夠顯著抑制肝細(xì)胞核受體因子-1α(HNF-1α)和1β(HNF-1β)基因表達(dá),從而調(diào)節(jié)小腸鈉依賴葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1的表達(dá)[89]。此外,Ito、Choi、Torimitsu、趙桐等的研究均表明發(fā)芽糙米具有預(yù)防糖尿病及其并發(fā)癥的功能[90-93]。

Seiki等人認(rèn)為發(fā)芽糙米良好的預(yù)防糖尿病及其并發(fā)癥功能主要是由于發(fā)芽糙米中富含的膳食纖維[94]。除此之外,發(fā)芽糙米中的其它生物活性物質(zhì)如γ-GABA[95]、γ-谷維素[96]、植物甾醇[97]等也可能對(duì)發(fā)芽糙米的預(yù)防糖尿病及其并發(fā)癥功能有重要貢獻(xiàn)。

2.6 其它生理功能

除上述生理功能外,目前文獻(xiàn)報(bào)道的發(fā)芽糙米生理功能還包括:改善記憶[98]、預(yù)防老年癡呆[98]、醒酒[99]、調(diào)節(jié)情緒[100]、改善皮膚[101]及改善腸道菌群[102-103]等。

3 結(jié)論

發(fā)芽糙米中含有多種對(duì)人體有益的生物活性成分,從而賦予了發(fā)芽糙米的多種生理功能,使其成為非常有潛力的功能性食品配料。在今后發(fā)芽糙米生物活性物質(zhì)及生理功能的研究中以下三個(gè)方面值得進(jìn)一步探索:生物活性物質(zhì)在發(fā)芽過程中的變化規(guī)律及變化機(jī)理;發(fā)芽糙米發(fā)揮各種生理功能的物質(zhì)基礎(chǔ);從分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)和營(yíng)養(yǎng)基因組學(xué)角度研究發(fā)芽糙米中特定生物活性物質(zhì)發(fā)揮某種生理功能的作用機(jī)理及構(gòu)效關(guān)系。

此外,雖然發(fā)芽處理一定程度改善了糙米的口感,但其適口性仍不及精白米,加之價(jià)格原因,消費(fèi)者一般不會(huì)長(zhǎng)期將發(fā)芽糙米作為主食消費(fèi)。食品企業(yè)一般將發(fā)芽糙米作為一種功能性食品配料添加到其它常見食品(如面包、饅頭、面條等)中,故添加發(fā)芽糙米對(duì)這些產(chǎn)品品質(zhì)及生產(chǎn)工藝的影響也值得進(jìn)一步研究。