燕麥的營養(yǎng)成分及藥理作用研究進(jìn)展※

●李明靜 羅 蕊 戶學(xué)妹 張 馳 劉 洋 尹明達(dá) 王志妍 黃鳳蘭，2※※

（1.內(nèi)蒙古民族大學(xué)生命科學(xué)與食品學(xué)院 內(nèi)蒙古 通遼 028000；2.內(nèi)蒙古民族大學(xué)蓖麻育種國家民委重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 內(nèi)蒙古 通遼 028000；3.通遼市農(nóng)牧科學(xué)研究所 內(nèi)蒙古 通遼 028000）

燕麥起源于我國，為禾本科燕麥屬1年生草本植物，是一種特殊的藥食同源作物[1]。品種一般分為皮燕麥和裸燕麥兩大類。燕麥作為一種全價(jià)營養(yǎng)食品，含有大量的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、膳食纖維、碳水化合物等物質(zhì)，且燕麥籽粒中含有豐富的維生素和礦物質(zhì)。燕麥還提供其他生物活性化合物，如酚酸、皂苷、黃酮和生物堿等。燕麥不僅具有很高的營養(yǎng)價(jià)值，而且保健效能顯著。β-葡聚糖是燕麥中主要的活性成分，具有多種生理功能和營養(yǎng)特性[2]。國外學(xué)者證明β-葡聚糖可以降低血液中的膽固醇和葡萄糖的腸道吸收，從而預(yù)防心血管損傷、血脂異常、高血壓、炎癥狀態(tài)和II型糖尿病等疾病[3]。燕麥中的酚酸、黃酮等物質(zhì)具有較強(qiáng)的清除自由基和抗氧化能力[4]。近年來，燕麥?zhǔn)前l(fā)達(dá)國家消費(fèi)增長最快的谷物食品，在我國還未得到廣泛的開發(fā)和利用[5]。本文對燕麥的營養(yǎng)成分和保健功效進(jìn)行綜述，為燕麥的進(jìn)一步開發(fā)和利用提供理論參考。

1 燕麥的營養(yǎng)成分

1.1 燕麥蛋白質(zhì)

燕麥?zhǔn)莾?yōu)質(zhì)的谷物蛋白來源[6]。據(jù)報(bào)道，燕麥籽粒中蛋白質(zhì)含量為16%～20%，主要分布在皮層、糊粉層細(xì)胞中[7]。燕麥蛋白的主要組成為清蛋白、球蛋白、脯氨酸和谷蛋白。清蛋白占總蛋白質(zhì)的7%～12%[8]、球蛋白占總蛋白質(zhì)的70%～80%[7]、脯氨酸占總蛋白質(zhì)的10%～15%[8]、谷蛋白含量低于10%[8]，球蛋白含量明顯高于其他谷類作物，這是燕麥蛋白氨基酸組成比其他谷物有優(yōu)勢的重要原因[6]。燕麥球蛋白是目前研究最多的蛋白質(zhì)組分，主要為貯藏蛋白，球蛋白中的12S、7S、3S均具有貯藏功能，主要成分為分子量是53～58 kDa的12S球蛋白，其分子結(jié)構(gòu)由一個(gè)α亞基和一個(gè)β亞基構(gòu)成[7]。從氨基酸組成看，燕麥中含有18種氨基酸，其中8種為人體必需氨基酸，含量豐富，比例合理，不隨蛋白質(zhì)含量變化而波動(dòng)。其中，賴氨酸含量較高，每100 g燕麥中含有675 mg，是大米和小麥的2倍以上[9]。與其他谷類作物相比燕麥蛋白利用率高，在促進(jìn)人體生長發(fā)育方面具有積極作用。

1.2 脂質(zhì)

燕麥脂肪含量占比為5%～9%，90%以上集中在麩皮和胚乳中，主要由甘油三酯、磷脂、糖脂和甾醇組成[6]。不飽和脂肪酸占總脂肪酸總量的80%以上，亞油酸占不飽和脂肪酸的40%以上[10]。燕麥脂肪中含有兩種與之有關(guān)的酶，分別為脂肪酶和脂肪氧化酶，能夠氧化甘油酯和部分糖酯。燕麥脂肪的特殊之處是具有較高的脂肪酶活性。

1.3 膳食纖維

膳食纖維是一種多糖，在人體內(nèi)很難被消化酶解，但是維持健康必不可少的一種物質(zhì)。燕麥的膳食纖維主要來自于燕麥麩皮，占總纖維素含量的17%～21%，一般分為可溶性（SDF）和不溶性（IDF）兩種膳食纖維，其中超過1/3為可溶性膳食纖維，以β-葡聚糖為主[11]。β-葡聚糖是一種可溶性膳食纖維，主要存在于燕麥胚乳和糊粉層細(xì)胞壁中，由β（1→3）糖苷鍵和β（1→4）糖苷鍵連接β-D-吡喃葡萄糖形成線性支鏈的黏性多糖[12]，占總可溶性膳食纖維的80%～85%，是燕麥中的主要活性成分[2]。β-葡聚糖的含量是燕麥營養(yǎng)品質(zhì)評價(jià)研究的主要內(nèi)容[13]。隨著分離純化、結(jié)構(gòu)鑒定等研究技術(shù)的更新應(yīng)用，β-葡聚糖的特殊生理活性和藥用價(jià)值不斷被發(fā)現(xiàn)[14]。

1.4 碳水化合物

燕麥中淀粉含量因產(chǎn)地不同而不同，通常在50%～65%[15]。根據(jù)淀粉的消化速率，將淀粉分為三種組分：快速消化淀粉（RDS）、慢消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）。SDS對維持人體血糖平衡具有重要意義，因?yàn)樗梢哉{(diào)節(jié)血糖反應(yīng)并改善食物的營養(yǎng)品質(zhì)。RS已被公認(rèn)為功能性纖維，可逃避消化，為結(jié)腸細(xì)菌提供可發(fā)酵的碳水化合物。除了治療效果外，抗性淀粉比傳統(tǒng)纖維能提供更好的外觀、質(zhì)地和口感[8]。燕麥淀粉與其他谷類作物相比不易老化，經(jīng)過改性后，能夠作為脂肪的替代物。

1.5 維生素和礦物質(zhì)

燕麥籽粒中富含多種維生素，主要為B族維生素、維生素E、葉酸等，其中維生素B1（硫胺素）含量為0.76 mg/100 g，維生素B2（核黃素）含量為0.19 mg/100 g[16]。維生素E的活性主要是由生育酚和生育三烯醇所提供，這兩種物質(zhì)共同構(gòu)成了生育激素[2]。同時(shí)，燕麥籽粒中礦物質(zhì)也很豐富，包含鈣、鐵、鎂、磷、鋅、銅、硒等。其中磷、鎂、鈣含量分別為488 mg/100 g[2]、131 mg/100 g[6]、54.7 mg/100 g[6]，微量元素鐵、鋅的含量分別為4.2 mg/100 g[2]和4.4 mg/100 g[6]，均高于小麥、玉米、大米。硒作為人體必須微量元素之一，在燕麥中含量達(dá)到0.696 mg/100 g[2]，是小麥的3.7倍、玉米的7.9倍、大米的35倍[2]。

1.6 生物活性物質(zhì)

酚類化合物是由帶有一個(gè)或多個(gè)羥基的芳香環(huán)構(gòu)成的，是二次代謝的產(chǎn)物，通常分為酚酸、黃酮、生物堿[17]。酚酸是一種可溶性游離酸，可酯化為糖和低分子質(zhì)量成分的可溶性共軛酸，其含量在谷物中達(dá)到50%～70%[17]。Mattila等[18]研究8種燕麥中酚酸的含量，結(jié)果表明：燕麥中主要酚酸為阿魏酸、咖啡酸、丁香酸及對香豆酸，是燕麥產(chǎn)品中含量最多的酚類化合物。黃酮在燕麥中所占含量為15.29 mg/g[19]。生物堿是一種酚類化合物，主要分布在麩皮中，由鄰苯二甲酸和對鄰苯二甲酸通過酰胺鍵與羥基肉桂酸相連[20]，是燕麥特有的物質(zhì)。生物堿A、B、C是總可溶性抗氧化酚類化合物的主要成分，是由羥基蒽醌酸、對香豆酸、阿魏酸或咖啡酸形成[21]，具有較強(qiáng)的清除DPPH自由基、ABTS+自由基和抗氧化能力[22]。皂苷是苷元為三萜或螺旋烷類的糖苷，根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)可將皂苷分為三萜皂苷和甾體皂苷[23]。

2 燕麥的藥理作用

2.1 降血脂、降膽固醇、護(hù)血管功能

心血管疾?。–VD）是全球人類死亡的主要原因之一，飲食風(fēng)險(xiǎn)是CVD的主要貢獻(xiàn)者[2]。高水平的血清膽固醇血癥和低密度脂蛋白（LDL）會增加心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，β-葡聚糖含量相同，蛋白質(zhì)含量不同的燕麥品質(zhì)，蛋白質(zhì)含量越高，降低大鼠血清中總膽固醇（TC）和低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）能力越強(qiáng)，通過蛋白組成分析推測，燕麥蛋白質(zhì)的降脂功能取決于精氨酸（Arg）/賴氨酸（Lys）的比值[24]。孟娟娟等[25]通過觀察β-葡聚糖對高脂型大鼠血脂及肝功能的影響，檢測血液及肝中谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）活性，發(fā)現(xiàn)與模型組相比，β-葡聚糖組肝細(xì)胞損傷減輕，肝功能改善，大鼠血清ALT、AST含量明顯降低（P＜0.05），因此燕麥β-葡聚糖可降低小鼠血脂并保護(hù)肝功能。

李文全等[26]研究發(fā)現(xiàn)大分子燕麥β-葡聚糖可促進(jìn)糞膽固醇和膽汁酸的排出，抑制肝臟甘油三酯（TG）和膽固醇沉積，增加膽汁酸的合成。β-葡聚糖能夠改善代謝紊亂，降低氧自由基的生成，對生物膜起到保護(hù)作用，可將過氧化物清除，有效預(yù)防高血脂癥引發(fā)的動(dòng)脈粥樣硬化[5]。燕麥不飽和脂肪酸中的亞油酸與體內(nèi)膽固醇結(jié)合成酯，使膽固醇降解為膽汁酸排出體外[24]。何勝華等[27]將不同劑量的植物甾醇灌入小鼠中2 mL/d，45 d后測定各項(xiàng)指標(biāo)，結(jié)果表明：各種劑量的植物甾醇均能不同程度的降低小鼠血清中的TC、LDL-C和AI，同時(shí)還降低肝臟中的TC、TG等，這表明植物甾醇有降脂效果。燕麥皂苷可與植物纖維結(jié)合，吸收膽汁酸，使高膽固醇轉(zhuǎn)化為膽汁酸隨糞便排出，間接降低血清膽固醇[28]。Li[29]等通過對燕麥酚酸對小鼠降血脂的研究，發(fā)現(xiàn)燕麥酚酸可降低甘油三酯，抑制肝臟谷氨酸輔酶A還原酶的活性，改善肝臟抗氧化防御機(jī)制。綜上所述，燕麥蛋白質(zhì)、β-葡聚糖、亞油酸、植物甾醇、皂苷及酚酸均有較好的降脂、降膽固醇效果，從而起到預(yù)防心腦血管疾病的作用。

2.2 調(diào)節(jié)血糖、改善糖尿病功能

2017年全球成人糖尿病患者（20～79歲）為4.25億，預(yù)計(jì)2045年，可能達(dá)到6.29億[12]。研究表明β-葡聚糖有降低餐后血糖水平的能力。Wang等[30]通過對β-葡聚糖的物理和化學(xué)性質(zhì)研究表明，其降血糖的能力主要取決于β-葡聚糖對胃腸道及消化道（GIT）黏度的增強(qiáng)。燕麥β-葡聚糖的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，β-葡聚糖經(jīng)腸道菌群發(fā)酵后產(chǎn)生的短鏈脂肪酸受體FFA2和FFA3在小鼠和人類胰腺β細(xì)胞中表達(dá)，并通過與Gi-typeG蛋白偶聯(lián)介導(dǎo)胰島素分泌抑制過程，從而調(diào)節(jié)促胰島素多肽和胰高血糖素樣肽-1等內(nèi)分泌激素水平來調(diào)節(jié)血糖[31]。研究發(fā)現(xiàn)，β-葡聚糖可降低食品的血糖生成總數(shù)（GI），食用后通過降低淀粉酶活性來延緩淀粉的消化吸收，從而達(dá)到降血糖效果[32]。Hooda等[33]發(fā)現(xiàn)豬飼糧中添加6%的燕麥β-葡聚糖濃縮物，可降低凈葡萄糖通量，增加短鏈脂肪酸和胰島素通量，并降低了胰島素產(chǎn)量峰值。

研究發(fā)現(xiàn)，燕麥蛋白肽具有α-葡萄糖苷酶抑制活性，能夠抑制小腸酶，使餐后血糖水平上升的速度減緩，增加胰高血糖素的產(chǎn)生，提高胰島素的分泌[34]。張慧娟等[35]采用ICR小鼠進(jìn)行糖尿病建模，研究燕麥多肽對小鼠降血糖相關(guān)指標(biāo)的影響，結(jié)果表明，不同劑量的燕麥多肽均可增加糖尿病小鼠體重，改善多飲多食癥狀。王燕俐等[36]研究發(fā)現(xiàn)，II型糖尿病患者進(jìn)食燕麥可以有效降低患者的空腹血糖（FDG）、餐后2 h血糖（2 hPG）、HbAlC糖化血紅蛋白、總膽固醇（TC）和甘油三酯（TG）水平，明顯改善病人癥狀。

2.3 改善腸道菌群，維持腸道健康

食用燕麥及燕麥產(chǎn)品對于胃腸道具有顯著改善。據(jù)報(bào)道，膳食纖維在消化系統(tǒng)中吸收水分，增加腸道及胃內(nèi)食物體積，增加飽腹感，促進(jìn)腸蠕動(dòng)，舒緩便秘[23]。申瑞玲等[37]研究燕麥β-葡聚糖對小鼠腸道菌群的影響發(fā)現(xiàn)，隨著灌胃時(shí)間的增加，β-葡聚糖可使小鼠腸道和糞便中的雙歧桿菌和乳酸桿菌增殖，大腸桿菌數(shù)量減少，說明燕麥β-葡聚糖具有調(diào)節(jié)小鼠腸道菌群作用。Korczak等[38]發(fā)現(xiàn)，不論動(dòng)物還是人體試驗(yàn)中，β-葡聚糖均能選擇性的促進(jìn)腸道特定有益菌種的增殖，如雙歧桿菌和乳酸桿菌等，并能提升以乙酸、丙酸和丁酸為主的不飽和脂肪酸的含量。研究發(fā)現(xiàn)，β-葡聚糖可改善有益細(xì)菌繁殖條件，增加微生物數(shù)量，保護(hù)肝臟，體內(nèi)微生物群落可幫助宿主抵御各種外部不利條件，提高重要保護(hù)，為腸道細(xì)菌菌群可治愈多種病理狀況[39]。

2.4 抗炎抑菌功能

研究發(fā)現(xiàn)，從燕麥中提取的β-葡聚糖的水提取物，無論MW高還是MW低，對慢性Lps誘導(dǎo)的腸炎都有抗炎作用[2]。Guo等[40]通過調(diào)節(jié)核因子依賴性轉(zhuǎn)錄探究燕麥多酚對內(nèi)皮促炎細(xì)胞因子表達(dá)的抑制作用機(jī)制，發(fā)現(xiàn)燕麥中獨(dú)特的多酚、生物堿通過抑制IKK和IKB的磷酸化以及抑制蛋白酶體活性來抑制NF-KB激活，從而降低內(nèi)皮促炎細(xì)胞因子的表達(dá)。王雙慧等[41]為探究燕麥β-葡聚糖、多酚及黃酮的抑菌效果，利用濾紙片法和牛津杯法對三者的抑菌活性進(jìn)行探究，結(jié)果表明，燕麥β-葡聚糖、多酚、黃酮對大腸桿菌、黑曲霉菌等存在一定的抑制作用。陸燦等[23]通過研究燕麥皂苷的活性發(fā)現(xiàn)，燕麥皂苷對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、白色念珠菌具有明顯的抑制作用。

2.5 免疫調(diào)節(jié)功能

免疫調(diào)節(jié)是指將人體免疫反應(yīng)達(dá)到所需水平的過程。研究發(fā)現(xiàn)，β-葡聚糖能夠活化巨噬細(xì)胞、嗜中性白血球等，能提高白細(xì)胞素、細(xì)胞分裂素和特殊抗體含量，從而刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)，可迅速恢復(fù)受傷機(jī)體的淋巴細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子的能力，從而有效調(diào)節(jié)機(jī)體免疫機(jī)能[42]。燕麥β-葡聚糖作為一種天然的免疫調(diào)節(jié)劑，能與免疫細(xì)胞的表面受體結(jié)合并激活免疫細(xì)胞，分泌細(xì)胞因子，參與宿主的特異性免疫和非特異性免疫，從而提高機(jī)體免疫功能[43]。

2.6 抗氧化功能

氧化是一種產(chǎn)生自由基的化學(xué)反應(yīng)。自由基破壞有機(jī)體的細(xì)胞。抗氧化劑可清除這些自由基，減少氧化應(yīng)激。燕麥富含抗氧化劑，如維生素E、酚酸、黃酮、甾醇和生物堿。維生素E是一種重要的抗氧化劑，被認(rèn)為可以預(yù)防過早衰老、慢性疾病、癌癥、心血管疾病和中風(fēng)。研究表明，添加高分子量和低分子量β-葡聚糖可有效降低脂多糖（LPS）誘導(dǎo)的小鼠或大鼠腸炎的氧化應(yīng)激[2]。生物堿是燕麥特有的物質(zhì)，具有較強(qiáng)的DPHH自由基清除能力，具有一定的抗衰老作用[44]。

2.7 抗腫瘤功能

Murphy等[45]研究了燕麥中提取的低分子量β-葡聚糖的抗腫瘤活性，研究發(fā)現(xiàn)，隨β-葡聚糖濃度的增加，癌細(xì)胞存活率下降，因此低分子量β-葡聚糖可降低癌細(xì)胞存活率。將皮膚癌細(xì)胞加入β-葡聚糖進(jìn)行體外培養(yǎng)，可檢測到腫瘤細(xì)胞中一種半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶表達(dá)量增加，經(jīng)活化后的Caspase-12具有誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的作用[46]。據(jù)報(bào)道，口服β-葡聚糖可顯著增強(qiáng)mAb對小鼠腫瘤的抑制作用[47]。

2.8 減肥、美容功能

研究表明，攝入膳食纖維和全谷物有助于減輕體重，這將是對抗當(dāng)前肥胖趨勢的新途徑[2]。燕麥β-葡聚糖能增加腸道食糜黏度，減緩胃排空時(shí)間，延長小腸對營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間和吸收率，增加飽腹感[48]。燕麥膳食纖維能吸收相當(dāng)于自身重量幾倍的水分，在腸胃中吸水膨脹并形成高黏度溶膠，延緩胃排空時(shí)間，形成飽腹感[11]。研究表明，0.5%的β-葡聚糖溶液以5 mg/cm2的劑量深入皮膚表皮和真皮層，顯著降低了皮膚的皺紋深度、高度和粗糙度[16]。

3 展望

燕麥作為我國特色雜糧谷物，近年來因其豐富的營養(yǎng)成分和保健功效而備受關(guān)注。目前，對燕麥的研究多為宏量營養(yǎng)素方面的研究，對燕麥中的生物活性成分研究較少，因此運(yùn)用代謝組學(xué)、基因組學(xué)等技術(shù)對燕麥中的活性成分進(jìn)行分離鑒定，找出發(fā)揮關(guān)鍵作用的調(diào)控因子，從而對燕麥中的活性物質(zhì)進(jìn)一步開發(fā)和利用。

4 總結(jié)

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們開始重視健康，越來越注重養(yǎng)生。但現(xiàn)在人們所食用的五谷雜糧皆是通過多道工序加工后所得到的精細(xì)食物，導(dǎo)致人體所需營養(yǎng)成分流失嚴(yán)重，不利于人們的身體健康。隨著燕麥中有效成分的作用和分子機(jī)制不斷被揭示，將在食品、保健及其他行業(yè)具有更廣泛的應(yīng)用前景。