◎ 劉會(huì)省,王彥明,任文秀
(阿果安娜水果(大廠)有限公司,河北 廊坊 065300)
燕麥屬于一年生禾谷類作物,又名野麥、莜麥等,主要種植于北半球溫帶地區(qū),其中最大的燕麥生產(chǎn)國(guó)是澳大利亞、加拿大、俄羅斯、美國(guó)和中國(guó)等。其他國(guó)家栽培的燕麥以皮燕麥為主,我國(guó)栽培的燕麥以裸燕麥為主,我國(guó)2013 年燕麥種植面積達(dá)2×105hm2,年產(chǎn)量達(dá)6.1×105t,主要種植在內(nèi)蒙古、山西、河北等地區(qū)[1]。燕麥被營(yíng)養(yǎng)學(xué)家稱為“全價(jià)營(yíng)養(yǎng)食品”,因?yàn)槠洳粌H富含蛋白質(zhì)、膳食纖維等常見(jiàn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),還含有皂苷和生物堿等其他谷物少有的功效成分[2]。美國(guó)FDA 在1997 年頒布的相關(guān)條例中提到燕麥中的β-葡聚糖對(duì)于冠心病有積極作用[3],這極大促進(jìn)了燕麥?zhǔn)称吩跉W美國(guó)家的消費(fèi)量。我國(guó)在2016 年發(fā)布的《中國(guó)居民膳食指南(2016)》中提出全谷物概念并推薦“食物多樣、谷類為主”的平衡膳食模式,因此谷物中營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高的燕麥一定會(huì)有更好的前景,我國(guó)燕麥?zhǔn)称穼?huì)得到更廣泛的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。
燕麥的營(yíng)養(yǎng)成分較豐富,其中蛋白質(zhì)含量在谷物中含量較高,脂肪含量在谷物中也名列前茅,并且多為不飽和脂肪酸,此外燕麥含有大量的膳食纖維,尤其富含的可溶性膳食纖維對(duì)人體的健康有極大的功效,同時(shí)含有其他功效成分如皂苷、生物堿等。燕麥中營(yíng)養(yǎng)成分與其他谷物的對(duì)比如表1 所示[4]。因此,攝入燕麥制品的可以起到平衡膳食的作用,使人保持身體健康,本文就燕麥營(yíng)養(yǎng)成分研究現(xiàn)狀進(jìn)行 綜述。
表1 燕麥粉的主要營(yíng)養(yǎng)成分比較表(每100 g)
燕麥蛋白質(zhì)含量在谷類作物中較高,且含有全部8 種必需氨基酸,其中含有谷類普遍缺乏的賴氨酸,因此被認(rèn)為是一種優(yōu)質(zhì)的谷物蛋白。徐向英等利用響應(yīng)面法優(yōu)化了燕麥全粉中蛋白質(zhì)的提取工藝使燕麥蛋白質(zhì)的提取率達(dá)到64.7%,純度為80.21%[5]。魏決等利用不同濃度的NaCl 溶液和復(fù)合酶對(duì)燕麥蛋白質(zhì)進(jìn)行提取試驗(yàn),燕麥蛋白質(zhì)提取率為67.5%,蛋白質(zhì)純度達(dá)到91.4%[6]。除了燕麥蛋白質(zhì)自身的營(yíng)養(yǎng)成分外,研究人員還通過(guò)不同加工工藝來(lái)提高蛋白質(zhì)的消化率進(jìn)而提高燕麥蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。甄紅敏等研究了炒制、常壓蒸制和遠(yuǎn)紅外烘烤3 種滅酶方法對(duì)燕麥蛋白質(zhì)體外消化率的影響,研究表明遠(yuǎn)紅外烘烤后燕麥蛋白體外消化率最高,達(dá)到70.05%[7]。閔維等研究了浸麥條件對(duì)燕麥蛋白質(zhì)體外消化率的影響,通過(guò)最佳浸麥工藝使燕麥的蛋白質(zhì)消化率提高了58.02%[8]。
有研究者對(duì)我國(guó)54 個(gè)燕麥品種進(jìn)行蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià),結(jié)果表明燕麥蛋白質(zhì)含量大多集中在16%~20%,必需氨基酸含量占總氨基酸含量的33.14%,接近世界衛(wèi)生組織(WHO)和聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)推薦的理想蛋白質(zhì)的必需氨基酸組成模式[9]。魏決等使用氨基酸分析儀對(duì)燕麥蛋白質(zhì)的氨基酸成分進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),燕麥蛋白質(zhì)含有人體所必需的8 種氨基酸,是一種完全蛋白質(zhì)[6]。
目前,對(duì)燕麥蛋白質(zhì)研究較多的在于對(duì)燕麥蛋白質(zhì)的酶解、特性和快速檢測(cè)研究。任清等研究了酶解燕麥麩蛋白制備抗氧化肽工藝,確定Alcalae 為初步用酶[10]。Klose 分析研究了燕麥發(fā)芽過(guò)程中燕麥蛋白質(zhì)的變化過(guò)程,發(fā)現(xiàn)燕麥蛋白在蛋白酶的作用下分解為小分子肽和氨基酸[11]。Nieto 等對(duì)提高燕麥蛋白的熱凝膠特性進(jìn)行了研究,為開(kāi)發(fā)新型的燕麥蛋白產(chǎn)品打下基礎(chǔ)[12]。喬瑤瑤等建立了定量分析燕麥中蛋白質(zhì)含量的近紅外模型,為燕麥蛋白質(zhì)含量的快速檢測(cè)提供依據(jù)[13]。
燕麥淀粉的提取方法主要采用堿液提取,游新勇等通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化裸燕麥淀粉的提取工藝,裸燕麥淀粉的提取率為56.83%,為裸燕麥淀粉的工業(yè)化生產(chǎn)提供了參考[14]。楊銘鐸等也對(duì)燕麥淀粉的提取工藝進(jìn)行研究,其得提取率為51.2%[15]。郭項(xiàng)雨等通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)及正交試驗(yàn)對(duì)炒制裸燕麥中的淀粉提取工藝進(jìn)行優(yōu)化,其提取率可達(dá)57.54%[16]。
燕麥淀粉中直鏈淀粉含量的報(bào)道不一致,這是由于直鏈淀粉含量不僅受品種的影響還受到產(chǎn)地的影響[17]。顧軍強(qiáng)等對(duì)國(guó)內(nèi)燕麥主產(chǎn)區(qū)42 個(gè)燕麥樣品的淀粉含量、淀粉性質(zhì)以及酶解后穩(wěn)定性等進(jìn)行了研究,結(jié)果表明直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)和總淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)變幅分別 為8.26% ~15.49% 和54.94% ~65.85%;酶 解 后寧夏白燕2 號(hào)、甘肅定莜7 號(hào)、四川白燕2 號(hào)和鹽源 1 號(hào)等回生值較小,因此這些品種適宜用于加工燕麥飲料[18]。張杰等以土豆淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉為參比,研究了燕麥淀粉的特性,研究表明,燕麥淀粉的凍融穩(wěn)定性、凝沉性、透明度比土豆淀粉、玉米淀粉和小麥淀粉都要差,燕麥淀粉的溶解度與其他3 種淀粉相比是最高的,同時(shí)膨潤(rùn)力是最低的,燕麥淀粉的糊化特性與小麥淀粉較接近[19]。Saccomanno 等對(duì)燕麥胚乳中的淀粉顆粒形態(tài)和尺寸進(jìn)行研究,并將其分為簡(jiǎn)單顆粒和混合顆粒[20]。
燕麥淀粉主要應(yīng)用于制造淀粉膜、脂肪替代品、凝膠、抗性淀粉,以及應(yīng)用于造紙業(yè)[17]。邢明等研究了以燕麥淀粉為基質(zhì)的脂肪替代品在重油蛋糕中的應(yīng)用,結(jié)果表明其具有良好的模擬脂肪功能[21]。
燕麥中脂質(zhì)含量較高,溶劑浸出是制取燕麥脂質(zhì)最常用的方法。王溯等通過(guò)逐層碾磨測(cè)定脂肪的方法,發(fā)現(xiàn)燕麥脂肪大部分存在于胚乳中,占到燕麥總脂肪的80%以上[22],這與張曉斌等[23]的研究一致,并且利用浸提法對(duì)其脂肪進(jìn)行提取,測(cè)得燕麥脂肪中不飽和脂肪酸的相對(duì)含量達(dá)到80.04%,油酸、亞油酸含量分別為43.40%和34.70%。李金玉[24]采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)燕麥中脂肪酸的組成進(jìn)行分析,鑒定出了15 種脂肪酸,不飽和脂肪酸相對(duì)含量約占79.45%,以油酸、亞油酸、亞麻酸為主。韓舜愈等用超臨界CO2萃取燕麥麩油并與石油醚萃取的燕麥麩油進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明兩者脂肪酸含量的不同[25]。王燕等對(duì)品種與環(huán)境效應(yīng)對(duì)裸燕麥油脂含量和脂肪酸組成的影響進(jìn)行研究,燕麥中油脂平均含量為6.42%,含量范圍為2.60%~10.97%,受年份影響顯著,而產(chǎn)地影響不顯著,燕麥中脂肪酸組成受產(chǎn)地、年份影響均顯著[26]。
Tong 等研究了燕麥脂質(zhì)降低膽固醇的作用,研究表明燕麥脂質(zhì)可以降低高膽固醇小鼠的血液和肝臟中膽固醇濃度[27]。王燕將燕麥脂質(zhì)用于人體保濕實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示燕麥脂質(zhì)對(duì)皮膚具有良好的保濕效果;定莜1 號(hào)(甘肅)和白燕1 號(hào)(山西)油脂補(bǔ)水和鎖水效果較好,并推測(cè)與其油酸含量較高有關(guān)[28]?,F(xiàn)在市場(chǎng)上還沒(méi)有燕麥油脂銷售,但有小麥胚芽油做為護(hù)膚品和保健品在銷售,相對(duì)而言,燕麥胚芽油的應(yīng)用前景更加廣闊。
燕麥含有豐富的膳食纖維,其含有的膳食纖維分為不溶性膳食纖維和可溶性膳食纖維,其中可溶性膳食纖維含量較高。胡珊蘭等對(duì)于15 種燕麥的膳食纖維含量進(jìn)行檢測(cè),測(cè)得總膳食纖維平均含量為12%,可溶性膳食纖維含量為0.75%~4.77%,平均含量2.06%[29]。王建偉對(duì)燕麥膳食纖維的制備工藝進(jìn)行研究,提出提取工藝、碾磨顆粒大小及干燥方法對(duì)膳食纖維的物理特性都有影響[30]。王國(guó)宇等研究了不同熟化工藝對(duì)燕麥膳食纖維的影響,并得出熟化后燕麥中的可溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維含量都有一定提升,為燕麥膳食纖維的提取工藝優(yōu)化提供了一定的參考[31]。
燕麥可溶性膳食纖維具有顯著降低高血脂癥患者血脂含量和增加膽固醇排出量的功效,用其可溶性膳食纖維研制的燕麥脂肪替代品對(duì)肝臟損傷有一定保護(hù)作用,但具體機(jī)理仍需更多證據(jù)對(duì)其進(jìn)行說(shuō)明[32]。申瑞玲等研究表明燕麥可溶性膳食纖維可有效預(yù)防動(dòng)物因飼喂高脂飼料而產(chǎn)生體重顯著增高及體脂累積造成的Lee 氏肥胖指數(shù)升高,并提出添加燕麥可溶性膳食纖維對(duì)高脂飲食性肥胖具有一定預(yù)防作用[33]。Mackie等研究了膳食中添加燕麥膳食纖維的功效,結(jié)果顯示膳食纖維可以降低腸黏膜的滲透壓[34]。
燕麥膳食纖維的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,有研究者在鮮奶中添加燕麥膳食纖維,采用不同菌種混合發(fā)酵劑,研究出一種燕麥膳食纖維凝固性乳制品[35]。還有將燕麥膳食纖維應(yīng)用于泡椒牛肉制作中,添加燕麥膳食纖維后的泡椒牛肉出品率和膳食纖維含量有顯著提高,感官品質(zhì)良好[36]。我國(guó)也于2014 年批準(zhǔn)燕麥β-葡聚糖作為新食品資源,這也為燕麥膳食纖維更廣泛的應(yīng)用鋪平了道路。
燕麥生物堿,簡(jiǎn)稱燕麥堿,主要存在于籽粒外層部分,目前已發(fā)現(xiàn)20 余種,其中主要為生物堿,目前主要的提取方法有溶劑提取法、超臨界CO2萃取法和層析法等。曾王旻等用超臨界CO2萃取燕麥麩皮中的生物堿,萃取量達(dá)655.8 μg·g-1[37]。任祎等用溶劑提取法對(duì)燕麥麩皮中的生物堿進(jìn)行提取,得率5.29%,粗提取物中生物堿含量1.10%,合每千克麩皮含生物堿568 mg[38]。
大量研究表明,燕麥中的生物堿不僅具有很強(qiáng)的體內(nèi)和體外抗氧化作用,還具有多種生物活性如抗炎、抗增殖和止癢等,同時(shí)對(duì)于皮膚瘙癢癥、冠心病和結(jié)腸癌的防治也能起到重要的作用[39]。任祎等對(duì)燕麥麩皮生物堿提取物的抗氧化與降血脂作用進(jìn)行研究,攝入燕麥麩皮生物堿提取物后小鼠血脂水平降低,得出燕麥麩皮生物堿提取物具有抗氧化、降血脂生物活性的結(jié)論[40]。目前,已開(kāi)發(fā)的一種藥物二氫燕麥生物堿就是一種燕麥生物堿衍生物,主要被用于治療與組胺有關(guān)的皮膚病如紅斑、瘙癢、曬傷、濕疹和水皰等[2]。
近幾年,燕麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展較迅速,尤其是在“全谷物”概念普及下,更多的燕麥相關(guān)產(chǎn)品出現(xiàn)在市場(chǎng)上。生物堿和燕麥多酚等生物活性物質(zhì)會(huì)是今后的科研重點(diǎn),同時(shí)由于燕麥品種和產(chǎn)地較多,燕麥生物活性物質(zhì)的功效和含量是否受品種和產(chǎn)地的影響,以及這些功效成分的作用機(jī)理等都需要進(jìn)一步研究。
我國(guó)燕麥行業(yè)整體還比較落后,未來(lái)燕麥的發(fā)展前景較好,尤其在高附加值的產(chǎn)業(yè)如保健食品、特醫(yī)食品和化妝品行業(yè)將會(huì)有更好的應(yīng)用。