1荞麦主要营养物质及功能成分的研究
1.1蛋白质及氨基酸
蛋白质在细胞中有着十分重要的功能,对于组成器官、催化生化反应、接受与传递细胞信号、维护细胞环境等具有重要意义[5]。荞麦中富含丰富的蛋白质,其含量因品种不同存在差异,但平均含量在15%~17%之间[6]。主要由清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白组成,其中水溶性蛋白质含量高占总蛋白含量的80%,醇溶蛋白、谷蛋白含量相对较低占总蛋白20%左右。此外组成荞麦蛋白质的氨基酸种类齐全,配比合理,尤其是人体所必需的8种必需氨基酸含量高达11.82%,与鸡蛋蛋白质的组成比例十分接近[7~8]。荞麦中赖氨酸含量较高,与其他谷物搭配食用,可有效改善由于膳食结构导致的“赖氨酸缺乏症”,有利于补足营养,促进身体健康。荞麦蛋白质除了具有很高的营养价值外,还有很多其他功效。有学者[9]对苦荞蛋白质进行了分离纯化,并结合细胞实验筛选出了苦荞水溶性蛋白质中体外抗肿瘤活性的有效成分,通过细胞实验发现该成分对人乳腺癌细胞株MDA-MB-231和Bcap37细胞有明显的增殖抑制作用,这个结论与Guo等学者[10]的研究结果一致;另外白崇智等人对重组荞麦胰蛋白酶抑制剂诱导肝癌细胞H22凋亡的作用进行研究,发现重组荞麦胰蛋白酶抑制剂能够在体外特异性地抑制H22细胞的生长,并能诱导H22细胞凋亡;苦荞麦蛋白还能抑制1,2-二甲阱诱发的大肠癌的发生[11]。除抗癌功效外,荞麦蛋白在抗疲劳作用上比黄酮类化合物效果更加显著,而且在清蛋白、球蛋白和谷蛋白三者中球蛋白的抗疲劳效果最为明显,这与球蛋白上含有的支链氨基酸密不可分[12]。苦荞麦蛋白还是一种天然的抗氧化剂[13],利用苦荞蛋白质酶解产物进行体外抗氧化实验,结果发现该产物不但表现出较强的还原能力和螯合铁离子的能力,同时还可以清除DPPH自由基。
1.2淀粉及膳食纤维
荞麦中淀粉含量随品种和产区不同存在差异,其中苦荞麦中淀粉质量分数为65%~75%,甜荞麦在75%左右。陕西产的甜荞麦种子淀粉含量在67.9%~80.7%之间,苦荞麦种子在63.8%~72.9%[14]之间。而四川地区出产的荞麦种子,无论甜荞还是苦荞淀粉含量均在60%以下。营养学上将淀粉分为快速消化型淀粉、慢速消化型淀粉和抗消化淀粉三种类型。苦荞麦淀粉因与黄酮类物质结合紧密,不易被淀粉酶消化主要以抗性淀粉的形式存在,其含量为7.5%~35%[15]。抗性淀粉的作用类似于膳食纤维素,不易被小肠吸收但能被大肠杆菌发酵,长期食用可改善肠道微生物环境、提高组织细胞对胰岛素的敏感性、防止血糖血脂升高,对糖尿病人有重要的保健价值。荞麦中还含有精细粮食所缺乏的膳食纤维,含量占子粒2%~3%[16],其中可溶性膳食纤维约为0.68%~1.56%占膳食纤维总量的20%~30%;甜荞粉含膳食纤维60.39%,是小麦的1.7倍,大米的3.5倍。膳食纤维被视为人体所需的第七大营养素,其在人体内虽不能被肠道吸收,但有助于调节体内碳水化合物和脂质的代谢及矿物质的吸收,显著降低血脂和体内过氧化水平,对肥胖病、高血压、高血脂、动脉粥样硬化、糖尿病、结肠病及心血管疾病等有一定的预防作用[17]。
1.3脂肪酸
荞麦的脂肪含量约为3%。也有报道荞麦的脂肪含量2%~3.64%[18],这可能与荞麦的品种和产地的不同有关。荞麦含9种脂肪酸,其中不饱和脂肪酸含量丰富,与小麦、大米、玉米等大宗粮食相比荞麦脂肪酸的组成更合理,其中油酸和亚油酸的含量最多,占总脂肪酸含量的70%以上[19]。亚油酸是功能性多不饱和脂肪酸,具有降低血清胆固醇和抑制动脉血栓形成的功能,摄入大量亚油酸对患高甘油三酯疾病的人有明显的疗效。此外,亚油酸是ω-6长链多不饱和脂肪酸尤其是γ-亚麻酸和花生四烯酸的前体,在预防动脉粥样硬化和心肌梗塞等心血管疾病方面有良好作用。
1.4维生素及矿物质
维生素和矿物质在促进机体代谢平衡、维持人体健康方面扮演着重要角色,是机体不可缺少的主要营养元素。荞麦中含有大量的维生素,其中含VB1约为0.18mg·g-1,VB2约为20.50mg·g-1,VB6约为0.02mg·g-1,是小麦粉、大米和玉米粉的1~4倍。荞麦富含镁、钾、钙、铁、锌、铜等多种矿物质元素,其中含镁130mg·100g-1、磷180mg·100g-1、钙15mg·100g-1、铁1.2mg·100mg-1均高于其它禾谷类作物[20]。荞麦中的Cr3+是构成“葡萄糖耐量因子(GIF)”重要活性物质,可增强胰岛素的功能。此外苦荞中还含有0.043mg·kg-1的硒元素,它在人体中与金属结合形成不稳定的“金属一硒一蛋白质”复合物,可以排解人体中如铅、汞、镉等有毒物质、防治克山病。
1.5黄酮类
黄酮类物质是荞麦主要的生物活性成分,多数以糖苷的形式分布在荞麦的各个部分,尤其是花和叶。研究表明从荞麦花叶中提取到的总黄酮能不同程度地促进小鼠免疫活性细胞的增殖转化,使小鼠的细胞免疫活性增强,而且能抑制乙型糖尿病大鼠心肌的损伤[21]。苦荞中的原儿茶素具有抗氧化、提高心肌耐氧能力、减慢心率、介导肿瘤细胞凋亡及保护神经等重要药理作用[22]。从苦荞麦中分离提取出的木犀草素[23]是一种重要的黄酮类化合物,细胞实验指出木犀草素具有抗氧化、抗炎/抗过敏、抗肿瘤和清除自由基的作用;KIMSJ等[24]从日本北海道HokkaiT8苦荞芽中分离鉴定出了荭草苷、异荭草苷、牡荆苷、异牡荆苷、芦丁、槲皮素6种黄酮类化合物;其中芦丁作为苦荞中主要的功能因子,不仅具有降糖、降脂、改善心脑血管循环等作用,还有抗炎、利尿的功效。
1.6酚类
苦荞籽中含有大量酚酸,其中包括p-羟基苯甲酸、阿魏酸、原儿茶酸、p-香豆酸、没食子酸、咖啡酸、香草酸、紫丁香酸和绿原酸,原儿茶酸和阿魏酸是苦荞籽中含有的主要酚类物质。生物体内存在大量的自由基,这些自由基的存在将会导致机体衰老和许多疾病的发生。荞麦中多酚类物质具有较强的抗氧化活性,选取ABTS+·、DPPH·两个水溶性抗氧化体系及β-胡萝卜素-亚油酸脂溶性抗氧化体系对苦荞种子中多酚的抗氧化活性进行评价,发现在3种抗氧化模型中,苦荞均表现出较好的抗氧化活性[25]。有学者对荞麦的乙醇提取物的抗氧化活性和清除自由基的效果进行了研究,发现荞麦提取物中酚类化合物能够提供电子和质子氢,与羟基自由基反应,起到清除自由基的作用[26]。因此经常食用荞麦食品尤其是苦荞类产品对于保持健康的体魄,美丽的容颜可谓大有裨益。
2荞麦食品开发研究
2.1发酵类荞麦产品研究
发酵食品,是一类利用有益的微生物对食品原料进行加工得到的食品,发酵不但可以增加食品的风味,还能够改善原料的营养组分,常见的荞麦发酵类食品主要有荞麦醋、荞麦白酒、苦荞乳饮品、苦荞面包和蛋糕、苦荞酱油、荞麦豆酱、苦荞啤酒、苦荞苏打饼干等。苦荞醋和苦荞酒是在传统的发酵工艺基础上以苦荞粉为原料,添加麸曲、麸皮、醋酸菌种子、以及酒精酵母、红曲菌等经过不同的酿造工艺酿制而成;以苦荞麦、奶粉、山药为主原料,应用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌作为发酵菌种得到酸乳饮料营养丰富;此外金荞麦清蛋糕和土司面包、苦荞微波蛋糕、苦荞大豆面包和无水苦荞蛋糕等产品的推出极大地丰富了荞麦发酵产品市场。
2.2非发酵荞麦产品研究
非发酵荞麦产品包括荞麦普通产品和荞麦功能因子提取产品。普通荞麦产品是全国各地比较常见的民间小吃,如:荞麦饸饹、荞麦鱼鱼、碗坨、荞麦烙饼、血粑、灌肠。此外荞麦膨化食品、荞麦粥、荞麦方便面、荞麦挂面、荞麦饼干、荞麦营养粉、荞麦米等产品正慢慢的占据荞麦食品市场。荞麦功能因子含量丰富,保健价值高,很多科研工作者和企业研发单位不断的对其进行研究,并开发出了大量相关产品如:生物类黄酮口服液、苦荞胶囊、荞麦抗癌药品苦荞冲剂、生物类黄酮牙膏、口香糖等。
2.3荞麦饮用产品研究
谷物饮料被称为第五代饮料,属于小品类大市场产品。荞麦营养价值居谷物类之首,因此受到饮料生产厂家的亲睐。荞麦饮品主要有苦荞茶、荞麦植物蛋白饮料、荞麦复合型饮料、荞麦乳饮料等。除此之外还有荞麦豆乳饮料、荞麦保健乳饮料、薏米荞麦复合饮料、苦荞麦芽-小米复合谷物饮料及荞麦绿豆蛋白饮料等一系列复合荞麦饮品,不仅满足了不同消费人群的需求,同时促进了荞麦饮品市场的发展。
3结语
荞麦营养价值全面,各类营养素齐全,除含有人体所需的六大营养素之外,还含有其它谷物缺乏的功能成分。对降低血糖,预防糖尿病具有特殊功效是名副其实的降糖明星,深受消费者的喜爱和追捧。随着新闻媒体大力炒作和各类养生节目的热播,主食杂粮化,食品营养化在社会上掀起了一阵热潮,药疗不如食补的理念也逐渐深入人心。荞麦功能食品的消费市场前景广阔,可以毫不犹豫地说未来荞麦产业的发展的必将潜力无穷。
作者:李双红 单位:陕西师范大学