薏苡仁的營養(yǎng)成分和生物活性研究進展

王 辰，劉 虹，陳 雁，高夢祥，覃爾岱，覃 瑞

（1.長江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，湖北荊州 434025；2.中南民族大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430000）

薏苡仁（Coix lachryma-jobi L.），又稱苡米、薏米等。最早記載于《神農(nóng)本草》，是一種歷史悠久的常用中藥[1]。在2010年的中國藥典中記載，薏苡有祛脾濕、祛痰化瘀之功效，適合在海拔35～2 500 m溫暖濕潤的地區(qū)種植，對土壤與環(huán)境條件適應(yīng)強[2]。薏苡籽粒呈橢圓形，最外層為薏苡殼，殼的內(nèi)部有一種皮層，去除薏苡殼與種皮層后得到紅薏苡仁，紅薏苡仁經(jīng)去麩皮碾白后為白薏苡仁。薏苡各部分營養(yǎng)組分含量不同，王穎等人[3]測定了貴州興仁縣薏苡的不同組織器官的蛋白質(zhì)、多糖、氨基酸、維生素、礦質(zhì)元素等指標，不同部位的營養(yǎng)成分和功能成分有顯著差異。國內(nèi)外學(xué)者對薏苡開展了多方面的研究，對薏苡的營養(yǎng)成分及生物活性等方面進行了綜述。

1 薏苡仁主要營養(yǎng)成分研究

1.1 碳水化合物

淀粉是薏苡仁的主要組成部分，占其質(zhì)量的59%～72%，薏苡仁淀粉呈現(xiàn)谷物淀粉典型的A型衍射特征，顆粒呈球形、多邊形等不規(guī)則形狀，粒徑（d4，3） 為 27.7～35.7 μm。半透明薏苡仁淀粉直鏈淀粉含量為15.9%～26.4%，薏苡仁淀粉糊化的最高溫度為71～76℃，糊化焓值為7～11 J/g[4]。淀粉特性直接影響薏苡仁的利用，薏苡仁難糊化的原因是由低支鏈淀粉含量、高淀粉結(jié)晶度等原因綜合引起的[5]，Liu X等人[4]研究表明，濕熱處理可以破壞薏苡仁淀粉的晶體區(qū)域，降低糊化焓值。

薏苡仁除淀粉外還包括一些多糖，Apirattananusorn S等人[6]利用0.5 mol/L NaOH溶液分別從白殼和黑殼薏苡仁中提取多糖，研究發(fā)現(xiàn)，提取的多糖主要由阿拉伯糖和木聚糖組成，相對分子質(zhì)量分別為1.449×106和7.41×105，阿拉伯糖和木聚糖摩爾比分別為1.24和1.25。而Yao Y等人[7]利用0.3 mol/L NaOH溶液提取薏苡仁得到2種多糖相對分子質(zhì)量分別為9.42×104和8.23×104，一種多糖由鼠李糖、葡萄糖、阿拉伯糖和半乳糖組成，各組分的摩爾比為1.1∶0.7∶0.4∶0.5；另一種由木糖、鼠李糖、半乳糖和葡萄糖組成，摩爾比為0.4∶1.4∶1.6∶0.5。肖小年等人[8]從薏苡仁的水提物中分離得到2種多糖，一種是由鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖和半乳糖組成，其摩爾比為1∶1∶11∶10；另一種是由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、半乳糖和葡萄糖組成，其摩爾比為3∶18∶13∶10∶5，多糖提取率為5.53%。因此，薏苡仁多糖的組成和分子大小與薏苡品種、分離方法有關(guān)。

另外，Liu X等人[9]通過近紅外光譜技術(shù)（NIR）測定了41種白薏苡的膳食纖維含量，其范圍為1.3%～3.0%。

1.2 蛋白質(zhì)

薏苡仁營養(yǎng)豐富，蛋白質(zhì)含量12.2%～16.7%，胚乳中的蛋白質(zhì)含量約為20%，薏苡仁蛋白富含人體必需的8種氨基酸[10]。薏苡仁蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能一直是研究的重點，通過薏苡仁蛋白質(zhì)的氨基酸序列比對發(fā)現(xiàn)，玉米、高粱和薏苡仁蛋白的氨基酸序列同源性超過50%。侯俐南等人[11]采用雙蒸水、0.5 mol/L NaCl，70%乙醇與0.012 5 mol/L硼酸鈉緩沖液分別抽提，依次分離得到白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白，4種蛋白分別占總蛋白的1.43%，6.20%，44.74%和37.38%，其中薏苡仁蛋白的主要成分是醇溶蛋白和谷蛋白，二者占到總蛋白的82.22%，通過對醇溶蛋白進行SDS-PAGE電泳分離，醇溶蛋白按分子量可分α（19和22 kD），β（14 kD），γ（16和27 kD），δ（10 kD）等4類。對薏苡仁蛋白采用酸法水解，共檢測到15種人體必需和半必需的氨基酸，含量較高是谷氨酸（35.9 mg/g），亮氨酸（23.5 mg/g）及脯氨酸（18.9 mg/g）。Liu X等人[9]通過近紅外光譜技術(shù)（NIR） 分析了41種白薏苡仁的氨基酸組成，鑒定了薏苡仁蛋白的10種同系物，其中8種α構(gòu)型、1種β構(gòu)型和1種γ構(gòu)型，谷氨酰胺是這10種同系物中的主要氨基酸，在α構(gòu)型的薏苡仁蛋白中谷氨酰胺含量大于20%，β與γ構(gòu)型的薏苡仁蛋白分別含有31.2%與13.3%的谷氨酰胺。對拋光后的薏苡仁NIR分析顯示，薏苡仁中谷氨酰胺含量30.21～42.19 mg/g，亮氨酸 17.32～26.12 mg/g，丙氨酸 12.20～18.71 mg/g。

1.3 脂類

薏苡仁中脂肪含量為5.1%～9.4%，高于玉米、高粱等谷物[12]。Huang D W等人[13]研究表明，薏苡油主要由油酸（38%～51%）、亞油酸（30%～38%）、棕櫚酸（14%～18%） 和硬脂酸（2%～3%） 等長碳鏈脂肪酸組成，不飽和脂肪酸含量較高。薏苡油有5種甘油三酯含量較高，分別是1,2-亞油酸-3-油酸甘油三酯（18%～26%）、1,2-油酸-3-亞油酸甘油三酯（23%～27%）、1-棕櫚酸-2-油酸-3-亞油酸甘油三酯（9%～15%）、甘油三油酸酯（14%～30%） 和1,2-油酸-3-棕櫚酸甘油三脂（7%～10%），采用反向高效液相色譜聯(lián)用蒸發(fā)光散射檢測器的方法確定了薏苡油甘油三酯的特征指紋圖譜。目前，在臨床上廣泛使用的浙江康萊特藥業(yè)有限公司生產(chǎn)的抗腫瘤藥物康萊特注射液（KLT）的主要活性成分就是薏苡油中的甘油三酯，2015年出版的《中國藥典》將薏苡中甘油三油酸酯成分作為藥材質(zhì)量評價指標，楊陽等人[14]指出，不同產(chǎn)地的薏苡仁中甘油三油酸的量存在較大差異，浙江與福建產(chǎn)薏苡仁的甘油三油酸酯含量較高，藥材品質(zhì)較佳。此外，薏苡仁中還含有少量的其他功能性脂類，Huang D W等人[13]在薏苡殼中發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)酰胺。Hu A J等人[15]采用超聲輔助超臨界萃取薏苡仁，發(fā)現(xiàn)薏苡仁中還存在具有抗癌功效的薏苡仁酯等化合物。

1.4 多酚類化合物

薏苡仁中多酚物質(zhì)以游離態(tài)和結(jié)合態(tài)2種形式存在，Wang L等人[16]檢測了3個薏苡仁品種，其游離與結(jié)合黃酮類化合物含量以兒茶素計為18.68～35.27 mg/100 g 和 24.88～52.86 mg/100 g。Zhao M等人[17]分析了薏苡的殼、麩皮、褐薏苡仁和白薏苡仁中多酚含量，它們中的總酚含量以沒食子酸計分別為67，120，751，391 mg/100 g，以麩皮中的總酚物質(zhì)含量最高，白薏苡仁中總酚物質(zhì)含量比褐薏苡仁低。在薏苡仁中發(fā)現(xiàn)了不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的酚酸，包括丁香酸、阿魏酸、綠原酸、香草酸和對羥基苯甲酸。Huang D W等人[18]在薏苡殼和麩皮部位發(fā)現(xiàn)了黃酮類物質(zhì)，有槲皮素、芹菜素、木犀草素、橘皮素、柚皮苷、蘆丁等、麥麩中含有槲皮素、柚皮苷和橘皮素等。

2 薏苡仁生物活性研究

2.1 抗氧化

關(guān)于薏苡體外抗氧化活性研究很多，不同提取方法分離產(chǎn)物表現(xiàn)的抗氧化活性也不同。Wang L等人[16]對薏苡仁的總抗氧化能力指數(shù)（ORAC）、DPPH自由基清除能力、LDL的氧化抑制能力和細胞抗氧化活性試驗（CAA）等進行了評價，研究發(fā)現(xiàn)不同品種薏苡仁的抗氧化活力存在差異，薏苡仁的結(jié)合型多酚比游離型多酚的抗氧化活力強，薏苡不同部分的抗氧化活性不同，薏苡麩皮中的游離型和結(jié)合型多酚的抗氧化活力均為最強，薏苡殼中的多酚抗氧化活力其次，白薏苡仁顆粒的抗氧化活力最弱。Huang D W等人[19]研究了在正丁醇、丙酮、水提取條件下提取物的抗氧化活性，正丁醇提取物具有最高的DPPH自由基清除活力和抑制低密度脂蛋白（LDL）氧化的能力。Manosroi J等人[20]研究發(fā)現(xiàn)，薏苡仁熱水提取物的DPPH自由基清除能力與維C相當。

2.2 免疫調(diào)節(jié)作用

李玲玲等人[21]研究了薏苡小分子肽在免疫方面的生物活性，模擬胃腸環(huán)境水解薏苡醇溶蛋白獲得小分子肽，研究顯示單次灌胃5～160 μg/mL薏苡小分子肽可顯著促進正常小鼠脾淋巴細胞體外增殖，調(diào)節(jié)機體免疫功能。

Chen H J等人[22]采用脫殼薏苡喂食卵白蛋白致敏小鼠后，發(fā)現(xiàn)薏苡可以抑制OVA-lgE的產(chǎn)生，調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，減輕過敏癥狀；采用薏苡殼乙醇提取液的乙酸乙酯分提物對RBL-2 H3細胞進行抗過敏活性試驗，結(jié)果表明，薏苡仁提取物對鈣離子載體誘導(dǎo)的RBL-2 H3細胞脫顆粒反應(yīng)具有顯著的抑制作用。乙酸乙酯分提物還能抑制腫瘤壞死因子TNF-α和白細胞介素IL-4，IL-6的分泌，薏苡仁提取物中的p-香豆酸和4-羥基苯乙酮是主要的免疫調(diào)節(jié)成分。乙酸乙酯分提物在抑制蛋白激酶磷酸化的同時，還抑制了細胞內(nèi)活性氧的產(chǎn)生和蛋白激酶C的表達，其中多酚物質(zhì)木犀草素顯示出最高的抑制作用。Chen H J等人[23]探究了薏苡多糖對免疫學(xué)活性的調(diào)節(jié)作用，發(fā)現(xiàn)薏苡多糖能顯著促進RAW 264.7小鼠巨噬細胞分泌因子（NO，IL-6和TNF-α） 的生成，薏苡多糖濃度增加，分泌因子的含量也增加。薏苡中蛋白質(zhì)、脂類、多酚及多糖等物質(zhì)都有免疫作用，薏苡對機體的免疫調(diào)節(jié)是共同作用的結(jié)果。

2.3 抗癌、抗腫瘤作用

薏苡仁的脂肪、多糖、多酚和內(nèi)酰胺等成分都具有抑制脂肪酸合酶活性的作用，脂肪酸合酶（FAS）能催化飽和脂肪酸合成。Xi X J等人[12]的研究表明，F(xiàn)AS在乳腺癌、前列腺癌等腫瘤細胞中有異常高的表達，F(xiàn)AS的高表達導(dǎo)致合成更多的脂肪酸，為癌細胞的快速繁殖提供能量，還發(fā)現(xiàn)薏苡油可以抑制膀胱癌T24細胞的增殖。Yu F等人[24]研究發(fā)現(xiàn)，薏苡油對FAS具有很強的抑制作用，主要是作用FAS結(jié)構(gòu)域中的酮酰還原域（KR） 和烯酰還原域（ER）2個活性位點。Wang L等人[16]研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)芽薏苡仁的多酚提取物對Hep G2人體肝癌細胞具有明顯的增殖抑制作用。Chang H C等人[25]采用薏苡仁提取物飼養(yǎng)煙草致癌物4-（甲基亞硝胺基）-1-（3-吡啶）-1-丁酮（NNK）誘導(dǎo)的肺癌小鼠，發(fā)現(xiàn)薏苡仁甲醇提取物有抑制肺癌細胞增殖、誘導(dǎo)肺癌細胞凋亡的效果。Li S C等人[26]分別用薏苡麩皮、薏苡麩皮乙醇提取物和麩皮提取殘渣飼喂腹腔內(nèi)注射過結(jié)腸癌誘變劑1,2-二甲基肼（DMH） 的雄性大鼠試驗，發(fā)現(xiàn)所有樣品均有早期抑制結(jié)腸癌前期病變的作用。

脂肪酸合酶介導(dǎo)生成的飽和脂肪酸與動脈粥樣斑塊的形成有關(guān)，薏苡仁中的活性物質(zhì)能抑制該酶活性，使FAS異常表達，緩解糖尿病與冠心病的形成。

2.4 降血壓與降血脂作用

李玲玲等人[21]研究認為薏苡谷蛋白、醇溶蛋白的酶解物多肽具有較高的血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（ACE）抑制活性，多肽經(jīng)胃蛋白酶、胰凝乳蛋白酶與胰蛋白酶進一步水解后形成小分子肽，經(jīng)過灌胃試驗發(fā)現(xiàn)，小分子肽的ACE抑制活性比水解前多肽顯著增強，可顯著降低自發(fā)性高血壓大鼠（SHR）的血壓。

Lin Y等人[27]采用薏苡仁飼喂高脂膳食小鼠，顯示薏苡仁可以降低小鼠血清的甘油三酯（TAG）、總膽固醇（TC）和低密度脂蛋白（LDL-C） 水平。Wang L等人[28]采用薏苡仁多酚提取物飼喂高膽固醇膳食小鼠，研究表明薏苡仁多酚提取物可以顯著降低血清TC，LDL-C和丙二醛水平，提高高密度脂蛋白（HDL-C）含量。同時，薏苡仁多酚提取物還提高了小鼠肝臟中的過氧化氫酶（CAT） 和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）的活力，薏苡仁與薏苡仁多酚提取物均表現(xiàn)出顯著的降血脂效果。Kim S O等人[29]的研究表明，薏苡仁水提取液可以調(diào)節(jié)小鼠神經(jīng)內(nèi)分泌活動，降低肥胖小鼠下丘腦組織中的神經(jīng)肽（NPY）水平，減少進食欲望。Choi E K等人[30]的研究也證實，攝入薏苡仁水提取液可以緩解高脂膳食導(dǎo)致的小鼠脂肪堆積和膽固醇升高。

2.5 其他生物活性

Huang D W等人[19]的發(fā)現(xiàn)，薏苡麩皮的甲醇和乙酸乙酯提取物橘皮素、川陳皮黃素和對羥基苯甲酸等具有很強的抗炎活性。Zhao M等人[17]研究認為，薏苡麩皮中多酚p-香豆酸和阿魏酸等具有很強的黃嘌呤氧化酶抑制活性，對小鼠高尿酸血癥具有很好的預(yù)防和治療效果。

3 結(jié)語

薏苡作為我國古老的食藥兼用植物，有“世界禾本科植物之王”的美譽。近年來，薏苡的營養(yǎng)與保健作用逐步被人們所認識，薏苡仁營養(yǎng)保健食品的開發(fā)越來越多樣化，如薏苡餅干[31]、薏苡保健酒[32]等。對薏苡營養(yǎng)成分和保健功效的研究，為確定保健產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝路線與改善加工方法提供了重要的理論依據(jù)，對提高薏苡食品的品質(zhì)起到了重要作用。但仍有很多問題有待深入研究，如淀粉作為薏苡的主要成分之一，其性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的關(guān)系，薏苡健康功效的臨床證實，薏苡殼及麩皮中生物活性成分的提取與綜合利用等。