小麦胚芽中生物活性物质的研究现状

小麦胚芽中生物活性物质的研究现状

食品工业科技

ScienceandTechnologyofFoodIndustry

专题综述

小麦胚芽中生物活性物质的研究现状

吴素萍

(宁夏大学农学院,宁夏银川750001)

摘　要:对小麦胚芽中生物活性物质进行了综述,通过查阅大量近年来的文献资料,重点介绍了小麦胚芽中主要营养物质和生物活性物质,并对其生理功能特性进行了阐述。小麦胚芽中含有丰富的麦胚蛋白、麦胚脂类、麦胚维生素及麦胚矿物质等营养物质和丰富的麦胚黄酮、维生素E、谷甾醇、二十八烷醇、亚油酸、亚麻酸、磷脂、胆碱、膳食纤维、谷胱苷肽、麦胚凝集素等生物活性物质,是一种理想的营养保健食品资源。关键词:小麦胚芽,生物活性物质,研究现状

Researchstatusquoofbitgerm

2p(ofUniversity,Yinchuan750021,China)

Abstract:Thecsubinwheatgermwerereviewed1Byreferringtoalotofliteratureofrecentyears,itemphaticallyinthemainnutrientsandbioactivesubstancesinwheatgermandexpatiatedontheirphysiologicalfunctions1Theresultshowedthatwheatgermwasrichinnutrientssuchasprotein,lipids,vitamins,mineralsandrichinbioactivesubstancessuchasflavone,VE,sitosterol,linoleicacid,linolenicacid,phospholipid,choline,dietaryfiber,glutathione,agglutinin1Itcouldbeconcludedthatwheatgermwasaidealresourceofnutritionalandhealth-carefood1

Keywords:wheatgerm;bioactivesubstance;researchstatusquo

中图分类号:TS20111　　　　文献标识码:A　　　　文章编号:1002-0306(2009)01-0348-04　　小麦是世界上最早栽培的植物之一,也是世界上种植最广泛的粮食作物,全世界约有35%～40%的人口以小麦作为主要粮食作物。据联合国粮农FAO/WHO数据库统计显示,1996～2005年年均世界小麦收获面积为2117亿公顷,占谷物收获总面积31190%,小麦总产量为5195亿t,占谷物总产量的

[1,2]

28116%,是仅次于水稻的第二位重要粮食作物。我国的小麦总产量为世界第一位,年总产量约为1110亿t,可以开发利用的小麦胚芽潜藏量高达

[3]

280～420万t,目前小麦胚芽年产量可达3～5万t。小麦胚芽占小麦籽粒的3%左右,含有丰富的不饱和脂肪酸、酶和色素,如果将其磨入面粉,不仅会影响面粉色泽,不利于面粉长期储存,还会影响面粉烘焙品质。小麦胚芽是小麦籽粒的生命源泉,含有几种主要营养素,如麦胚蛋白、麦胚油脂、麦胚维生素、矿

[1]

物质等,被营养学家誉为“人类天然营养宝库”。

是面粉的基本组成部分,约占82%,皮层、胚乳、胚芽

三者之比为14∶84∶2。小麦胚芽不仅富含蛋白质、脂肪、矿物质和维生素等营养成分,而且还含有多种具有特殊生理活性的成分,如谷甾醇、亚油酸、亚麻酸、

[4,5]

胆碱和VE,是一种利用价值很高的食物资源,研究表明,小麦胚芽含蛋白质2710%～3015%、脂肪1015%～1310%、可溶性无氮物4010%～4710%、粗纤维

[6]

210%～212%、灰分410%～510%、水分910%～1115%。

2　小麦胚芽生物活性物质及功能

211　蛋白质和氨基酸

小麦胚芽含蛋白质2710%～3015%,其中麦球蛋白1819%、麦谷蛋白0130%～0137%、麦醇蛋白1410%,其蛋白质含量分别是瘦牛肉、瘦猪肉及鸡蛋的115、

[7,8]

118、211倍,且含有人体必需的8种氨基酸,占总氨基酸的3417%,蛋氨酸占210%,组氨酸占215%,而一般谷物中短缺的却能有效促进幼儿生长和发育的第一限制性氨基酸———赖氨酸的含量为1815g/kg,远远高出大米、面粉。小麦胚芽必需氨基酸的相互比值与FAO/WHO颁布的氨基酸构成比例基本接近,

[9]

且总量高于FAO/WHO模式,因此,小麦胚芽是重要的优质植物蛋白质营养源。

1　小麦胚芽营养价值

小麦籽粒由果皮、种皮、糊粉层、胚乳及胚芽组成。果皮和种皮总称麦皮,在加工过程中称之为麸皮,含较多粗纤维,具有保护种粒的功能,所占比例约为8%,糊粉层具有包裹胚乳作用,约占7%,胚乳

212　麦胚脂类

收稿日期:2008-04-23

作者简介:吴素萍,女,副教授,主要从事粮油食品加工方面的教学和

研究。

胚芽中脂类的组成为甘三酯5710%、极性脂(游离脂肪酸、甾醇、甘一酯、甘二酯)1718%、磷脂质、糖

[8]

脂质以及其它成分(317%)。小麦胚芽油中不饱和

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Vol.30,No.01,2009

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β-亚油脂肪酸含量达84%,其中α-亚油酸22132%、

α-亚麻酸11β-亚麻酸11酸29199%、83%、72%、油酸[10]

28114%;小麦胚芽油中饱和脂肪酸约含20%,其中棕榈酸占11%～14%,其次是硬脂酸;小麦胚芽油中还含有廿三、廿五、廿六、廿八烷醇,廿八烷醇在小麦胚芽油中含量虽低,但对改善人体酶利用、降低血中胆固醇、减轻肌肉疲劳疼痛、增强爆发力和耐力等有一定功效,小麦胚芽油中类胡萝卜素含量为

[6,7,11]

40～70mg/kg,其主要色素为叶黄素。从营养学上看,小麦胚芽的油脂在组成上是非常理想的,其中的亚油酸能与人体血管中的胆固醇起脂化反应,具有防止人体动脉硬化之功效,对调节人体血压、降低血清胆固醇、预防心血管疾病有重要作用,还可防止机体代谢紊乱产生的皮肤病变和生殖机能病变。

小麦胚芽油是一个集合概念,它包括脂肪酸VE、磷脂、甾醇、二十八烷醇和一些脂溶性色素等胚芽身价倍增,最新研究发现,VE能提高机体免疫

力、保持血红细胞的完整性、调节体内化合物的合成、治疗各种皮肤疾病、预防老年性痴呆症等,能防止人体衰老,对很多激素如垂体前叶激素、肾上腺皮质激素等的合成有重要的作用,大量的动物实验证明,VE可阻断一些化学致癌物的致癌作用。

自由基是广泛存在于各种化学反应中的活泼基团,对人体的正常生理代谢具有重要的功能,若产生过量,会引发所谓的自由基链式反应,将导致细胞膜多不饱和脂肪酸的脂质过氧化,所产生的大量脂质过氧化物会损伤细胞膜及细胞内的大分子蛋白质、核酸对机体造成损伤。VE的抗自由基功能是由于其自身结构具有还原性,,从而阻断自,。维生素E,目前的研究结果,阻,提高机体的细胞免,对某些癌基因的表达具有抑制作用。VE的毒性几乎不存在或很小,长期服用未发现毒副作用。小麦胚芽中的天然VE的生理活性功能是合成VE的近30倍,是一种极其宝贵的营养素,对保证人体健康起到重要作用

[2,4～6,8,10]

[17]

中最主要的是脂肪酸和VE,成为84%不饱和脂肪酸和,肪酸主要是棕榈酸,酸量7315%,另外,。不饱和脂肪酸主要是油酸、亚油酸和亚麻酸,它们各自含量分别占脂肪酸总量的28114%、52131%、3155%,其中对人体最重要的必需脂肪酸———亚油酸含量很高。现代医学认为,高胆固醇与动脉粥样硬化有密切关系,而且血清中亚油酸含量的高低直接影响到动脉粥样硬化的发生。因为胆固醇在体内的运转靠必需脂肪酸,如果必需脂肪酸含量过低,胆固醇就会与一些饱和脂肪酸结合,易于在大、小动脉管壁上沉积,造成动脉粥样硬[12]化,另外,亚油酸对维持电解质平衡、保护体内环境稳定及预防心血管疾病都有重要作用

[5,13]

。

214　麦胚矿物质和膳食纤维

麦胚中的矿物质含量也很丰富,这些矿物质对

维持人体健康,特别是对促进儿童的生长发育有重要作用。麦胚含有人体所必需的多种矿物质,如镁、

[8]

磷、钾、锌、铁、锰、铜及微量元素硒、铬等,因此,麦胚是非常理想的天然矿物质供应源。麦胚中含膳食纤维215%,膳食纤维可降低血脂、血浆胆固醇,也可以降低胆汁酸,减少小肠对胆汁酸的重吸收;此外,膳食纤维可以促进肠蠕动,减少粪便停留时间,进而减少大肠粘膜与诱癌物质的接触。实验研究和流行病学调查显

[2,4,10]

示,膳食纤维对糖尿病也具有治疗作用。

。

213　麦胚维生素

小麦胚芽中的维生素种类多,含量丰富,大体有

维生素E和B族维生素两大类。小麦胚芽中所含的

β-体所占比例大,约维生素E含量较高,其中α-体、

占60%和35%左右,这是其他食品所无法比拟的。小麦胚芽中B族维生素含量丰富,其中VB1的含量分别约是富强粉、大米、黄豆、牛肉、鸡蛋的818、11、217、30、13倍,VB2的含量分别约是富强粉、大米、黄豆、牛肉、鸡蛋的816、10、214、4、2倍

[15]

[10,14]

215　麦胚黄酮

麦胚黄酮分布于小麦籽粒各部分,总黄酮含量

为220100mg/kg,以胚中含量最高,占总量的97%以上。红皮硬粒小麦麸皮中含量为515～614mg/kg,白皮

[8]

软质小麦麸皮中含有414mg/kg左右。麦胚黄酮类化合物具有广泛的生理活性,能捕捉生物体内脂质过氧化自由基,捕捉生物体内的超氧化物及氧离子,切断生物体内导致人体衰老与疾病的脂质过氧化连锁反应,螯合金属离子使之钝化,阻止氧化酶的作用,其维持抗氧化作用效果比VE还强,从而具有抗氧化作用。另外,麦胚黄酮对冠状血管、下肢血管有扩张及调节作用,可做血管保护剂,有防止动脉硬化等作用,还能抑制多种化学物质的诱变作用,提高动物的免疫功能并具有抗癌及诱导癌细胞分化的作用,而对正常繁殖的细胞则几乎无影响。

由于自由基生命科学的进展,使具有很强抗氧化和清除自由基作用的黄酮类化合物受到空前重视,黄酮类化合物的主要生理活性为:调节毛细血管的脆性和渗透性,保护心血管系统,参与磷酸与花生四烯酸的代谢及蛋白质的磷酸化、钙离子的转移、自

2009年第01期　349

,VB6和

VB5的含量也大大高于上述几种食物的含量。然而一

般食品中却不含或很少含有这些成分,因此小麦胚芽的营养价值就更为特殊

[16]

。小麦胚芽油是VE含

量最高的一种植物油,其VE含量为200～500mg/100g

油,高出其它植物油1～9倍。VE具有增强血液循环、防止动脉硬化、抗人体衰老的作用,并对防止皮肤雀斑和粉刺有特殊的作用,还有维持正常生殖的功能。麦胚中丰富的磷脂、胆碱具有促进大脑发育、加深大

[2]

脑记忆力和提高智力等功能。

目前,VE己被广泛用作医药、化妆品和食品工业的营养增补剂和抗氧化剂,关于其它的生理机能研究与相应的保健、营养、医药乃至化妆品研制成为目前国内外开发与研究的一大热点。VE的存在使小麦

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[4]

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由基的清除、氧化还原作用、螯合作用和基因表达。小麦胚中的黄酮类化合物主要是黄酮和花色素,研究表明,小麦胚黄酮类提取物能明显抑制人乳腺髓样癌细胞株bcap-37的生长、克隆形成和DNA合成能力,并随作用时间延长其效果增强,小麦胚黄酮类提取物可能是通过抑制了bcap-37细胞DNA的合成而降低其生长和繁殖的能力。值得注意的是,美国膳食平均每日可摄人约1g黄酮类化合物,其中约一半(015g)是经肠道吸收而进入体内。随着对麦胚营养成分的深入研究,对麦胚黄酮类提取工艺的不断研究,相信不久将会有能够大量提取麦胚中黄酮类化合物的方法,能应用在保健食品中,使其发挥更广泛的作用

[4,7,8,10,12]

入,GSH在医学、食品、保健、防衰老等(尤其是作为重要的功能食品因子)方面的作用引起人们日益广泛的关注

-2

[8]

。GSH是一种低分子清除剂,它可清除

O、H2O2、ROO-,是组织中主要的非蛋白质的巯基

化合物,可以作为GSH-Px的底物,抑制脂质过氧化,保护细胞膜,恢复细胞功能,可保护细胞内含巯基酶的活性(如ATP酶),防止因巯基氧化而导致的蛋白质变性,减少自由基对DNA的攻击,从而减少DNA损伤和突变。研究证明,GSH也参与使维生素E恢复到还原态的作用,缺乏或耗竭GSH会促使许多化学物质或环境因素产生中毒作用,因而GSH量。正常人体内GSH和100∶1,全血中GSH1/d,GSH的主要生物,同时它又是多种酶的辅酶和辅。GSH为甘油醛磷酸脱氢酶的辅基,也是乙二醛及磷酸丙糖脱氢酶的辅酶,参与体内三羧酸循环及糖代谢,激活各种酶,促进碳水化合物、脂肪及蛋白质代谢,保护细胞膜,抑制脂肪肝形成,改善中毒性肝炎和感染性肝炎的症状,纠正乙酰胆碱、胆碱酯酶的不平衡,防止新的黑色素形成并减少其氧化,可抑制晶体蛋白巯基的不稳定性,因而可抑制进行性白内障及控制角膜、视网膜疾病的发展。GSH在小肠中能被完全吸收,并且某些上皮细胞能利用外源GSH来去毒,谷胱甘肽对化疗药物致肝损害有较好的预防作用及治疗效果。癌症病人接受放疗后体内产生大量的氧自由基,这是组织损伤(尤其是消化道粘膜损害)的重要原因一,蒽环类细胞周期非特异性抗肿瘤药物具有慢性累积性心脏毒性,其主要原因是代谢产物———氧自由基造成心肌损伤。GSH可以中和氧自由基,减轻心肌和消化道组织损伤,因而可有效地保护心脏和显著地减少放疗后腹泻的发生。GSH作为食品添加剂可提高营养,加强食品风味及防止变质,可制成针对治疗和保健的药品用于人体保健

[2,4,7,10,12]

。

216　麦胚二十八烷醇

二十八烷醇(Octacosanol)是天然存在的一元高级饱和直链脂肪醇,分子式为C28H58O,分子量白色粉末或鳞片状晶体,溶点81～83℃,01可溶于热乙醇、乙醚、苯、甲苯、醚等有机溶剂,、,对光、热不稳定,,=18000mg/kg(白鼠口服)。10mg/kg,胚芽油中含量为100mg/kg,二十八烷醇主要存在于蔗蜡、糠蜡、小麦胚油及蜂蜡等天然产物中,在小麦胚芽油中,二十八烷醇主要与脂肪酸结合,以酯的形式存在。不过,二十八烷醇在人体代谢过程中仅具有阶段性效果,需与其他生理活性物质配合以强化其活性。另外,小麦胚芽中还含有二十二、二十五、二十六烷醇,这些高级醇对改善机体基础代谢率、反应时间、反射性、灵敏性、肌肉机能和强化机体心负

[8]

荷功能、增强体力、耐力、爆发力等有一定功效。二十八烷醇具有增进肌体的体力、耐力、精力,提高肌体的应激能力和反应灵敏性,减轻肌肉疼痛,提高肌体代谢率,改善心肌功能等功效

[18]

[10]

,同时,它又是一

种长寿因子,具有很强的抗肿瘤作用,二十八烷醇是降血钙素形成促进剂,可用于治疗血钙过多的骨质疏松,治疗高胆固醇和高脂蛋白血型,刺激动物及人类的性行为,还能促进皮肤血液的循环和活化细胞,有消炎、防治皮肤病(如脚气、湿疹、瘙痒、粉刺等)之

[2,4]

功效。美国近二十年对894名受试人员的42项实验研究发现,二十八烷醇能够增强耐力、精力和体力,提高肌力,改进反应时间、反射和敏锐性,强化心脏机能,消除肌肉疼痛,降低肌肉摩擦,增强对高山等应力的抵抗性,改变新陈代谢的比率,减少必要的需氧量,刺激性激素,降低收缩期血压,是一种理想的功能性食品基料,将有着广阔的市场前景,二十八烷醇将以其拥有能提高运动耐力和爆发力等诸多生

[5]

理活性而受人瞩目。

。

218　麦胚凝集素(WGA)

麦胚凝集素是指麦胚中能与专一性糖结合,促进细胞凝集的单一蛋白质。小麦胚芽中麦胚凝集素的存在方式有水溶性和结合状态的两种

[8]

。1962年

发现小麦脂酶抽提物中含有凝集素,此后从麦胚酸性磷脂酶中也提取出了凝集素,直到1972年才首次直接从麦胚中分离提取了凝集素

[4]

。经过30多年来

217　麦胚谷胱苷肽

谷胱甘肽(Glutathione,GSH)是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸构成的三肽,GSH在自然界中分布很广,在动物肝脏、酵母和小麦胚中含量丰富。文献报道小麦胚中的GSH含量高达98～107mg/100g,近年来,随着对GSH的生理、生化等方面科学研究的深　3502009年第01期

科学家们的不断努力,尤其是亲和层析技术和晶体

X-射线衍射技术的应用,在麦胚凝集素的纯化技术、结构研究以及生理功能等研究方面均取得了飞速的进展。麦胚凝集素与脂肪细胞反应,有类似胰岛素的作用,能激活葡萄糖氧化酶,降低血糖含量,WGA与细胞膜血型糖蛋白上的NcuNAc和GleNAc结合,能封闭并阻止恶性疟疾裂殖子的识别附着,抑制其入侵红细胞,还能够诱导巨噬细胞溶解肿瘤细胞,刺激人体的T细胞分泌白细胞介素,提高机体免

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[7]

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疫力。

3　结论

综上所述,小麦胚芽的营养价值极高,富含多种

生物活性物质,是一种理想的营养保健食品资源。在我国每年可用于开发利用的小麦胚芽蕴藏量高达28～42亿kg,但小麦胚芽的转化利用的研究起步较晚,大部分胚芽被当作麸皮来处理,宝贵的小麦胚芽资源未能得到充分、合理、有效的利用。因此,加速这一资源的研究开发,生产系列麦胚食品,不仅有着较高的经济效益,更重要的是适应了现代人对营养保健食品的需要,对于缓解我国十分紧缺的蛋白和油脂资源,丰富我国营养、保健与疗效食品的种类,提高我国人民的膳食营养与健康水平有着十分重要

[9,18]

的意义。

小麦胚是种子的精华,集天然性、植物性、功能性于一身,具有开发利用价值,应用生物技术、生化分离技术和食品加工新技术,子,重点开发功能性成分,,,就会使之造福

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油事件暴露出原料的规范使用问题。

313　建立涉及多层原料供应商的质量监控和保障

参考文献:

[1]邢小鹏1《餐饮业食品卫生管理办法》何时重现曙光[N]1

系统

复合调味料生产涉及的原料繁多,供应环节多、

层次复杂、生产厂商有大有小,普通的监控方法漏洞太多。例如肯德基从苏丹红问题发现了原料质量监控漏洞,只监督一级原料供应商是不够的,要采用渗透式的监管,监管到第二级、第三级原料供应商,因为不是所有的生产商都建立HACCP体系。

对含过敏源的食品应规范标签的管理,注明为含过敏源食品,让消费者知情,有选择的购买。

中国食品报,第334期,总第4469期,2005-06-181

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314　加强食品安全信息交流、技术的开发和推广

应特别关注欧盟、日本在食品安全方面的有关

信息,加快食品安全检测技术的研究开发,特别是简便、快速方法,如阻抗检测法、免疫磁分离技术、基因

[9]

探针技术、PCR技术等。使生产企业在第一时间获得信息,掌握技术,开展检测,避免安全风险。

复合调味料作用突出,涉及广泛,关系人民健康及生命安全,影响巨大,生产厂商一定要高度重视,小心谨慎,复合调味料必有光辉之未来。

国轻工业出版社,20011

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2009年第01期　351

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/iydq.html