陸 培，安明哲，李 茂，張偉建，趙佳偉

（五糧液股份有限公司技術(shù)研究中心，四川宜賓 644000）

青稞在植物學(xué)上屬于禾土科大麥的變種，因其籽粒內(nèi)外稃與穎果分離，籽粒裸露，又稱為裸大麥，青藏高原地區(qū)稱其為青稞，米麥、元麥、淮麥等均是它的別名。我國青稞種植基地分布廣泛，但大面積集中當(dāng)作糧食來種植的主要還是青藏高原及其周邊地區(qū)，即西藏自治區(qū)、青海、四川、甘肅、云南等地，約有27 萬公頃栽培地。2018 年，西藏和青海兩省青稞產(chǎn)量占全國88 %以上，其產(chǎn)值分別為777200 t 和95200 t。青稞具有抗寒耐低溫、生長周期短、產(chǎn)率高、生長適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，鑒于此，青稞成為了在海拔4200 m 以上生活的藏族人民的主要糧食作物。隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)青稞中除了糧食特性外，還含有豐富的營養(yǎng)成分，使得青稞逐步進(jìn)入人們的視野。青稞中的蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸含量高于大多數(shù)谷物，此外，它還含有具有抗氧化活性的β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖以及多酚類物質(zhì)，使其成為極具潛在開發(fā)價(jià)值的營養(yǎng)健康作物。本文旨在總結(jié)青稞的營養(yǎng)成分及目前的開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀，為青稞的開發(fā)利用拓寬新的思路，促進(jìn)高質(zhì)量工業(yè)化青稞產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 青稞淀粉相關(guān)研究

1.1 青稞淀粉的組成及性質(zhì)

淀粉作為青稞中的主要成分，不同品種青稞中淀粉含量也略有差異，主要受到環(huán)境因素的影響。青稞中淀粉含量為49.14%～68.62%，其中黑青稞淀粉含量為52.81 %～63.37 %。與玉米（92.5 %）、小麥（97.4 %）、土豆（92.2 %）、大米（83.4%）、高粱（65%～72%）等農(nóng)作物相比，其含量較低。青稞中含有直鏈淀粉和支鏈淀粉，直鏈淀粉和支鏈淀粉的含量比例變化使得其在顆粒結(jié)構(gòu)和形態(tài)學(xué)上也略有差異。除此之外，該含量比例也會影響青稞淀粉的物理化學(xué)特性，如透明度、膨脹力、溶解性、黏度、凝膠化和老化特性。已有研究發(fā)現(xiàn)，青稞淀粉的溶解度和膨脹力均大于小麥淀粉，且青稞淀粉糊化溫度更低。此外，青稞淀粉的透明度高于小麥淀粉，這與青稞中較高的支鏈淀粉含量相關(guān)。青稞中淀粉根據(jù)其消化性能分為快消化淀粉、慢消化淀粉以及抗性淀粉，三者含量分別為96.19 %、1.54 %和2.27 %，其中慢消化淀粉含量明顯多于大米和小麥，研究發(fā)現(xiàn)青稞中抗性淀粉的消化機(jī)制與普通淀粉不同，抗性淀粉消化場所主要在結(jié)腸而非小腸，經(jīng)消化代謝活動后可轉(zhuǎn)換為短鏈脂肪酸而非葡萄糖，這對于維持人體身體健康與血糖濃度具有重要意義。青稞淀粉的組成使得青稞的預(yù)計(jì)血糖指數(shù)維持在較低的范圍內(nèi)，為39.4～47.5，海拔越高的地區(qū)青稞的血糖指數(shù)越低，青稞較低的血糖值使之作為特殊人群的主食成為可能。

1.2 青稞淀粉的應(yīng)用

隨著肥胖、糖尿病、消化道疾病等慢性病發(fā)病率的不斷提升，人們對于健康食品的關(guān)注度也逐漸提高。目前已有大量研究聚焦在主食上，主食作為飲食結(jié)構(gòu)中重要部分，期望通過對主食的營養(yǎng)物質(zhì)和功能的改善，改變飲食結(jié)構(gòu)，從而降低患病概率。青稞淀粉因其較低的血糖轉(zhuǎn)化指數(shù)，已被廣泛用于面條的生產(chǎn)中。目前，青稞面條主要分為兩種，一種是以小麥為基質(zhì)的青稞面條，另一種是全青稞面條。青稞中含有較少的面筋蛋白，不易形成堅(jiān)固的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，利用全青稞粉加工成面條具有一定的難度，往往需要加入一定的添加劑。海藻酸鈉的添加不僅提高了面條的硬度、彈性，還改善了其流變學(xué)特性和質(zhì)地特征。有研究通過擠壓加熱法加工得到全青稞粉條，無需添加小麥粉以提高青稞面粉的面筋蛋白含量，但這種鮮面條常因微生物作用而變質(zhì)，殼聚糖的添加不僅改善了青稞面條的質(zhì)地和持水能力，同時(shí)提高了青稞面條的抗菌潛力、抗氧化性以及口感。

青稞中淀粉含量較高，且易被微生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化為糖類物質(zhì)，鑒于此，青稞可作為釀酒生產(chǎn)的原料。對青稞酒中風(fēng)味物質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)，與其他清香型白酒相比，其揮發(fā)性有機(jī)酸和醛酮類物質(zhì)的含量較低，但芳香族、酚類以及萜烯類化物含量明顯較高，造就了青稞白酒的獨(dú)特風(fēng)味。青稞和青稞麥芽均是啤酒發(fā)酵的常見原料，有研究將青稞麥芽與大麥芽混合發(fā)酵釀造出青稞艾爾啤酒；有報(bào)道利用烘烤或膨化后的青稞混合水取代青稞麥芽，提高了青稞啤酒的口感和色澤。青稞作為輔料進(jìn)行啤酒發(fā)酵時(shí)，過濾速度較慢，使用糯青稞進(jìn)行發(fā)酵時(shí)，該問題得到了一定程度的改善。

青稞淀粉多樣的物理化學(xué)性質(zhì)使其應(yīng)用范圍十分廣泛。青稞淀粉較好的持水能力以及耐鹽穩(wěn)定性，可用于肉制品加工，或可用作增稠劑。研究發(fā)現(xiàn)青稞淀粉具有較強(qiáng)的水油結(jié)合能力和乳化能力，可作為保濕乳液的乳化穩(wěn)定劑使用，而糯青稞淀粉較好的透明度則可用于生產(chǎn)透明果汁飲料。然而，青稞淀粉的應(yīng)用還有一定的局限性，青稞淀粉的改性為提高其性能，擴(kuò)大應(yīng)用范圍發(fā)揮了重要作用。

2 蛋白質(zhì)相關(guān)研究

2.1 蛋白質(zhì)的組成和性質(zhì)

蛋白質(zhì)作為青稞中的第二大主要成分，種類繁多，功能多種多樣。青稞中蛋白質(zhì)的含量略有差異，含量變幅為6.10 %～14.43 %，平均值為10.59%，這與青稞的品種以及種植環(huán)境有關(guān)，研究發(fā)現(xiàn)，青稞種植時(shí)氮肥的施加量和施加時(shí)間對青稞蛋白含量具有顯著性影響。青稞蛋白主要分為白蛋白、球蛋白、霍爾蛋白和谷蛋白四大類。青稞蛋白對于人體的功能價(jià)值逐漸被挖掘，其豐富的支鏈氨基酸可以緩解肝硬化患者的肝臟壓力，青稞蛋白的攝入還可以降低動脈粥樣硬化和心血管疾病的發(fā)病率。近年來，微波、堿法、膜法、堿溶酸沉淀法等方法均已用于青稞蛋白質(zhì)的提取，將提取蛋白進(jìn)一步水解成多肽，研究其作用機(jī)制。Yu等利用胰蛋白酶對青稞提取蛋白進(jìn)行水解，發(fā)現(xiàn)其水解產(chǎn)物具有體外抗血小板凝集作用，這與其降低因血栓引起的心血管疾病的發(fā)病率密切相關(guān)。青稞蛋白水解產(chǎn)物中的肽段（Lys-Ile-Ile-Ile-Pro-Pro-Leu-Phe-His）具有一定的抗菌性能。青稞蛋白的另一種功能是提高植株對于外界環(huán)境的抵抗能力，尤其是干旱、鹽堿或冷凍土壤等極端環(huán)境，主要是通過提高植株吸水、蓄水能力，從而維持惡劣環(huán)境下細(xì)胞的活性。青稞中氨基酸相較于其他谷物種類更加豐富，還含有大多數(shù)谷物中沒有的賴氨酸。青稞中還富含一種非蛋白質(zhì)氨基酸——γ-氨基丁酸，它是國際公認(rèn)的可提高腦活力的成分之一，是目前抗抑郁藥物的主要成分之一，對于機(jī)體功能的調(diào)節(jié)具有重要作用，已有研究發(fā)現(xiàn)，浸泡以及發(fā)芽作用可顯著提高青稞中γ-氨基丁酸的含量[29]。

表1 青稞主要營養(yǎng)成分

2.2 蛋白質(zhì)的應(yīng)用

隨著研究技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，青稞生物活性肽的生理功能逐漸被挖掘，拓寬了青稞蛋白的應(yīng)用范圍。目前，抗血小板凝集藥物主要為阿司匹林、氯吡格雷、普拉格雷和替格雷，不僅會提高出血的風(fēng)險(xiǎn)，還會引發(fā)耐藥性的產(chǎn)生，而青稞胰蛋白酶水解肽IC50 值為2.496 mg/mL，副作用小，可作為潛在的抗血小板凝集替代藥物。據(jù)報(bào)道，Ⅱ型糖尿病患者患病的主要原因是體液中腸促胰島素的含量不足，腸促胰島素一經(jīng)分泌就被血液中以及內(nèi)皮和上表皮表面的DPP IV 酶分解，青稞多肽水解物可以有效抑制DPP IV 酶的活性，因此，青稞蛋白可作為Ⅱ型糖尿病患者治療的潛在營養(yǎng)藥物。青稞蛋白中含有的抗菌肽可有效抑制大腸桿菌的生長，可用作食物防腐劑。目前，青稞蛋白應(yīng)用研究十分有限，盡管已經(jīng)經(jīng)過體內(nèi)體外實(shí)驗(yàn)，卻并未在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行應(yīng)用，仍需進(jìn)一步探索。

3 β-葡聚糖相關(guān)研究

3.1 β-葡聚糖的組成和性質(zhì)

β-葡聚糖作為青稞主要活性成分之一，是青稞糊粉層和胚乳細(xì)胞壁的重要組成部分，含量約為3.66 %～8.62 %，較燕麥（2.2 %～7.8 %）和小麥（0.2 %～1.2 %）中β-葡聚糖含量高。青稞中β-葡聚糖的含量主要受到種植海拔高度的影響，除此之外，青稞蛋白組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，青稞中β-葡聚糖含量與蛋白的含量也有一定的關(guān)聯(lián)。β-葡聚糖是由β-（1，3）和β-（1，4）糖苷鍵連接形成的多糖聚合體，以β-D-吡喃葡萄糖作為單體。國內(nèi)外學(xué)者對于青稞β-葡聚糖進(jìn)行了深入的研究，發(fā)現(xiàn)青稞β-葡聚糖不僅呈現(xiàn)出獨(dú)特的藥理活性，對人體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收也有一定的影響。例如，青稞β-葡聚糖具有調(diào)節(jié)血糖功能的作用，這可能與它可以抑制人體內(nèi)α-淀粉酶的活性有關(guān)。另外，青稞β-葡聚糖可以提高腸液的黏度，使得腸液較易形成凝膠從而包裹在淀粉顆粒表面，減緩淀粉的水解。許多研究和學(xué)者已證實(shí)青稞β-葡聚糖還兼具降低膽固醇、清腸、降低直腸癌風(fēng)險(xiǎn)等功能，一方面，這可能是因?yàn)榍囡?葡聚糖可以將油脂包裹其中，使得油脂在人體腸胃乃至腸道中不至于被吸收，另一方面，青稞β-葡聚糖可以增強(qiáng)肝臟中膽固醇7α-羥化酶活性，促進(jìn)膽固醇的排放。因此，β-葡聚糖又被稱為營養(yǎng)拮抗劑。青稞β-葡聚糖還具有抗氧化活性，在Bai 等的研究發(fā)現(xiàn)熱處理可以提高青稞β-葡聚糖的抗氧化活性，高溫流化作用效果最為顯著。青稞β-葡聚糖提取物還可以有效促進(jìn)腸道微生物和的生長，其效果等同于低聚果糖，這也為青稞產(chǎn)品的開發(fā)提供了新的思路。

3.2 β-葡聚糖的應(yīng)用

β-葡聚糖作為青稞主要活性成分之一，其應(yīng)用也十分廣泛。顧飛燕等利用微生物發(fā)酵法提取青稞β-葡聚糖，發(fā)現(xiàn)青稞β-葡聚糖原液展現(xiàn)了較強(qiáng)的抗氧化活性以及保濕能力，可將其作為天然生物化妝品投入市場；β-葡聚糖對α-葡萄糖苷酶、轉(zhuǎn)化酶以及α-淀粉酶均有抑制活性，因此，青稞β-葡聚糖可作為功能性降血糖藥物和食品的天然輔助添加劑；青稞β-葡聚糖提取物對腸道微生物的生長具有促進(jìn)作用，可用作食品中的益生元因子；Song 等對青稞麩皮中β-葡聚糖進(jìn)行改性，羧甲基化的青稞麩皮β-葡聚糖呈現(xiàn)出較強(qiáng)的抗菌性能，該研究為改性β-葡聚糖在食品以及生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)；β-葡聚糖除了保健功能外，因其較好的凝膠特性以及吸水性，可作為果凍凝膠劑輔料的全新替代品，已被用于制作防噎果凍。

4 脂質(zhì)、微量元素以及維生素相關(guān)研究

青稞中粗脂肪含量為1.18%～3.09%，其中黑青稞粗脂肪含量為1.58%～2.11%，高于大米中粗脂肪含量。青稞中主要含有多種于人體有益的脂肪酸和脂類，如亞油酸、亞麻酸、油酸和腦髓糖質(zhì)。青稞不同部位脂肪酸和脂質(zhì)的種類含量有所差異。研究發(fā)現(xiàn)青稞麩皮粗脂肪中性脂、糖脂和磷脂含量分別為94.55%、4.2%、1.25%，麩皮粗脂肪中兩大脂肪酸分別為亞油酸（75.08 %）和軟脂酸（20.58 %）；青稞種子中含有10 種脂肪酸，6 種不飽和脂肪酸（77%）和4 種飽和脂肪酸，不飽和脂肪酸中亞油酸、油酸、亞麻酸和二十碳烯的含量分別為53.74 %、16.99 %、5.04 %和1.08 %。研究發(fā)現(xiàn)，食用青稞不飽和脂肪酸具有許多有益的生理功能，如抗炎、降低膽固醇和心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)等。

青稞中微量元素含量為1.46%～2.20%，與正常主食中微量元素含量無顯著性差異。P、K、Ca、Cu、Fe、Mg、Mn、Zn 等元素均存在于青稞中。Zhang 等對青藏高原不同地區(qū)青稞微量元素的含量進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，青稞中P、K、Mn、Zn、P 5 種微量元素的含量與種植土壤中該元素含量有明顯相關(guān)性，而Ca、Cu、Mg 3 種元素主要受到特殊自然環(huán)境的影響。

盡管青稞中維生素含量較少，但是種類齊全。青稞中維生素B、維生素C 和維生素E的含量分別為0.04～0.11 mg/g、0.06～0.16 mg/g、0.01～0.03 mg/g。維生素E 可分為生育酚和三烯生育酚兩大類，其中每類又可分為α、β、γ、δ這4 類，共8種化合物，此8 種化合物均存在于青稞中，因此，可把青稞作為維生素E的豐富來源之一。

5 多酚類相關(guān)研究

5.1 多酚類物質(zhì)的組成和性質(zhì)

近幾年，青稞中所含多酚類物質(zhì)引起了學(xué)者們的廣泛關(guān)注。多酚類物質(zhì)主要分為酚類和黃酮類化合物。其中酚類化合物由大量的異質(zhì)化合物組成，根據(jù)它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)、自然存在和在植物組織中的分布和位置，可以將它們進(jìn)行分類。根據(jù)其在植物組織中的存在形式，可分為游離型、酯化型和難溶型酚類化合物。游離型和酯化型均可通過溶劑進(jìn)行提取，而難溶型酚類化合物主要通過堿化已去除游離型和酯化型的殘?jiān)鼇慝@取。Deng 等通過UPLC-QTOF-MS/MS 檢測發(fā)現(xiàn)青稞谷物中游離型、酯化型和難溶型酚類化合物分別有14 種、4 種和17 種。難溶型酚類化合物主要通過氫鍵、疏水相互作用或者共價(jià)鍵與細(xì)胞壁多糖結(jié)構(gòu)相交聯(lián)，食用后人體并不能直接吸收，主要通過酶水解以及微生物發(fā)酵釋放活性功能物質(zhì)，從而被人體吸收利用。青稞中難溶型組分中酚類物質(zhì)的含量和抗氧化活性明顯高于游離和酯化型組分。Li 等的研究中發(fā)現(xiàn)難溶性膳食纖維中總酚和總黃酮的含量分別是可溶性膳食纖維的2.42～7.33 和3.08～10.00倍。阿魏酸是廣泛分布于植物中的一種酚酸，其含量在青稞酚類物質(zhì)中占有主導(dǎo)地位，具有抗炎、抗癌、抗菌等廣泛的生理和藥理作用。不同品種中酚類物質(zhì)的含量也略有差異，黑青稞提取物中除阿魏酸（19.14 mg/g）外，香豆酸（14.59 mg/g）也是其主要酚類物質(zhì)；藍(lán)青稞中含量較高的酚類物質(zhì)是香豆素（14.61～583.54 μg/g·DW）和苯甲酸（8.81～528.56 μg/g·DW）。此外，在青稞中也發(fā)現(xiàn)了金圣草素-7-O-葡萄糖醛酸甙和金圣草黃素的存在。青稞中酚類物質(zhì)的抗氧化活性與阿魏酸、木犀草素密切相關(guān)。黃酮類物質(zhì)也是青稞主要的活性成分之一。目前，青稞中研究較多的黃酮類物質(zhì)是花青素，具有抗氧化、抗癌和抗老化等功能，其核心結(jié)構(gòu)由一個(gè)黃酮離子、兩個(gè)芳香環(huán)和一個(gè)含氧的三碳雜環(huán)組合而成。不同粒色青稞中花青素的存在部位略有差異，大多數(shù)主要分布在果仁層，而紫青稞和藍(lán)青稞主要分布在果皮或糊粉層，花青素平均含量為213.88 μg/g，含量大小排序?yàn)椋鹤锨囡舅{(lán)青稞＞褐青稞＞白青稞，且花青素含量與多酚含量呈線性相關(guān)。另外，提取工藝對花青素的含量也有一定的影響。

5.2 多酚類物質(zhì)的應(yīng)用

隨著加工技術(shù)的進(jìn)步，我們目前主要食用的是精制谷物，在磨粉加工過程中，谷物外層表皮以及胚芽已經(jīng)被破壞，導(dǎo)致了谷物中部分膳食纖維、酚類物質(zhì)及其他活性成分的丟失，長期食用易導(dǎo)致慢性消化疾病患病率的提高。全谷物則最大程度保留了食物本身的營養(yǎng)價(jià)值，已引起了各國的廣泛關(guān)注。為了避免青稞中酚類以及黃酮類物質(zhì)的丟失，可將其生產(chǎn)為全谷物食品。目前，青稞已成功與燕麥、蕎麥等進(jìn)行復(fù)配制得符合大眾口感的全谷物麥片。有研究發(fā)現(xiàn)，青稞水提花青素依舊保持著較高的抗氧化和抗生物膜性能，可用作潛在的高質(zhì)量生物食品著色劑。青稞茶飲也可作為利用青稞酚類物質(zhì)開發(fā)高附加值青稞產(chǎn)品新思路。申瑞玲等利用萌動青稞與玫瑰、綠茶進(jìn)行復(fù)配，與青稞茶相比，顯著提高了茶粉以及茶湯中總酚、黃酮和γ-氨基丁酸的含量，將青稞中營養(yǎng)物質(zhì)和保健功能最大化，既滿足了消費(fèi)者的需求，也提高了青稞產(chǎn)品的附加值。

6 展望

青稞作為高原地區(qū)的特色谷物，青稞中蛋白、多酚以及β-葡聚糖等活性成分展現(xiàn)了其在食品以及醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用的潛能，然而，目前青稞的應(yīng)用主要還是集中在整個(gè)谷物上，對于某一成分的精細(xì)應(yīng)用還十分有限，且局限于青稞的營養(yǎng)特性，青稞的藥用價(jià)值并未體現(xiàn)，盡管已經(jīng)進(jìn)行了體內(nèi)體外實(shí)驗(yàn)，但青稞產(chǎn)品對于人體影響的跟蹤調(diào)查研究依舊十分欠缺，青稞對于人體血壓、血脂以及血糖的調(diào)節(jié)機(jī)制還需進(jìn)一步探索。目前青稞中活性成分主要利用酸堿或有機(jī)試劑進(jìn)行提取，提取工藝對于青稞活性成分具有一定的影響。目前青稞活性成分的研究利用依舊停留在實(shí)驗(yàn)室水平，規(guī)模較小，期望將青稞中某一組分成功提取達(dá)到工業(yè)應(yīng)用的程度，從而提高青稞產(chǎn)品的附加值，還需不斷地進(jìn)行工藝改善，才能使得這類谷物在人類的生命健康方面發(fā)揮應(yīng)有的作用。