魏鳳言，婁宇軒，徐彩紅

(沈陽(yáng)師范大學(xué)糧食學(xué)院,遼寧 沈陽(yáng) 110034)

藜麥屬藜科藜屬一年生雙子葉植物，具有“假作物”、“黃金谷物”和“糧食之母”之稱[1]。藜麥除富含碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪和礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)素外，還有皂苷、多酚和亞油酸等多種活性物(詳見(jiàn)表1、表2)[2-13]，被FAO認(rèn)定為是能滿足正常人體所需全部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的單一作物。藜麥營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，生理功效多，可用作糖尿病人群的主食[14]。

表1 藜麥主要營(yíng)養(yǎng)成分

表2 藜麥主要活性成分

近年來(lái)，藜麥?zhǔn)袌?chǎng)日益擴(kuò)大。2019年，我國(guó)藜麥種植面積超過(guò)2萬(wàn)hm2，產(chǎn)量超過(guò)2萬(wàn)t，但我國(guó)對(duì)藜麥營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性的研究尚淺，其新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)也處于起步階段。要提高藜麥的利用價(jià)值，就必須基于藜麥活性物質(zhì)開(kāi)展綠色、高效、經(jīng)濟(jì)的提取技術(shù)的研發(fā)。因此，本研究梳理了目前藜麥主要活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和提取工藝，以期通過(guò)比較分析，為藜麥在食品、藥品等領(lǐng)域的研究和開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供參考。

1 藜麥皂苷

1.1 皂苷理化性質(zhì)及功能

皂苷是由皂苷元與糖或糖的衍生物通過(guò)端基碳原子連接而成的具有苦味的物質(zhì)。根據(jù)水解后結(jié)構(gòu)不同，可分為三萜皂苷和甾體皂苷[15]。藜麥皂苷主要存在于種皮，少量存在于胚乳中[16]。皂苷的存在使藜麥略有苦味，因而去除皂苷對(duì)食品工業(yè)很重要。但藜麥皂苷具有起泡性等表面活性作用，使其在肥皂、洗調(diào)劑、化妝品、啤酒、滅火材料等方面也可以廣泛應(yīng)用[17]。因此，藜麥皂苷提取技術(shù)的研究具有重要意義。

1.2 藜麥皂苷提取技術(shù)

藜麥皂苷主要提取技術(shù)詳見(jiàn)表3。溶劑回流法的溶劑可循環(huán)使用，操作簡(jiǎn)單，但耗時(shí)久，提取率低。如梁霞等[18]和傅鈺等[19]雖均以乙醇作提取劑，但后法采用超聲輔助處理，其所需溶劑少且耗時(shí)短、提取溫度低。以甲醇作提取劑時(shí)，提取率高，但耗時(shí)久，安全性有待考慮[20]。復(fù)合酶協(xié)同超聲法[21]提取率最高，可能是酶水解纖維素、蛋白質(zhì)和果膠等物質(zhì)，改變了原料細(xì)胞壁的通透性[22]，有助于皂苷的提取。微波輔助[23]和微波-超聲輔助雙水相法[24]，提取劑雖相同，但提取率相差很大，后法提取率高的原因可能是無(wú)機(jī)鹽的加入使水相體積增大，乙醇相濃度增加，有利于皂苷析出。超高壓法[25]耗時(shí)短，提取率高，是一種簡(jiǎn)單高效的工藝。而超臨界CO2萃取法[26]的提取率低，且對(duì)設(shè)備條件要求高。

表3 藜麥皂苷提取工藝

多種提取技術(shù)配合使用的效果要好些，但可能會(huì)增加實(shí)驗(yàn)成本。因此，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，除了要提高提取率，還要綜合考慮原料理化性質(zhì)、時(shí)間成本和環(huán)境因素。比如考察提取溫度時(shí)，溫度過(guò)低時(shí)皂苷溶解度低，反之皂苷會(huì)被破壞，都不利于皂苷的提取[27]。

2 藜麥多糖

2.1 多糖理化性質(zhì)與功能

多糖是一種高分子聚合物，由糖苷鍵連接醛基和酮基，是基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之一。藜麥多糖具抗氧化、調(diào)血糖、抑菌及助減肥等多種生理功能[28]。藜麥主要多糖是淀粉，且支鏈淀粉占比高，其溶脹性和水溶性與支鏈淀粉含量呈正相關(guān)[29]，屬于限制性溶脹淀粉，凍融穩(wěn)定性較好，具有-OH、-CH2和CHO等官能團(tuán)[30]。藜麥淀粉可制造食品包裝或涂層所需要的帶金屬納米顆粒的活性生物膜[31]，因此，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

2.2 藜麥多糖提取技術(shù)

藜麥多糖提取技術(shù)詳見(jiàn)表4。濕磨法[32]提取率高，安全性好，但浸泡時(shí)間長(zhǎng)；稀堿法[33]的提取率低，但耗時(shí)短，可能是稀堿促使淀粉溶出；水浸提法能在很大程度上保護(hù)細(xì)胞壁多糖成分，但提取率較低。袁俊杰等[34]熱水浸提法提取率最高為15.81%；比較超聲輔助法[35]、纖維素酶提取法[36]和酶解-超聲法[37]，可知酶解-超聲法的提取率最高，可能是纖維素酶破壞藜麥細(xì)胞壁有利于壁內(nèi)多糖溶出，加之超聲波的協(xié)同作用，使多糖提取率顯著升高；超高壓-超聲波協(xié)同法[38]提取藜麥β-葡聚糖的提取率比超高壓[38]或超聲波法[38]的提取率高。綜上，藜麥多糖提取較好的工藝是酶解-超聲法，綠色、高效、經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)較高。酶在多糖提取時(shí)，發(fā)揮著重要作用；超聲或微波等儀器輔助時(shí)，提取率大大提高，且安全、節(jié)能、省時(shí)、方便。

表4 藜麥多糖提取工藝

3 藜麥多酚

3.1 多酚結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

多酚是一種具有酚羥基結(jié)構(gòu)的植物次級(jí)代謝產(chǎn)物，以游離和糖基化結(jié)合的形式存在[39]。藜麥中含有豐富的多酚類物質(zhì)，如黃酮、酚酸、阿魏酸等，主要存在于籽粒中[40]，具有抗氧化、降血糖、抗炎、抑制高血壓及肥胖等多種生理功能[41]。藜麥酚類物質(zhì)多以結(jié)合態(tài)存在，生物利用率低[42]。因此，藜麥多酚提取技術(shù)的研究對(duì)提高其應(yīng)用價(jià)值極其重要。

3.2 藜麥多酚提取技術(shù)

藜麥多酚提取工藝詳見(jiàn)表5。溶劑浸提法[43]提取率與超聲輔助法[44]相近，但其耗時(shí)久，浸提溫度高；超聲波有利于細(xì)胞破碎，可提高藜麥多酚提取率[45]，且用時(shí)短。王若蘭等[47]和趙寶堂等[46]的超聲輔助法提取率高于溶劑法。后者提取率較高的原因可能有3個(gè)，即甲醇做溶劑可能比乙醇好、適當(dāng)?shù)某暪β室约把娱L(zhǎng)提取時(shí)間可能會(huì)提高提取率。吳雅露等[47]采用該法提取藜麥總黃酮，提取率0.31%；提取黃酮時(shí)，熱回流法[48]的提取率比超聲輔助加熱回流法[49]低，后者溶劑消耗量少。綜上，超聲輔助法和超聲輔助加熱回流法多酚物質(zhì)的提取率最高。溶劑法選用的溶劑及濃度是影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要因素，當(dāng)溶劑為乙醇時(shí)，一般體積分?jǐn)?shù)小于90%，過(guò)高則葉綠素等脂溶性物質(zhì)的溶出量增多，或植物蛋白質(zhì)發(fā)生變性，從而影響多酚物質(zhì)的提取率[50]。

表5 藜麥多酚提取工藝

4 結(jié)論

藜麥因全營(yíng)養(yǎng)價(jià)值著稱于世，既可作食材也可作高效藥材，具有廣闊應(yīng)用前景。探索其各活性物質(zhì)綠色、高效且經(jīng)濟(jì)的提取工藝是目前藜麥研究和開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。近年來(lái)，藜麥活性成分的提取研究主要集中于皂苷、多酚和多糖的提取技術(shù)，但藜麥膽堿、脂肪、亞油酸等其他活性物質(zhì)的提取研究較少。藜麥主要活性物質(zhì)(皂苷、多酚和多糖)的提取技術(shù)有溶劑回流、超聲輔助、微波輔助等，提取工藝的選擇主要基于原料品種、活性物結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)等。多技術(shù)結(jié)合提取法比單一提取技術(shù)提取效率高，但對(duì)提取物組成、純度、活性等的研究仍需進(jìn)一步深入。