小麦胚芽的营养与健康保健功能最新研究进展

2021-02-06 12:18静,韩
粮食与食品工业 2021年1期
关键词:胚芽抗氧化氨基酸

赵 静,韩 加

新疆医科大学 公共卫生学院营养与食品卫生教研室 (乌鲁木齐 830011)

小麦是小麦属植物的总称,隶属于禾本科,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,世界上约40%的人口以小麦作为主要粮食作物。一个完整的小麦籽粒由麸皮、胚乳和胚芽三部分组成,其中胚芽约占小麦籽粒重量的3%[1],是小麦最富营养价值的一部分,被营养学家们誉为“人类天然的营养宝库”和“人类的生命之源”。目前,已有大量报道对小麦胚芽的营养成分及功效进行报道[2-4],但近几年又出现新的研究,对之前的研究报道提出质疑,尤其是代谢指标方面的报道与以前的报道存在冲突。该文主要根据近年最新的文献对小麦胚芽的营养成分与健康保健作用最新研究进展进行综述。

1 营养成分

小麦胚芽是小麦的生命之源,含有丰富的营养素和非营养素,包括蛋白质、维生素、脂类、碳水化合物、矿物质和其他生物活性化合物,其含量如表1所示。

1.1 蛋白质及氨基酸

小麦胚芽是蛋白质的丰富来源之一,其蛋白质含量高达26%[5],且它是一种完全蛋白,富含多种必需氨基酸、半必需氨基酸以及非必需氨基酸,其含量如表2所示。小麦胚芽蛋白质不仅含量丰富,而且氨基酸比例合理,其中必需氨基酸的比例接近国际粮农组织和世界卫生组织颁布的参考比例,具有很好的平衡氨基酸作用,在营养学上具有重要意义。

另外,小麦胚芽中还含有谷胱甘肽和麦胚凝集素:谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸三种氨基酸经肽键缩合而成的含硫活性三肽,可以帮助人体保持正常的免疫系统功能,并具有抗氧化作用。麦胚凝集素是从小麦胚芽中提取出来与专一性糖结合,促进细胞凝集的二聚体蛋白质,对癌细胞具有细胞毒性和抗增殖作用。

表1 小麦胚芽基本营养成分[5]

表2 小麦胚芽氨基酸组成[6]

1.2 维生素

维生素是维持机体生命活动过程所必需的微量的低分子有机化合物,一般无法由生物体自身产生,需要从食物中摄取。小麦胚芽富含维生素E和B族维生素,每100 g小麦胚芽中含有27.1 mg维生素E和12.3 mg维生素B(维生素B10.8~2.7 mg、维生素B20.5~0.8 mg、维生素B34.0~8.5 mg、维生素B60.49~1.98 mg[1]),其中维生素B1含量分别是牛肉的30倍、鸡蛋的13倍、大米的11倍、富强粉的8.8倍和黄豆的2.7倍;维生素B2含量分别是大米的10倍、富强粉的8.6倍、牛肉的4倍、黄豆的2.4倍和鸡蛋的2倍[2]。因此,小麦胚芽是维生素E和B族维生素的重要来源。

1.3 脂类

脂肪是由甘油和脂肪酸组成的三酰甘油酯。小麦胚芽油脂含有丰富的亚油酸与亚麻酸等必需不饱和脂肪酸及一些微量生理活性成分[7]。小麦胚芽的脂肪含量约10%,油脂中含有不饱和脂肪酸81%和多不饱和脂肪酸64%[8],且富含必需脂肪酸中的亚油酸(Linoleic acid,LA)和α-亚麻酸(α-Linolenic acid, ALA),其中LA(18∶2 n6)含56%,ALA含0.53 g/100 g[1]。饱和脂肪酸中含有丰富棕榈酸,含量高达91%,还含有1.38%的磷脂(主要是脑磷脂和卵磷脂)和4%的不皂化物(甾醇占60%~80%,其中谷甾醇占60%~70%,菜油甾醇占20%~30%),此外,小麦胚芽内二十八碳醇含量较其他植物高,约为0.1 g/kg[2]。

1.4 矿物质

矿物质又称无机盐,是构成人体组织和维持正常生理功能必需的各种元素的总称,是人体必需的营养素之一。小麦胚芽是良好天然矿物质和微量元素的供应源,这些矿物质对维持人体健康和促进人体生长发育有重要作用,其具体含量如表3所示。

表 3 小麦胚芽矿物质元素含量[6]

1.5 碳水化合物

碳水化合物是人类膳食能量的主要来源,对人类营养有着重要的作用。小麦胚芽含47%的碳水化合物,其中糖36.3%(蔗糖55.9%、鼠李糖38.1%、果糖2.8%、葡萄糖2.1%、蜜二糖1.1%)、淀粉31.5%、纤维素16.9%、半纤维素15.3%、低聚糖9.7%和膳食纤维2%~3%[2]。

1.6 其他生物活性化合物

小麦胚芽含有大量的生物活性化合物,包括生育酚(300~740 mg/kg)、植物甾醇(24~50 mg/kg)、类胡萝卜素(4~38 mg/kg)、硫胺素(15~23 mg/kg)、核黄素(6~10 mg/kg)、多酚(10 mg/kg)[9],他们影响着体内代谢,在维持人类健康方面起着重要作用。

2 保健功能

2.1 抗氧化功能

小麦胚芽富含各种生物活性化合物,包括胡萝卜素、生育酚、类黄酮、多酚、植物甾醇和多不饱和脂肪酸,它们具有强大的抗氧化功能和抗炎特性[10]。黄酮类化合物是一类广泛分布于植物界的多酚类化合物,其结构中含有酚羟基,能与自由基反应生成较稳定的半醌式自由基,从而有效清除自由基。发酵的小麦胚芽乙醇提取物中含有大量的酚类化合物和类黄酮物质,通过抗氧化能力指数测定,发现其可以清除羟自由基,具有抗氧化作用[11]。另外,天然抗氧化肽中的氨基酸具有协同作用,其中酸性/碱性氨基酸可螯合金属离子以催化活性氧物的生成,而芳香氨基酸可作为活性氧的质子供体,因此天然抗氧化肽具有很强的抗氧化能力。

从小麦中提取的麦胚肽就是一种天然抗氧化肽,通过总抗氧化能力检测麦胚肽对人神经母细胞瘤细胞的总抗氧化能力,结果显示麦胚肽对过氧化氢诱导的人神经母细胞瘤细胞有氧化应激的保护作用,具有强大的抗氧化特性[12]。小麦胚芽的抗氧化作用对人体健康产生重大影响,可以预防疾病与衰老,延缓寿命,对促进人体健康起着十分积极的作用。

2.2 对代谢指标的影响

近年来,出现了大量研究小麦胚芽代谢指标的报道,但研究结果并不一致。一项针对大学师生的随机对照试验结果显示,试验组的脂质代谢参数优于对照组,认为小麦胚芽对脂质代谢正常化有积极作用[13]。另外,据动物实验报道[14],小麦胚芽具有α-葡萄糖苷酶抑制特性,可以延缓碳水化合物的吸收,对喂饲高脂高蔗糖小鼠的肝脏和心脏胰岛素抵抗标记物具有影响,可以降低胰岛素抵抗。然而,近些年一些随机对照试验结果显示[15-17],摄入小麦胚芽对胆固醇和甘油三酯水平,餐后葡萄糖反应和胰岛素敏感性无明显影响。LIAQAT[18]等就上述不一致结论进行了系统综述,结果表明:小麦胚芽干预与代谢标记之间存在非显著性关联。这一结论可能将影响小麦胚芽在相关方面的开发和利用。

2.3 抗肿瘤

癌症是威胁人类健康的第一大杀手,我国癌症的发病率正呈现逐年上升的趋势,因此,抗肿瘤的研究备受关注。系统综述报道[19],小麦胚芽中含有多种生物活性物质,可作为抗癌和抗氧化剂,且发酵小麦胚芽提取物对恶性肿瘤细胞具有抗增殖、诱导凋亡和抗肿瘤作用。含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶的活化是细胞凋亡的中心环节,而细胞凋亡功能的抑制将导致肿瘤的发生。体外细胞实验报道[20],小麦胚芽可以破坏细胞线粒体功能以及激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3和DNA修复酶,造成细胞凋亡,影响癌细胞的抑制,在人卵巢癌细胞中起到抑癌作用。小麦胚芽中还含有主要生物活性化合物2,6-二甲氧基-1,4-苯醌,可以诱导氧化应激,从而促进细胞毒性,而且小麦胚芽还表现出与葡萄糖利用受损相关的细胞抑制和生长延迟效应,从而导致自噬,因此具有抑制细胞生长和延缓生长的作用[21]。Yang等[22]通过细胞增殖检测在人口腔鳞状细胞癌中检测出小麦胚芽的抗增殖活性,证实了小麦胚芽的抗增殖和体外抗转移的能力。众多研究证明小麦胚芽具有抗肿瘤作用,因此小麦胚芽不仅是营养物质,还可以开发利用作为抗癌药物,既起到了药物功效,其副作用也较小,这一系列的研究及开发影响着人群健康。

2.4 促进肠道健康

小麦麸皮对胃肠功能的生理作用已被证实,小麦胚芽对胃肠道的影响也受到广泛的关注。小麦胚芽含有的膳食纤维和益生元影响着肠道菌群。肠道菌群是人体最大的微生态系统,对人体的物质和能量代谢产生重大影响,同时也与糖尿病等疾病有着密切的联系。因此,保持肠道的健康,对人体健康至关重要。在一项随机对照试验中,摄入小麦胚芽的人群肠道菌群发生了有利变化,增加了拟杆菌和双歧杆菌的数量,胃肠道环境得到了改善,认为小麦胚芽可能促进肠道有益菌群生长,有利于胃肠道健康[23]。

2.5 抑制炎症等其他功能

小麦胚芽除了上述主要保健功能以外,还具有抗疲劳和预防脚气病等其他功能。小麦胚芽中提取的一种小肽,通过抑制炎症反应、促进成纤维细胞和角质形成细胞的增殖和分化、促进血管生成和胶原沉积,具有促进皮肤创伤愈合的功能[24]。

3 小结

小麦胚芽是小麦加工过程中产生的副产品,营养素丰富,主要有蛋白质与氨基酸、维生素、矿物质和脂类等,具有抗氧化,抗癌等作用。在以往研究中,认为小麦胚芽具有降血脂和降血糖作用[13],然而近几年出现大量报道[15-18],认为小麦胚芽对于代谢指标的影响甚微。这一观点仍存在争议,需要更加深入研究。近年还有研究报道小麦胚芽影响着肠道菌群,促进胃肠道健康[23]。此外,还具有抑制炎症和促进皮肤愈合等功能[24]。

本综述在以往的研究报道基础上,对最新的研究报道也进行了综述,对小麦胚芽的健康功效有了更新的认识,同时也指出了存在争议的报道,以供后续研究提供参考。

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