薏苡仁的營養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.長江大學生命科學學院，湖北荊州 434025；2.中南民族大學生命科學學院，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溫暖濕潤的地區種植，對土壤與環境條件適應強[2]。薏苡籽粒呈橢圓形，最外層為薏苡殼，殼的內部有一種皮層，去除薏苡殼與種皮層后得到紅薏苡仁，紅薏苡仁經去麩皮碾白后為白薏苡仁。薏苡各部分營養組分含量不同，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、多糖、氨基酸、維生素、礦質元素等指標，不同部位的營養成分和功能成分有顯著差異。國內外學者對薏苡開展了多方面的研究，對薏苡的營養成分及生物活性等方面進行了綜述。

1 薏苡仁主要營養成分研究

1.1 碳水化合物

淀粉是薏苡仁的主要組成部分，占其質量的59%～72%，薏苡仁淀粉呈現谷物淀粉典型的A型衍射特征，顆粒呈球形、多邊形等不規則形狀，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，研究發現，提取的多糖主要由阿拉伯糖和木聚糖組成，相對分子質量分別為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。

另外，Liu X等人[9]通過近紅外光譜技術（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

薏苡仁營養豐富，蛋白質含量12.2%～16.7%，胚乳中的蛋白質含量約為20%，薏苡仁蛋白富含人體必需的8種氨基酸[10]。薏苡仁蛋白質的結構和功能一直是研究的重點，通過薏苡仁蛋白質的氨基酸序列比對發現，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（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構型、1種β構型和1種γ構型，谷氨酰胺是這10種同系物中的主要氨基酸，在α構型的薏苡仁蛋白中谷氨酰胺含量大于20%，β與γ構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用蒸發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有限公司生產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量評價指標，楊陽等人[14]指出，不同產地的薏苡仁中甘油三油酸的量存在較大差異，浙江與福建產薏苡仁的甘油三油酸酯含量較高，藥材品質較佳。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]在薏苡殼中發現了神經酰胺。Hu A J等人[15]采用超聲輔助超臨界萃取薏苡仁，發現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

薏苡仁中多酚物質以游離態和結合態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含量最高，白薏苡仁中總酚物質含量比褐薏苡仁低。在薏苡仁中發現了不同化學結構的酚酸，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現了黃酮類物質，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

關于薏苡體外抗氧化活性研究很多，不同提取方法分離產物表現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（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，研究發現不同品種薏苡仁的抗氧化活力存在差異，薏苡仁的結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]研究發現，薏苡仁熱水提取物的DPPH自由基清除能力與維C相當。

2.2 免疫調節作用

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，調節機體免疫功能。

Chen H J等人[22]采用脫殼薏苡喂食卵白蛋白致敏小鼠后，發現薏苡可以抑制OVA-lgE的產生，調節免疫系統，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，結果表明，薏苡仁提取物對鈣離子載體誘導的RBL-2 H3細胞脫顆粒反應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節成分。乙酸乙酯分提物在抑制蛋白激酶磷酸化的同時，還抑制了細胞內活性氧的產生和蛋白激酶C的表達，其中多酚物質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活性的調節作用，發現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、脂類、多酚及多糖等物質都有免疫作用，薏苡對機體的免疫調節是共同作用的結果。

2.3 抗癌、抗腫瘤作用

薏苡仁的脂肪、多糖、多酚和內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，FAS在乳腺癌、前列腺癌等腫瘤細胞中有異常高的表達，FAS的高表達導致合成更多的脂肪酸，為癌細胞的快速繁殖提供能量，還發現薏苡油可以抑制膀胱癌T24細胞的增殖。Yu F等人[24]研究發現，薏苡油對FAS具有很強的抑制作用，主要是作用FAS結構域中的酮酰還原域（KR） 和烯酰還原域（ER）2個活性位點。Wang L等人[16]研究發現，發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煙草致癌物4-（甲基亞硝胺基）-1-（3-吡啶）-1-丁酮（NNK）誘導的肺癌小鼠，發現薏苡仁甲醇提取物有抑制肺癌細胞增殖、誘導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注射過結腸癌誘變劑1,2-二甲基肼（DMH） 的雄性大鼠試驗，發現所有樣品均有早期抑制結腸癌前期病變的作用。

脂肪酸合酶介導生成的飽和脂肪酸與動脈粥樣斑塊的形成有關，薏苡仁中的活性物質能抑制該酶活性，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化酶（ACE）抑制活性，多肽經胃蛋白酶、胰凝乳蛋白酶與胰蛋白酶進一步水解后形成小分子肽，經過灌胃試驗發現，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節小鼠神經內分泌活動，降低肥胖小鼠下丘腦組織中的神經肽（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]的發現，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防和治療效果。

3 結語

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，薏苡的營養與保健作用逐步被人們所認識，薏苡仁營養保健食品的開發越來越多樣化，如薏苡餅干[31]、薏苡保健酒[32]等。對薏苡營養成分和保健功效的研究，為確定保健產品的生產工藝路線與改善加工方法提供了重要的理論依據，對提高薏苡食品的品質起到了重要作用。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，其性質和結構的關系，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。