藜麦营养成分及多酚抗氧化活性的研究进展

陈树俊，胡洁，庞震鹏，刘晓娟，徐晓霞，仪鑫

（山西大学生命科学学院，山西太原030006）

藜麦营养成分及多酚抗氧化活性的研究进展

陈树俊，胡洁，庞震鹏，刘晓娟，徐晓霞，仪鑫

（山西大学生命科学学院，山西太原030006）

藜麦是一种全营养完全蛋白“假谷物”，其不仅含有丰富的蛋白质、脂肪、淀粉、维生素和矿物质等常规营养成分，还含有多酚、黄酮、皂苷、槲皮素、凝集素等生物活性营养成分。据报道，藜麦提取物中的多酚类物质具有良好的体外抗氧化性，其中，藜麦种子、芽和叶片中含量很高。因此，藜麦是一种难得的抗氧化食物。综述了藜麦营养成分及其多酚抗氧化性研究进展，为今后相关研究提供科学依据。

藜麦；营养成分；多酚；抗氧化性

藜麦（Chenopodium quinoa Willd.）是原产于印第安地区的一种双子叶植物[1]。由于其丰富的营养价值和独特的功能特性，被印第安人称为“粮食之母”。藜麦名字里虽然有个“麦”，但它在植物分类学中与小麦、大麦、燕麦等禾本科植物并不是同一类，也不属于谷类作物，而是与菠菜、甜菜等同属藜科植物，有人称其为“假谷物”（pseudocereal）。

有研究表明[2]，藜麦含有大量的优质蛋白质，并且其氨基酸组成均衡，同时含有丰富的淀粉、脂肪、矿物质元素和维生素，能满足人体所必需的营养元素。此外，藜麦中生物活性物质含量也很高，比如多酚、黄酮、皂苷等均高于一般谷物，特别是藜麦籽粒、叶片及发芽物中多酚含量均很高，而且表现出良好的体外抗氧化活性。藜麦的营养价值在国际上也得到了认可，联合国粮农组织（FAO）认为，藜麦是唯一一种单体植物即可满足人体基本营养需求的食物，正式推荐藜麦为最适宜人类的完美“全营养食品”[3]。

藜麦的发展为世界各国的粮食市场提供了更好的选择性。随着人们对藜麦的逐渐了解，对它的消费趋势也有望增加。笔者结合最新研究进展，对藜麦的营养成分及多酚抗氧化性进行综述，以期为藜麦的深入研究提供参考。

1 藜麦常规营养成分

1.1 蛋白质

藜麦中含有大量的优质蛋白，平均含量达到12%～23%[4]，与肉类及奶粉相当。与其他谷物相比，藜麦的蛋白质含量高于大麦（11%）、水稻（7.5%）和玉米（13.4%），与小麦（15.4%）蛋白质含量相当[5]。蛋白质的营养品质由必需氨基酸的比例决定，而藜麦中的蛋白质富含人体所必需的8种氨基酸，尤其是一般谷物中缺乏的赖氨酸含量很高（赖氨酸是人体组织生长及修复所必需的），且与FAO推荐的理想蛋白平衡相接近[6]，藜麦必需氨基酸含量高于一般谷物（如小麦、玉米等），藜麦氨基酸含量与其他谷物的比较如表1所示。

表1 藜麦、大麦、大豆和小麦的氨基酸组成[7-9]mg/g

另外，Olga Escuredo等[10]通过近红外光谱法和最优化技术测定了藜麦氨基酸组成，分析了其中的12种氨基酸（精氨酸、胱氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸和缬氨酸），结果表明，近红外光谱结合化学计量校准有助于藜麦中氨基酸的测定。

1.2 脂肪

藜麦籽粒中脂肪平均含量为50～72 mg/g，是玉米的2倍左右，大部分集中在籽粒中，其组成与玉米相似[11-12]。藜麦种子中含有大量的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸，其中，不饱和脂肪酸占总脂肪酸的比例在83%以上[13]。藜麦中的脂肪酸组成为：总饱和脂肪酸19%～12.3%，主要是棕榈酸；总单不饱和脂肪酸25%～28.7%，主要是油酸；总多不饱和脂肪酸58.3%，主要是亚油酸（约90%）[14]。藜麦（原料和经过研磨）、水稻和大豆中主要脂肪酸含量列于表2。

表2 藜麦、藜麦粉、水稻和大豆中脂肪酸含量[15]g/100 g

1.3 碳水化合物

碳水化合物根据其聚合度可以分为3类：糖（单糖、双糖、糖醇）、寡糖和多糖（淀粉和非淀粉）。淀粉是藜麦碳水化合物的主要组成成分，含量在52.2%～69.2%，品种不同，其含量也可能不同[16-17]。此外，藜麦中膳食纤维含量较高，达到7%～9.7%，其中，可溶性膳食纤维含量为1.3%～6.1%，藜麦是可溶性及不可溶性纤维素的优良来源，2种纤维素对调节血糖水平和降低胆固醇都有着非常重要的作用。另外，藜麦中还含有大约3%的单糖，其中大多是麦芽糖，其次是D-半乳糖和D-核糖，也含有果糖和葡萄糖，但含量均较少。藜麦与其他谷物碳水化合物组成的比较结果列于表3。

表3 藜麦种子、水稻和大麦的碳水化合物组成[8，10-11,18]%

1.4 维生素与矿物质

矿物质元素和维生素等有机化合物是生命体必需的微量营养，而藜麦是各种有机化合物的优质来源，藜麦中天然微量营养元素种类多而且含量高，维生素E、叶酸、胆碱、维生素B1、核黄素、胡萝卜素等有机化合物极其丰富。藜麦中维生素E的含量为10.04 mg/100 g，实质上维生素E含量比其他谷物要高；维生素B1含量充足（0.68 mg/100 g），与其他谷类作物相似；烟酸（1.53 mg/100 g）含量比其他谷类作物低，但是从生物学角度看，仍然大量存在[19]。另外，藜麦还富含镁、锰、锌、铁、钙、钾、硒、铜、磷等矿物质，平均为普通食物的4倍以上，高的甚至达到11倍。

相比其他谷物（如小麦、玉米和水稻），藜麦具有更高的矿物质含量，尤其是钙（87 mg/100 g）、铁（9.47 mg/100 g），钾（907 mg/100 g）和镁（362 mg/ 100 g）。此外，据报道藜麦中铁具有良好的生物利用度[20]。藜麦与其他谷物矿物质含量的比较结果如表4所示。

表4 藜麦、小麦、玉米和水稻的矿物质含量mg/100 g

2 藜麦功能性营养成分

2.1 黄酮类物质

与普通谷物相比，藜麦中富含黄酮类物质，而且含量特别高，36～73 mg/100 g不等，平均达到了58 mg/100 g，其中，最重要的组分是黄酮醇，平均为174 mg/100 g，槲皮素平均为36 mg/100 g，山奈酚平均为20 mg/100 g。日本研究了该国种植藜麦种子的黄酮组成，从中分离出4种黄酮醇苷，并且定量分析了黄酮类组分，分别为槲皮素、山奈酚3-O-（2″，6″-di-O-ɑ-吡喃鼠李糖基）-β-半乳糖苷、槲皮素3-O-（2″，6″-di-O-ɑ-吡喃鼠李糖基）-β-吡喃葡萄糖苷和槲皮素3-O-（2″-O-β-呋喃芹菜糖基-6″-O-ɑ-吡喃鼠李糖基）-β-半乳糖苷，结果表明，藜麦是黄酮类物质的良好来源[23]。Ritva等[24]也通过高效液相色谱法分析了藜麦中黄酮类物质组分，测定的黄酮含量为36.2～144.3 mg/100 g。

由于藜麦黄酮含量很高，受到很多研究人员的关注。近几年，我国也开始研究藜麦黄酮，主要集中在藜麦提取及纯化工艺上。陆敏佳等[25]采用3因素3水平正交试验法研究了藜麦叶黄酮类物质的提取，结果表明，最佳提取工艺为：乙醇体积分数70%，提取时间0.5 h，料液比1∶40，且一次提取即可使得率达85%以上，这为藜麦黄酮类化合物的开发利用提供了理论依据和工艺参数。另外，董晶等[26]用超声法探讨提取藜麦黄酮的最佳工艺，并测定其自由基的清除能力及对淀粉酶的降解作用，结果表明，最佳提取条件为：料液比1∶50（g/mL），乙醇浓度80%，提取温度50℃，提取时间30 min，超声功率240 W。藜麦黄酮提取液对DPPH·和·OH的清除能力分别为89.3%，86.6%，对淀粉酶的抑制率为41.38%。证实了黄酮具有清除自由基、抗氧化的功效，是一种有效的自由基清除剂。

2.2 皂苷

皂苷是一种广泛存在于植物中的苷类，种类繁多，具有生物活性。藜麦中皂苷含量也很高，尤其在种皮中大量存在（除了甜藜麦品种外，其他不含或者含量少于0.11%）。目前，关于藜麦皂苷的报道很多，调查显示，从藜麦中分离的皂苷具有抗菌、抗病毒、降低胆固醇并能诱导改变肠道通透性，促进特定药物吸收的作用[27]。Kuljanabhagavad等[28]从藜麦不同部位（花、果、种皮和种子）已分离出约20种三萜皂苷。Woldemichael等[29]研究发现，藜麦种子中皂苷含量很高，达到20%～30%。Masterbroek等[30]研究发现，甜藜麦种子中皂苷含量为0.2～0.4 g/kg，苦藜麦种子中为4.7～11.3 g/kg。Stuardo等[31]对藜麦外壳中皂苷提取物进行了不同的处理，结果表明，与未经处理的藜麦外壳相比，经过碱处理之后的藜麦外壳中含有大分子量的皂苷衍生物，有更多的疏水性，且对灰霉病的抗性更强。近年来，由于皂苷的生物学特性，对它的研究越来越多，前景广阔。所以，如何提高藜麦皂苷的利用率将是未来的研究重点。

3 藜麦多酚抗氧化活性

多酚类物质是植物在生长发育中的次生代谢产物，广泛存在于植物的根、茎、皮、叶及果实内，具有清除自由基和抗氧化等生物活性。藜麦因其组织和器官中富含多酚类物质而越来越受到关注。

3.1 藜麦种子多酚抗氧化性

藜麦种子提取物中富含多酚类物质，是最主要的抗氧化物质。Pasko等[32]测定了藜麦与苋菜中花青素和总多酚的含量，通过DPPH自由基清除能力、铁离子还原能力（FRAP）和ABTS自由基清除能力的比较分析，结果表明，藜麦总多酚含量为（3.75±0.05）mg/g，高于苋菜含量（2.95±0.07）mg/g。同时，2种物质均表现出良好的体外抗氧化性。Alvarez-Jubete等[33]对比分析了藜麦、苋菜、荞麦和小麦籽粒中多酚组成、含量及体外抗氧化活性，结果表明，藜麦总多酚中槲皮素和山奈酚的含量最高，藜麦中总多酚含量比小麦和苋菜含量高，比荞麦略低，通过FRAP，DPPH自由基测定，藜麦表现出良好的相关性（R2＝0.99）。Tang等[34]确定了3种不同基因型（红色、白色、黑色）藜麦中不同形式的酚类物质，并且测定了其抗氧化活性，结果表明，23种酚类成分被测出，包括自由酚和结合酚，其中，主要是香草酸、阿魏酸和其衍生物以及槲皮素、山萘酚和其糖苷；总酚含量与种子的颜色有关，相比另外2种，黑色藜麦种子中总酚含量更高且抗氧化活性也更高。Abderrahim等[35]识别、分类和描述了秘鲁高原地区13种有色藜麦种子，主要根据它们自身的特征（颜色、大小和形状）和生物活性物质（游离和结合酚类，甜菜红色素），用总抗氧化活性作为指标，测量它们的总抗氧化能力，并且以此来探索藜麦在功能性食品市场中的潜力。结果表明，秘鲁藜麦种子是自由酚和结合酚的良好来源，自由酚含量在1.23～3.41 mg/g，结合酚含量在1.28～4.52 mg/g，并且与一般谷物相比，藜麦样品表现出高抗氧化性，是一种潜在的功能性食品。此外，有研究指出，藜麦种皮中也含有多酚成分，并且具有抗氧化活性[36]。

有研究指出，藜麦种子中多酚成分和抗氧化活性会随着物理条件的影响而发生变化。Miranda等[37]研究了干燥温度对藜麦种子中总酚含量和抗氧化能力的影响，分析了总酚含量在40～80℃的变化，并通过DPPH自由基清除能力指标测定抗氧化能力，结果显示，温度升高会导致总酚含量下降，与脱水藜麦相比，40，50，80℃下抗氧化能力高于60，70℃。Dini等[38]通过DPPH和FRAP方法分别对甜、苦藜麦种子在烹饪条件下的抗氧化活性变化进行了测定，结果表明，苦藜麦抗氧化能力比甜藜麦高，并且沸腾会使藜麦种子的抗氧化能力明显下降。因此，控制好物理条件可以更好地保护藜麦种子中多酚成分，进而让其发挥更好的抗氧化作用。

3.2 藜麦发芽期间多酚抗氧化性

种子发芽是高等植物生命活动最强烈的一个时期，涉及到一系列形态和生理生化的变化。谷物种子发芽过程中，会产生一系列生理生化变化，一些功能成分如γ-氨基丁酸、酚类物质的含量将会提高，而且发芽也可能影响其抗氧化能力[39]。Alvarez-Jubete等[33]研究了藜麦及其他谷物（小麦）、假谷物（苋菜和荞麦）芽中多酚含量及抗氧化活性，结果显示，藜麦芽中多酚含量相比籽粒明显增加，是籽粒中的将近2倍。通过DPPH自由基、FRAP测定，表明藜麦芽具有良好的抗氧化活性。Pasko等[32]研究了苋菜和藜麦芽中多酚含量及抗氧化活性，在黑暗、日光2种条件下分析藜麦等的多酚含量及抗氧化活性变化，结果表明，藜麦芽多酚含量在日光下明显高于黑暗条件，并且藜麦芽比种子有更高的抗氧化活性。由此可见，通过发芽处理，可以使藜麦中多酚含量增加并且提高其抗氧化能力，从而提高藜麦的生物利用率。然而目前对于藜麦发芽的研究相对甚少，所以，如何使藜麦在发芽期间达到最高抗氧化能力是日后研究的重点，通过实践处理对于藜麦芽产品的开发也有非常广阔的前景。

3.3 藜麦叶片多酚抗氧化性

藜麦叶中含有各种营养物质，如灰分3.3%，纤维素1.9%，维生素E 2.9 mg/100 g，维生素C 1.2～2.3 g/kg，并且含有27～30 g/kg的蛋白质。此外，通过研究发现，藜麦叶中含有大量多酚而且其多酚组分的生物活性很高，藜麦叶具有潜在的生物利用度（约80%总酚在体外条件下是生物可利用的）[40]。Gawlik-Dziki等[41]通过体外研究藜麦叶中提取物阿魏酸、芥子酸、没食子酸、山奈酚、异鼠李素和芦丁，结果表明，藜麦叶具有抗氧化性和抑制癌细胞增殖的作用。除此之外，Gawlik-Dziki等[42]还将藜麦叶粉加入到面包中以此来评估其强化效率，研究表明，面包中添加藜麦叶会引起其中酚类物质含量的增加，而且酚类物质的化学提取量与藜麦叶的含量比例密切相关，其中，不加藜麦叶的面包总酚含量最低，为144.35 mg/g，加入5%的藜麦叶达到最高，为321.01 mg/g。另外，面包中加入3%的藜麦叶不仅能提高面包的抗氧化能力，而且还不会损害其感官质量[43]。由此可见，藜麦叶也是一种独特的抗氧化物质。目前，对于藜麦叶的研究，尤其是藜麦叶营养物质、多酚提取工艺的研究比较少。

4 展望

近年来，由于藜麦所特有的功能特性与生物特性，受到越来越多人的关注，成为一种非常有前途的植物。在我国藜麦也得到了迅速发展，山西静乐县在2008年引进种植，到2012年藜麦种植面积突破67 hm2，公顷产量平均在2 250 kg左右，最高可达4 500 kg/hm2，获得非常大的成功。基于藜麦的高蛋白质水平，独特的氨基酸模式，各种维生素、矿物质和生物活性物质，它将作为一种新型的全营养食品受到广大消费者的青睐。

目前，各国研究人员对藜麦进行了大量的研究，包括其生长特性、品种资源和营养价值等，然而，对于藜麦活性物质的提取和鉴定等方面的研究还处于初级阶段，对藜麦的开发利用还不够深入。因此，深入进行藜麦活性物质的提取及藜麦食品开发将具有广阔的前景和应用价值。

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Research Progress on Nutritional Components and Antioxidant Activity of Polyphenol of Quinoa

CHEN Shu-jun，HU Jie，PANG Zhen-peng，LIU Xiao-juan，XU Xiao-xia，YI Xin
（College of Life Sciences，Shanxi University，Taiyuan 030006，China）

Quinoa,which is considered a pseudocereal,has been recognized as a complete food due to its protein quality.It has remarkable nutritional properties,not only rich in protein,fat,starch,vitamins and minerals,it also contains polyphenol,flavonoid,saponin, quercetin,lectin and other bio-active ingredients.According to the reports,extracts from quinoa is found containing polyphenols which has good antioxidant activity in vitro study，including quinoa seeds,sprouts and leaves.Therefore,quinoa is a god-given antioxidant food. This paper summarizes the lately research progress on quinoa nutritional components and antioxidant activity of polyphenol,which provides a scientific basis for future research.

quinoa;nutritional components;polyphenol;antioxidant activity

S519

A

1002-2481（2016）01-0110-06

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.01.29

2015-08-28

陈树俊（1964-），男，山西定襄人，副教授，主要从事食品新工艺研究工作。