燕麥分為帶麩型和裸粒型兩類。與世界各國的帶麩型燕麥不同的是,我國的燕麥以裸粒型為主,常稱裸麥。我國栽培燕麥有著 3000 多年的歷史,是裸燕麥的發源地[ ]。裸燕麥的品種較多,按栽培地區不同可分為華北地區的莜麥、西北地區的玉麥、西南地區的燕麥和東北地區的鈴鐺麥[ ]。 燕麥主要分布在我國內蒙古、河北、山西、和吉林等省區,其中吉林地區的燕麥籽粒尤為飽滿,品質較高。
燕麥與其他谷物相比,具有高蛋白,高脂肪,高膳食纖維特點。中國預防醫學科學院已公布5 種主要食糧( 100 g) 的營養成分比較。
燕麥營養成分豐富,除含有蛋白質、脂肪、膳食纖維等主要營養成分以外,還含有鈣、鐵、磷、維生素B、維生素E等人體必需礦物質和維生素,現代醫學和營養學研究表明,燕麥對高血壓、高血脂、高血糖和心腦血管疾病等均有一定的防治作用。
目前,我國亞健康問題越來越嚴重,心血管疾病、糖尿病、高血壓和高血脂的患者比例不斷增加,人們更傾向于選擇既能補充營養成分又可防治慢性疾病的健康食品。現階段,國內外生產的燕麥產品的僅停留在傳統的加工階段,主要以燕麥片、燕麥粉[ ]、燕麥粥、燕麥餅干和燕麥面包[ ]等產品為主,為滿足日益多樣化的食品市場需求,探索燕麥的功能特性和開發燕麥功能性產品勢在必行。

1.2.1 燕麥概述
燕麥是一年生禾本科燕麥屬的植物,最適栽培溫度15- 25 ℃ ,平均株高80- 120cm,千粒重達25- 35g[ ]。我國燕麥共9 個品種, 其中大面積栽培的主要有2個品種, 即帶麩型燕麥和裸粒型燕麥。裸燕麥是我國東北、華北和西北高寒地區主要農作物之一,種子由外殼、表皮、胚乳和胚芽組成,胚乳在燕麥種子中占比例較大,是食品的主要來源[ ]。
國外對燕麥的探索和利用較早,而且成果顯著。早在1964年美國已有科學研究表明燕麥的降膽固醇功能,瑞士、馬來西亞、法國和澳大利亞也相繼證實了燕麥麩可減少膽固醇的吸收而達到降低膽固醇的效果[ ]。美國桂閣公司自1898年成立以來,致力于對燕麥進行工業化的生產,以先進的工藝和設備為支撐,形成了產業鏈化的生產加工模式[ ]。近幾年,燕麥在東南亞地區逐漸開始大受歡迎,新加坡生產的約克燕麥片已成為食品市場的暢銷產品[ ]。
國內對燕麥的利用與開發雖然較晚,但發展速度較快。中醫古籍《本草綱目》里對燕麥早有記載,認為其具有“食療兼備,沖饑滑腸”的功效。燕麥是一種具有多種用途的作物,最初人們用它作為飼料和工業原料,隨著社會的發展燕麥有了更廣泛的用途,應用于食品、藥品、化妝品等領域。19世紀80年代初期,我國首家現代化燕麥廠建立在內蒙古武川縣,帶動了燕麥加工生產行業的發展。因為燕麥具有耐寒的特性,主要種植在我國華北、西北、內蒙等高寒地區,所以促進了嚴寒貧困地區的經濟發展,也推動了“西部大開發”戰略的進程。21世紀以來,隨著食品研究與開發領域的迅速發展,粗加工的燕麥產品已經不能滿足市場的需求,人們開始關注燕麥營養成分和功能特點,目前品種更豐富的多功能燕麥粉已經逐漸占領了市場,如中糧集團的悅活系列果蔬燕麥粉、北京鋤禾食品有限公司的核桃燕麥粉、河北西麥有限公司的中老年燕麥粉、蒙牛集團的燕麥牛奶產品等等。可見燕麥產品已經逐漸融入我們的生活,燕麥的降血糖、降血脂、抗氧化和美容功能也慢慢改變著我們的對健康的認知與關注。
1.2.2 燕麥研究與利用現狀
燕麥胚乳中含有淀粉、脂質、蛋白質和膳食纖維等營養成分。這些主要營養成分的提取與研究,有助于進一步探索燕麥功能特性,開發具有多種保健功能的創新燕麥產品,促進燕麥在食品、藥品和化妝品領域的更廣泛發展。
燕麥淀粉含量約30%,其中直鏈淀粉占比例小于支鏈淀粉,燕麥淀粉顆粒較小,易于消化 [ ]。燕麥淀粉與大米淀粉粒度相近,表面光滑無裂縫,呈不規則形狀,具有奶油狀、致密和潤滑等結構優點[ ]。由于這一結構特點,使燕麥淀粉比玉米淀粉和小麥淀粉更易糊化而不易老化。燕麥淀粉的提取方法主要有堿提取法和酶提取法兩種,其中堿提取法應用較為廣泛。劉剛等[ ]采用研究表明在液固比6.7、提取時間2.9 h時、和pH10.4條件下堿提燕麥淀粉,其淀粉得率為63.38%。申瑞玲等[ ]采用水酶法燕麥淀粉,其研究表明通過控制浸泡時間與浸泡溫度的控制,可明顯提高淀粉的純度和得率。
燕麥脂質90%分布在麥麩及胚乳中,其含量與環境因素和遺傳性狀有關。大多數燕麥中脂質含量高于其他谷物,其中含有結合型油脂20%,游離型油脂80% [ ]。燕麥的脂肪含量生長條件而不同,總脂肪含量越高,油酸所占百分比越高,而棕櫚酸和亞麻酸所占百分比約低[ ]。常用的燕麥脂質提取法有超臨界氣體萃取法和有機溶劑浸提法兩種,其中有機溶劑萃取法因其操作簡單而應用較多。韓舜愈等[ ]以CO2作為超臨界萃取劑提取燕麥油脂,在溫度40 ℃和壓力45 Mpa下提取燕麥油脂,得率達到6.266﹪。鐘細娥等[ ]比較了石油醚、正己烷、丙酮等萃取劑對燕麥油脂的提取效果,結果表明,采用正已烷,在70 ℃、料液比1∶6條件下提取4h,提取燕麥油脂效果最優。
燕麥膳食纖維含量約為20%,是具有較強功能性和代表性膳食纖維,分為可溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維兩種。其主要成分β– 葡聚糖存在于麩皮及胚乳中,由β–(1 → 3)和β–(1 → 4)糖苷鍵連接,可在小腸內形成高粘度膠體狀,不僅能夠延緩多糖類食物在小腸中消化時間,還能吸收膽固醇并排出體外,具有降低血糖和膽固醇的功能[ ]。目前燕麥膳食纖維的提取方法通常采用堿法或酶法,但提取粗纖維的方法較為廣泛,還有如化學分離法、膜分離法和粗分離法等方法可被利用。
燕麥蛋白質含量約15%,含有人體所需必須氨基酸,其是賴氨酸較高為3.7%[ ],賴氨酸有助于改善失眠、抑郁癥、情緒異常和預防糙皮病等 [ ]。燕麥蛋白與其他谷物蛋白相比營養價值更高[ ],其氨基酸配比最接近FAO/WHO 推薦模式,且生物價約為72~75,化學分數值可達0.54,在植物蛋白中名列前茅[ ]。燕麥蛋白的提取方法一般為酶提法和堿提法兩種,近幾年有研究表明超聲輔助酶法可有效提高蛋白提取的得率。姚惠源等[ ]采用堿提法制備燕麥蛋白,得到最佳提取條件為液料比18∶1、pH 9.6、溫度50 ℃和浸提時間30min。羅雯等[ ]利用蛋白酶酶解燕麥,得到的燕麥蛋白約為原料蛋白的67.5%。

燕麥在醫藥、化妝品領域有一定范圍的應用,但主要應用于食品保健領域。在食品領域中,燕麥產品可分為直接食用產品、單一原料加工產品,混合原料加工產品和特殊保健產品四大類[ ]。直接食用燕麥產品即以燕麥代替部分細糧,作為主食食用;單一原料燕麥加工產品在市場上的品種較多,如燕麥片、燕麥粉、燕麥粥、燕麥餅干等等;混合原料燕麥產品近幾年也逐漸出現在市場中,如燕麥巧克力、燕麥酥、燕麥蛋卷和果蔬燕麥粉等等;隨著生活水平的提高,特殊保健燕麥產品也開始受到廣大群眾的歡迎,如老年燕麥片和兒童燕麥食品等等。然而加強燕麥工程學研究,通過改善加工工藝增加燕麥產品的適口感,并開發具有保健功能的健康燕麥產品,仍還有較大的發展空間。
1.2.3 多肽的研究進展
肽是蛋白質的組成部分,是氨基酸由酰胺鍵相互連接而成。根據氨基酸殘基的數量不同,可將分為寡肽(10個氨基酸的肽)和多肽(10-50個氨基酸的肽)。多肽與蛋白質和游離氨基酸相比,抗原性和滲透壓均較低[ ],因此吸收速度高于蛋白質和游離氨基酸,是人體新陳代謝的重要組成部分,且在細胞分化、分子識別和信號轉導等過程中,起著比大分子蛋白更重要的作用。
Bayliss 和 Starling[ ]最早發現了稱為胰泌素的生物活性多肽,創立了生物活性多肽研究的開端。目前有研究表明分子量小于5000Da的多肽具有更好的生理功能和生命活性[ ],故我們所稱的生物活性多肽通常是由 2-20 個氨基酸殘基組成[ ]。生物活性多肽的吸收機制分為三種:離子依賴性主動轉運、非耗能離型離子交換轉運和谷胱甘肽轉運[ ]。
生物活性多肽分為內源性和外源性兩類。內源性肽如甲狀腺素和神經多肽等,是由機體內部產生的肽,具有一定的機體調節作用;外源性肽如植物肽、微生物肽和動物肽等是從間接獲取的肽,同樣也具有一定的生理功能。
生物活性多肽具有多種對人體有益的生理功能,因此越來越受到人們的重視與利用。大量研究表明,生物活性多肽具有抗氧化、抗腫瘤、免疫調節、抑菌、降血壓[ ]和降血糖等功能,這些生物活性多肽主要來源動植物體內[ ]。
Table 1.2 The source of bioactive peptides
生物活性肽 來源
抗氧化肽 牛乳酪蛋白、牡蠣肉、牛乳清蛋白、青鱈、鰭魚、扇貝邊、毛蝦、雞精蛋黃蛋白、小麥谷蛋白、玉米
抗腫瘤肽 高麗參、海藻、干酪、豆醬
免疫調節肽 豬血、大豆蛋白、大米蛋白
抑菌肽 羊小腸、黃蜂、貽貝、斑節對蝦、青蛙、蒼蠅幼蟲、青蟹、蟾蜍
降血壓肽 牛乳清蛋白、金槍魚肌肉、螺獅蛋白、雞肉、蛋清蛋白、玉米蛋白、大豆蛋白
降血糖肽 鯊魚肝、人參、牡蠣、癩葡萄、苦瓜、癩葡萄、啤酒糟
生物活性多肽的抗氧化功能。機體內的自由基是導致氧化衰老的根源,抗氧化肽可防止自由基引起的脂肪的過氧化、核酸受損和蛋白質的損傷,其機理為通過螯合金屬離子、清除過氧化氫、清除羥基自由基和抑制亞油酸氧化而達到抗氧化功效。肖燕平等[ ]采用堿性蛋白酶酶解法制備蠶蛹蛋白抗氧化肽,并優化了制備工藝,經過超濾及凝膠柱層析純化,得到具有生理過功能的抗氧化肽。張春紅等 [ ]比較了五種蛋白酶對花生蛋白抗氧化肽的制備影響,采用雙酶法制備了花生抗氧化肽。由于抗氧化肽多為動植物源提取,安全性較高,功能性較強,已被廣泛應用于醫藥、食品和化妝品等領域。
生物活性多肽的抗腫瘤功能。抗腫瘤肽可在不影響正常細胞的基礎上,對腫瘤細胞選擇性的抑制,通過激活線粒體途徑,促進腫瘤細胞衰亡并抑制其的生長,從而達到抗腫瘤的功效。Arong Gaowa等[ ]研究了混合肽的體外和體內抗腫瘤作用,肽在體內的循環過程可增強小鼠細胞抗腫瘤活性。Samir Attoubdeng等[ ]從青蛙皮膚分泌物中提取多肽,并證實了其對肝癌細胞、肺癌細胞、乳腺癌細胞以及結腸癌細胞的抗腫瘤作用。Zhang Jiuliang等[ ]從玉米中提取的抗腫瘤肽,可有效誘導肝癌細胞的凋亡。抗腫瘤肽的研究為開發天然抗癌藥物提供了理論基礎,具有較大的臨床利用價值。
生物活性多肽的免疫調節作用。免疫調節肽是一種能夠改善機體自身免疫性不足的弱點,且抵擋外界感染分子的生物活性多肽,它的作用機理為通過增強體液免疫和細胞免疫功能,增強機體的免疫力。Xiu-Li Feng等[ ]從鳥腔上囊中提取的免疫調節肽BSP-I、BSP-II BPP-I和BPP-II,可改善小鼠淋巴細胞異常起到免疫調節作用。Michael H. Kogut等[ ]發現BT肽具有免疫作用,可調節單核細胞功能、促進細胞因子的基因轉錄與表達,可用于增強新生兒免疫功能。生物活性多肽的免疫調節功能對生物制藥的研究與開發具有重要的意義。
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