燕麦的营养成分及药理作用研究进展※

时间：2024-05-24

●李明静罗蕊户学妹张驰刘洋尹明达王志妍黄凤兰，2※※

（1.内蒙古民族大学生命科学与食品学院内蒙古通辽 028000；2.内蒙古民族大学蓖麻育种国家民委重点实验室内蒙古通辽 028000；3.通辽市农牧科学研究所内蒙古通辽 028000）

燕麦起源于我国，为禾本科燕麦属1年生草本植物，是一种特殊的药食同源作物[1]。品种一般分为皮燕麦和裸燕麦两大类。燕麦作为一种全价营养食品，含有大量的蛋白质、脂质、膳食纤维、碳水化合物等物质，且燕麦籽粒中含有丰富的维生素和矿物质。燕麦还提供其他生物活性化合物，如酚酸、皂苷、黄酮和生物碱等。燕麦不仅具有很高的营养价值，而且保健效能显著。β-葡聚糖是燕麦中主要的活性成分，具有多种生理功能和营养特性[2]。国外学者证明β-葡聚糖可以降低血液中的胆固醇和葡萄糖的肠道吸收，从而预防心血管损伤、血脂异常、高血压、炎症状态和II型糖尿病等疾病[3]。燕麦中的酚酸、黄酮等物质具有较强的清除自由基和抗氧化能力[4]。近年来，燕麦是发达国家消费增长最快的谷物食品，在我国还未得到广泛的开发和利用[5]。本文对燕麦的营养成分和保健功效进行综述，为燕麦的进一步开发和利用提供理论参考。

1 燕麦的营养成分

1.1 燕麦蛋白质

燕麦是优质的谷物蛋白来源[6]。据报道，燕麦籽粒中蛋白质含量为16%～20%，主要分布在皮层、糊粉层细胞中[7]。燕麦蛋白的主要组成为清蛋白、球蛋白、脯氨酸和谷蛋白。清蛋白占总蛋白质的7%～12%[8]、球蛋白占总蛋白质的70%～80%[7]、脯氨酸占总蛋白质的10%～15%[8]、谷蛋白含量低于10%[8]，球蛋白含量明显高于其他谷类作物，这是燕麦蛋白氨基酸组成比其他谷物有优势的重要原因[6]。燕麦球蛋白是目前研究最多的蛋白质组分，主要为贮藏蛋白，球蛋白中的12S、7S、3S均具有贮藏功能，主要成分为分子量是53～58 kDa的12S球蛋白，其分子结构由一个α亚基和一个β亚基构成[7]。从氨基酸组成看，燕麦中含有18种氨基酸，其中8种为人体必需氨基酸，含量丰富，比例合理，不随蛋白质含量变化而波动。其中，赖氨酸含量较高，每100 g燕麦中含有675 mg，是大米和小麦的2倍以上[9]。与其他谷类作物相比燕麦蛋白利用率高，在促进人体生长发育方面具有积极作用。

1.2 脂质

燕麦脂肪含量占比为5%～9%，90%以上集中在麸皮和胚乳中，主要由甘油三酯、磷脂、糖脂和甾醇组成[6]。不饱和脂肪酸占总脂肪酸总量的80%以上，亚油酸占不饱和脂肪酸的40%以上[10]。燕麦脂肪中含有两种与之有关的酶，分别为脂肪酶和脂肪氧化酶，能够氧化甘油酯和部分糖酯。燕麦脂肪的特殊之处是具有较高的脂肪酶活性。

1.3 膳食纤维

膳食纤维是一种多糖，在人体内很难被消化酶解，但是维持健康必不可少的一种物质。燕麦的膳食纤维主要来自于燕麦麸皮，占总纤维素含量的17%～21%，一般分为可溶性（SDF）和不溶性（IDF）两种膳食纤维，其中超过1/3为可溶性膳食纤维，以β-葡聚糖为主[11]。β-葡聚糖是一种可溶性膳食纤维，主要存在于燕麦胚乳和糊粉层细胞壁中，由β（1→3）糖苷键和β（1→4）糖苷键连接β-D-吡喃葡萄糖形成线性支链的黏性多糖[12]，占总可溶性膳食纤维的80%～85%，是燕麦中的主要活性成分[2]。β-葡聚糖的含量是燕麦营养品质评价研究的主要内容[13]。随着分离纯化、结构鉴定等研究技术的更新应用，β-葡聚糖的特殊生理活性和药用价值不断被发现[14]。

1.4 碳水化合物

燕麦中淀粉含量因产地不同而不同，通常在50%～65%[15]。根据淀粉的消化速率，将淀粉分为三种组分：快速消化淀粉（RDS）、慢消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）。SDS对维持人体血糖平衡具有重要意义，因为它可以调节血糖反应并改善食物的营养品质。RS已被公认为功能性纤维，可逃避消化，为结肠细菌提供可发酵的碳水化合物。除了治疗效果外，抗性淀粉比传统纤维能提供更好的外观、质地和口感[8]。燕麦淀粉与其他谷类作物相比不易老化，经过改性后，能够作为脂肪的替代物。

1.5 维生素和矿物质

燕麦籽粒中富含多种维生素，主要为B族维生素、维生素E、叶酸等，其中维生素B1（硫胺素）含量为0.76 mg/100 g，维生素B2（核黄素）含量为0.19 mg/100 g[16]。维生素E的活性主要是由生育酚和生育三烯醇所提供，这两种物质共同构成了生育激素[2]。同时，燕麦籽粒中矿物质也很丰富，包含钙、铁、镁、磷、锌、铜、硒等。其中磷、镁、钙含量分别为488 mg/100 g[2]、131 mg/100 g[6]、54.7 mg/100 g[6]，微量元素铁、锌的含量分别为4.2 mg/100 g[2]和4.4 mg/100 g[6]，均高于小麦、玉米、大米。硒作为人体必须微量元素之一，在燕麦中含量达到0.696 mg/100 g[2]，是小麦的3.7倍、玉米的7.9倍、大米的35倍[2]。

1.6 生物活性物质

酚类化合物是由带有一个或多个羟基的芳香环构成的，是二次代谢的产物，通常分为酚酸、黄酮、生物碱[17]。酚酸是一种可溶性游离酸，可酯化为糖和低分子质量成分的可溶性共轭酸，其含量在谷物中达到50%～70%[17]。Mattila等[18]研究8种燕麦中酚酸的含量，结果表明：燕麦中主要酚酸为阿魏酸、咖啡酸、丁香酸及对香豆酸，是燕麦产品中含量最多的酚类化合物。黄酮在燕麦中所占含量为15.29 mg/g[19]。生物碱是一种酚类化合物，主要分布在麸皮中，由邻苯二甲酸和对邻苯二甲酸通过酰胺键与羟基肉桂酸相连[20]，是燕麦特有的物质。生物碱A、B、C是总可溶性抗氧化酚类化合物的主要成分，是由羟基蒽醌酸、对香豆酸、阿魏酸或咖啡酸形成[21]，具有较强的清除DPPH自由基、ABTS+自由基和抗氧化能力[22]。皂苷是苷元为三萜或螺旋烷类的糖苷，根据其化学结构可将皂苷分为三萜皂苷和甾体皂苷[23]。

2 燕麦的药理作用

2.1 降血脂、降胆固醇、护血管功能

心血管疾病（CVD）是全球人类死亡的主要原因之一，饮食风险是CVD的主要贡献者[2]。高水平的血清胆固醇血症和低密度脂蛋白（LDL）会增加心血管疾病的风险。研究发现，β-葡聚糖含量相同，蛋白质含量不同的燕麦品质，蛋白质含量越高，降低大鼠血清中总胆固醇（TC）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）能力越强，通过蛋白组成分析推测，燕麦蛋白质的降脂功能取决于精氨酸（Arg）/赖氨酸（Lys）的比值[24]。孟娟娟等[25]通过观察β-葡聚糖对高脂型大鼠血脂及肝功能的影响，检测血液及肝中谷草转氨酶（AST）、谷丙转氨酶（ALT）、总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）活性，发现与模型组相比，β-葡聚糖组肝细胞损伤减轻，肝功能改善，大鼠血清ALT、AST含量明显降低（P＜0.05），因此燕麦β-葡聚糖可降低小鼠血脂并保护肝功能。

李文全等[26]研究发现大分子燕麦β-葡聚糖可促进粪胆固醇和胆汁酸的排出，抑制肝脏甘油三酯（TG）和胆固醇沉积，增加胆汁酸的合成。β-葡聚糖能够改善代谢紊乱，降低氧自由基的生成，对生物膜起到保护作用，可将过氧化物清除，有效预防高血脂症引发的动脉粥样硬化[5]。燕麦不饱和脂肪酸中的亚油酸与体内胆固醇结合成酯，使胆固醇降解为胆汁酸排出体外[24]。何胜华等[27]将不同剂量的植物甾醇灌入小鼠中2 mL/d，45 d后测定各项指标，结果表明：各种剂量的植物甾醇均能不同程度的降低小鼠血清中的TC、LDL-C和AI，同时还降低肝脏中的TC、TG等，这表明植物甾醇有降脂效果。燕麦皂苷可与植物纤维结合，吸收胆汁酸，使高胆固醇转化为胆汁酸随粪便排出，间接降低血清胆固醇[28]。Li[29]等通过对燕麦酚酸对小鼠降血脂的研究，发现燕麦酚酸可降低甘油三酯，抑制肝脏谷氨酸辅酶A还原酶的活性，改善肝脏抗氧化防御机制。综上所述，燕麦蛋白质、β-葡聚糖、亚油酸、植物甾醇、皂苷及酚酸均有较好的降脂、降胆固醇效果，从而起到预防心脑血管疾病的作用。

2.2 调节血糖、改善糖尿病功能

2017年全球成人糖尿病患者（20～79岁）为4.25亿，预计2045年，可能达到6.29亿[12]。研究表明β-葡聚糖有降低餐后血糖水平的能力。Wang等[30]通过对β-葡聚糖的物理和化学性质研究表明，其降血糖的能力主要取决于β-葡聚糖对胃肠道及消化道（GIT）黏度的增强。燕麦β-葡聚糖的动物实验发现，β-葡聚糖经肠道菌群发酵后产生的短链脂肪酸受体FFA2和FFA3在小鼠和人类胰腺β细胞中表达，并通过与Gi-typeG蛋白偶联介导胰岛素分泌抑制过程，从而调节促胰岛素多肽和胰高血糖素样肽-1等内分泌激素水平来调节血糖[31]。研究发现，β-葡聚糖可降低食品的血糖生成总数（GI），食用后通过降低淀粉酶活性来延缓淀粉的消化吸收，从而达到降血糖效果[32]。Hooda等[33]发现猪饲粮中添加6%的燕麦β-葡聚糖浓缩物，可降低净葡萄糖通量，增加短链脂肪酸和胰岛素通量，并降低了胰岛素产量峰值。

研究发现，燕麦蛋白肽具有α-葡萄糖苷酶抑制活性，能够抑制小肠酶，使餐后血糖水平上升的速度减缓，增加胰高血糖素的产生，提高胰岛素的分泌[34]。张慧娟等[35]采用ICR小鼠进行糖尿病建模，研究燕麦多肽对小鼠降血糖相关指标的影响，结果表明，不同剂量的燕麦多肽均可增加糖尿病小鼠体重，改善多饮多食症状。王燕俐等[36]研究发现，II型糖尿病患者进食燕麦可以有效降低患者的空腹血糖（FDG）、餐后2 h血糖（2 hPG）、HbAlC糖化血红蛋白、总胆固醇（TC）和甘油三酯（TG）水平，明显改善病人症状。

2.3 改善肠道菌群，维持肠道健康

食用燕麦及燕麦产品对于胃肠道具有显著改善。据报道，膳食纤维在消化系统中吸收水分，增加肠道及胃内食物体积，增加饱腹感，促进肠蠕动，舒缓便秘[23]。申瑞玲等[37]研究燕麦β-葡聚糖对小鼠肠道菌群的影响发现，随着灌胃时间的增加，β-葡聚糖可使小鼠肠道和粪便中的双歧杆菌和乳酸杆菌增殖，大肠杆菌数量减少，说明燕麦β-葡聚糖具有调节小鼠肠道菌群作用。Korczak等[38]发现，不论动物还是人体试验中，β-葡聚糖均能选择性的促进肠道特定有益菌种的增殖，如双歧杆菌和乳酸杆菌等，并能提升以乙酸、丙酸和丁酸为主的不饱和脂肪酸的含量。研究发现，β-葡聚糖可改善有益细菌繁殖条件，增加微生物数量，保护肝脏，体内微生物群落可帮助宿主抵御各种外部不利条件，提高重要保护，为肠道细菌菌群可治愈多种病理状况[39]。

2.4 抗炎抑菌功能

研究发现，从燕麦中提取的β-葡聚糖的水提取物，无论MW高还是MW低，对慢性Lps诱导的肠炎都有抗炎作用[2]。Guo等[40]通过调节核因子依赖性转录探究燕麦多酚对内皮促炎细胞因子表达的抑制作用机制，发现燕麦中独特的多酚、生物碱通过抑制IKK和IKB的磷酸化以及抑制蛋白酶体活性来抑制NF-KB激活，从而降低内皮促炎细胞因子的表达。王双慧等[41]为探究燕麦β-葡聚糖、多酚及黄酮的抑菌效果，利用滤纸片法和牛津杯法对三者的抑菌活性进行探究，结果表明，燕麦β-葡聚糖、多酚、黄酮对大肠杆菌、黑曲霉菌等存在一定的抑制作用。陆灿等[23]通过研究燕麦皂苷的活性发现，燕麦皂苷对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌具有明显的抑制作用。

2.5 免疫调节功能

免疫调节是指将人体免疫反应达到所需水平的过程。研究发现，β-葡聚糖能够活化巨噬细胞、嗜中性白血球等，能提高白细胞素、细胞分裂素和特殊抗体含量，从而刺激机体免疫系统，可迅速恢复受伤机体的淋巴细胞产生细胞因子的能力，从而有效调节机体免疫机能[42]。燕麦β-葡聚糖作为一种天然的免疫调节剂，能与免疫细胞的表面受体结合并激活免疫细胞，分泌细胞因子，参与宿主的特异性免疫和非特异性免疫，从而提高机体免疫功能[43]。

2.6 抗氧化功能

氧化是一种产生自由基的化学反应。自由基破坏有机体的细胞。抗氧化剂可清除这些自由基，减少氧化应激。燕麦富含抗氧化剂，如维生素E、酚酸、黄酮、甾醇和生物碱。维生素E是一种重要的抗氧化剂，被认为可以预防过早衰老、慢性疾病、癌症、心血管疾病和中风。研究表明，添加高分子量和低分子量β-葡聚糖可有效降低脂多糖（LPS）诱导的小鼠或大鼠肠炎的氧化应激[2]。生物碱是燕麦特有的物质，具有较强的DPHH自由基清除能力，具有一定的抗衰老作用[44]。

2.7 抗肿瘤功能

Murphy等[45]研究了燕麦中提取的低分子量β-葡聚糖的抗肿瘤活性，研究发现，随β-葡聚糖浓度的增加，癌细胞存活率下降，因此低分子量β-葡聚糖可降低癌细胞存活率。将皮肤癌细胞加入β-葡聚糖进行体外培养，可检测到肿瘤细胞中一种半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶表达量增加，经活化后的Caspase-12具有诱导肿瘤细胞凋亡的作用[46]。据报道，口服β-葡聚糖可显著增强mAb对小鼠肿瘤的抑制作用[47]。

2.8 减肥、美容功能

研究表明，摄入膳食纤维和全谷物有助于减轻体重，这将是对抗当前肥胖趋势的新途径[2]。燕麦β-葡聚糖能增加肠道食糜黏度，减缓胃排空时间，延长小肠对营养物质的转运时间和吸收率，增加饱腹感[48]。燕麦膳食纤维能吸收相当于自身重量几倍的水分，在肠胃中吸水膨胀并形成高黏度溶胶，延缓胃排空时间，形成饱腹感[11]。研究表明，0.5%的β-葡聚糖溶液以5 mg/cm2的剂量深入皮肤表皮和真皮层，显著降低了皮肤的皱纹深度、高度和粗糙度[16]。