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这篇综述聚焦亚麻籽饼(FC),详细阐述其营养成分,包括蛋白质、α- 亚麻酸等;分析抗营养因子及处理方法;探讨在食品工业的应用;还介绍其对心血管疾病、癌症等的健康益处,为 FC 在食品领域的开发利用提供参考。
亚麻籽饼:食品工业的宝藏及健康卫士
在全球油籽作物的生产和加工过程中,会产生大量的油籽饼。这些油籽饼蕴含着丰富的营养成分,具有巨大的开发价值,而亚麻籽饼(Flaxseed Cake,FC)就是其中的佼佼者。亚麻籽(Linum usitatissimum L.)作为一种重要的油籽作物,其全球产量颇为可观,且近年来呈增长趋势。亚麻籽经压榨提取油脂后,剩余的 FC 营养丰富,却常被忽视或仅用于动物饲料,实际上它在食品工业和健康领域有着广阔的应用前景。
FC 的营养宝库
FC 就像是一个营养丰富的宝藏,包含多种宏量营养素、微量营养素和生物活性成分,对人体健康十分有益。
- 宏量营养素的盛宴:FC 的蛋白质含量较高,其中主要蛋白质组分是亚麻蛋白(linin),由五个多肽亚基组成,次要蛋白质组分是伴亚麻蛋白(conlinin),含单一多肽链 。这些蛋白质富含精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸等氨基酸,还有赖氨酸、亮氨酸和缬氨酸等。不过,由于 FC 中存在黏性多糖黏液质(占总干重的 8%),使得蛋白质提取面临挑战,但通过温水浸泡或酶处理去除黏液质,能优化提取过程。
- 脂质的健康馈赠:亚麻籽含油率在 20 - 40%,其油中约 58.03% 是亚麻酸,且富含 omega - 3 脂肪酸。FC 含有大量的 α - 亚麻酸(alpha - linolenic acid,ALA),这种必需脂肪酸在人体发育中扮演重要角色,还能预防冠心病、糖尿病等多种疾病,降低血清胆固醇水平 。
- 膳食纤维的守护:FC 中的膳食纤维以可溶性和不溶性两种形式存在,包括木脂素、纤维素和半纤维素等,约占 30% 。这些膳食纤维可诱导饱腹感,抑制胃饥饿素分泌,还能作为益生元,维持肠道正常功能。其可溶性纤维部分主要是黏液胶,不溶性纤维部分则以纤维素和木质素为主。
- 矿物质的支撑:FC 含有多种宏量和微量矿物质。宏量矿物质中,镁含量最高,其次是钾和钠;微量矿物质中,锌含量最高,接着是锰、铜和铁 。与其他油籽饼相比,FC 在磷、钾、锰、铜等矿物质含量上具有优势。
生物活性成分的神奇力量
除了宏量营养素,FC 还含有多种生物活性成分,这些成分赋予了 FC 强大的抗氧化、抗炎等功效。
- 多酚类的抗氧化先锋:多酚类物质存在于 FC 的多个部位,如液泡、脂蛋白双层、木质素、外壳和细胞壁等。FC 中的酚酸主要有绿原酸、阿魏酸和没食子酸等,这些酚酸具有抗氧化活性,其抗氧化能力与环上羟基的排列有关 。不同提取方法得到的 FC 酚类提取物含量不同,例如热压处理能增加酚类化合物的提取量。
- 黄酮类的健康护盾:黄酮类是植物的次生代谢产物,具有抗氧化活性,能防止食品氧化变质。FC 中的黄酮类包括黄烷醇、黄酮和黄烷酮等,它们可作为信号分子,抵御病原体。FC 提取物中的黄酮类含量高于亚麻籽整体,且压榨饼提取物中的黄酮类含量比溶剂提取饼更高。
- 木脂素的多重功效:木脂素是植物雌激素,具有抗癌和抗氧化特性。FC 是木脂素前体开环异落叶松树脂酚二葡萄糖苷(secoisolariciresinol diglucoside,SDG)的丰富植物来源。SDG 能清除自由基,具有抗氧化和抗炎特性,可预防心血管疾病和其他代谢综合征。摄入 SDG 后,它会代谢为肠二醇和肠内酯发挥作用 。
- 氨基酸和生物活性肽的潜力:虽然目前亚麻籽的蛋白质成分未得到充分利用,但食物中的蛋白质可产生生物活性肽,对人体健康有积极影响。研究发现,亚麻籽中的一些肽类具有抗氧化、降血压等功能,为开发新型功能性食品提供了方向。
抗营养因子的挑战与应对
尽管 FC 营养丰富,但其中存在的抗营养因子限制了它的应用,不过人们已经找到多种方法来降低这些抗营养因子的影响。
- 氰苷的威胁与消除:氰苷是 FC 中的主要抗营养因子,在人体内会分解产生氢氰酸,导致急性毒性,还会降低铁、锰、铜等矿物质的生物利用度 。FC 中的氰苷包括亚麻苦苷(linustatin)、新亚麻苦苷(neolinustatin)、亚麻氰苷(linamarin)和百脉根苷(lotaustralin)等。通过微波处理、高压灭菌、煮沸等方法可部分去除氰苷 。
- 植酸的阻碍与克服:植酸是植物中磷的主要储存形式,它能与矿物质和蛋白质形成复合物,降低它们的生物利用度。FC 中的植酸含量因季节和地理位置而异,可通过发酵、酶处理等方法降低植酸含量,提高矿物质的吸收利用率。
- 单宁的影响与处理:单宁属于酚类化合物,可与蛋白质结合,降低微量营养素的生物利用度,阻碍蛋白质消化,还会使油籽饼产生涩味,影响口感 。采用挤压等加工方法可减少单宁含量,提升 FC 的品质。
加工方法的奇妙作用
为了使 FC 更适合人类食用,需要采用合适的加工方法去除抗营养因子,同时保留其营养成分和功能特性。
- 物理方法的成效:加热处理如加热至 90°C 搅拌 1 小时、煮沸 15 - 30 分钟、高压灭菌(120°C,5 - 20 分钟)等,可有效降低 FC 中氢氰酸(HCN)的含量 。浸泡和发芽处理也能减少抗营养因子,同时提高营养成分的生物利用度。
- 发酵的神奇魔力:发酵是去除 FC 抗营养因子的理想方法。例如,利用黑曲霉(Aspergillus niger)和产朊假丝酵母(Candida utilis)混合发酵,可显著降低 HCN 含量,还能增加酚类物质含量和抗氧化活性,提高营养成分的生物利用度 。
- 酶处理的精准作用:酶处理可以特异性地去除抗营养因子。如用 β - 葡萄糖苷酶和氰化物水合酶处理,可高效降低氰苷含量,且避免了传统方法中蒸汽蒸发 HCN 带来的环境污染和高能耗问题 。
FC 在食品工业的精彩应用
随着人们对健康食品的需求增加,FC 凭借其丰富的营养成分,在食品工业中展现出了巨大的应用潜力。
- 烘焙食品的营养升级:在面包制作中添加 FC,能显著增加 α - 亚麻酸、游离脂肪酸、总酚、总黄酮和抗氧化能力,同时降低 n - 6/n - 3 脂肪酸比例 。在制作皮塔饼时,增加 FC 的含量可提高蛋白质、纤维和矿物质含量,且烘焙过程能完全去除氰苷 。
- 挤压食品的创新发展:在挤压食品中加入 FC,如玉米 - 大米粉混合的挤压产品,随着 FC 含量增加,产品的断裂强度提高,但膨胀率和整体可接受性会下降 。这是因为蛋白质分子的积累影响了产品的结构和口感,但也为开发新型高纤维挤压食品提供了思路。
- 发酵饮料的独特魅力:在发酵饮料中,如草豌豆豆豉、酸奶状植物奶和非乳基发酵饮料中添加 FC,能增加产品的脂肪含量、总酚和黄酮类物质含量,提升抗氧化性能,促进微生物增殖和蛋白质合成 。
FC 的健康益处
大量研究表明,摄入 FC 对人体健康有诸多益处,有助于预防和改善多种疾病。
- 心血管的保护神:心血管疾病是工业化国家的主要死因,而 FC 中的木脂素和 omega - 3 脂肪酸具有显著的心血管保护作用。木脂素可抑制动脉粥样硬化的发生发展,降低血清脂质浓度;omega - 3 脂肪酸能保护心脏,预防脂质异常和动脉粥样硬化 。
- 抗癌的有力武器:FC 中的木脂素对癌细胞具有抗增殖作用。在动物实验中,SDG 能显著减少肿瘤数量和大小,抑制癌症的发生发展 。这为癌症的预防和治疗提供了新的天然选择。
- 糖尿病的缓解助手:对于糖尿病患者,FC 也能发挥重要作用。研究发现,SDG 可降低糖尿病大鼠的血糖水平,亚麻籽胶能降低 2 型糖尿病患者的空腹血糖和胆固醇水平 。
前景与挑战
亚麻籽饼作为油籽加工的副产物,具有丰富的营养成分和潜在的健康益处,在食品工业中有着广阔的应用前景。然而,目前 FC 的应用还面临一些挑战,如 PUFA 导致的货架期和稳定性问题、潜在的致敏性、监管框架的限制以及独特感官品质的改进等 。未来,需要进一步研究如何克服这些挑战,开发出更美味、安全、稳定的 FC 食品,以满足消费者对健康食品的需求,推动可持续食品发展。