荞麦研究进展综述

荞麦研究进展综述摘要综述国内外近年来对荞麦的研究进展，主要集中在荞麦的化学成分和蛋白质提取物的生物活性方面，以为荞麦的研究和开发提供参考。

AbstractResearch progress of Fagopyrum esculentum Moench in recent years of the world was summerized.That was concentratedmainly on chemical composition and protein activity. It could provide references for the research and utilization of Fagopyrum esculentum Moench.Key wordsFagopyrum esculentum Moench；research progress荞麦起源于中国，在世界各地广为栽培利用。

荞麦为蓼科荞麦属一年生草本植物，生育期短，一般60~80 d就能成熟，包括甜荞麦和苦荞麦。

甜荞（Fagopyrum esculentum Moench）又名普通荞麦。

苦荞（Fagopyrum tataricum（L.）Gaertn.）又名鞑靼荞麦（F.tataricum），是双子叶植物。

苦荞麦喜凉爽，耐瘠薄，多生长在高寒山区，籽粒供食用，香味淡、略有苦味；在世界上主要分布在我国西南和华北等地山区，产地主要为四川、云南、贵州和山西等省份。

荞麦具有很高的营养价值和药用价值，历来作为药食兼用的作物进行种植。

历年来对荞麦的研究一直很多，现以近年来国内外对其的研究进展作综述，以为荞麦的研究和应用提供参考。

1化学成分1.1醛和酮Jane?觢等[1]用石油醚、戊烷或甲醇3种溶剂提取苦荞，用GC-MS分析其香气成分，表明苦荞中发香的物质主要是2，5-二甲基-4-羟基-3（2H）呋喃酮（2，5-dimethyl-4-hydroxy-3（2H）-furanone）、（E，E）-2，4-癸二烯醛[（E，E）-2，4-decadienal]、苯乙醛（phenylacetaldehyde）、2-甲氧基-4-乙烯苯酚（2-methoxy-4-vinylphenol）、反式-2-壬醛[（E）-2-nonenal] 、癸醛（decanal）、己醛（hexanal）、4-（二乙氨基）水杨醛（salicylaldehyde）和2-羟基-4-二乙氨基苯甲醛（2-hydroxybenzaldehyde）。

1.2黄酮和糖苷Kim等[2]用高效液相色谱从苦荞发芽或未发芽的种子和种芽（6~10 d）中分离得到酚类物质，包括绿缘酸、4种C-糖基黄酮（荭草素、异东方蓼黄素、牡荆黄素、异牡荆黄素）、芦丁和槲皮苷。

汪嘉庆等[3]从苦荞中鉴定出乌苏酸（ursolic acid）、山柰酚（kaempferol）、槲皮素（quercetin）、大黄素（emodin）、山柰酚-3-O-芸香糖苷（kaempferol-3-O-rutinoside）、芦丁（rutin）、3′，5′-二甲氧基-4′-O-β-D-吡喃葡萄糖基桂皮酸（3′，5′-dimethoxy-4′-O-β-D-glucopyrano-syl-cinnamic-acid）、β-谷甾醇（β-sitosterol）、胡萝卜苷（daucosterol）、蔗糖（sucrose）、果糖（fructose）。

1.3氨基酸和蛋白质曹树明等[4]测定出苦荞中18种氨基酸的含量及微量元素K、Ca、Fe、Mn、Cu、Zn的含量。

其总含量为9.61g/100g，含量最高的氨基酸为谷氨酸，占氨基酸总量的20.50%，微量元素中含量最高的为钾（4 100 mg/kg）。

2生物活性研究2.1抗氧化活性用不同溶剂提取得到不同荞麦粉及麦壳中的总黄酮，其DPPH自由基清除作用具有相似的效果，清除率从大到小依次是丙酮提取物、乙醇提取物、甲醇提取物[5]。

Cao等[6]用2种方法检测4种苦荞的乙醇提取物的还原力、络合能力和对羟基自由基的清除能力，表明苦荞乙醇提取物拥有较强的保护DNA的能力，可能是由于其对铁和羟基具有清除能力，在4种苦荞样品、2种黑苦荞样品中，均表明其DNA的保护能力高于其他2种普通苦荞，因为其富含芦丁、槲皮苷和总酚含量。

Quettier-Deleu等[7]研究苦荞粉和壳中的酚类物质对自由基损伤的治疗效果，总酚、黄酮、总黄酮、原花青素与提供自由基的过氧化氢、次氯酸、超氧阴离子作用，表明苦荞粉中的黄酮总量比壳中的高得多。

2.2酶活性Baumgertel等[8] 纯化及表征了苦荞中提取得到的黄酮3-O型β-异二糖酶，它在pH值4.8、30 ℃下具有最佳的酶活性，是一种单一的酶蛋白。

Chen等[9] 研究苦荞种子提取物芦丁降解酶活性的快速检测方法，用等吸收紫外分光光度法检测黑苦荞种子中提取的芦丁活性，利用其在波长372.0、344.5 nm处吸收紫外光的差异性，计算出槲皮素的含量，表明槲皮素是芦丁分解的唯一产物。

2.3蛋白质活性Fujino等[10]研究普通苦荞中的蛋白质表达、克隆和免疫学分析，表明苦荞中几组蛋白质能与抗血清作用，多肽在23~25 kDa范围内表现出最大的活性。

Takahama等[11]用脂肪酸、表儿茶素-二甲基镓酸盐、芦丁与苦荞粉相互作用抑制消化淀粉酶，表明苦荞粉可降低血糖。

Choi等[12]用圆形二色性和拉曼光谱学分析普通苦荞中的球蛋白结构，在不同的缓冲环境和热处理试验条件下，得出共价键和非共价键之间的作用对苦荞球蛋白次级结构的稳定性起重要的作用。

Tang 等[13]用Alcalase酶水解苦荞的酶解物蛋白质分离物，并分析了其物理化学特性和抗氧化性，表明消解能有效降低球蛋白的聚集，并相应增加多肽片断；富含多元酚的苦荞蛋白是可生产有高营养价值和抗氧化酶解物的唯一蛋白原料。

Li?觬en等[14]用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析胚乳和胚胎蛋白，在胚乳的电色谱图上可检测到6个强键，但因低分子量的蛋白质被制约在胚胎中，而在胚乳中检测不到。

Bharali等[15]对普通苦荞中的氨基酸顺序分子特性和系统分析，经同源性分析发现，亚单元的特色是含有相当多的赖氨酸、蛋氨酸。

2.4血管紧缩活性Ushida 等[16]研究表明，苦荞提取物中的芦丁对大鼠胸主动脉内皮细胞相依的血管舒张有影响。

Jang等[17]从普通苦荞中分离纯化血管紧张素L转换酶抑制剂抗体，将苦荞蛋白在pH值为9.0的水中搅拌30 min，离心分离20 min，薄膜过滤，用连续色谱方法进行纯化，包括离子交换色谱、凝胶过滤层析和反相液相高效色谱。

蛋白质排序和液相色谱/电喷雾离子法确定血管紧张素为三肽Gly-Pro-Pro，IC50=6.25 μg。

Aoyagi[18]也从普通苦荞中分离到一种血管紧缩素酶抑制剂2″-羟基烟草胺（2″-Hydroxyn-icotianamine）。

RBFL能明显抑制培养的新生大鼠心肌细胞的肥大，此作用可能与其对心肌细胞中PKC信号途径的调控机制有关[19]。

3提取方法3.1球蛋白提取Choi等[20-21]利用阴离子交换色谱法，分级梯度洗脱、提取、分离和纯化普通苦荞中的球蛋白。

球蛋白具有高溶解性、乳化活性和乳壮稳定性，同时发泡性相对较低。

与豆类蛋白相比，球蛋白有较低的含水率和与脂肪相当的成键能力。

用热诱导方法聚集普通苦荞中的球蛋白，经差示扫描量热分析，通过透射电子显微镜法检测缓冲可溶性聚集，蔗糖密度梯度超速离心分离，证明可形成小股聚集和大块的球状可溶性聚集。

3.2芦丁提取Kim等[22]总结出高效、低成本的提取、分离和重结晶普通苦荞中高纯芦丁的最佳路线，用50%（v/v）乙醇水溶液在80 ℃下提取1 h，再用聚苯乙烯大孔树脂以水和乙醇（20%、30%梯度）洗脱，后在4 ℃下重结晶12 h，可获得纯度为95%的芦丁，提取率达92%。

最佳提取工艺条件：以乙醇为溶剂，固液比1∶10，提取时间2 h，提取温度75 ℃，在该优化条件下，甜荞总黄酮得率为0.35%。

该方法操作方便，所需时间短，提取溶剂用量少，便于推广和普及，是提取甜荞总黄酮的有效方法[23]。

4其他研究4.1育种研究近100年来，甜荞研究工作者始终围绕大粒甜荞品种选育、四倍体甜荞品种选育、变异株系选育、早熟和矮化甜荞品种选育开展工作。

近20年来，种间杂交和自交结实甜荞品种的创制成功以及基因工程技术的应用，为甜荞育种开辟了新方向[24]。

Hatcher等[25]对苦荞杂交进行研究发现，杂交生产的荞麦面含有较高的矿物质、蛋白质、膳食纤维和荞麦糖醇（agopyritols）。

尹春等[26]研究发现，甜荞的地域特点表现明显，对环境条件影响的敏感很大。

4.2食品苦荞有着卓越的营养保健价值和非凡的食疗功效。

Kreft等[27]研究表明，在苦荞产品的加工过程中，芦丁的含量会减少，因为加热处理会使芦丁分解。

苦荞面条中的芦丁含量为78 mg/kg，而在原料苦荞粉中的含量达218 mg/kg。

它的饱和脂肪酸（硬脂酸）含量均明显低于不饱和脂肪酸含量（棕榈酸和油酸）。

相关分析表明，蛋白质与面筋质的相关性亦呈极显著正相关[28]。

4.3饲料及其他Zhou等[29]研究苦荞的含水率对热力学行为的影响，表明黏度、结晶性、降解和含水率具有相关性。

Tang等[30]研究普通苦荞种子中的球蛋白和白蛋白的物理化学性质和结构特征，结果表明球蛋白和白蛋白不同，其主要依赖多酚和蛋白质的相互作用。

Amelchanka等[31]利用普通苦荞作饲料，研究其对奶牛饲养效果、反刍发酵和行为的影响，表明苦荞是一种可提供不同品质进行喂养、适宜于反刍动物生长所需营养的饲料。

5结语综上所述，荞麦中的化学成分、球蛋白是研究的热点，其中球蛋白的提取方法及其血管紧缩活性的研究较多。

随着对荞麦研究和开发的深入，荞麦产品越来越多，其对我国少数民族地区、西部山区经济发展的重要促进作用将越来越明显。

6参考文献[1] JANE?譒D，KANTAR D，KREFT S，et al.Identification of buckwheat （Fa-gopyrum esculentum Moench）aroma compounds with GC-MS[J].Food Chemistry，2009，112（1）：120-124.[2] KIM S J，ZAIDUL I S M，SUZUKI T，et parison of phenolic com-positions between common and tartary buckwheat（Fagopyrum ）sprouts[J].Food Chemistry，2008，110（4）：814-820.[3] 汪嘉庆，王喆星，黄健，等.苦荞麦种子的化学成分[J].沈阳药科大学报，2009（4）：270-273.[4] 曹树明，张兰春，刘婷.云南昭通苦荞中氨基酸和微量元素的测定[J].药物研究，2009（5）：18-19.[5] 熊双丽，李安林，任飞，等.苦荞和甜荞麦粉及麦壳中总黄酮的提取和自由基清除活性[J].食品科学，2009（3）：119-122.[6] CAO W，CHEN W J，SUO Z R，et al.Protective effects of ethanolic extracts of buckwheat groats on DNA damage caused by hydroxyl radicals[J].Food Research International，2008，41（9）：924-929.[7] QUETTIER-DELEU C，GRESSIER B，V ASSEUR J，et al.Phenolic com-pounds and antioxidant activities of buckwheat（Fagopyrum esculentum Moench）hulls and flour[J].Journal of Ethnopharmacology，2000，72（1-2）：35-42.[8] BAUMGERTEL A，GRIMM R，EIS ENBEIβ W，et al.Purification and characterization of a flavonol 3-O-β-heterodisaccharidase from the dried herb of Fagopyrum esculentum Moench[J].Phytochemistry，2003，64（2）：411-418.[9] CHEN P，GU J J.A rapid measurement of rutin-degrading enzyme activity in extract of tartary buckwheat seeds[M].Food and Bioproducts Processing，In Press，2010.（下转第49页）（上接第47页）[10] FUJINO K，FUNATSUKI H，INADA M，et al.Expression，cloning，and immunological analysis of buckwheat（Fagopyrum esculentum Moench）Seed Storage Proteins[J].J Agric Food Chem，2001，49（4）：1825-1829.[11] TAKAHAMA U，HIROTA S. Fatty Acids，Epicatechin-Dimethylgallate，and rutin Interact with buckwheat starch inhibiting its digestion by Amylase：Implications for the decrease in glycemic index by buckwheat flour[J].J Agric Food Chem，2010，58（23）：12431-12439.[12] CHOI S M，MA C Y.Structural characterization of globulin from common buckwheat（Fagopyrum esculentum Moench）using circular dichroism and Raman spectroscopy [J].Food Chemistry，2007，102（1）：150-160.[13] TANG C H，PENG J，ZHEN D W，et al.Physicochemical and antioxidant properties of buckwheat（Fagopyrum esculentum Moench）protein hydro-lysates [J].Zhen，Food Chemistry，2009，115（2）：672-678.[14] LICEN M，KREFT I.Buckwheat（Fagopyrum esculentum Moench）low mole-cular weight seed proteins are restricted to the embryo and are not detectable in the endosperm[J].Plant Physiology and Biochemistry，2005，43（9）：862-865.[15] BHARALI S，CHRUNGOO N K.Amino acid sequence of the 26 kDa subunit of legumin-type seed storage protein of common buckwheat（Fagopyrumesculentum Moench）：molecular characterization and phyl-ogenetic analysis[J].Phytochemistry，2003，63（1）：1-5.[16] USHIDE Y，MATSUI T，TANAKA M，et al.Endothelium-dependent vasorela-xation effect of rutin-free tartary buckwheat extract in isolated rat thoracic aorta[J].The Journal of Nutritional Biochemistry，2008，19（10）：700-707.[17] JANG A，LEE M.Purification and identification of angiotensin I-converting enzyme inhibitory peptide from buckwheat（Fagopyrum esculentum Moench）[J].Food Chemistry，2006，96（1）：36-42.[18] AOYAGI Y.An angiotensin-I converting enzyme inhibitor from buck-wheat （Fagopyrum esculentum Moench）flour[J].Phytochemistry，2006，67（6）：618-621.[19] 储金秀，李光民，韩淑英，等.荞麦花叶中芦丁对血管紧张素Ⅱ诱导的新生大鼠心肌细胞肥大的体外抑制作用[J].华西药学杂志，2010，25（4）：428-430.[20] CHOI S M，MA C Y.Extraction，purification and characterization of globulin from common buckwheat（Fagopyrum esculentum Moench）seeds[J].Food Research International，2006，39（9）：974-981.[21] CHOI S M，MINE Y，MA C Y.Characterization of heat-induced aggre-gates of globulin from common buckwheat（Fagopyrum esculentum Moe-nch）[J].International Journal of Biological Macromolecules，2006，39（4-5）：201-209.[22] KIM K H，LEE K W，KIM D Y，et al.Optimal recovery of high-purity rutin crystals from the whole plant of Fagopyrum esculentum Moench（buckwheat）by extraction，fractionation，and recrystallization[J].Biores-ource Technology，2005，96（15）：1709-1712.[23] 陈虹.贵州威宁甜荞麦中总黄酮提取工艺研究[J].安徽农业科学，2010（9）：4963-4964.[24] 南成虎，师颖，曹丽萍.甜荞育种趋势与发展动态[J].山西农业科学，2009，37（8）：79-82.[25] HATCHER D W，YOU S，DEXTER J E.et al.Evaluation of the perfor-mance of flours from cross- andself-pollinating Canadian common buckwheat （Fagopyrum esculentum Moench）cultivars in soba noodles [J].Food Chemistry，2008，107（2）：722-731.[26] 尹春，刘金泉，张雄杰，等.甜荞种质资源生物学性状分析[J].作物杂志，2009（5）：48-51.[27] KREFT I，FABJAN N，YASUMOTO K.Rutin content in buckwheat （Fagopyrum esculentum Moench）[J].Food Chemistry，2006，98（3）：508-512.[28] 尹春，尹东方，张雄杰，等.甜荞种质资源种子化学成分比较研究[J].种子，2010（1）：4-7.[29] ZHOU Y G，LI D，WANG L J，et al.Effect of water content on thermal behaviors of common buckwheat flour and starch[J].Journal of Food Engineering，200，93（2）：242-248.[30] TANG C H，WANG X Y.Physicochemical and structural characteris-ation of globulin and albumin from common buckwheat（Fagopyrum esculentum Moench）seeds [J].Food Chemistry，2010，121（1）：119-126.[31] AMELCHANKA S L，KREUZER M，LEIBER F.Utility of buckwheat （Fagopyrum esculentum Moench）as feed：Effects of forage and grain on in vitro ruminal fermentation and performance of dairy cows[J].Animal Feed Science and Technology，2010，155（2-4）：111-121.。