Research Progress on the Effects of Processing on Nutrients and Biological Activity of Highland Barley
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摘要: 青稞是藏区人民的主要粮食，含有丰富的淀粉、脂肪、蛋白质、维生素、膳食纤维、β-葡聚糖、多酚、氨基酸等多种营养和功能成分，具有降血脂、降血糖、降胆固醇、抗氧化、调节胃肠道等保健功能。青稞麸皮厚、口感差、难消化，经常需通过加工处理才可食用。过热蒸汽、烘烤、炒制、蒸、煮等热加工方法以及萌发是青稞常见的加工方式，青稞经过不同的加工过程中会对其营养成分的含量和结构产生一定的影响，其降血糖、降血脂等生物活性也会有所改变。本文就近10年来不同加工方式对青稞营养成分及生物活性的影响进行了综述，并对青稞加工过程变化规律和影响因素进行了探讨，最后对营养健康产品开发进行了展望。以期对青稞营养功能的深入研究、品质提升、加工工艺创新、新产品开发等具有一定的参考价值。Abstract: Highland barley is the main food of Tibetan people, which is rich in starch, fat, protein, vitamins, dietary fiber, β-glucan, polyphenol, amino acid, etc. Highland barley has widely healthy functions such as hypolipidemic, hypoglycemic, cholesterol lowing, antioxidation, and gastrointestinal regulation, etc. Due to the special characteristics including bran thickness, taste bad, and indigestible of the crude material, as a result that highland barley could be edible after processing. Superheated steam, baking, frying, steaming, boiling, and other hot processing methods as well as germination are common processing methods for highland barley. Different processing steps of highland barley would have a certain impact on the contents and structures of its nutritional compositions, and the biological activities such as hypolipidemic and hypoglycemic are also varied. Therefore, this paper reviews the effects of different processing methods on nutrients and bioactivities of highland barley in recent 10 years, and its variable regular and influencing factors are also discussed. Finally, the development of functional food products of highland barley is prospected. It has certain reference value for the in-depth digging, quality improvement, technological innovation and new product development of highland barley.
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Keywords:
- highland barley /
- processing /
- nutritional composition /
- bioactivity /
- variable regular
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青稞，又被叫做裸大麦、元麦或裸麦，属禾本科大麦属作物，是大麦的变种。青稞生长的地方气候温凉，生长期短，它具有抗寒、耐旱的优点[1]，主要生长在海拔为4000～5000 m的高原地区，是藏族人民的主要食物和酿造青稞酒的主要原料。国内主要分布于西藏、青海、四川甘孜、甘肃甘南和云南迪庆等地[2]。青稞营养价值很高，含有丰富的蛋白质、维生素、纤维素、氨基酸、不饱和脂肪酸、微量元素等营养成分；以及多酚、类黄酮物质、β-葡聚糖、γ-氨基丁酸和功能短肽等生物功能成分[3−4]。除此之外，青稞还含有硫胺素、核黄素、尼克酸和维生素 E等稀有成分[5]。高营养、低糖、低脂等特点，使青稞成为减脂和糖尿病患者饮食的绝佳原料，目前已上市产品有青稞米、青稞面、糌粑、青稞奶茶等，深受广大民众的喜爱，开发前景广阔。
但青稞仍存在青稞原料的口感粗糙、消化率较低以及高支链淀粉导致溶液黏度大等瓶颈问题[6]，亟待运用现代精深加工技术进行改良研究。此外，不同加工方式会影响青稞中营养功能成分的含量，如炒制成糌粑后青稞中水分和膳食纤维减少，脂肪含量增加，β-葡聚糖分子结构遭到破坏导致β-葡聚糖含量减少[7]；蒸制青稞米会导致青稞中膳食纤维含量减少[8]。但对于青稞加过程中成分与活性变化规律仍未有系统的阐述和梳理，大部分消费者对青稞深加工农产品了解较少。另外，青稞市场需求结构单一，主要以青稞粮食、糌粑、酒类为主，没有健全的宣传营销模式，大多数消费者单纯地理解青稞为食品类，而对其他青稞产品并不了解，所以青稞产品推广难度较大[9]。
因此，本文对近年来不同加工方式对青稞营养功能成分和生物活性的影响进行文献综述，以期为我国青稞原料深加工与综合利用、青稞产品工业化与规模化生产提供理论依据。
1. 青稞主要营养功能成分类型
1.1 蛋白质
青稞为中国优良的蛋白质源粮食作物，粗蛋白质含量平均在11.37%左右，超过除燕麦、小麦之外的其他谷类作物[10]。通过刘新红[11]对二十一种青稞蛋白质浓度的计算，清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白组分的含量分别为20.48%、10.99%、21.04%和31.91%。若青稞中构成面筋蛋白的氨基酸缺失、青稞氨基酸与小麦氨基酸的种类不同或胶蛋白与麦谷蛋白比例不当，会导致青稞粉无法加工成具有延展性、弹韧性的面条食品[12−13]。
1.2 氨基酸
侯殿志等[14]通过对青稞成分的分析，发现青稞中所含的主要氨基酸有8种，其他非必要的氨基酸有9种。这8种必需氨基酸中亮氨酸（0.69%）、苯丙氨酸（0.49%）、缬氨酸（0.49%）的含量普遍偏多，其中亮氨酸最多，苏氨酸、甲硫氨酸较少，平均含量为0.11%和0.14%；非必需氨基酸中谷氨酸的含量最多，平均含量为2.41%，酪氨酸和组氨酸的含量最少，平均含量为0.25%和0.22%，其它氨基酸的含量差异不明显。周红等[15]对12种黑青稞营养及化学成分进行分析，结果表明必需氨基酸含量平均值为319.90 mg/g。徐菲等[16]对五个青稞主产区38种青稞的营养成分进行了比较，其中必需氨基酸总平均值为317.048 mg/g。不同青稞品种间氨基酸含量有差异，不同品种间藏青25（488.58 mg）、北青9号（388.52 mg）、云青2号（383.19 mg）和藏青690（371.70 mg）的必需氨基酸含量较高；按地区划分，西藏地区的青稞必需氨基酸比例最高。
1.3 淀粉
青稞中淀粉含量占总质量的60%~75%，其中黑青稞淀粉含量为52.81%~63.37%。青稞中淀粉依据结构划分为直链淀粉和支链淀粉两种，其中支链淀粉占比75%，故青稞淀粉高温易糊且粘性较大[17]；支链淀粉能增加饱腹感，且青稞富含膳食纤维，故青稞是适于肥胖人群良好的减肥食品。通过对比实验结果表明，小麦淀粉的溶解性和膨胀力都不如青稞淀粉，同时青稞淀粉具有更低的糊化温度，因此青稞淀粉的热透明度也比小麦淀粉更高[18]。青稞淀粉可分成三类，快消化淀粉、慢消化淀粉和抗性淀粉，抗性淀粉是一种有膳食纤维功能的淀粉，有降血糖、减少胆固醇、控制体重、防止结肠癌等的作用[19]。目前提取青稞淀粉的方法主要为酶法和碱法。酶法利用酶的特异性破坏细胞壁实现淀粉和蛋白质的分离；碱法是用氢氧化钠提取法[20−21]。青稞淀粉黏度较其他谷物高，溶于水后浊度低，可用作增稠剂；乳化性好、水油结合能力强，可作化妆品添加物；稳定性强，常用于低温制备、储藏的食品中[22]。
1.4 β-葡聚糖
青稞是β-葡聚糖含量最高的大麦类粮食作物，约为3.66%～8.62%，是普通小麦的五十倍[23]。实验结果表明，在青稞内层的β-葡聚糖数量明显超过外层麸皮的数量，这对制备出富含β-葡聚糖的青稞制品提出了重要依据[24]。β-葡聚糖具有凝胶性、乳化性、发泡性及泡沫稳定性等功能特性[25−26]。此外，青稞的主要生理活性成分β-葡聚糖是一种水溶性膳食纤维，具有抗癌、调节血糖、降低胆固醇、预防冠心病和代谢综合征、改善肠道益生菌群等功效[27]。青稞中提取的β-葡聚糖预处理可减轻乙醇诱导的胃黏膜损伤[28]；可以使肝脏中的胆固醇7α-羟化酶活性大大增强，促进胆固醇的排放且能调节肝脏脂质代谢物治疗非酒精性脂肪肝[29]。综上所述，青稞中的β-葡聚糖是对人体非常有益的物质，有望将其开发成功能性食品或者应用于临床治疗糖尿病、高血脂等慢病。
1.5 酚类物质
青稞中含有阿魏酸、没食子酸、对香豆素、苯甲酸、儿茶素等酚类物质[30−32]。这些酚类物质以游离态和结合态形式存在，主要集中在麸皮和胚芽部位，其含量是普通小麦的两倍以上[32]。朱勇[33]研究了不同品种的酚类化合物并对其抗氧化能力进行试验，结果表明青稞中的酚类化合物的种类、含量和抗氧化能力与青稞颜色、生长环境、基因类型等有关。Shen等[34]对黑青稞中的酚类物质进行了分析，以阿魏酸、香豆酸为主。Yang等[35]研究了12种青稞的酚类物质和抗氧化活性，结果表明在青稞中不同的酚类对自由基有选择性的清除作用，其中起主要作用的是香草酸、绿原酸、阿魏酸和槲皮素。因此，青稞是一种新兴的抗氧化剂，拓宽了研究方向，促进人们的健康消费。
2. 加工方式对青稞中营养成分的影响
青稞的加工方式主要为热加工和萌发加工：热加工主要包括蒸制、煮制、炒制、烘烤、微波、真空干燥、热风干燥、热泵干燥等；萌发加工就是使青稞种子进行发芽，在萌发过程中可以添加一些离子促进有效成分的溶出，增强青稞的生物活性。
2.1 热加工对青稞中营养物质的影响
2.1.1 热加工对青稞中基本营养成分的影响
有研究表明采用过热蒸汽、远红外烘烤和微波烘烤处理青稞全粉，发现粗蛋白含量有轻微上升，粗脂肪、粗纤维及灰分含量增加[36]（见表1）。粗脂肪含量上升是因为热加工使脂肪从结合态变为游离态。远红外烘烤的粗纤维上升幅度最大，增加了29.10%，经过微波烘烤和过热蒸汽处理的青稞粗纤维含量分别上升了15.53%、8.17%；总淀粉含量显著降低，过热蒸汽处理、远红外烘烤和微波烘烤分别减少了2.04%、9.17%、11.38%（见表1）。因为热处理青稞会导致淀粉分解为还原糖或糊精，因此淀粉含量下降[37]；在热处理过程中，水分含量下降，同时灰分含量增多。青稞籽粒皮层产生膨化效果，青稞麸皮的韧性大大减少，所以在制粉过程中更容易破碎，灰分含量增加[38]。张天学[39]通过单因素实验确定了水分含量主要影响反应效果，用湿热处理的方法对青稞淀粉进行改性，结果其糊化温度升高，抗消化性能提高，慢消化淀粉和抗消化淀粉总含量可达到18%。因此利用湿热法可以制备出抗消化成分高的青稞粉。
表 1 热加工对青稞中营养成分、β-葡聚糖和酚类物质含量的影响Table 1. Effects of thermal processing on nutrient content, β-glucan and phenolic content in highland barley加工方式/成分含量变化 蛋白质 脂肪 粗纤维 淀粉 β-葡聚糖 游离多酚 结合多酚 总多酚 参考文献 过热蒸汽 ↑ ↑ ↑8.17% ↓2.04% − − − − [36] 远红外烘烤 ↑ ↑ ↑29.1% ↓9.17% − − − − [36] 微波 ↑ ↑ ↑15.53% ↓11.38% ↑0.77% − ↑33.73% ↑19.37 mg/100 g [36,40,43−44] 炒制 − − − − ↑ − ↑33.89% − [40,43] 焙烤 − − − − ↑14.97% 无明显变化 ↑31.45% ↑14.97 mg/100 g [40,43−44] 蒸制 − − − − 不变 ↓43.77% − ↑0.28 mg/100 g [40,43−44] 煮制 − − − − 不变 ↓67.85% − − [40,43] 挤压膨化 − − − − ↑1.57% − − ↑22.84 mg/100 g [40,44] 空气炸锅 − − − − − 无明显变化 − − [43] 注：↑：含量上升或酶活性升高；↓：含量减少或酶活性降低；表3、表4同。 2.1.2 热加工对青稞中β-葡聚糖的影响
青稞热加工方式主要有炒制、焙烤、蒸制、煮制、微波、挤压膨化等。王新坤等[40]研究了不同热加工方式对青稞中β-葡聚糖的影响，结果表明采用炒制和焙烤都能提高青稞籽粒全粉中β-葡聚糖的含量，焙烤效果更加明显，与未加工相比提高了14.97%（见表1）。这是因为在烘焙时温度太高，不能溶解的纤维素会分解，从而形成新的β-葡聚糖。与炒制相比，焙烤加工的温度更高，对β-葡聚糖的增益效果较好。蒸煮虽然也能使青稞中的β-葡聚糖升高，但同时β-葡聚糖又溶解在水里，所以其含量不会发生明显的变化。李明泽[41]采用微波和挤压膨化工艺对青稞进行了处理后，经处理的青稞中β-葡聚糖含量较未经处理原料分别提高了0.77%和1.57%（见表1）。综上，热加工通常会提高青稞中β-葡聚糖的含量，原因可能是热加工过程会对胚乳细胞壁产生破坏，从而β-葡聚糖的提取率、纯度得到明显的改善。此外，热加工还会使β-葡聚糖稳定性提高，有学者通过X-射线衍射和IR分析，发现β-葡聚糖微观分子结构从大球聚集体向高热稳定的蜂窝状凝胶网络结构转化[42]。由此可见要想最大程度上保留青稞中的β-葡聚糖含量，可以采取高温加工，这样有利于青稞中β-葡聚糖的释放，提高生物活性。
2.1.3 热加工对青稞中酚类物质的影响
杨洋等[43]进行实验，采取六种热加工方式，实验结果表明与未加工相比较，除炒制青稞以外，其他加工方式的游离多酚的含量明显减少。蒸煮加工的青稞游离多酚损失较大，损失率为43.77%和67.85%（见表1）。可能是由于长时间的热加工导致多酚发生氧化。与未加工相比，炒制、微波和焙烤处理后所得结合多酚含量分别提高33.89%、33.73%、31.45%（见表1）。可能是因为在加工过程中青稞中蛋白质、纤维素的结构发生变化由此导致结合多酚的释放。Huang等[44]采取蒸制、微波、焙烤和挤压的加工方式对青稞进行处理，结果表明总酚含量均增多0.28、19.37、14.97、22.84 mg/100 g（见表1）。由此可见，要想获得青稞中的酚类物质可以采取短时间的高温加热，这样可以更加有效地保留青稞中的多酚含量。青稞多酚含有非常好的抗氧化能力，多酚含量越高，抗氧化能力越好。所以青稞在加工的过程中要最大程度上保留其有效成分，提高其生物活性。
2.1.4 热加工对青稞中黄酮类物质的影响
廖超等[45]通过热风干燥、微波干燥、热泵干燥和真空干燥对发芽青稞进行加工，发现微波干燥处理的青稞黄酮含量最少为（2.62±0.14） mg/g，其他干燥方式几乎没有发生变化（见表2）。可能由于微波干燥方式辐射温度比较高，损失的黄酮多，所以若想保留青稞中的黄酮类物质，不适于采用温度较高的加工方式。
表 2 热加工对青稞中黄酮成分含量的影响Table 2. Effects of thermal processing on flavonoid content in highland barley2.2 萌发对青稞中营养物质的影响
2.2.1 萌发对青稞中蛋白质的影响
董吉林等[46]采取单因素实验，在青稞发芽后测蛋白质含量，与未发芽青稞相比结果表明蛋白质水平明显下降，减少了1.15%（见表3）。李伟丽等[47]采用凯氏定氮法通过实验证明，当青稞萌发时，蛋白质的水平随着萌发时间的延长而先上升后降低，第4 d达到最大值是发芽前的1.1倍（见表3）。梁雨荷等[48]选取三种青稞进行萌发，结果表明发芽的青稞中的蛋白含量较未发芽的青稞有明显的增加，对比三种不同品种的青稞，发芽后蛋白含量和萌发前相比分别提高了3.64%～8.20%、7.70%～11.36%、1.69%～2.72%，在达到一定含量之后开始减少（见表3）。所以萌发会使青稞中蛋白质含量升高，这是因为在青稞的成长期间，长出胚根和胚芽产生新的蛋白质。根据三个实验结果，相比于未萌发青稞，萌发后青稞蛋白质含量均减少，是因为在组织形成的过程中青稞自身消耗量越来越大，所以总体上蛋白质含量减少。由此得知，若想使青稞中蛋白质含量多就要掌握好萌发时间，青稞的萌发时间不宜过长，能最大程度上保留其蛋白质含量。
表 3 萌发对青稞中主要成分含量的影响Table 3. Effects of germination processing on the content of main components in highland barley成分 含量变化 含量变化 含量变化 参考文献 蛋白质 ↓1.15% 先↑1.1倍之后↓ 三种青稞均先↑后↓ [46−48] 氨基酸 游离氨基酸↑2.642倍 赖氨酸↑32%；
总氨基酸↑8.15%[49−50] 淀粉 ↓34.77 g/100 g 淀粉酶活性↑ [51−54] 脂肪 ↓44% ↓32.3% [47,50] β-葡萄糖 总体先↑后↓ 减少3.33%~3.5% [55−58] 多酚 ↑1.32～1.51 mg/g 三种青稞 ↓154.29 mg/100 g；↓172.51 mg/100 g；↓156.34 mg/100 g [48,56,59] 黄酮 提取率↑0.0041% 黑青稞↑9.20%；
藏青2000↑5.31%[62−63] γ-氨基丁酸 ↑5%之后↓ [64] 2.2.2 萌发对青稞中氨基酸的影响
蒋芮等[49]的研究对黑大麦发芽后的游离氨基酸含量进行了分析，结果发现随着时间的延长黑大麦的游离氨基酸含量增加，未发芽时含量为9.589 nmol/mg，发芽后增多了2.642倍，为25.331 nmol/mg（见表3）。不同发芽期的非必需氨基酸、必需氨基酸的含量比发芽前高出1.64倍和5.76倍。张端莉等[50]研究发现，氨基酸在萌发期间的含量均有所增加，其中赖氨酸的增幅最大是32%，总氨基酸增幅为8.15%（见表3）。所以萌发过程中大麦氨基酸的含量呈上升趋势。有关发芽青稞中各种氨基酸的具体变化，还需要进一步研究。
2.2.3 萌发对青稞中淀粉含量的影响
Arora等[51]通过对青稞萌发前后淀粉含量的比较，发现在萌发过程中，青稞的淀粉含量显著下降，减少了34.77 g/100 g（见表3）。淀粉含量的多少与淀粉酶的活性息息相关，目前国外有研究表明青稞在萌发过程中淀粉酶活性增大。Veluppillai等[52]主要研究了青稞在萌发过程中淀粉酶的活性变化，发现在萌发9 d内淀粉酶活性显著增加。Acquistucci等[53]研究表明青稞在萌芽过程中α-淀粉酶和β-淀粉酶的活力都有显著的增加（见表3）。另外，青稞品种对酶活性也有一定影响。范冬雪等[54]测定了五种青稞的淀粉酶活性，结果发现在不同品种青稞发芽过程中淀粉酶活性的变化情况不同，但大体都是呈现先升高再降低的趋势，所以在萌发阶段青稞中的淀粉含量不断减少。可见在萌发过程中青稞内淀粉含量的多少与淀粉酶的活性呈负相关，酶活性越大淀粉含量越少，酶活性越小淀粉含量越多。青稞萌发会长出胚根和胚芽，生长需要消耗大量能量，所以淀粉含量越来越少。
2.2.4 萌发对青稞中脂肪含量的影响
李伟丽等[47]采取索氏抽提法实验发现，在发芽阶段脂肪含量下降，随发芽时间的增长，到发芽末期时脂肪含量降低了44%。张端莉等[50]研究发现，在进行发芽过程中根和芽的主要物质需求源于种子中的脂肪分解，而在发芽过程中脂肪消耗量增加，在发芽第5 d下降幅度最大，减少了32.3%（见表3）。所以随着萌发时间的延长，青稞自身消耗越多，脂肪含量越少。
2.2.5 萌发对青稞中β-葡聚糖含量的影响
青稞中的β-葡聚糖具有降血脂、降胆固醇和预防心血管疾病的作用。唐珊珊等[55]采用酶法测定青稞中β-葡聚糖含量，在青稞发芽过程中β-葡聚糖含量呈现下降趋势，在发芽96 h后降解速度平均为53.13%，平均含量减少了3.33%。邓俊琳等[56]采用葡萄糖氧化酶-过氧化酶技术，比较了5种青稞在不同发芽温度及不同作用时间下的β-葡聚糖含量，22 ℃为最合适的萌发温度，随着时间的延长β-葡聚糖含量先增多后减少。张伊迪等[57]用苯酚-硫酸法测定了不同萌发条件下青稞中β-葡聚糖含量，浸泡条件相同时，22 ℃进行发芽含量最高为10.01%，32 ℃时含量最低为2.42%，发芽后β-葡聚糖含量平均为9.33%，总体上比未发芽的含量多1.43%。钟正升[58]发现在发芽阶段大麦的β-葡聚糖的含量减少，低温、pH中性或偏碱性条件下，β-葡聚糖的降解速度加快，温度为30 ℃和pH为8时β-葡聚糖含量降低最多，大约减少了3.5%（见表3）。在实验中发现添加铜离子会减慢β-葡聚糖的降解速率。可见在进行青稞发芽工艺过程中，萌发时间及温度是两个关键因素，若想最大程度上保留青稞中β-葡聚糖的含量，其萌发时间不应过长以及温度不应过高，或者添加某些阻止β-葡聚糖分解的金属离子，从而最大地保留其功能性成分，来增强萌发青稞的生物学活性。
2.2.6 萌发对青稞中多酚含量的影响
青稞中的多酚具有非常好的抗氧化活性，同时还具有调节血糖的作用。邓俊琳等[56]采用福林酚法测定五种青稞的多酚含量，结果表明萌发时间不同酚类物质含量的变化趋势有差异，总体上先减少后增多。可能是因为萌发初期多酚氧化酶的活性比较高，到后期活性降低。但康青7号变化趋势相反，萌发39 h含量最少，萌发87 h多酚含量增加最多，大约多了1.32 mg/g，其余萌发时间和其他品种相近。Kim等[59]对青稞萌发前后总酚含量的变化进行了研究，均发现青稞中总酚含量增加，相比发芽前增多了1.51 mg/g（见表3）。Kaukovirta-Norja等[60]研究发现，种子发芽后，细胞壁会被酵素分解，酚类化合物被释放出来，导致总酚的含量升高。梁雨荷等[48]研究发现，经过萌发后三种青稞分别在萌发第5 d（262.46 mg/100 g）、第3 d（289.17 mg/100 g）和第1 d（277.82 mg/100 g）时总酚含量最高，第5 d、第3 d及第1 d分别降低了154.29、172.51、156.34 mg/100 g（见表3）。可能是因为在发芽前浸泡处理导致水溶性酚类物质减少。可见酚类物质含量与多酚氧化酶的活性呈负相关，多酚氧化酶的活性越低，多酚含量越多；与此同时青稞品种也是关键因素，萌发青稞中酚类物质的含量与品种息息相关，不同品种间存在差异。可以通过选择特定的青稞品种及适合的萌发时间有选择性地富集某种多酚组分，这对青稞资源有效成分的提取有重要意义。
2.2.7 萌发对青稞黄酮含量的影响
青稞中的黄酮具有降血糖、降血脂、抗氧化、抗菌、抗过敏等作用[61]。葛宁[62]采用乙醇为溶剂提取青稞黄酮类成分，发现青稞萌发后类黄酮含量有所增加，提取率由0.0213%增加到0.0254%（见表3）。白术群等[63]选取黑青稞和藏青2000研究萌发过程中两种青稞中黄酮的含量变化，结果表明二者中黄酮含量均是先减少后增多，黑青稞在发芽1 d时黄酮含量最低为41.96 mg/100 g，藏青2000在发芽6 d时黄酮含量最低，大约为38 mg/100 g，分别减少了3.54%、9.52%；黑青稞在发芽4 d时黄酮含量最高（47.5 mg/100 g），藏青2000在发芽2 d时黄酮含量最高（44.23 mg/100 g），相较未萌动青稞大约上升了9.20%、5.31%（见表3）。其原因是在发芽前浸泡过程中黄酮类物质溶出所以含量减少，在发芽过程中合成酶的活性升高所以黄酮含量又有所提升。由此可见，萌发时间是影响黄酮含量的关键因素，而黄酮峰值含量差异不大。若想获得高黄酮含量的青稞，或高效提取青稞中的黄酮，萌发时间不宜过长且不同品种间最佳萌发时间有差别，也可通过添加黄酮合成酶或调节合成酶的活性实现青稞的品质调控。
2.2.8 萌发对青稞中γ-氨基丁酸（GABA）含量的影响
γ-氨基丁酸（GABA）具有降血压、抗衰老及调节心血管疾病的作用。目前也有研究表明萌发可以提高青稞中GABA的含量。李婷玉等[64]采用OPA柱前衍生反相高效液相色谱-紫外检测法测定青稞萌发过程中GABA的含量，随着萌发的进行GABA的含量先增加后减少，在萌发中期含量最多，约增多了5%，后期开始减少（见表3）。因为GABA的生成和消耗是一个动态平衡的过程，在后期GABA转氨酶活性增大，所以γ-氨基丁酸的含量越来越少[65]。由此可见，萌发时间不宜过长，或者添加可以抑制GABA转氨酶的离子，最大程度上保留青稞中有效物质的含量，提高其生物活性。
3. 加工方式对青稞生物活性的影响
3.1 加工对青稞肠道调节作用的影响
王倩倩等[66]选择了不同的处理方法，包括炒制、微波、蒸煮、压榨及膨化，实验结果表明各种工艺方法处理的青稞均可提高盲肠组织、盲肠内含物、盲肠中短链脂肪酸和高密度脂蛋白含量，降低胃肠pH、肠内物中游离氨含量减少（见表4）。对比喂基础饲料的大鼠，用青稞加工饲料喂养的大鼠的肠道中肠球菌和大肠杆菌都显著减少，双歧杆菌和乳酸菌数量有所增加（除炒制外）。盲肠内容物中短链脂肪酸（SCFAs）是盲肠上皮细胞的主要能量来源，其对肠道调节基因表达、维持肠道内环境稳定和预防结肠癌有非常重要的作用[67]。用青稞喂养的大鼠的总SCFAs均显著增加，其中微波处理组和挤压膨化处理组增加得最为明显，且肠道pH降低可以抑制有害菌的生长。所以对青稞进行热加工可以促进有益菌繁殖和控制有害细菌的生长，肠道微生物对肠道环境的调节有非常重要的作用。由此可知经过加工处理的青稞对预防和治疗肠道疾病具有重要意义。
表 4 加工方式对青稞生物活性的影响Table 4. Effect of processing method on the biological activity of highland barley加工方式/作用 改善肠道健康 降血脂 调节血糖抗糖尿病 预防癌症 蒸煮 胃肠pH↓； 游离氨↓
肠球菌、大肠杆菌↓
双歧杆菌、乳酸菌↑[66]TC↓34.65%；LDL-C↓不明显[66] 炒制 TC↓35.74%；LDL-C↓不明显[66] 微波 TC↓38.99%；LDL-C↓27.78%[66] 挤压膨化 TC↓38.63%；LDL-C↓33.33%[66] 萌发 青稞低、中、高剂量组
TC↓18.66%、23.38%、22.53%；
LDL-C↓27.97%、26.27%、28.39%；
中、高剂量组
TG↓9.45%、15.92%[69]血糖下降百分率↑
青稞低、中、高剂量组↑39.93%、51.88%、49.49%[69]；
三种青稞经萌发后γ-氨基丁酸含量↑0.37倍、0.45倍、0.39倍[74]
结肠内双歧杆菌↑
乳酸菌↑，丁酸盐↑[75−76]3.2 加工对青稞降血脂作用的影响
有许多研究表明高血脂患者的血浆中TC和LDL-C的水平都要比正常人的低，血清中这两者的含量越高发生心血管疾病的可能性越高。TG也是重要指标之一，高血脂患者血清内的TG水平要比正常人高[68]。李婷玉等[69]研究萌发青稞对2型糖尿病（T2DM）的影响，采取发芽青稞低、中、高剂量混合饲料喂养小鼠，结果表明用发芽青稞喂养的T2DM血清中LDL-C的含量明显比用未发芽青稞混合饲料喂养的小鼠低，分别减少27.97%、26.27%、28.39%；TC含量呈现下降趋势，分别减少18.66%、23.38%、22.53%，中、高剂量组的TG含量分别下降9.45%、15.92%（见表4）。王倩倩等[66]采取炒制、微波、蒸煮和挤压膨化的加工方式，将加工后的青稞投喂双侧卵巢切除手术模型大鼠（OVX），血清中TC的水平都有明显下降，分别下降了35.74%、38.99%、34.65%和38.63%；用加工后的青稞喂养的大鼠LDL-C含量均有下降，其中微波组与挤压膨化组大鼠下降得最明显，分别降低了27.78%和33.33%。TG含量只有挤压膨化组下降最明显并且达到显著水平（见表4）。
可见，青稞在经过萌发及热处理加工处理后可以降低TG、TC、LDL-C的含量。有研究表明β-葡聚糖能够影响胆固醇代谢进而降低T2DM中血清和肝脏内TC、TG的含量[70]。所以青稞经过加工后具有一定降血脂功效可能与提高了青稞中β-葡聚糖的含量有关。
3.3 加工对青稞降血糖作用的影响
Dou等[71]利用AF4-MALS-RI技术监测青稞发芽过程中淀粉构象以及降血糖活性变化。结果表明青稞经过萌发后淀粉分子之间的连接变得更为紧密，α-葡萄糖苷酶的抑制能力增强，并用C57BLks/J db/db小鼠验证了其降血糖效果。由此可见萌发的青稞可以作为糖尿病人群的功能性食品原料。
对发芽青稞进行了体内、外降血糖效果的研究，发现在李婷玉等[69]的实验中，用发芽青稞喂养的大鼠的血糖下降百分率明显提高，青稞低、中、高剂量组分别提高39.93%、51.88%、49.49%（见表4）。可见，青稞在经过萌发后具有一定降血糖的作用。所以青稞经过萌发加工可以成为降血糖的功能性食品，用来治疗和预防血糖高、糖尿病等疾病。
青稞中降血糖作用的研究主要集中于β-葡聚糖[72]。β-葡聚糖的含量多少直接影响着青稞的生物活性，所以选择合适的加工方式最大程度保留有效物质的含量是关键。除了β-葡聚糖，还有研究表明γ-氨基丁酸 （GABA）可以加快胰岛素的分泌速度，可以防治糖尿病[73]。王波等[74]选取三种青稞进行萌发实验，实验结果表明青稞籽粒中γ-氨基丁酸的含量在发芽后均增加，萌发到第6 d时最高, 分别增加了0.37倍、0.45倍和0.39倍（见表4）。由此可知，对青稞进行萌发加工可以增多γ-氨基丁酸的含量，从而增强调节血糖、治疗糖尿病的作用。
3.4 加工对青稞抗癌作用的影响
通过Araki等[75]对大鼠结肠炎模型的观察，发现用萌发的青稞喂养的大鼠，其结肠内双歧杆菌、乳酸菌等均增多，同时丁酸盐以及短链脂肪酸的含量也有增加，丁酸盐可以促进结肠黏膜重塑，从而降低肠道的通透性可以预防结肠癌（见表4）。Bamba 等[76]研究发现，大鼠在吃了萌发青稞后，结肠内双歧杆菌、乳酸菌、丁酸盐的数量也明显增多（见表4）。所以未来可以提取萌动青稞中具有抗癌的主要成分并应用于功能性食品制作当中，其次根据青稞内有效物质的特性选取合适的加工方法。
4. 前景展望
青稞是我国西藏及四省藏区重要的优势特色农产品，我国青稞产量占世界产量的2/3以上，是农牧民“生命之粮”、“致富之粮”，在脱贫攻坚和乡村振兴中具有举足轻重的地位。同时，青稞富含β-葡聚糖、多酚、膳食纤维等营养功能因子，也是加工营养健康食品的理想原料。目前，有关青稞的成分研究多集中在含量差异和抗氧化活性方面，而对不同工艺条件下的青稞活性组分的变化研究比较浅显。为了得到更好的色泽、质地和外观，以及更利于人体消化和吸收，谷物需要进一步加工、熟化。但是仍存在青稞加工技术落后、加工用途不明、品质保持难、高附加值产品匮乏等问题，导致青稞产业加工转化率不足30%，难以带动产业发展。本文对不同加工方式对青稞营养成分及生物活性的影响进行了综述，发现在过热蒸汽、远红外烘烤和微波烘烤等热加工过程中，对蛋白质、脂肪、淀粉等成分有明显影响，蛋白质、粗纤维和灰分含量提高，淀粉、脂肪含量降低；在炒制、蒸制、煮制等过程中，对β-葡聚糖、酚类物质等成分有明显影响，β-葡聚糖提高，煮制会使多酚含量降低。在这些热加工方法中，微波烘烤法和炒制法更能最大程度保持营养成分的含量，是青稞加工的绝佳方式。经过萌发处理的青稞其氨基酸、蛋白质、黄酮类物质等营养成分均有所升高，萌发时间及温度是关键影响因素。藏民通常将青稞炒制成糌粑食用或者和面粉混合制成面条、馒头等。
本文还综述了不同加工方式对青稞生物活性的影响，表明炒制、微波、蒸煮等方法可以调节肠道菌群，改善肠道健康；采取萌发、炒制、微波等加工方式可以降低血清中TC、TG、LDL-C的含量起到降血脂功能，萌发青稞可以提高γ-氨基丁酸含量促进胰岛素分泌，起到调节血糖、治疗糖尿病的作用。
目前市场上青稞产品有青稞麦片、青稞方便面、青稞沙琪玛、青稞饼干等。在实际应用中针对不同需求的人群，采用不同的加工方式以达到更好的效果。因此在青稞后续加工和产品开发方面几点建议：a.面向减肥瘦身人群，用微波烘烤、过热蒸汽和远红外烘烤的加工技术，开发出淀粉含量低、纤维含量高的产品，具有热量低、饱腹感强的特点起到减肥作用；b.面向高血糖、高血脂人群，用萌发的加工技术，开发出黄酮、β-葡聚糖含量高的产品，提高其调节血糖血脂、治疗糖尿病活性；c.面向女性人群，采用烘烤、蒸煮、萌发等加工方式，提高青稞中多酚含量，从而利用多酚的抗氧化活性起到美容养颜的功效；d.研发出工作效率高、质量好、精度高的快速检测装备，为测定青稞主要成分提供帮助。运用这些设备对青稞进行品质评价，能更好地区分出青稞质量的优劣；e.同时，建议利用代谢组学、微生物组学、分子对接等现代科学技术手段，进一步分析加工对青稞品质的影响，阐明在加工过程中，青稞中各种类成分之间的互作机理。
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表 1 热加工对青稞中营养成分、β-葡聚糖和酚类物质含量的影响
Table 1 Effects of thermal processing on nutrient content, β-glucan and phenolic content in highland barley
加工方式/成分含量变化 蛋白质 脂肪 粗纤维 淀粉 β-葡聚糖 游离多酚 结合多酚 总多酚 参考文献 过热蒸汽 ↑ ↑ ↑8.17% ↓2.04% − − − − [36] 远红外烘烤 ↑ ↑ ↑29.1% ↓9.17% − − − − [36] 微波 ↑ ↑ ↑15.53% ↓11.38% ↑0.77% − ↑33.73% ↑19.37 mg/100 g [36,40,43−44] 炒制 − − − − ↑ − ↑33.89% − [40,43] 焙烤 − − − − ↑14.97% 无明显变化 ↑31.45% ↑14.97 mg/100 g [40,43−44] 蒸制 − − − − 不变 ↓43.77% − ↑0.28 mg/100 g [40,43−44] 煮制 − − − − 不变 ↓67.85% − − [40,43] 挤压膨化 − − − − ↑1.57% − − ↑22.84 mg/100 g [40,44] 空气炸锅 − − − − − 无明显变化 − − [43] 注：↑：含量上升或酶活性升高；↓：含量减少或酶活性降低；表3、表4同。 
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表 2 热加工对青稞中黄酮成分含量的影响
Table 2 Effects of thermal processing on flavonoid content in highland barley
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表 3 萌发对青稞中主要成分含量的影响
Table 3 Effects of germination processing on the content of main components in highland barley
成分 含量变化 含量变化 含量变化 参考文献 蛋白质 ↓1.15% 先↑1.1倍之后↓ 三种青稞均先↑后↓ [46−48] 氨基酸 游离氨基酸↑2.642倍 赖氨酸↑32%；
总氨基酸↑8.15%[49−50] 淀粉 ↓34.77 g/100 g 淀粉酶活性↑ [51−54] 脂肪 ↓44% ↓32.3% [47,50] β-葡萄糖 总体先↑后↓ 减少3.33%~3.5% [55−58] 多酚 ↑1.32～1.51 mg/g 三种青稞 ↓154.29 mg/100 g；↓172.51 mg/100 g；↓156.34 mg/100 g [48,56,59] 黄酮 提取率↑0.0041% 黑青稞↑9.20%；
藏青2000↑5.31%[62−63] γ-氨基丁酸 ↑5%之后↓ [64]
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表 4 加工方式对青稞生物活性的影响
Table 4 Effect of processing method on the biological activity of highland barley
加工方式/作用 改善肠道健康 降血脂 调节血糖抗糖尿病 预防癌症 蒸煮 胃肠pH↓； 游离氨↓
肠球菌、大肠杆菌↓
双歧杆菌、乳酸菌↑[66]TC↓34.65%；LDL-C↓不明显[66] 炒制 TC↓35.74%；LDL-C↓不明显[66] 微波 TC↓38.99%；LDL-C↓27.78%[66] 挤压膨化 TC↓38.63%；LDL-C↓33.33%[66] 萌发 青稞低、中、高剂量组
TC↓18.66%、23.38%、22.53%；
LDL-C↓27.97%、26.27%、28.39%；
中、高剂量组
TG↓9.45%、15.92%[69]血糖下降百分率↑
青稞低、中、高剂量组↑39.93%、51.88%、49.49%[69]；
三种青稞经萌发后γ-氨基丁酸含量↑0.37倍、0.45倍、0.39倍[74]
结肠内双歧杆菌↑
乳酸菌↑，丁酸盐↑[75−76]
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