小麥及其活性成分的研究進(jìn)展

小麥及其活性成分的研究進(jìn)展

谷物皮膚具有重要的養(yǎng)分特征，越來(lái)越受人們的研究感興趣。食品加工副產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用已被列入國(guó)家“15”科技戰(zhàn)略基金。實(shí)現(xiàn)谷物加工副產(chǎn)品的有效增值和利用,對(duì)于提高糧食行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。小麥麩皮是小麥制粉加工中的主要副產(chǎn)品,產(chǎn)量每年可達(dá)3000萬(wàn)t以上。麩皮中含有較豐富的碳水化合物、蛋白質(zhì)、淀粉酶系、維生素和礦物質(zhì)等,在國(guó)外,麥麩類(lèi)食品的研究、生產(chǎn)、銷(xiāo)售已日趨成熟,國(guó)內(nèi)每年都將85%以上的麩皮用于釀酒、制醋、醬油、飼料等傳統(tǒng)加工,極少有麥麩類(lèi)食品上市。目前,多數(shù)面粉廠(chǎng)家都是直接將麩皮賣(mài)給飼料廠(chǎng),很少用于深加工和再利用。我國(guó)是個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),小麥麩皮作為面粉廠(chǎng)的大宗副產(chǎn)品,來(lái)源充足、價(jià)格低廉,若能將其深加工,不但會(huì)給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、食品生產(chǎn)帶來(lái)可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)收益,而且能平衡飲食結(jié)構(gòu),有助于提高國(guó)民素質(zhì)。如果能夠充分地利用麩皮進(jìn)行深加工和綜合利用,將具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。小麥麩皮是膳食纖維素的重要來(lái)源,利用纖維素活化技術(shù)和酶技術(shù)研制出色澤、口感、功能性好的活性膳食纖維,對(duì)預(yù)防現(xiàn)代“文明病”如肥胖癥、高血脂癥、糖尿病等有著積極的意義。1小麥麩皮的組成面粉廠(chǎng)加工出的麩皮主要由小麥的皮層和糊粉層所組成,另外,由于制粉工藝的限制,麩皮中含有一定量的胚乳和麥胚。近年來(lái),由于制粉過(guò)程中單獨(dú)提胚,進(jìn)行深加工和再利用,麩皮中的含胚量逐漸減少?？偟膩?lái)說(shuō),面粉廠(chǎng)生產(chǎn)出的麩皮約占小麥籽粒重量的22%~25%。小麥麩皮除含有豐富的膳食纖維外,還含有蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素等。小麥麩皮的組成成分由于小麥種類(lèi)、品質(zhì)、制粉工藝條件、面粉出率的不同而有所差異。麩皮中的蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)等含量豐富,另外,麩皮中還含有大量的碳水化合物。麩皮的主要組成如表1~4所示。2小麥麩皮的功能小麥麩皮具有抗衰老、抗癌、減肥等重要生理功能,目前已被制成多種保健食品。麩皮膳食纖維能束縛致癌物質(zhì)或其前體,阻礙致癌物質(zhì)作用于腸壁細(xì)胞。近年來(lái),現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)的研究成果和流行病學(xué)臨床調(diào)查顯示,嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康的心血管疾病、糖尿病、膽結(jié)石及某些癌癥的發(fā)病率與人類(lèi)膳食中食物纖維的攝入量呈負(fù)相關(guān)。我國(guó)居民膳食日趨精細(xì)化,日膳食纖維攝入量不足的趨勢(shì)呈逐年增加的趨勢(shì)。因此我們提倡每日補(bǔ)充一定量的膳食纖維,均衡營(yíng)養(yǎng)。在可能取得的膳食纖維中,小麥麩皮資源最為豐富。小麥麩皮中最主要的成分是膳食纖維,約含40%。許多資料表明,由非淀粉多糖組成的膳食纖維到達(dá)小腸后,不被消化吸收而進(jìn)入大腸,對(duì)降低膽固醇有良好的促進(jìn)作用。小麥麩皮還有減少憩室病、膽結(jié)石和結(jié)腸癌發(fā)生的重要作用。腸道中的有益細(xì)菌能利用小麥麩膳食纖維產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸,如乙酸、丁酸等。這些脂肪酸能降低pH,抑制腐生菌的生長(zhǎng),減少致癌物質(zhì)的產(chǎn)生。小麥麩皮中含有較多的半纖維素,可制取木糖醇,作為糖尿病人理想的甜味劑、營(yíng)養(yǎng)劑、治療劑,還可使肝炎病人降低轉(zhuǎn)氨酶。小麥麩皮膳食纖維是一種很有開(kāi)發(fā)前景的保健食品資源。由于麩皮膳食纖維具有吸水、吸油、保水及保香性等特點(diǎn),可用作食品添加劑。2)低聚糖小麥麩皮中富含纖維素和半纖維素,是制備低聚糖的良好資源。小麥麩皮中的低聚糖具有如下生物活性。(1)具有良好的雙歧桿菌增殖效果,它在動(dòng)物腸道內(nèi)不被有害菌等許多微生物利用,而只被雙歧桿菌屬的一些有益菌利用,可作為雙歧桿菌生長(zhǎng)因子應(yīng)用于食品;(2)具有低熱值性能,屬難消化糖,不被口腔中的產(chǎn)酸類(lèi)和其它微生物利用,從而牙齒上沉集的分解物減少,顯示出抗齲齒功能,所以,可利用其低熱值性能,生產(chǎn)低聚糖產(chǎn)品作為糖尿病、肥胖病、高血脂等病人理想的糖源;(3)低聚糖還具有表面活性,可吸附腸道中有毒物質(zhì)及病原菌,可提高機(jī)體抗病能力,激活免疫系統(tǒng),用于醫(yī)藥工業(yè)和飼料工業(yè)。3)酶類(lèi)物質(zhì)β-淀粉酶廣泛存在于谷物中,尤其是小麥、大麥等作物中含量較高。小麥麩皮中含有大量的淀粉酶系,從麩皮中提取β-淀粉酶,代替或部分代替麥芽用于啤酒、飲料等生產(chǎn)中的糖化劑。不少飴糖廠(chǎng)就以小麥麩皮做糖化劑,直接加到淀粉糊化液中糖化。小麥麩皮也是提取植酸酶價(jià)廉易得的好原料。4)麩皮蛋白小麥麩皮中含有12%~18%的蛋白質(zhì),是一種資源十分豐富的植物蛋白質(zhì)資源,麩皮蛋白質(zhì)含有人體必需的多種氨基酸,甚至可以和大豆蛋白媲美。與面粉中蛋白質(zhì)組成相比,麩皮中清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、麥谷蛋白分布均勻。從麩皮中分離蛋白的方法有干法和濕法兩種。分離出的麩皮蛋白可作為高濃縮蛋白,直接作為蛋白質(zhì)添加劑應(yīng)用于食品行業(yè),以增加蛋白質(zhì)含量,提高食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和質(zhì)構(gòu)特性等。也可以將分離出的麩皮蛋白進(jìn)行改性處理以生產(chǎn)蛋白質(zhì)水解液等。另外,麩皮蛋白可以用在面包和糕點(diǎn)上做發(fā)泡劑,并可防止食品老化;用在肉制品中可以增加彈性和保油性;用來(lái)制作乳酪或高蛋白乳酸飲料,可增加食品風(fēng)味。5)微量元素小麥麩皮中灰分約占小麥麩皮的5.7%。微量元素磷占灰分的39.8%,磷與細(xì)胞內(nèi)糖、脂肪、蛋白代謝有密切關(guān)系,是形成葡萄糖-6-磷酸、磷酸甘油和核酸等人體營(yíng)養(yǎng)素必不可少的物質(zhì);鈣占6.7%,鈣是構(gòu)成骨骼和牙齒的重要成分,有助于人體的正常發(fā)育;鉀占15.4%,可防止肌肉無(wú)力;鎂占7.2%,可擴(kuò)張血管、降血壓、抑制神經(jīng)興奮作用;鐵含量為0.012%,可防止貧血;錳占0.0162%,可防止神經(jīng)失調(diào);鋅占0.017%,可防男子不育癥和維持骨骼正常發(fā)育。6)酚類(lèi)化合物酚類(lèi)化合物是一類(lèi)具有廣泛生物活性的植物次生代謝物,相對(duì)于小麥膳食纖維含量較少,但對(duì)人體的生理機(jī)能有不容忽視的作用。麥麩中的酚類(lèi)物質(zhì)主要有酚酸、類(lèi)黃酮、木酚素。麥麩膳食纖維的酚酸主要成分是阿魏酸,阿魏酸是一種優(yōu)良的自由基清除劑,在癌癥的預(yù)防中有重要作用;麥麩中的類(lèi)黃酮在抗衰老、預(yù)防心血管疾病、防癌、抗癌方面有一定的功效;麩皮中的木酚素對(duì)乳腺癌、子宮粘膜癌以及前列腺等與激素有關(guān)的癌病具有預(yù)防作用。7)抗氧化劑谷物中含有較多的抗氧化劑,這些物質(zhì)主要是一些酚酸類(lèi)或酚類(lèi)化合物,它主要存在于谷物外層,其中最主要的是阿魏酸。小麥麩皮中所含天然抗氧化劑在1%以上,小麥麩皮抗氧化劑提取物有非常好的抗氧化特性,是一種較好的天然抗氧化劑來(lái)源,與化學(xué)合成抗氧化劑比較,具有安全無(wú)毒、營(yíng)養(yǎng)豐富及用量不受限制等特點(diǎn),可廣泛用于日用化工及食品工業(yè)。3國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀目前,國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始利用各種方式對(duì)小麥麩皮加以利用,并且市場(chǎng)上已出現(xiàn)少數(shù)麩皮類(lèi)食品(全麥饅頭、高纖維餅干等)。現(xiàn)介紹國(guó)內(nèi)外的麥麩開(kāi)發(fā)、應(yīng)用近況。1)制作食用麩皮小麥麩皮雖含有較豐富的蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì),營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高,但由于其口感不佳,所以無(wú)法食用,只能用作飼料。為提高麩皮的食用性,通過(guò)蒸煮、加酸、加糖、干燥,除掉麩皮本身的氣味,使之產(chǎn)生香味,可提高麩皮的食用性。日本市售的食用麩皮是經(jīng)過(guò)加熱精制而成,加工過(guò)程中既處理了麩皮中原有的微生物和植酸酶,又提高了二次加工的適應(yīng)性,使制出的食品風(fēng)味既好又衛(wèi)生。2)制作麩質(zhì)粉麩質(zhì)粉是在面粉中以一定的比例回添小麥麩皮的一種面粉,但是麩質(zhì)粉不是簡(jiǎn)單地向面粉中摻入麩皮,而是通過(guò)改進(jìn)面粉加工工藝,并將小麥麩皮進(jìn)行加工處理后再進(jìn)行回添,從而使面粉含麩量提高到50%~60%。麩質(zhì)粉適口性稍差于精白粉,但粗纖維、蛋白質(zhì)、熱量?jī)?yōu)于精白粉,粗脂肪低于精白粉,其粉質(zhì)地疏松,可消化的蛋白量?jī)?yōu)于精白粉蛋白質(zhì)量。目前國(guó)際市場(chǎng)已有了一定的市場(chǎng)和生產(chǎn)規(guī)模,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)仍處于開(kāi)發(fā)和起步階段,其潛力不可低估。3)加工飼料蛋白開(kāi)發(fā)飼料蛋白具有很高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。微生物發(fā)酵法制取的酵母是一種優(yōu)良的飼料蛋白,麩皮水解液中,既含有五碳糖,也含有六碳糖,能被酵母菌代謝利用,用此水解液培養(yǎng)酵母可獲得優(yōu)質(zhì)飼料蛋白。4)洗制面筋和淀粉首先將麩皮粉碎,加水?dāng)嚢璩扇闋?然后以水洗滌,再用網(wǎng)篩分離出粗蛋白小塊與濕粗淀粉。每100kg小麥麩皮,可洗制出濕粗面筋11kg和粗濕淀粉13kg。剩下的麩皮仍可做飼料,粗濕面筋和粗濕淀粉經(jīng)精制后可供食用。如精制濕面筋可制成水面筋、素腸油面筋等素食品。5)生產(chǎn)丙酮丁醇用麩皮可以代替玉米作原料生產(chǎn)丁醇、丙酮。試驗(yàn)研究表明:以麩皮作為有機(jī)氮源,是玉米所不及的,因?yàn)辂熎ぶ泻?5%~8%的蛋白質(zhì),高于玉米并含有硫胺素、核黃素、尼克酸等微生物生長(zhǎng)所必須的生長(zhǎng)素;此外,還含有α-淀粉酶、β-淀粉酶、氧化酶、過(guò)氧化酶和過(guò)氧化氫酶,這些都是微生物所必需的。用麩皮代替玉米,發(fā)酵不但能順利進(jìn)行,而且效果上完全可以達(dá)到添加玉米的發(fā)酵水平。6)食用味精小麥麩皮蛋白質(zhì)中谷氨酸含量為46%左右,因此可利用麩皮的水解液,代替玉米漿發(fā)酵生產(chǎn)味精。7)糖果填充劑將麩皮粉碎,過(guò)100目篩,按適當(dāng)?shù)谋壤砑拥教枪?可降低糖的甜度和粘度,口感好,成本低,還具有食療作用,適于某些低血糖患者使用,也適于健康人食用。8)膨化麩皮飼料麩皮經(jīng)膨化后做畜禽飼料,能大大提高蛋白質(zhì)的利用率。實(shí)驗(yàn)表明用麩皮直接飼喂畜禽,蛋白質(zhì)的利用率不高,吸收率一般為30%左右,膨化后飼喂,吸收率可達(dá)90%以上。9)食用麩皮纖維食用麩皮纖維是一種新興的食品添加劑,可做功能性食品的添加劑,生產(chǎn)具有食療保健作用食品。麩皮經(jīng)過(guò)蒸煮、加酸、加糖、干燥等簡(jiǎn)單的加工,就能除去麩皮本身的氣味,使味道變香,食感清爽可口。國(guó)內(nèi)外已將食用麩皮廣泛應(yīng)用于面包、糕