張倩芳，李 敏，孟晶巖，栗紅瑜

（山西農業(yè)大學山西功能食品研究院 山西太原 030031）

0 引言

我國是小麥種植和加工大國，小麥產(chǎn)量逐年上漲，麥麩作為小麥加工的副產(chǎn)物，資源十分豐富。麥麩中營養(yǎng)物質含量豐富，但是由于粗纖維含量較多，在食品加工應用中受到限制，一般用作飼料，附加值較低。近年來，研究發(fā)現(xiàn)麥麩富含膳食纖維和多種生物活性物質，具有良好的保健功能。如何通過改性手段，提取麥麩活性物質，強化食物活性成分含量，對麥麩進行深層次的加工，對于提高麥麩的附加值至關重要。從麥麩營養(yǎng)成分組成和功能特性、麩皮改性方法及加工中的應用等3 個方面探討其研究進展，旨在為小麥麩皮加工利用提供思路和參考。

1 麩皮營養(yǎng)成分組成和功能特性

小麥被碾磨加工制成面粉和麩皮。麩皮主要包括果皮、種皮、珠心層和糊粉層。根據(jù)加工設備和技術的不同，麩皮的組成也有所不同。麩皮富含膳食纖維，蛋白質、礦物質和維生素含量比胚乳豐富。

小麥麩皮主要營養(yǎng)成分含量[1]見表1。

表1 小麥麩皮主要營養(yǎng)成分含量/g·（100 g）-1

麥麩中含有大量纖維類物質，膳食纖維含量平均可達到40%以上，是制備膳食纖維的良好原料。研究表明，膳食纖維雖不能被人體消化吸收，但具有多種生理功能，可以抑制膽固醇的吸收，維持正常的血糖水平，降低血脂，控制體重，預防高血脂、高血壓等疾病的發(fā)生；腸道中的有益細菌還可以分解麥麩中的膳食纖維，生成短鏈揮發(fā)性脂肪酸（包括乙酸、丁酸等）。這些脂肪酸可以降低pH 值、抑制腸道中致病菌的生長、減少致癌物的產(chǎn)生，從而減少腸道癌的發(fā)生。

麥麩蛋白質含量豐富，氨基酸比例均衡，包含人體所有必需氨基酸。將麥麩作為原料提取蛋白質，在食品加工中可以直接用作濃縮蛋白添加劑。麥麩中還含有酚酸、木酚素、類黃酮等多種酚類物質。這些酚類化合物具有強抗氧化性，能有效清除自由基，在癌癥預防中起著重要作用。小麥麩皮中還含有以戊聚糖為主的麩皮多糖，包括阿拉伯木聚糖、β - 葡聚糖等，這些多糖類物質可以維持餐后血糖水平，促進血液中膽固醇的分解。

2 麩皮的改性方法及其研究進展

麥麩含有大量的不溶性膳食纖維，這使得添加麥麩后的食品口感粗硬、色澤偏暗；同時，麥麩中的面筋蛋白含量較少，將其添加到面條產(chǎn)品中會影響面筋蛋白網(wǎng)絡的形成并降低面團的加工性能。為了充分利用麥麩的功能成分，有必要對麥麩進行改性。目前，國內外對麥麩的改性方法主要包括超微粉碎、微波加熱、擠壓膨化、蒸汽爆破、發(fā)酵、超高壓等。

超微粉碎技術是一項物料細微化加工的新技術，可以將物料粉碎至10 μm 以下，粉碎顆粒均勻，目前在化工、食品等相關領域已廣泛應用。麥麩的超細粉碎通常涉及將麥麩粉碎至25 μm 或更小的粒度。超微粉碎后，麩皮纖維組織發(fā)生斷裂，細胞結構被破壞，細胞中的營養(yǎng)成分得到釋放，麩皮的理化性質均有改變，食用特性也有顯著提高。周麗媛等人[2]研究發(fā)現(xiàn)，超微粉碎后黑小麥麩皮SDF 得率會隨粉碎目數(shù)的增加先升高后降低，改性SDF 的降脂及抗氧化活性明顯改善。劉麗婭等人[3]將小麥麩皮粉碎至不同粒度后添加到全麥食品中，添加超微粉碎后的麥麩面團的加工性能都高于添加粗麥麩的面團，但粉碎粒度不是越小越好。Brewer L R 等人[4]將麥麩超微粉碎，結果表明麥麩中可溶性膳食纖維（SDF） 含量增加，其理化功能特性也有不同程度的提高。

微波是一種高頻電磁波，頻率一般為300 MHz～300 GHz。當微波遇到介質時會發(fā)生能量的轉移，介質在吸收了微波能量后內部會發(fā)生一系列的物理和化學反應，產(chǎn)生強烈的振動和空化效應，具有速度快、均勻性好、吸收具有選擇性、易于快速控制等特點。利用微波處理麥麩，可以降低膳食纖維大分子間結合的緊密程度，促進活性物質的溶出。吳凡等人[5]用微波處理小麥麩皮后，發(fā)現(xiàn)麥麩的基本成分沒有明顯變化，平均粒度減小，水溶性和持油性顯著提高。趙一川[6]研究了不同微波時間對麥麩的影響，發(fā)現(xiàn)隨著微波時間的增加，麩皮的水分、脂肪、淀粉、膳食纖維含量下降，蛋白含量先升高后降低，植酸含量先降低后升高，酚類物質含量升高，處理時間為60 s 達到最佳，添加微波處理的麥麩可以改善全麥粉的加工特性。

蒸汽爆破技術（簡稱汽爆技術），是一種物理方法和化學方法相結合的原材料改性方法，包括汽相蒸煮和爆破兩個階段，利用高溫飽和蒸氣壓進入植物組織細胞，已達到破壞植物組織結構的作用。利用汽爆技術處理富含膳食纖維的原料，可以將不溶性膳食纖維轉變?yōu)榭扇苄陨攀忱w維，同時對微生物和高活性酶進行滅活，延長原料的保質期。王磊等人[7]用汽爆法制備麥麩可溶性膳食纖維，在6 MPa 壓力下保壓9 min，得率可達到31.56%，且蒸汽爆破處理后，麥麩SDF 的持水力、持油力、膨脹力、乳化穩(wěn)定性及抗氧化能力都有所提高。趙夢麗等人[8]研究發(fā)現(xiàn)，蒸汽爆破對麥麩可溶性成分溶出有促進作用，蒸汽爆破處理后麥麩中蛋白質和游離酚酸含量也有顯著提高。Aktas-Akyildiz E 等人[9]將20%的蒸汽爆破麩皮（150 ℃，10 min） 添加到面包中，發(fā)現(xiàn)面包的硬度會增大，但再用淀粉酶、蛋白酶對汽爆麩皮進行酶解，烘焙品質又會有所改善。

擠壓膨化技術是采用高溫高壓短時處理，通過水分、熱能、機械剪切和壓力等綜合作用對食品進行膨化的一種技術，工藝簡單，具有成本低、污染少、高產(chǎn)量、高品質等特點。與其他熱加工方式相比，擠壓處理的短時特性可以提高產(chǎn)量，并且更好地保留物料的營養(yǎng)成分，擠壓過程的高剪切力可以破壞高聚物分子間的共價鍵，將物料的功能成分進行改性、釋放。任順成等人[10]對小麥麩皮進行擠壓膨化后，發(fā)現(xiàn)TDF、SDF 含量分別增長了11.69%，1.16%，持水力、膨脹力顯著提高，電鏡下可以觀察到麥麩比表面積增大，空隙增多，物料表面凹凸不平。李治等人[11]發(fā)現(xiàn)擠出后麥麩的保水能力、溶脹能力、保油能力、膽酸鈉吸收能力和陽離子交換能力均得到改善，并且添加擠出的麥麩對小麥粉的黏度特性具有弱化作用，明顯強于未經(jīng)處理的麥麩。

超高壓技術是指將超高壓（100～1 000 MPa） 應用于物料，物料成分、性狀發(fā)生改變的工藝。在超高壓處理過程中，材料在流體介質中被壓縮，保持分子三維結構的氫鍵、離子鍵和疏水鍵等非共價鍵被破壞或改變，從而改變淀粉的結構并使蛋白質變性。色素、維生素和其他小分子沒有明顯的影響，這使得超高壓技術具有保持食品風味和延長保存期限的優(yōu)點。林素麗[12]用超高壓處理米糠，當壓力為200 MPa 時，米糠蛋白的溶解度提高，乳化性能、起泡穩(wěn)定性和最小凝膠濃度顯著提高，當壓力達到500 MPa 時，保水性和起泡能力達到最大值。李夢琴等人[13]研究了不同處理壓力、時間、料液比對小麥麩皮性質的影響，結果表明在料液比19∶100，400 MPa 下處理18 min，小麥麩皮的SDF 含量最高，是原料麩皮的1.48 倍，理化特性均有所提高，且在電鏡下觀察發(fā)現(xiàn)麥麩微粒由圓球狀轉變?yōu)椴灰?guī)則形狀，表面空隙變多，體積變大。任順成等人[14]將不同大小的超高壓作用于麥麩，發(fā)現(xiàn)超高壓后麥麩的植酸含量發(fā)生變化，且隨著壓力的提高，麥麩植酸含量先升高后降低，400 MPa 時達到最小值。

微生物發(fā)酵改性是利用處于生長狀態(tài)的生物體系，以外源性物質作為營養(yǎng)來源，使生物體系中的酶作用于底物，從而使底物中的某些物質或結構發(fā)生改變，達到改性的目的。微生物發(fā)酵操作簡單、周期短、不受地域和設備限制，其中固態(tài)發(fā)酵技術，由于其節(jié)水、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點，在處理秸稈廢棄原料等方面已被廣泛研究。Bhanja T 等人[15]在利用米根霉和泡盛曲霉對小麥麩皮進行固體發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵后，酚類物質的提取率提高，自由基清除能力和抗氧化能力顯著提升。Coda R等人[16]利用乳酸菌發(fā)酵小麥麩皮24 h，麩皮的葉酸、酚類物質含量升高，抗氧化能力、植酸酶活性提高，并且添加酶輔助發(fā)酵后，可以進一步增強這種積極功能。劉豪等人[17]對小麥麩皮進行酵母液體振蕩發(fā)酵，結果表明料液比為1∶10（g∶mL），發(fā)酵溫度為30 ℃時，發(fā)酵24 h后麩皮中SDF 含量達到最大，且發(fā)酵后麩皮中蛋白質含量上升，淀粉、脂肪含量下降。Katina K 等人[18]用酵母對麩皮進行發(fā)酵，并把發(fā)酵產(chǎn)物加入面粉后制作面包，結果表明麩皮中的游離性酚酸和可溶性阿拉伯木聚糖（WEAX） 含量都有大幅提高，制作的面包體積更大，更加松軟。

3 小麥麩皮在加工中的應用

目前，小麥麩皮多直接用作畜禽飼料或用于制作發(fā)酵培養(yǎng)基，經(jīng)濟價值較低，但隨著人們對于營養(yǎng)均衡越來越重視，各種改性技術不斷發(fā)展，小麥麩皮也被國內外學者廣泛研究應用于食品加工中。小麥麩皮的加工利用對食品加工行業(yè)有重要意義，不僅可以提高小麥麩皮的價值，還可以創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益。

3.1 提取活性成分

小麥麩皮中含有15%左右的蛋白質，且麥麩蛋白中氨基酸構成比例均衡，提取的麥麩蛋白可用作蛋白補充劑，同時麥麩蛋白具有良好的乳化性，可以作為發(fā)泡劑添加到烘焙產(chǎn)品中[19]，也可以將麥麩蛋白酶解制備功能性多肽。Brier N D 等人[20]使用濕堿法制備麥麩蛋白，使用NaOH（pH 值12.0） 連續(xù)萃取3 遍后，蛋白質得率可達到55%，分子量約為40 kDa。Raúl E Cian 等人[21]用胃蛋白酶水解小麥蛋白，發(fā)現(xiàn)水解液中含有55 kDa 的疏水性多肽，其表現(xiàn)出明顯的降壓及抗氧化能力。

研究發(fā)現(xiàn)，寡糖具有良好的雙歧桿菌增殖作用和低熱值特性，在食品工業(yè)中的可用作生長因子，同時也是糖尿病和高血脂、高血壓患者的理想碳水化合物來源。麥麩含有大量的不溶性膳食纖維，這是制備低聚糖的良好原料。丁長河等人[22]利用高溫酸水解法制備麩皮戊聚糖，180 ℃下用乙酸作用于25 min 時，提取液中的可溶性戊聚糖濃度達到最高。李雪等人[23]用不同的堿性試劑提取阿拉伯木聚糖，發(fā)現(xiàn)用氫氧化鈉提取木聚糖具有工藝簡單、成本較低等特點，更適合于工業(yè)化生產(chǎn)不溶性木聚糖。

3.2 在面制品中的應用

作為高品質膳食纖維的重要來源，除了饅頭、面條等傳統(tǒng)主食外，薯片、餅干等零食中也有麩皮的添加。但是，由于麥麩的特殊性質，影響麥麩產(chǎn)品品質的因素較多，麩皮的粗細度、種類、添加量及性狀等都對產(chǎn)品品質有所影響。劉麗婭等人[3]將不同含量的麩皮添加到小麥粉中制作饅頭，添加粗麩的面團延展性差，口感粗糙，粒徑186.7 mm 麩皮制作的饅頭，其彈性、韌性和黏度均顯著提高。Kaur G 等人[24]提取了麥麩膳食纖維，并將其添加到面制品種，當麥麩膳食纖維的添加量少于15%時，面條的延展性和風味都能夠得到保持。Manue Gómez 等人[25]、Noort M W J 等人[26]將麥麩添加到面包中，發(fā)現(xiàn)麩皮粒度對面包品質有顯著影響，中等粒度麩皮制作的面包具有更大的體積，將麩皮膨化擠出后再添加到面包中，可以提高面包的品質。陳鳳蓮等人[27]以麥麩和面粉為原料，制成富含膳食纖維的全麥餅干。當麥麩粉的添加量為20%時，所產(chǎn)生的產(chǎn)品酥脆且具有純正的風味。

3.3 在飲料中的應用

飲料作為一種日常飲品，口感好、品種豐富，在消費行業(yè)中具有廣闊市場，根據(jù)制作原料的不同，可以分為乳飲料、茶飲料、果汁飲料、保健飲料及酒精飲料等。對麩皮進行不同的改性加工，就可以制成不同品種的麩皮飲料。張玉忠[28]通過擠壓法從麥麩中提取SDF，并將其與橙汁以5%的比例混合制成一種新型飲料。程細菊[29]用酶法水解麥麩，該麥麩飲料具有濃郁的小麥風味，味道獨特，富含低聚木糖。菅田田等人[30]以麥麩和海棠果為原料，并使用乳酸菌進行復合發(fā)酵，生產(chǎn)出營養(yǎng)豐富，酸甜且具有良好抗氧化性能的麩皮飲料。

3.4 在肉制品中的應用

肉制品蛋白質含量高，氨基酸種類豐富，同時也是維生素和微量元素的重要來源，但是肉類中飽和脂肪酸含量高，缺乏膳食纖維，向肉制品中添加膳食纖維可以改善居民膳食結構，保證營養(yǎng)攝入均衡。高曉光等人[31]在乳化香腸中添加麥麩，發(fā)現(xiàn)麥麩比例對香腸品質影響很大。麥麩添加量為6%時，香腸口感最好。Talukder S 等人[32]將小麥麩皮和燕麥麩皮添加到雞肉餅中，添加麩皮后產(chǎn)品產(chǎn)量、TDF 增加，膽固醇含量減少，但感官品質有所下降。

4 結語

我國小麥資源豐富，隨著麩皮營養(yǎng)成分逐漸被發(fā)掘，麩皮改性及深加工將是未來的研究熱點。在今后的研究中，如何進一步提高麥麩的品質和加工特性，開發(fā)出滿足消費者需求的產(chǎn)品是研究的重點。對小麥麩皮的綜合開發(fā)和利用，不僅可以保障人們的飲食健康，還可以提高麩皮的價值，為企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益。