谷物副产品综合利用.doc

2012年12月19日 麦麸的综合利用麦麸的综合利用汪鹏武汉轻工大学食品科学与工程学院 武汉摘要：麦麸是小麦加工主要副产物。其中含有丰富的碳水化合物、蛋白质、维生素、矿物质等，广泛用于饲料工业、食品工业、发酵工业。随着人们健康意识的不断提高。麦麸中的功能因子越来越受到人们的重视。麦麸的开发与利用具有较高的社会效益和经济效益。关键词：麦麸 膳食纤维 综合利用麦麸中主要含有2大类生理活性物质即活性多糖和酚类化合物。活性多糖主要是指小麦膳食纤维。 膳食纤维可减少在小肠的通过时间减少葡萄糖的吸收。减缓淀粉水解，对降低血胆固醇、高血脂、冠心病、高血压均有良好的预防作用；麦麸膳食纤维对依 赖胰岛素的糖尿病患者作用效果良好：还有减少憩室病和胆结石形成以及预防结肠癌的作用；对便秘也有一定的食疗效果。麦麸中的酚类物质主要有 酚酸、类黄酮和木酚素。酚酸具有抗氧化性和抗癌作用；类黄酮在抗衰老、预防心血管疾病、防癌、抗癌方面有一定的功效。麦麸是指小麦在干磨制粉生产过程中经过逐道的研磨和筛理除去打碎人粉的胚乳剩下的成分。约占小麦的145。主要由小麦种皮、糊粉层和少量胚芽组成，主要成分见表l。表1小麦麦麸组成成分 组成水分蛋白质脂肪淀粉粗纤维灰分含量12.214.13.953.610.55.7麦麸中含有丰富的膳食纤维、阿魏酸、麦麸蛋 白、低聚糖、以及维生素、矿物质等，具有很重要的研究价值。1 麦麸中的膳食纤维麦麸膳食纤维的功效 麦麸是可利用的最广泛的膳食纤维源其膳食纤维总量占干物质成分的3550分为水溶性和水不溶性两种，其中可溶性膳食纤维含量约2。麦麸膳食纤维具有很重要的生理功能：能更好地被人体吸收用来防止胆结石：可排除体内有害金属离子，降低血清和肝脏胆固醇。防止高血压、心脏病等；能增加肠道粘度、促进肠道蠕动。从而有可能延缓消化和吸收，能防止肥胖症、便秘、肠癌；能螯合胆固醇，抑制胆固醇的吸收。从而预防动脉硬化。此外，麦麸的膳食纤维适量添加到面粉中可以显著改善面粉的粉质特性使吸水率增 大，面团形成时间、稳定时间及断裂时间增加，面团的弱化度下降等。2 麦麸膳食纤维的提取方法 目前国内外提取麦麸膳食纤维的主要方法是物理法、化学法、酶法、化学与酶结合法。 物理法是指利用超微粉碎技术、挤压蒸煮技术、 瞬时高压技术、膜分离技术等物理方法从麦麸中提 取膳食纤维的方法。主要用于提取麦麸中的可溶性膳食纤维。其工艺简单，提取产物具有较高生物活性。但提取率很低。化学法是指经过粗处理后用化 学试剂酸或者碱提取膳食纤维的方法。此法具有工艺简单、成本低廉等优点；但反复水浸泡冲洗和频繁 热处理会明显减少纤维产品持水力和膨胀性。且膳食纤维损失较大、口感较差、环境污染严重。所以这两种方法都不适于大规模的生产。 酶法是利用外源复合酶制剂的处理。除去蛋白 质、淀粉等非膳食纤维成分的同时得到膳食纤维的一种方法。酶法提取条件温和、对环境污染较小，而且双酶法提取率目前也得到一定的提升。所以有 一定的发展前景。 其工艺流程如下：麦麸粉碎一过40目筛_洗涤、煮沸仪一淀粉酶水解一热水洗涤2次+NaOH调pH蛋白酶水解一离心沉淀-热水洗涤2次8090烘干一H20脱色-HCl调至中性后洗涤-65干燥9 h一粉碎过筛。化学酶法是指酸或碱结合d一淀粉酶、糖化酶或蛋白酶等进行复合处理提取膳食纤维的方法。化学 酶法克服了化学试剂和酶制剂单独使用时膳食纤维 损失严重、提取率不高的问题，提取的膳食纤维纯度较 高，但是成本也会相应的提高。其中流程举例如下：麦麸预处理-称取2 g麦麸于锥形瓶中-加入蒸馏水煮沸20min(麦麸：热水=1：10)-降温至65加入蛋白酶降解蛋白类物质-高温灭酶(100)-酸水解-淀粉-水洗-离心脱水-干燥(105,2 h)一膳食纤维叶称重。最近也有关于利用微生物发酵制备膳食纤维的研究利用菌丝体自身的酶反应来降解麦麸基质中的淀粉、蛋白质、纤维素、半纤维素、木质素，然后获 得膳食纤维。膳食纤维色泽好。口味香甜。这种方法生产过程简便前景比较好。但是目前的研究还没 有达到大量工业化生产的程度。3 麦麸低聚糖的生产工艺(1)麦麸低聚糖工艺流程见图1。(2)该工艺的技术关键一方面是控制加酶量、处理温度，另一方面是调整pH值。 -淀粉酶 蛋白酶 低聚糖酶 麦麸 淀粉 蛋白质降解 分离 低聚糖制备 成品 喷雾干燥 浓缩 离交 脱色 过滤 活性碳4 麦麸中抗氧化剂的提取 麦麸所含天然抗氧化剂(主要成分为维生素E)在l以上，与化学合成抗氧化剂比较，具有安全无毒、营养丰富及用量不受限制等特点，可广泛用于日 用化工及食品工业。其提取工艺为将麸皮装入布袋，放入酒精容器中加热得到维生素E含量为07以上的溶液，同时还得到B族维生素混合溶液。5 小麦麸皮制备一淀粉酶 一淀粉酶广泛存在于粮食谷物中，尤其是在麦麸中。因此从小麦麸皮中提取B一淀粉酶代替麦芽用 作啤酒、饮料等生产的糖化剂，可节约粮食，也可实现粮食副产品的有效增值。 麸皮中-淀粉酶的制备工艺为 外麦麸皮蒸馏水浸泡盐析一活化-淀粉酶制剂。一淀粉酶制剂产品可制成液态，也可经冷冻干燥制成固体产品。6 麦麸中的阿魏酸 阿魏酸(FemlicAcidFA)，化学名为：4一羟基一3 一甲氧基一2一丙烯酸分为反式和顺式两种。麦麸阿魏酸的功效 阿魏酸是小麦麦麸中含量最高的酚酸（04-10)，在小麦麦麸中它主要通过酯键和醚键与多糖、木质素交联在一起，或自身酯化形成二阿魏酸，具有抗氧化、抗血栓、降血脂、抗动脉粥样硬化、抗菌消炎、抗突变以及治疗心脏病、防癌、防辐射、护肝、 增强精子活力等功能被广泛的应用于医药、食品、化妆品行业。 麦麸阿魏酸的提取方法目前提取阿魏酸的方法主要是碱、酶提取法， 以及它们相互的有机结合。碱、酶方法的基本原理是用强碱、酯酶将麦麸中的阿魏酸与阿拉伯糖之间的酯键断裂从而使阿魏酸游离出来。戴炳业等人 通过正交试验确定了经过预处理后碱解麦麸的最佳工艺条件：氢氧化钠质量分数15，麦麸与碱液的比例为1：20。提取温度85，提取时间4 h左右，阿 魏酸得率可达941410937。王萍等人利用聚糖酶提取阿魏酸： 木聚糖酶浓度3，底物浓度80g/L，作用时间12h，此条件下阿魏酸低聚糖提取量为0.831x105 moLg麦麸。 显然这两种方法单一使用的效果都不是特别好生物方法或者两方法的有机结合比较受关注。魏酸具有较好的抗油脂氧化能力和抑菌功能。7 麦麸在食品中的应用 麦麸在食品中的应用目前主要有：加工食用麦麸：麦麸营养价值极高，但由于其食感、口味不佳，所以大部分用作饲料，为提高麦麸的食用性，可以通 过蒸煮、加酸、加糖、干燥，除掉麦麸本身的气味。使 之产生香味，食感变好。生产味精：麦麸中含有16 种氨基酸。其中谷氨酸高达46可用来作提取味精的原料利用麦麸的水解液替代玉米浆发酵生产 谷氨酸。制作饮料：把麦麸碾碎、过筛，然后加水 调匀，使麦麸浓度达515，然后添加其他的添 加剂制成相应的饮料。制作高纤维食品：将麦麸磨碎到要求的细度，可添加到以面包、饼干等食品 中，这些食品膳食纤维含量很高，发热量较低不会导致肥胖。且大量的纤维素能增强肠胃功能。 其他的应用还有：提取维生素E、制取各种营养 强化品、生产丙酮和乙醇、提取植酸、制取酶制剂、治 理水污染等。7.1 麦麸在灌肠中的应用在灌肠制品中添加麦麸，不仅可以降低成本。还可以降低热量、增加保健功效，而不影响灌肠制品的原有特点。添加的麦麸首先经过水洗。去除杂质和异物，然后以1柠檬酸酸化处理24 h，酸化的目的是支解其成分以利于消化，改善灌肠后的口感再进行烘干和粉碎。粉碎后的麦麸过70目的标准筛此时麦麸的比重为O18026 kg。在灌肠中添加麦麸膳食纤维可以增加水的可塑性，对肉的组织结构、韧度有改善作用。试验结果表明以5的麸皮60的水和20的淀粉添加量为最佳，此时灌肠制品的风味、状态、切片性、色泽、滋味及气味最好。7.2 制作麦麸饮料首先把麸皮适当碾碎，使颗粒小于40日。然后加水调匀，使麸皮浓度达5一15添加O。l一l。O的镁铝碳酸盐化合物和足够的酸睬剂(如磷酸、酒石酸、己二酸、苹果酸或富马酸)，pH值保持在35-55之阚，舞温8298。5，连续加热20-60min，冷却后再加入占麸皮重量O1一1O的表面活性剂f山梨糖醇酐单硬脂酸、聚氧化乙烯山梨糖醇酐、单月桂酸酯戏单硬脂肪酸蘸)、O1。6防腐裁、O。0l一O5着色剂和15一40的甜味粼。调匀后通过压力为138414 MPa的均质机即为最终产品。7.3 高纾维麦麸蘑包将麦麸磨碎到要求的细度。可添加到以面包为主的多种食品中。在小麦麸皮面包中。麸皮的添加量以520%为宜。一般以10为质量标准。在小麦粉的选择上，以面筋质强的优质丽粉为好，加水量随著小麦麸皮添加量增加而增加。与全麦面粉制得的面包样品进行比较，高纤维麦麸画包在矿物质、蛋白质、脂肪和膳食纤维等方面都较为优越。可以用添加了20麸皮、75谚麦瓤秘05硬脂酸钠的国面粉生产高纤维面包，其色泽、口感和街养更好，可代替全麦面包。7.4 梦叠麦麸膳食纾维软糖的制备 麦麸膳食纤维软糖制作的最佳配方为麦麸膳食纤维的添加量为5、稚味料85(自砂糖与淀粉糖浆院为l，5：1)、卡拉胶25、柠檬羧03、柠檬酸钠04。成晶在45的条件下进行干燥3035 h，切块成型。此法铡作的软糖香气浓部、疆感绵软，有良好的咀嚼性和弹性并且具有一定的保健功能。可满足消费者的要求。 目前。由于加工技术落后，我国小麦加工后的麸皮基本上直接应用予饲料工业。很少用予深加工和再剃尾，经济价值不筒。麦麸来源广泛，价辏低濂，对小麦麸皮进行综合开发和利用，可使谷物加工副产品的综合利用得到进一步发展，而且还可增加产品的辫加值，从雨提齑企业的经