小麥及其發(fā)酵物的營養(yǎng)價(jià)值

小麥及其發(fā)酵物的營養(yǎng)價(jià)值

小麥?zhǔn)鞘澜缟鲜状畏N植的谷物，產(chǎn)量僅為玉米。全球約有35%~40%的人以小麥作為主要食物。2013年,全球小麥產(chǎn)量7億噸,我國小麥產(chǎn)量1.2億噸,居世界第一位。小麥的傳統(tǒng)加工主要是制粉,小麥麩皮是指小麥在干磨制粉生產(chǎn)過程中,經(jīng)過逐道研磨和篩理,除去打碎入粉的胚乳剩下的成分,約占小麥籽粒質(zhì)量的15%。作為制粉工業(yè)的主要副產(chǎn)品,小麥麩皮的產(chǎn)量每年有2000萬噸左右,而其中85%以上都用于釀造和飼料行業(yè),極少有麩皮類保健食品上市,經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低。麩皮中含有較豐富的酶系、蛋白質(zhì)、碳水化合物、維生素和礦物質(zhì)等,來源充足且價(jià)格低廉,如能夠充分利用,將具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。1小麥麩皮的功效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,各營養(yǎng)成分含量如表1所示,其中必需氨基酸組成如表2所示。小麥麩皮是優(yōu)質(zhì)活性膳食纖維的重要來源之一,而膳食纖維被稱為人體的第七大營養(yǎng)素,有很高的持水能力,大致是自身重量的1.5~25倍。研究表明:膳食纖維的持水性可能增加人體排便的體積和速度,減輕直腸內(nèi)泌尿系統(tǒng)的壓力,從而緩解膀胱炎、結(jié)石等疾病,并能使毒物迅速排出體外,能有效地預(yù)防便秘、結(jié)腸癌等。膳食纖維可以螯合吸附膽固醇和膽汁酸之類的有機(jī)分子,促使它們排出體外,有效降低血液膽固醇的水平,達(dá)到預(yù)防與治療動(dòng)脈粥樣硬化和冠心病的目的。此外,膳食纖維能延緩糖分的吸收并能改善末梢神經(jīng)對(duì)胰島素的感受性,可調(diào)節(jié)糖尿病人的血糖水平,還能使胰島素分泌下降,從而對(duì)糖尿病預(yù)防有一定的效果。小麥麩皮中含有豐富的磷、鈣、鉀、鎂等礦物質(zhì),磷是形成葡萄糖–6–磷酸、磷酸甘油和核酸等人體營養(yǎng)素必不可少的物質(zhì),磷與細(xì)胞內(nèi)糖、脂肪、蛋白代謝有密切關(guān)系;鈣是構(gòu)成骨骼和牙齒的重要物質(zhì);鉀可以防止肌肉無力;鎂可以降血壓、抑制神經(jīng)興奮。2小麥麩皮蛋白分離麩皮蛋白質(zhì)可用作蛋白質(zhì)營養(yǎng)強(qiáng)化劑,不僅可以彌補(bǔ)膳食中蛋白質(zhì)不足,還含有一些有生理活性的物質(zhì),具有一些非常重要的功能特性。另外,麩皮蛋白質(zhì)還可以代替雞蛋清,作為發(fā)泡劑,用于糕點(diǎn)、面包,而且可以防止食品老化,也可以用于食品中增加食品的保油性等。小麥麩皮中蛋白質(zhì)的分離方法主要有二種,一種是化學(xué)分離法,另一種是酶法分離?；瘜W(xué)分離方法:小麥麩皮→加水、濕篩去除淀粉→分離篩上物→加堿水浸泡→離心分離→分離上清液→用酸沉淀→離心分離→沉淀→洗滌調(diào)pH至中性→均質(zhì)→干燥→小麥麩皮蛋白。酶分離法:麩皮粉碎→加入α–淀粉酶→45℃~50℃反應(yīng)6h→淀粉液化→離心分離→干燥→小麥麩皮蛋白。3小麥面包的功能組成3.1食品的菌增值效果小麥麩皮中含有較多的碳水化合物(50%左右),主要為細(xì)胞壁多糖,也稱為非淀粉多糖,是小麥細(xì)胞壁的主要組成成分。低聚糖具有良好的雙歧桿菌增值效果,專一性高,作為雙歧桿菌生長因子用于食品。低聚糖熱量低,難消化,可作為“三高”患者理想的糖源。同時(shí),低聚糖具有表面活性,提高機(jī)體抗病能力,激活免疫系統(tǒng)。小麥麩皮多糖的制備方法如下:小麥麩皮→SDC(脫氧膽酸鈉)均質(zhì)處理→濕球磨處理→殘?jiān)肞AW(苯酚/乙酸)提取→殘?jiān)肈MSO(二–甲基亞砜)處理→離心→不溶物→干燥→細(xì)胞壁物質(zhì)(CWM)→堿液提取→清液→中和→有機(jī)溶劑→沉淀→麩皮多糖3.2多酶分步處理盡管麥麩的營養(yǎng)及其功能有利健康,但其自身特殊氣味和粗糙的口感,直接食用不被人們喜歡。這也開啟了對(duì)小麥麩皮中提取膳食纖維的研究,研究方法的發(fā)展經(jīng)歷了直接利用法、物理法、化學(xué)法、單酶法、酶―化學(xué)法、復(fù)合酶法的過程?，F(xiàn)在的復(fù)合酶法考慮食用的安全性,為了適應(yīng)當(dāng)前食品工業(yè)發(fā)展要求和趨勢,采用純生物的方法,用蛋白酶取代堿對(duì)蛋白的降解作用。常憲輝等研究酶處理時(shí)采用多酶分步法,酶用量分別為:α–淀粉酶0.5%、脂肪酶0.1%、中性蛋白酶0.2%,各分步處理的條件為:100℃、40℃~42℃、35℃,均保溫酶解45min。脫色方法為:雙氧水與NaClO按1∶3配比,按固液混合物的30%添加,處理60min。小麥麩皮經(jīng)多酶分步處理后制得膳食纖維有良好的物理特性:吸水性、吸油性以及吸乙醇性。通過電鏡試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)小麥麩皮膳食纖維的粒徑小于100μm時(shí),纖維的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞,吸水率、膨脹性、溶脹性也明顯變?nèi)?但懸浮性在膳食纖維粒徑小于100μm時(shí)明顯變強(qiáng),當(dāng)粒度小于70μm時(shí),懸浮時(shí)間可以達(dá)到60min。所以可以根據(jù)小麥麩皮膳食纖維的不同用途選擇合理的細(xì)度。3.3麩皮玉米蛋白和維生素的變化用麩皮可代替玉米做原料來生產(chǎn)丙酮、丁醇。由于麩皮比玉米蛋白含量更高,發(fā)酵所需的維生素和酶的種類更豐富,替代后發(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。3.4日用化工及食品工業(yè)麥麩所含天然抗氧化劑(主要成分為VE)在1%以上,可廣泛用于日用化工及食品工業(yè)。其提取工藝為將麩皮裝入布袋,放入酒精容器中加熱,得到維生素E含量為0.7%以上的溶液,同時(shí)還得到B族維生素混合溶液。3.5粉酶代替麥芽生產(chǎn)的糖化劑β–淀粉酶廣泛存在于糧食谷物中,尤其是在麥麩中。因此從小麥麩皮中提取β–淀粉酶代替麥芽用作啤酒、飲料等生產(chǎn)的糖化劑,可節(jié)約糧食,也可實(shí)現(xiàn)糧食副產(chǎn)品的有效增值。麩皮中β–淀粉酶的制備工藝為:小麥麩皮→蒸餾水浸泡→鹽析→活化→β–淀粉酶制劑。β–淀粉酶制劑產(chǎn)品可制成液態(tài),也可經(jīng)冷凍干燥制成固體產(chǎn)品。3.6植物的復(fù)鹽形式植酸是丹黃色或黃褐色黏稠狀液體,呈強(qiáng)酸性,易溶于水、乙醇、丙二醇和甘油等。幾乎不溶于醚、苯、乙烷和氯仿等,遇高溫分解。植酸以其鈣、鎂、鉀復(fù)鹽的形式廣泛存在植物種子中,如稻米糠、麥麩、蔬菜及許多植物種子。麥麩中含有8%左右的植酸鈣鎂,而植酸鈣是一種營養(yǎng)阻礙劑,它與金屬離子及蛋白質(zhì)形成復(fù)合體,降低了金屬離子與蛋白質(zhì)的生物效應(yīng)。麥麩中提取植酸的工藝條件為:酸浸濃度為0.8%,室溫,酸浸時(shí)間為6h,適當(dāng)攪拌,酸浸液先用10%新鮮石灰乳中和,使pH在4.3~5.5之間,攪拌15min后靜置沉淀。3.7新型說設(shè)計(jì)在麩皮中的應(yīng)用麩皮中的蛋白質(zhì)含量豐富,主要分為麥谷蛋白和麥膠蛋白二種,其谷氨酸含量高達(dá)46%,是味精的主要成分。因此,可以利用麩皮蛋白制備谷氨酸。在麩皮中加入水和鹽酸,調(diào)節(jié)pH至1,移入密閉水解鍋中,使鍋內(nèi)壓力達(dá)到0.25MPa,蒸汽保壓10min~15min,并慢速攪拌。然后放料、過濾、集取濾液,將濾液減壓濃縮至含水量為20%左右后進(jìn)行噴霧干燥,得到粉末狀晶體,收率可以達(dá)到4.5%~6.2%。4谷物皮在食品中的應(yīng)用4.1復(fù)合穩(wěn)定劑的確定小麥麩皮脫植酸后,加入0.4%的α–淀粉酶,在75℃下水解1h,再加入6%的NaOH溶液,在70℃下浸提1.5h,經(jīng)水洗、干燥、漂白脫色、烘干、粉碎后制成精制麥麩膳食纖維粉。然后將麥麩纖維粉與復(fù)原乳混合,麥麩纖維粉的加入量為6%。麥麩纖維乳混合液經(jīng)殺菌冷卻后,接入3%的發(fā)酵劑發(fā)酵,經(jīng)后熟、攪拌后進(jìn)行調(diào)配,以檸檬酸與Vc3∶2的比例制成濃度為10%的酸味劑。調(diào)整pH至4.3,選用的復(fù)合穩(wěn)定劑為0.15%的PGA與0.15%的CMC–Na,均質(zhì)溫度為45℃,壓力為15MPa。均質(zhì)后立即進(jìn)行無菌灌裝,即可得到麥麩膳食纖維乳酸發(fā)酵飲料。麥麩膳食纖維食感、口味不佳,無法食用;而麥麩膳食纖維乳酸發(fā)酵飲料色澤乳白、乳香濃郁、酸甜適口、柔和無澀味、穩(wěn)定性好,是一種營養(yǎng)型保健飲料。4.2小麥麩皮添加量的確定將麥麩磨碎到要求的細(xì)度,可添加到以面包為主的多種食品中。在小麥麩皮面包中,麩皮的添加量以5%~20%為宜,一般以10%為標(biāo)準(zhǔn)添加量。在小麥粉的選擇上,以面筋質(zhì)強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)面粉為好,加水量隨著小麥麩皮添加量增加而增加。Jiwan等研究表明,與全麥面粉制得的面包樣品進(jìn)行比較,高纖維麥麩面包在礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、脂肪和膳食纖維等方面都較為優(yōu)越?？梢杂锰砑恿?0%麩皮、7