小麦麸皮的营养特性与应用进展

吴凡，蔡红燕*，沈汪洋, ，党长英，孙云杰,

1. 武汉轻工大学食品科学与工程学院（武汉 430023）；2. 湖北省小麦加工工程技术研究中心（枣阳 441200）；3. 湖北丰庆源粮油集团有限公司（襄阳 441100）；4. 湖北三杰粮油食品集团有限公司（枣阳 441200）

小麦是中国最重要的农作物之一，是三大谷物中作为粮食食用率最高的谷物，也是许多国家人民极其重要的主食。小麦籽粒或颖果可大致分为3个部分：胚乳，胚和麸皮（图1）[1]。胚乳中以淀粉和蛋白质为主，胚是以脂类和蛋白质为主，麸皮是以膳食纤维为主[2]。人们所种植的小麦通常会被加工生产成面粉，面粉的制粉率从73%到77%不等，这取决于碾磨工艺、小麦品种和栽培条件等[3-4]。

图1 小麦籽粒的组织结构

中国小麦加工后产生的副产物主要是麸皮。小麦麸皮是指小麦在干磨制粉生产过程中，经过逐道研磨和筛理，除去打碎入粉的胚乳剩下的成分[5]。从组织学角度看，麦麸是由不同组织组成，即果皮、种皮和糊粉层，具有不同的性质和组成，图2显示麦麸的不同组织结构[1]。由于小麦籽粒不可能完全分离，所以麸皮部分还包括部分胚乳和糊粉层，约占碾磨后小麦质量的25%[6]。小麦麸皮除含有丰富的活性膳食纤维外，还含有大量的高活性天然抗氧化物质，如阿魏酸、酚酸、阿拉伯木聚糖、植酸等，它是极具营养价值的副产物[7]。因此，现在麸皮制品受到更多关注。

随着对小麦麸皮成分及结构了解的加深，人们发现小麦麸皮中含有极其丰富的营养物质。全世界每年生产6.5亿 t以上的小麦，其中69%以上用于粮食生产，假设所有供人类食用的小麦都经过碾磨，则副产品麸皮每年将产生约1.5亿 t[8]。麸皮的蓄积量非常大，营养价值高、经济价值大，寻找新的增值应用迫在眉睫。如果能够充分认识并利用麸皮进行深加工和综合利用，将具有很高的经济效益和社会效益。

图2 小麦麸皮组织结构

1 小麦麸皮的营养特点

饮食中的许多因素在人类健康中起着关键性作用。科学研究者对非传染性慢性病的患病风险与饮食因素之间的关系开展研究，如心血管疾病（CVD）、肥胖、2型糖尿病和某些癌症。数据分析显示，麸皮在全谷物食品健康中起重要因素，麦麸既提供膳食纤维，又提供多种具有生物活性的物质，如抗氧化剂、植物雌激素和木脂素等[5]。

1.1 小麦麸皮的营养成分

小麦麸皮除了含有丰富的膳食纤维，还含有蛋白质、矿物质、维生素等，各营养成分表见表1[5]。

表1 麸皮基本成分

小麦麸皮是优质活性膳食纤维十分重要的来源之一，膳食纤维被称为人体的第七大营养素。小麦麸皮中的膳食纤维达35%～50%，是小麦麸皮的重要组成成分，膳食纤维可分为可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维。麦麸膳食纤维具有很重要生理功能：可以降低患结肠癌的风险和便秘的发病率；预防与治疗动脉粥样硬化和冠心病；对糖尿病预防有一定的效果；因不能被人体消化吸收和吸水或吸油后膨胀易产生饱腹感，可作为肥胖患者减肥食品[5,7,9-10]。小麦麸皮中也含有蛋白质，可以弥补膳食中蛋白质的不足及改善其他的功能特性。此外，小麦麸皮中也含有丰富的磷、钙、钾、镁等矿物质，磷是形成葡萄糖-6-磷酸、磷酸甘油和核酸等人体营养素必不可少的物质，磷与细胞内糖、脂肪、蛋白代谢有密切关系；钙是构成骨骼和牙齿的重要物质；钾可以防止肌肉无力；镁可以降血压、抑制神经兴奋[5,11]。

1.2 小麦麸皮其他营养成分与特性

从组织结构讲，麦麸的外层是由含有纤维素、角质层和具有高阿拉伯糖-木糖比（A/X）的复合木聚糖组成的厚细胞壁，以及阿魏酸脱氢剂替代聚合物链之间交联剂[8,12]。果皮和种皮层还含有大量木质素，内含结构多糖。种皮含有几乎所有的谷物烷基间苯二酚。烷基间苯二酚起到抗氧化剂作用，它们能够在体外保护低密度脂蛋白（LDL）免受氧化损伤，还具有生物学效应，如抗诱变和抗菌活性等，可以减少人类结肠癌细胞的生长。烷基间苯二酚在肠道中被吸收和少部分被代谢，通常将其作为全谷物摄入的生物标志物。糊粉层由包围的生物活性化合物的活细胞组成，被厚细胞壁（占细胞体积的三分之一以上）所包围，厚细胞壁由相对线性的阿拉伯木聚糖（AX）组成，阿拉伯糖与木糖的比例较低[8,13]。据文献报道阿拉伯木聚糖和膳食纤维对人体的益处有相同之处，如降低血液中胆固醇含量、降低餐后血糖反应。β-葡聚糖主要位于糊粉层中，由Michael等[8]、Hemery等[12]研究表明麸皮和糊粉层中的β-葡聚糖含量分别为2.5%和4.3%～4.9%。在欧洲，欧洲食品安全局表示，将允许宣传称“经常食用β-葡聚糖有助于维持正常的血液胆固醇浓度”和“降低餐后血糖反应”[12]。麸皮中的成分对健康的影响见表2[8]。

表2 麦麸成分及其健康作用

2 小麦麸皮的应用进展

2.1 小麦麸皮在面制品中的应用

在全谷物基础上添加麦麸作为原料制备面食在商业上至少有10年，如有麸皮面条、麸皮馒头、麸皮面包等麸皮产品，同时一些休闲食品中也有麸皮的添加，如饼干、披萨、糕点等。由于小麦麸皮组成成分复杂，制备麸皮产品时影响产品质量因素较多，其中包括麸皮的粗细度、种类及添加量等因素。刘丽娅等[14]研究表明在小麦粉中以一定比例回添麸皮制作馒头，粗麸面团延展性差，产品口感粗糙，中等粒径（186.7 mm）麸皮制得的产品品质好，馒头的弹性、韧性和黏性评分均显著升高，接受程度偏高。de Kock等[15]、Martijin等[16]和Zhang等[17]研究表明麦麸粒度对面包的体积和感官品质有显着影响，虽含有中等粒度麦麸的面包比含有粗糙麸质面包具有更大的面包体积，细麸制作的面包体积最小，但含有粗粒度麦麸的面包在感官质量上接受程度比较低。此外，陈凤莲等[18]以小麦麸皮和小麦粉为原料，制作富含膳食纤维的全麦型饼干。研究者做了大量关于小麦麸皮对面制产品影响的研究，结果表明在传统馒头、面包中添加麸皮，面粉的粉质特性、加工性能和制品的食用品质、营养均得到改善。

2.2 小麦麸皮在肉制品中的应用

肉类是补充蛋白质、维生素和矿物质等必须物质的重要来源，但是肉中脂肪、胆固醇含量高，膳食纤维含量少。为了改善饮食结构，研究者向肉制品中添加含有丰富的膳食纤维的小麦麸皮。高晓光等[19]、王朝辉等[20]对麸皮香肠进行研究，结果表明麸皮添加量6%时所得产品不但质构、色泽好，而且还增加感官品质和营养特性，满足合理搭配膳食的饮食需要；王海滨等[21]研究发现添加7.5%的麸皮在火腿肠中，提高火腿肠的功能特性，同时减少食盐使用量，与普通型火腿肠相比，因为麸皮火腿肠的脂肪降低50%，所以热量降低20%，含盐量得到降低。相关研究表明在肉制品中添加小麦麸皮，不仅改善肉制品中膳食纤维不足，还提高麸皮口感，增加麸皮利用率。

2.3 小麦麸皮在其他方面的应用

随着对麸皮认识的进一步加深，小麦麸皮成分及其营养价值被发现，将麸皮运用到更多的领域成为不可逆转的趋势。小麦麸皮加工成膨化饲料，可使膨化后蛋白的吸收率从生喂的30%提升到99%；麸皮还可以代替玉米作为原料生产丙酮、丁醇；提取谷氨酸制备味精；以麸皮水解液中糖为碳源进行酵母发酵，获得优质的饲料蛋白；麸皮可作为原料制成面筋、素肠油面筋等素食食品；利用生化反应制备木糖醇等[7,9,22-24]。此外小麦麸皮还可应用到可食性包装，以及制成食用麸皮、冰淇淋及膳食纤维汤料等[1]。

3 展望

小麦麸皮具有极高的营养价值，具有来源广、价格低廉等特点，而且麦麸越来越多地应用到谷物类食品（面包、饼干、早餐麦片、意大利面、零食、蛋糕等）中。科研工作者需要寻找新的研究手段，改善小麦麸皮苦涩、口感粗糙等问题[9]，挖掘麸皮潜在价值，同时也要加大推广力度，让人们知道麦麸具有丰富的营养特征，并且显示较好生理效果。从健康角度来看，富含麸皮的食品的消费比基于精制面粉的产品更加安全健康，也让消费者意识到其益处。麦麸食品的开发研究不仅可以改善饮食习惯，优化饮食结构，还可使农副产品增值，促进企业经济效益提高。