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小麦胚芽的营养价值及开发利用

2023-01-04兰晓光

农业工程技术 2022年14期
关键词:胚芽谷胱甘肽超临界

兰晓光

(德州职业技术学院粮食工程系,山东 德州 253034)

中国是小麦生产和加工大国,年产量和加工量已超过1 亿吨。小麦作为主要膳食作物具有较高营养价值,生理活性成分集中在小麦加工副产品胚芽、麸皮和次粉中。小麦胚芽富含蛋白质、维生素、矿物质、膳食纤维、不饱和脂肪酸以及多种生物活性成分,来源充足,充分利用将具有很高的经济效益和社会效益。

一、小麦胚芽的营养价值

小麦胚芽占小麦籽粒的3% 左右,蛋白质含量为27%~30.5%;麦胚蛋白含有人体必需的8 种氨基酸,占小麦中总氨基酸含量的34.74%。其中,必需氨基酸的比例与鸡蛋、大豆、牛肉的氨基酸构成比例以及WHO/FAO 推荐的参考比例接近。

小麦胚芽中膳食纤维含量为2%~3%,是普通蔬菜的14 倍;脂肪含量为10.5%~13.0%,主要成分包括饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸(含量高达84%)、磷脂及不皂化物。小麦胚芽中还富含VB1、VB2、VB6、泛酸、烟酸、叶酸、VE 等维生素,其中每100 g 小麦胚芽含有30~50 mg 维生素E,居各种植物性食品资源之首。并且,同时含有8 种结构的全价维生素E,以及钾、锌、铁、磷、镁、硒、铬等矿物质,必需微量元素硒的含量远高于其他食物。

此外,小麦胚芽还含有多酚(10 mg/kg)、植物甾醇(24~50 mg/kg)、类胡萝卜素(4~38 mg/kg)等多种生物活性成分。小麦胚芽不仅富含蛋白质、膳食纤维、不饱和脂肪酸,而且还含有多种矿物质、维生素和生物活性成分,因此被营养学家誉为“人类天然的营养宝库”。

二、小麦胚芽的开发利用技术

1、小麦胚芽稳定化处理

小麦胚芽含有多种高酶活的氧化酶,会导致产品变质、脂肪酸值升高引起酸败,从而产生不良风味,降低营养价值及食用品质。通过稳定化处理灭酶钝化小麦胚芽可延长小麦胚芽保质期,减少营养损失。

(1)干热法

目前最常用的方法是干热法,即利用热风在115℃温度下加热2.5 cm 厚的麦胚15 min,将小麦胚芽的含水量降至4%以下,可保存7~12 月。但是,干热法容易导致麦胚中的蛋白质变性,并破坏部分营养成分。

(2)湿热法

与干热法相比,采用蒸汽处理湿热法可使小麦胚芽糊化程度降低、蛋白质变性程度较低,从而贮藏时间延长[1]。张楠等[2]利用过热蒸汽处理小麦胚芽,得出在220℃、Steam 档位处理30 s条件下,可以灭活小麦胚芽中82.74%的脂肪酶和87.03%的脂肪氧化酶。

(3)挤压处理

挤压处理对麦胚中的脂肪酶、脂肪氧化酶、微生物等具有明显破坏和杀灭作用,具有处理时间短和营养素损失少等特点,处理的小麦胚芽可以存放3~7 月。蔡易辉[3]研究表明,挤压膨化工艺参数在入料水分含量24%、Ⅰ区不加热、Ⅱ区和Ⅲ区温度分别为130、140℃条件下,可以有效抑制小麦胚芽的脂肪酸败。

(4)微波加热法

利用微波加热法处理小麦胚芽,其酶钝化效果优于传统加热方法,并且对于热敏性营养成分破坏很少,蛋白质不变性,功能性能保持较好,不产生苦味[4]。Xu 等[5]利用微波处理设备在工艺参数为加工量20 kg/h、功率4 kW、时间8 min、通风率60 Nm3/h 条件下进行稳定化处理,使麦胚中脂肪酶活性降低至14.01%,脂肪氧化酶完全失活。

2、提取小麦胚芽油

(1)溶剂萃取法

提取小麦胚芽油是目前小麦胚芽深加工利用的主要途径之一,常用提取方法是溶剂萃取法,利用有机溶剂溶解油脂,通过润湿、渗透、分子扩散作用,将小麦胚芽中的油脂提取出来,工艺过程为小麦胚芽→粉碎→正己烷浸提→烘干→冷凝→小麦胚芽油。研究表明,利用6 号溶剂(正己烷)浸提制取小麦胚芽油对含油量较低的小麦胚芽更为适用,与压榨法相比,溶剂萃取法具有出油率高、生产效率高、残油量低等特点。

(2)亚临界流体萃取和超临界CO2萃取技术

目前亚临界流体萃取和超临界CO2萃取技术已应用于小麦胚芽油提取中,不仅无溶剂残留、提取率高,而且能较好保留小麦胚芽油中的营养成分。张磊等[6]研究亚临界、有机溶剂和超声方法对小麦胚芽油提取的影响发现,亚临界法提取的小麦胚芽油氧化稳定性更好,维生素E 和不饱和脂肪酸含量更高。

李国书等[7]采用超临界CO2萃取法对小麦胚油提取工艺进行研究,结果表明,在麦胚含水率5.0%、温度45~50℃、压力32~36 MPa、CO2流量15~20 kg/h、时间6 h 条件下,小麦胚芽油的产量和品质均优于浸出法。

3、提取营养成分

(1)提取天然维生素E

目前天然维生素E 的提取方法主要有醇法、超临界CO2流体萃取法等[8]。师景双[9]利用溶剂萃取法从小麦胚芽中提取维生素E,研究表明,以95%乙醇作为浸提溶剂,在麦胚含水率4%、温度70℃、时间120 min、料液比1:4 的浸提条件下,天然维生素E 的浸提效果更好。王贤等[10]采用超临界CO2萃取法从小麦胚芽油中提取VE,研究结果表明,低温、低萃取压力和低分离压力下分离油分中VE 含量更高。

(2)提取谷胱甘肽

谷胱甘肽是一种由甘氨酸、半胱氨酸和谷氨酸经肽键缩合而成的含硫活性三肽,具有较好的抗氧化性,在小麦胚芽中的含量约为0.456%。黄纪念等[11]研究表明,从脱脂麦胚提取谷胱甘肽的较佳工艺条件为pH6.3、固液比1:13、提取时间15 min、提取温度55℃,谷胱甘肽的得率为0.31%、提取率为72.1%。刘国琴等[12]利用热水、乙醇和甲酸作为浸提溶剂从脱脂麦胚粉中提取谷胱甘肽,研究结果表明,较佳浸提条件为料液比1:9、搅拌速度200 r/min、反应温度95℃、时间12 min。

三、结语

中国小麦资源丰富,随着时代进步,人们的健康意识提高,营养保健食品已被广泛认可。利用小麦胚芽为原料深加工开发医药、食品等相关产品,可以有效实现小麦加工副产品的再利用,产生较好的经济效益和社会效益,为农副产品加工增值提供新的途径。

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