小麦麸皮改性及在食品中的应用研究进展

第1期（总第520期) 2021年1月
农产品加工
Farm Products Processing
No.1
Jan.
文章编号：1671-9646 (2021) 01b-0064-04
小麦麸皮改性及在食品中的应用研究进展
张倩芳，李敏，孟晶岩，栗红瑜
(山西农业大学山西功能食品研究院山西太原030031)
摘要：麦麸作为小麦加工的主要副产物，富含多种营养活性成分，其加工利用具有较高的经济效益和社会效益。

对 麦麸的营养成分、改性方法及其在食品中的应用进行综合概述，以期为麦麸的开发利用提供参考。

关键词：小麦麸皮；营养成分；改性；加工利用
中图分类号：TS201 文献标志码： A doi：10.16693/ki.l671-9646(X).2021.01.051
Research Progress on Wheat Bran Modification and its Application in Food
ZHANG Qianfang, LI Min, MENG Jingyan, LI Hongyu
(Institute of Functional Food of Shanxi，Shanxi Agricultural University，Taiyuan，Shanxi 030031，China) Abstract：Wheat bran，as the main by-product of wheat processing，is rich in nutritional active ingredients. The processing and utilization of wheat bran can bring about high economic and social benefits. The nutritional components，modification technologies and its application in food of wheat bran were summarized，in order to provide some reference for the development and utilization of wheat bran.
Key words：wheat bran; nutritional ingredients; modification;
〇引言
我国是小麦种植和加工大国，小麦产量逐年上 涨，麦麸作为小麦加工的副产物，资源十分丰富。

麦麸中营养物质含量丰富，但是由于粗纤维含量较 多，在食品加工应用中受到限制，一般用作饲料，附加值较低。

近年来，研究发现麦麸富含膳食纤维 和多种生物活性物质，具有良好的保健功能。

如何 通过改性手段，提取麦麸活性物质，强化食物活性 成分含量，对麦麸进行深层次的加工，对于提高麦 麸的附加值至关重要。

从麦麸营养成分组成和功能 特性、麸皮改性方法及加工中的应用等3个方面探 讨其研究进展，旨在为小麦麸皮加工利用提供思路 和参考。

1麸皮营养成分组成和功能特性
小麦被碾磨加工制成面粉和麸皮。

麸皮主要 包括果皮、种皮、珠心层和糊粉层。

根据加工设 备和技术的不同，麸皮的组成也有所不同。

麸皮 富含膳食纤维，蛋白质、矿物质和维生素含量比胚乳丰富。

utilization
小麦麸皮主要营养成分含量[1]见表1。

表1小麦麸皮主要营养成分含量/g( 100 g)-1营养成分含量营养成分含量
碳水化合物45~65总膳食纤维35~50淀粉10~15可溶性膳食纤维2~4
蛋白质12~18灰分4~6
脂肪3~5
麦麸中含有大量纤维类物质，膳食纤维含量平 均可达到40%以上，是制备膳食纤维的良好原料。

研究表明，膳食纤维虽不能被人体消化吸收，但具 有多种生理功能，可以抑制胆固醇的吸收，维持正 常的血糖水平，降低血脂，控制体重，预防高血脂、高血压等疾病的发生；肠道中的有益细菌还可以分 解麦麸中的膳食纤维，生成短链挥发性脂肪酸（包 括乙酸、丁酸等）。

这些脂肪酸可以降低pH值、抑 制肠道中致病菌的生长、减少致癌物的产生，从而 减少肠道癌的发生。

麦麸蛋白质含量丰富，氨基酸比例均衡，包含 人体所有必需氨基酸。

将麦麸作为原料提取蛋白质，在食品加工中可以直接用作浓缩蛋白添加剂。

麦麸 中还含有酚酸、木酚素、类黄酮等多种酚类物质。

收稿日期：2020-11-24
基金项目：山西省科技成果转化引导专项项目（201904D131034)；山西省农业科学院农业科技创新研究课题“特色产业重点研发 专项项目”（YCX2019T06)；山西省农业科学院农业科技创新工程“科研创新工程”项目（YGC2019TD10)。

作者简介：张倩芳（990—），女，硕士，助理研究员，研究方向为农产品加工。

2021年第1期张倩芳，等：小麦麸皮改性及在食品中的应用研究进展•65 •
这些酚类化合物具有强抗氧化性，能有效清除自由 基，在癌症预防中起着重要作用。

小麦麸皮中还含 有以戊聚糖为主的麸皮多糖，包括阿拉伯木聚糖、葡聚糖等，这些多糖类物质可以维持餐后血糖水 平，促进血液中胆固醇的分解。

2麸皮的改性方法及其研究进展
麦麸含有大量的不溶性膳食纤维，这使得添加 麦麸后的食品口感粗硬、色泽偏暗；同时，麦麸中 的面筋蛋白含量较少，将其添加到面条产品中会影 响面筋蛋白网络的形成并降低面团的加工性能。

为 了充分利用麦麸的功能成分，有必要对麦麸进行改 性。

目前，国内外对麦麸的改性方法主要包括超微 粉碎、微波加热、挤压膨化、蒸汽爆破、发酵、超 高压等。

超微粉碎技术是一项物料细微化加工的新技术，可以将物料粉碎至10 |x m以下，粉碎颗粒均匀，目前在化工、食品等相关领域已广泛应用。

麦麸的超 细粉碎通常涉及将麦麸粉碎至25 |x m或更小的粒度。

超微粉碎后，麸皮纤维组织发生断裂，细胞结构被 破坏，细胞中的营养成分得到释放，麸皮的理化性 质均有改变，食用特性也有显著提高。

周丽媛等人[2]研究发现，超微粉碎后黑小麦麸皮S D F得率会随粉 碎目数的增加先升高后降低，改性S D F的降脂及抗 氧化活性明显改善。

刘丽飯等人[3]将小麦麸皮粉碎至 不同粒度后添加到全麦食品中，添加超微粉碎后的 麦麸面团的加工性能都高于添加粗麦麸的面团，但 粉碎粒度不是越小越好。

Brewer L R等人[4]将麦麸超 微粉碎，结果表明麦麸中可溶性膳食纤维（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■种高频电磁波，频率一■般为300 MHz~ 300 GHz。

当微波遇到介质时会发生能量的转移，介 质在吸收了微波能量后内部会发生一系列的物理和 化学反应，产生强烈的振动和空化效应，具有速度 快、均匀性好、吸收具有选择性、易于快速控制等 特点。

利用微波处理麦麸，可以降低膳食纤维大分 子间结合的紧密程度，促进活性物质的溶出。

吴凡 等人[5]用微波处理小麦麸皮后，发现麦麸的基本成分 没有明显变化，平均粒度减小，水溶性和持油性显 著提高。

赵一川[6]研究了不同微波时间对麦麸的影 响，发现随着微波时间的增加，麸皮的水分、脂肪、淀粉、膳食纤维含量下降，蛋白含量先升高后降低，植酸含量先降低后升高，酚类物质含量升高，处理 时间为60 s达到最佳，添加微波处理的麦麸可以改 善全麦粉的加工特性。

蒸汽爆破技术（简称汽爆技术），是一种物理方 法和化学方法相结合的原材料改性方法，包括汽相 蒸煮和爆破两个阶段，利用高温饱和蒸气压进入植物组织细胞，已达到破坏植物组织结构的作用。

利用汽爆技术处理富含膳食纤维的原料，可以将不溶 性膳食纤维转变为可溶性膳食纤维，同时对微生物 和高活性酶进行灭活，延长原料的保质期。

王磊等 人[7]用汽爆法制备麦麸可溶性膳食纤维，在6 M Pa压 力下保压9 min，得率可达到31.56%，且蒸汽爆破 处理后，麦麸S D F的持水力、持油力、膨胀力、乳 化稳定性及抗氧化能力都有所提高。

赵梦丽等人[8]研 究发现，蒸汽爆破对麦麸可溶性成分溶出有促进作 用，蒸汽爆破处理后麦麸中蛋白质和游离酚酸含量 也有显著提高。

Aktas-Akyildiz E等人[9]将20%的蒸汽 爆破麸皮（150 °C，10 min)添加到面包中，发现面 包的硬度会增大，但再用淀粉酶、蛋白酶对汽爆麸 皮进行酶解，烘焙品质又会有所改善。

挤压膨化技术是采用高温高压短时处理，通过 水分、热能、机械剪切和压力等综合作用对食品进 行膨化的一种技术，工艺简单，具有成本低、污染 少、高产量、高品质等特点。

与其他热加工方式相 比，挤压处理的短时特性可以提高产量，并且更好 地保留物料的营养成分，挤压过程的高剪切力可以 破坏高聚物分子间的共价键，将物料的功能成分进行 改性、释放。

任顺成等人[10]对小麦麸皮进行挤压膨化 后，发现TDF、S D F含量分别增长了 11.69%，1.16%，持水力、膨胀力显著提高，电镜下可以观察到麦麸 比表面积增大，空隙增多，物料表面凹凸不平。

李 治等人[11]发现挤出后麦麸的保水能力、溶胀能力、保 油能力、胆酸钠吸收能力和阳离子交换能力均得到 改善，并且添加挤出的麦麸对小麦粉的黏度特性具 有弱化作用，明显强于未经处理的麦麸。

超高压技术是指将超高压（100~1 000 MPa)应 用于物料，物料成分、性状发生改变的工艺。

在超 高压处理过程中，材料在流体介质中被压缩，保持 分子三维结构的氢键、离子键和疏水键等非共价键 被破坏或改变，从而改变淀粉的结构并使蛋白质变 性。

色素、维生素和其他小分子没有明显的影响，这使得超高压技术具有保持食品风味和延长保存期 限的优点。

林素丽1]用超高压处理米糠，当压力为 200 M P a时，米糠蛋白的溶解度提高，乳化性能、起泡稳定性和最小凝胶浓度显著提高，当压力达到 500 M P a时，保水性和起泡能力达到最大值。

李梦 琴等人[13]研究了不同处理压力、时间、料液比对小 麦麸皮性质的影响，结果表明在料液比19:100, 400 M Pa下处理18 m in，小麦麸皮的S D F含量最高，是原料麸皮的1.48倍，理化特性均有所提高，且在 电镜下观察发现麦麸微粒由圆球状转变为不规则形 状，表面空隙变多，体积变大。

任顺成等人[14]将不同 大小的超高压作用于麦麸，发现超高压后麦麸的植 酸含量发生变化，且随着压力的提高，麦麸植酸含
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量先升高后降低，400 MPa时达到最小值。

微生物发酵改性是利用处于生长状态的生物体 系，以外源性物质作为营养来源，使生物体系中的 酶作用于底物，从而使底物中的某些物质或结构发 生改变，达到改性的目的。

微生物发酵操作简单、周期短、不受地域和设备限制，其中固态发酵技术，由于其节水、节能、环保等优点，在处理秸秆废弃 原料等方面已被广泛研究。

Bhanja T等人[15]在利用米 根霉和泡盛曲霉对小麦麸皮进行固体发酵，发现发 酵后，酚类物质的提取率提高，自由基清除能力和 抗氧化能力显著提升。

Coda R等人[16]利用乳酸菌发酵 小麦麸皮24 h，麸皮的叶酸、酚类物质含量升高，抗氧化能力、植酸酶活性提高，并且添加酶辅助发 酵后，可以进一步增强这种积极功能。

刘豪等人[17]对 小麦麸皮进行酵母液体振荡发酵，结果表明料液比 为1:10 (g:mL)，发酵温度为30 °C时，发酵24 h 后麸皮中SDF含量达到最大，且发酵后麸皮中蛋白 质含量上升，淀粉、脂肪含量下降。

Katina K等人1]用酵母对麸皮进行发酵，并把发酵产物加人面粉后 制作面包，结果表明麸皮中的游离性酚酸和可溶性 阿拉伯木聚糖（WEAX)含量都有大幅提高，制作的 面包体积更大，更加松软。

3小麦麸皮在加工中的应用
目前，小麦麸皮多直接用作畜禽饲料或用于制 作发酵培养基，经济价值较低，但随着人们对于营 养均衡越来越重视，各种改性技术不断发展，小麦 麸皮也被国内外学者广泛研究应用于食品加工中。

小麦麸皮的加工利用对食品加工行业有重要意义，不仅可以提高小麦麸皮的价值，还可以创造可观的 经济效益。

3.1提取活性成分
小麦麸皮中含有15%左右的蛋白质，且麦麸蛋 白中氨基酸构成比例均衡，提取的麦麸蛋白可用作蛋 白补充剂，同时麦麸蛋白具有良好的乳化性，可以作 为发泡剂添加到烘焙产品中，也可以将麦麸蛋白酶 解制备功能性多肽。

Brier N D等人[20使用湿碱法制备 麦麸蛋白，使用NaOH(pH值12.0)连续萃取3遍 后，蛋白质得率可达到55%，分子量约为40 kDa。

Rafil E Cian等人[21]用胃蛋白酶水解小麦蛋白，发现 水解液中含有55 kDa的疏水性多肽，其表现出明显 的降压及抗氧化能力。

研究发现，寡糖具有良好的双歧杆菌增殖作用 和低热值特性，在食品工业中的可用作生长因子，同时也是糖尿病和高血脂、高血压患者的理想碳水 化合物来源。

麦麸含有大量的不溶性膳食纤维，这 是制备低聚糖的良好原料。

丁长河等人[22]利用高温 酸水解法制备麸皮戊聚糖，180 °C下用乙酸作用于25 min时，提取液中的可溶性戊聚糖浓度达到最高。

李雪等人[23]用不同的碱性试剂提取阿拉伯木聚糖，发 现用氢氧化钠提取木聚糖具有工艺简单、成本较低 等特点，更适合于工业化生产不溶性木聚糖。

3.2在面制品中的应用
作为高品质膳食纤维的重要来源，除了馒头、面条等传统主食外，薯片、饼干等零食中也有麸皮 的添加。

但是，由于麦麸的特殊性质，影响麦麸产 品品质的因素较多，麸皮的粗细度、种类、添加量 及性状等都对产品品质有所影响。

刘丽飯等人[3]将不 同含量的麸皮添加到小麦粉中制作馒头，添加粗麸 的面团延展性差，口感粗糙，粒径186.7 mm麸皮制 作的馒头，其弹性、韧性和黏度均显著提高。

Kaur G等人[24]提取了麦麸膳食纤维，并将其添加到面制品 种，当麦麸膳食纤维的添加量少于15%时，面条的 延展性和风味都能够得到保持。

Manue G6mez等人[25]、N oort M W J等人[26]将麦麸添加到面包中，发现麸皮 粒度对面包品质有显著影响，中等粒度麸皮制作的 面包具有更大的体积，将麸皮膨化挤出后再添加到 面包中，可以提高面包的品质。

陈凤莲等人[27]以麦麸 和面粉为原料，制成富含膳食纤维的全麦饼干。

当麦麸粉的添加量为20%时，所产生的产品酥脆且具 有纯正的风味。

3.3在饮料中的应用
饮料作为一种日常饮品，口感好、品种丰富，在消费行业中具有广阔市场，根据制作原料的不同，可以分为乳饮料、茶饮料、果汁饮料、保健饮料及 酒精饮料等。

对麸皮进行不同的改性加工，就可以 制成不同品种的麸皮饮料。

张玉忠[28]通过挤压法从麦 麸中提取SDF，并将其与橙汁以5%的比例混合制成 一种新型饮料。

程细菊[29]用酶法水解麦麸，该麦麸饮 料具有浓郁的小麦风味，味道独特，富含低聚木糖。

菅田田等人[30]以麦麸和海棠果为原料，并使用乳酸菌 进行复合发酵，生产出营养丰富，酸甜且具有良好 抗氧化性能的麸皮饮料。

3.4在肉制品中的应用
肉制品蛋白质含量高，氨基酸种类丰富，同时 也是维生素和微量元素的重要来源，但是肉类中饱 和脂肪酸含量高，缺乏膳食纤维，向肉制品中添加 膳食纤维可以改善居民膳食结构，保证营养摄人均 衡。

高晓光等人[31]在乳化香肠中添加麦麸，发现麦麸 比例对香肠品质影响很大。

麦麸添加量为6%时，香 肠口感最好。

Talukder S等人[32]将小麦麸皮和燕麦麸 皮添加到鸡肉饼中，添加麸皮后产品产量、TDF增 加，胆固醇含量减少，但感官品质有所下降。

4结语
我国小麦资源丰富，随着麸皮营养成分逐渐被
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发掘，麸皮改性及深加工将是未来的研究热点。

在
今后的研究中，如何进一步提高麦麸的品质和加工
特性，开发出满足消费者需求的产品是研究的重点。

对小麦麸皮的综合开发和利用，不仅可以保障人们
的饮食健康，还可以提高麸皮的价值，为企业创造
更高的经济效益。

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