小麦胚芽综合利用研究.docx

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小麦胚芽综合利用研究

小麦胚芽综合利用研究

摘要小麦胚芽中不但富含维生素E、维生素B等多种B族维生素，还含有膳食纤维、矿物质和活性多肽等生物活性物质，已成为当前食品工业中新产品开发的重要方面．本文阐述了小麦胚芽的营养价值和小麦胚芽产品的开发研究现状，以及此现状形成的原因。

旨在为进一步开发小麦胚多肽产品提供参考。

关键词小麦胚芽；产品；利用

StudyonComprehensiveUtilizationofWheatgerm

Abstract:

WheatgermisrichinvitaminE,vitaminBandotherBvitamins,alsocontainsbioactivesubstancessuchasdietaryfiber,mineralsandactivepeptides,bioactivesubstances.Ithasbecomeanimportantaspectofthedevelopmentofnewproductsinthefoodindustry.Thispaperexpoundsthewheatgermnutritivevalueandwheatgermproductsresearchanddevelopmentstatus,andthereasonsforthissituation.Theaimofpaperistoprovidereferenceforthefurtherdevelopmentofwheatgermpeptidesproducts.

KeyWords:

wheatgerm；product；utilization

引言

小麦是中国的主要粮食作物之一，年产量1.1亿吨，其中80%左右用于生产面粉。

小麦胚芽是小麦制粉时的副产品，小麦籽粒由麸皮、胚乳、胚芽三部分组成，其中，胚芽约占籽粒质量的2%～3%，由此推算，中国小麦胚芽年潜藏量高达200～250万吨。

小麦胚芽是小麦籽粒的生命源泉，含有极其丰富且优质的蛋白质、脂肪、多种维生素、矿物质及微量生理活性成分，被誉为“人类天然的营养宝库”[1]。

小麦胚芽的丰富营养及其中突出的生理功能成分，一直受到国外研究者与企业界的重视，并不断开发出系列功能性食品。

随着人们生活水平的提高和食品工业技术的发展，等级粉、专用粉已日渐普及，各大面粉厂都已有了先进的提胚工序，使得大部分胚芽被当作麸皮处理掉。

迄今为止，小麦胚芽综合利用的总体水平仍处在初级开发阶段，宝贵的小麦胚芽资源尚未得到充分、合理、有效的利用。

小麦胚芽占小麦籽粒的2%左右,是小麦籽粒的精华和生命源泉,含有极其丰富且优质蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等,在人类营养宝库中可与鸡蛋相媲美,是健康食品中的佼佼者。

我国是一个小麦生产和消费的大国,小麦胚芽作为小麦面粉加工厂的副产品,资源极为丰富,每年可用于开发的小麦胚芽量可达数百万吨。

长期以来,绝大多数面粉厂把分离出来的麦胚又加入到麸皮中作饲料用,使得这一宝贵资源未能得到充分、合理的利用。

因此,研究小麦胚芽的理化特性并探讨其综合开发利用,逐渐成为国内外科研人员越来越关注的研究热点。

1小麦胚芽的组成成分

1.1蛋白质

小麦胚芽的蛋白质含量高达30%左右。

在麦胚蛋白质的组成中,清蛋白占30.2%,α、γ、δ三种球蛋白18.9%,麦醇溶蛋白14.0%,麦谷蛋白0.3%～0.37%,水不溶性蛋白占30.2%。

非蛋白态氮含量为11.3%～15.3%,以天冬酰胺、甜菜碱、胆碱、卵磷脂、尿囊素、精氨酸为主；核酸的成分中核糖核酸RNA为3.5%～4.2%,与酵母的核糖核酸的含量大致相同。

小麦胚芽蛋白质的含量仅次于大豆,分别是主食大米、面粉的4.9倍和3.2倍。

是瘦牛肉、瘦猪肉及鸡蛋的1.5倍,1.8倍和2.1倍[3]。

表1小麦胚芽的氨基酸组成

名称

含量

名称

含量

名称

含量

丙氨酸

1.34-1.71

精氨酸

1.77-2.09

天冬氨酸

1.92-2.25

胱氨酸

0.43-0.61

甘氨酸

1.32-1.58

组氨酸

0.59-0.82

异亮氨酸*

0.77-0.94

亮氨酸*

1.50-1.75

赖氨酸*

1.30-1.77

蛋氨酸*

0.39-0.58

苯丙氨酸*

0.86-1.01

脯氨酸

1.13-1.52

丝氨酸

1.05-1.28

苏氨酸*

0.89-1.09

色氨酸*

2.44

酪氨酸

0.65-0.78

缬氨酸*

1.01-1.37

谷氨酸

3.65-4.59

注:

加“*”为人体必需氨基酸。

麦胚蛋白是一种完全蛋白（见表1）。

它含有人体必需的8种氨基酸,占总氨基酸的34.74%[4]。

此外,小麦胚芽蛋白中还含有一种由谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸3个氨基酸经肽键缩合而成的含硫活性三肽—谷胱甘肽,具抗氧化延缓衰老功能[4]。

通过谷胱甘肽催化,可与过氧化物反应,还原氧化物,保护人体细胞免受氧化损害,特别能保护大脑功能,并能传递氨基酸生物功能,促进生长发育。

谷胱甘肽过氧化物酶是一种含硒酶,具有很强的抗氧化作用,是一种延缓衰老、防癌的有效因子[5]。

根据生物实验表明,小麦胚芽蛋白的蛋白质功效比值（PER）、净蛋白质比值（NPR）、蛋白质真消化率（TD）、生物价（BV）、净蛋白质利用率（NPU）及相对净蛋白质比值（RNPR）相当于高定额的动物蛋白的生物价,它的有效率可与牛奶粉的蛋白质有效率相当,相对营养价为80%,它的营养价值还可与标准营养的鱼粉相媲美[6]。

由此可见,小麦胚芽中不仅蛋白质含量丰富,氨基酸全面平衡,而且易于人体吸收,是很好的优质全价蛋白质营养源。

小麦胚芽可广泛用于增补食品中的蛋白质,强化食品的氨基酸营养价值,是一种天然的优质食品蛋白质和氨基酸强化剂。

1.2脂肪

小麦胚芽的脂肪含量可超过10%，油脂中不饱和脂肪酸占84%（亚油酸52.31%，油酸28.14%亚麻酸3.55%），饱和脂肪酸中棕榈酸占91%，其次是硬脂酸，另外还含有1.38%的磷脂（主要是脑磷脂和卵磷脂）及4%的不皂化物（植物甾醇等）[2]。

小麦胚芽的油脂在组成上是非常理想的，84%是对人体有益的不饱和脂肪酸，特别是亚油酸等含量占整个小麦胚芽油脂的十分之一还多，因此小麦胚芽油脂确实是一种理想的营养油脂。

1.3维生素和矿物质

小麦胚芽中B族维生素含量丰富。

其中，维生素B1的含量分别约是富强粉、大米和黄豆的8.8倍、11倍和2.7倍,分别是牛肉、鸡蛋的30倍和13倍；维生素B2的含量分别约是富强粉的8.6倍、大米的10倍、黄豆的2.4倍、牛肉的4倍及鸡蛋的2倍；维生素B6和维生素pp的含量也大大高于上述几种食物的含量。

然而一般食品中却不含或很少含有这些成分,因此小麦胚芽的营养价值就更为特殊。

麦胚中丰富的B族维生素可成为保健与疗效食品的天然B族维生素强化剂[6]。

小麦胚芽中所含的维生素E远比其他植物丰富,居各植物油之首,而且含有全价的维生素E,其中A体、B体所占比例大,各约占60%和35%左右[7]。

这是其他食品所无法比拟的。

天然维生素E是一种极其宝贵的营养素,能防止人体衰老、高血压、癌症等多种疾病,对防止皮肤雀斑和粉刺有特殊的作用,它对保证人体健康起了重要作用。

此外，小麦胚芽中还含有人体所必需的多种矿物质，如：

镁100μg/g，磷959.7μg/g，钾2000μg/g，硒0.372μg/g，以及锌、铁、锰、铜、铬等均含量丰富，其中的硒含量很高。

因此，麦胚是非常理想的矿物质供应源[8]。

1.4其他成分

小麦胚芽还含有较高的碳水化合物，含量高达47%，其中，半纤维素15.3%，纤维素16.9%，淀粉31.5%，糖36.3%（蔗糖55.9%，鼠李糖38.1%，果糖2.85%，葡萄糖2.1%，蜜二糖1.1%），低聚糖占9.7%，是一种易于人体消化的碳水化合物营养源，小麦胚芽中还含2%~3%的膳食纤维[9]。

小麦胚芽中还含有二十三，二十五，二十六，二十八等碳烯醇，这些高级醇对改善机体基础代谢率、反应时间、反射性、灵敏性、肌肉机能和强化机体心负荷功能、增强体力、耐力、爆发力等有一定功效，其中尤以二十八碳烯醇对人体具众多生理活性而受人瞩目[10]。

2小麦胚芽的营养物质

2.1麦胚蛋白

小麦胚芽的蛋白质含量高达30%左右，其含量仅次于大豆蛋白，是大米的4.9倍、面粉的3.2倍、瘦牛肉的1.5倍、瘦猪肉的1.8倍及鸡蛋的2.5倍。

麦胚蛋白含有8种必需氨基酸，氨基酸模式与FAO/WHO颁布的模式值基本接近，是一种完全蛋白质。

2.2麦胚活性肽

小麦胚芽中含有降血压肽—ACE、抑制肽和抗氧化肽，能通过减少氧自由基和羟自由基来达到抗衰老的功能。

2.3小麦胚芽油

小麦胚芽油有“液体黄金”之称，富含不饱和脂肪酸、生育酚、类胡萝卜素等，有清除自由基和抗氧化的功效。

因此，小麦胚芽油不仅可食用，还可以作为化妆品及药用等。

虽然小麦胚芽油是天然的健康佳品，但是其产量低、成本较高，再加上目前我国的小麦胚芽油主要依赖进口，价值不菲。

2.4谷胱甘肽

谷胱甘肽（GSH）是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸构成的活性三肽，小麦胚芽中谷胱甘肽的含量高达0.465%。

其功能是保护生物体内蛋白质的巯基进而维护蛋白质的正常生物活性，同时它又是多种酶的辅酶和辅基，它清除自由基机制可能是酶解物中供氢体使自由基还原，从而终止自由基连锁反应，起到清除自由基目的，也可能是通过肽类对过渡金属离子螯合来实现。

GSH作为食品添加剂可提高营养，加强食品风味并防止变质，可制成针对治疗和保健的药品用于人体保健[11]。

2.5麦胚凝集素

麦胚凝集素是从小麦胚芽中提取的具有生物活性的蛋白质，具有抑制真菌孢子萌发和生长的作用，能与脂肪细胞反应，还可以激活葡萄糖氧化酶，降低人体血液中血糖含量，能凝集和抑制腹水瘤细胞的生长[12]。

2.6麦胚黄酮

小麦黄酮分布于小麦籽粒各个部分，总黄酮含量为220.00mg/kg，麦胚中含量最高，占总量的97%以上。

黄酮类化合物是麦胚中主要的生理活性物质，具有抗氧化、防止动脉硬化、提高动物的免疫功能和抗癌等作用。

2.82,6-二甲氧基对苯醌

2,6-二甲氧基对苯醌和2-二甲氧基对苯醌能够杀灭真菌和抑制细菌生长，并对恶性肿瘤细胞具有毒性作用，是麦胚发酵后的提取物，具有显著的免疫激活和抑制肿瘤转移功能，可用于提高免疫力和抑制肿瘤转移[12]。

3小麦胚芽的综合利用

国内外对小麦胚芽的开发利用，归纳起来主要是功能性（营养）成分的提取和麦胚食品的研制。

3.1小麦胚芽营养物质的提取

3.1.1小麦胚芽油的提取

目前小麦胚芽油的制取采用超临界CO2流体萃取技术进行。

它萃取效率高、传质快,与传统溶剂法相比具有工艺简便易分离，萃取温度低、无毒、无害、无残留、不污染环境等优点,所得小麦胚芽油色泽浅、风味好、酸价低，所以将超临界CO2流体萃取技术应用于小麦胚芽油开发是符合食品健康、绿色、天然的发展趋势[13]。

3.1.2谷胱甘肽的提取

谷胱甘肽是一种由谷氨酸、半胧氨酸、甘氨酸三个氨基酸经肽键缩合而成的含硫活性三肽，在麦胚中的含量约为0.465%，其提取方法有溶剂法、发酵法和酶法。

也可采用离子交换法，对经膜分离后得到的小麦胚芽水溶性提取物透过液中的谷胱甘肽进行了富集，谷胱甘肽浓度提高近2倍，再通过添加适当溶剂，结合淀粉酶、蛋白酶水解，或发酵处理后，再经分离、精制而成[5]。

3.1.3VE的提取

VE的存在使小麦胚芽身价倍增，Lee等报道了运用超临界CO2流体萃取技术从油脂脱臭馏出物中提取天然VE的工艺条件，发现CO2超临界萃取技术非常适合天然VE的初步浓缩。

王贤等从小麦胚芽油中分离VE，实现维生素E的初步浓缩时萃取压力为30MPa以下，低压分离压力为6MPa左右[13]。

3.1.4麦胚凝集素的提取

1972年，Allen等人才首次直接从麦胚中分离提取了凝集素。

麦胚凝集素的提取方法有：

水提法、缓冲液（磷酸缓冲液或醋酸缓冲液）提取法、酸法提取法。

纯化方法有硫酸钱盐析、甲壳素亲和层析、亲和絮凝法和超滤法。

提取、纯化制备麦胚凝集素的流程：

麦胚→粉碎→脱脂→浸提→透析→沉淀、洗涤、离心→凝胶过滤→凝集素。

3.1.5麦胚蛋白的提取

小麦胚的蛋白质含量高达30%，其中清蛋白占30.2%，三种球蛋白占18.9%，麦醇溶蛋白占14.0%，麦谷蛋白占0.3%～0.37%，水不溶性蛋白占30.2%，非蛋白态氮含量为11.3%～15.3%。

蛋白的提取方法很多，一般采用沉淀分离和电泳分离方法，采用盐析沉淀法与超滤法相结合分离出的蛋白纯度高、产量大、操作简便、适合大规模生产。

3.2小麦胚芽制品

小麦胚芽具有特殊营养功能，是人类食物中的最佳营养品之一。

麦胚中含有2%～3%的膳食纤维，具有降低血中胆固醇含量，促进肠胃蠕动，预防肠胃癌发生的作用。

此外，麦胚提取物还可促进胰腺癌细胞内的新陈代谢，抑制肿瘤的增殖。

目前，国内外对小麦胚芽的综合利用有如下几个方面：

3.2.1小麦胚芽食用油及其制品

近几年，小麦胚芽油在国际市场上很走销。

在发达国家，它已成为很多消费者的必需保健品。

在国内，开发小麦胚芽油尚处于初级阶段。

因此，小麦胚芽油及其制品无论在国外还是在国内的发展前景都是十分广阔的。

目前，以麦胚芽为原料，经挤压膨化、微波干燥、浸出提油、水化、碱炼、脱色和脱臭等工序得到精制小麦胚芽油，再利用微胶囊化技术还可得到微胶囊化小麦胚芽油的粉末油脂。

小麦胚芽油可以制成胶丸，保存性好，容易携带、口服方便，品种繁多。

此外，也可制成油状、糊状、粉末状制品。

胶丸制品若以原料而言，大致有纯小麦胚芽油胶丸、强化维生素胶丸、小麦胚芽油鱼油复合胶丸等几种。

国外有些厂商将小麦胚芽油作为人造奶油、起酥油等加工油脂品的组分。

小麦胚芽油也可应用于绝大多数化妆品，如口红、唇膏、眼膏、胭脂、防晒霜、面霜、护肤乳液、浴波、洗发水、护发膏、指甲油、眉笔等等。

此外，小麦胚芽油可与果汁、发酵乳、甜味料、天然胶体类等配制成各种健康饮料；可添加至面包、饼干、麦芽糖、软糖等糖果糕点中强化制品营养性；也可添入酸乳酪、全脂奶粉等乳制品内，增强乳品抗氧化性；还可加到前列腺素等激素内，增加激素活性等[4]。

3.2.2小麦胚芽豆制品

（1）麦胚豆腐：

可以将小麦胚芽粉在制造豆腐时加入豆浆中，或是小麦胚芽粉与大豆粉混合后加水匀浆，再用凝固剂凝固。

两者不同比例的成品，风味与质构会有所不同。

可以得到口感和风味优于传统口味的豆腐、酷似布丁的豆腐和近似酸奶酪甜品的豆腐[14]。

（2）麦胚豆奶：

豆奶中加入麦胚浸提汁或是超微粉碎的麦胚粉末，经煮沸、过滤，再调味后均质、杀菌，即可制成具有植物香气的麦胚豆奶，口感清甜、香味醇厚。

另外，加入花生浆或是其他坚果粉、浆，可制成复合豆奶。

（3）麦胚酱油：

黄豆粉内添加小麦胚芽粉，依照传统工艺发酵制作酱油，即可得营养丰富的小麦胚芽酱油。

3.2.3麦胚焙烤、蒸煮食品

麦胚可直接添加入面粉中，制成各种麦胚焙烤、蒸煮食品，如面包、糕点、饼干、馒头等,以增强其食品营养价值，平衡各种氨基酸,补充小麦粉中赖氨酸的不足。

另外，麦胚还能提供许多质构性的功能，如改善面团的水合度、流变性、乳化性等。

在馒头中添加胚芽时，在一定添加范围内（0～2%）馒头总评分随胚芽粉添加量增大而增大，超过此数值则馒头总评分随添加量增加而减小，馒头的麦香味也有此趋势。

因此，胚芽不但可以增加烘焙、蒸煮食品的营养价值，而且可以改善面粉的加工品质，如它可以降低面团的筋力，增加食品的麦香味，可作为馒头、糕点饼干的改良剂。

3.2.4小麦胚芽饮料

李会霞等[15]研制了一种“小麦胚芽蛋白饮料”，是以小麦胚芽为原料经萃取浸提技术制成的一种具有丰富营养因子的植物蛋白饮料及其制备方法，该饮料主要由小麦胚芽、乳化增稠剂、增香剂、抗氧化剂、甜味剂组成，营养丰富，易吸收消化，口味独特，口感香甜，而且具有使体内化学致癌物质失去毒性、保护大脑、促进婴幼儿生长发育、降低血清胆固醇、预防糖尿病等功效，同时对肠内有益菌群的发育也起促进作用[15]。

另外，小麦胚芽的浸出萃取液营养价值很高，可用来制作营养饮料。

例如，小麦胚芽的浸出萃取液经浓缩、喷雾、干燥等可制成麦胚营养粉。

小麦胚芽还可加乳制品后接种入乳酸菌发酵而成发酵型胚芽饮料或直接用小麦胚芽浸汁来作发酵胚芽饮料。

此外，麦胚还可以和银杏、绿豆、大枣等混合制作复合饮料。

3.2.5强化型麦胚糊系列制品

在小麦胚芽中添加大豆蛋白粉、蛋黄粉、花生蛋白粉、米粉等，再添加其他营养组分，如磷脂、维生素C、β-胡萝卜素等制成复合营养胚芽糊。

此外，也可作健康食品配料和冷冻甜食如冰淇淋组分，以增强营养性。

3.2.6小麦胚芽休闲食品

将小麦胚芽进行膨化和挤压，可加工成多种可口又有营养的麦胚食品。

胚芽膨化食品可以调节机体水电解质平衡，对促进儿童的生长发育有良好的作用，还可以调节老年人的心脑血管疾病，对保持体内环境稳定等都有重要的作用。

因为其中的矿物质、蛋白质等含量丰富，非常适于儿童和老年人食用，而且麦胚小吃香脆可口，是休闲佐餐的佳品。

3.2.7麦胚汤料

在各种汤料添加小麦胚芽粉以替代淀粉、面粉等,既能增加营养，而且又不会影响汤汁鲜美性。

另外，国外选择麦胚粉作为番茄浆等增稠料的替代品，也是为了丰富食品的营养性。

3.2.8谷胱甘肽保健品

谷胱甘肽（GSH）是由谷氨酸半胱氨酸和甘氨酸通过肽键缩合而成的三肽化合物，是一种用途广泛的活性短肽，可以增强人体的免疫系统，对于放射线、放射性药物或由于抗肿瘤药物引起的白细胞减少等症状能起到保护作用，是一种很好的保健品[4]。

4小麦胚芽的利用现状的原因分析

中国虽拥有极其丰富的小麦胚芽资源，然而，由于其不易保藏的特性以及企业缺乏相应的技术与设备，长期以来，绝大多数制粉企业选择将其混入麸皮作为饲料出售，导致宝贵的小麦胚芽资源未能得到充分、合理、高效地利用。

限制麦胚合理利用的原因如下：

1）小麦胚芽的快速酸败变质。

小麦胚芽是小麦籽粒中生理活性最强的部分，且脂肪含量高，当胚芽与小麦籽粒分离后，在高活力脂肪酶作用下，短时间内就会使其脂肪酸值大幅度升高，引起小麦胚芽的酸败变质；同时微生物生长繁殖加快，也会导致小麦胚芽出现结块、霉变和发酵等变质。

因此，小麦胚芽快速酸败变质一直是制约小麦胚芽精深加工产业发展的瓶颈之一。

2）小麦胚芽原料资源分散、质量良莠不齐。

中国小麦胚芽量总量较大，然而，就某一小型面粉企业（250t/d产量）而言，其小麦胚芽年产量仅为120t左右，难以形成规模效益；另一方面面粉企业不同的制粉工艺导致小麦胚芽质量参差不齐、小麦胚芽的快速酸败变质特性、以及面粉企业相对分散，因而相关企业很难对小麦胚芽实现集约化深加工处理。

3）小麦胚芽的深度利用技术缺乏。

当前，虽然许多面粉企业一般都具有提胚能力，也曾一段时间提取了小麦胚芽，终因缺乏利用途径、小麦胚芽销路不畅和不耐贮藏，最终放弃了小麦胚芽的提取。

综上，小麦胚芽的深度开发与利用，必须具备3个先决条件：

一是充足、稳定的小麦胚芽原料资源，二是小麦胚芽及时的稳定化处理，三是小麦胚芽的深度利用技术，三者缺一不可。

5前景展望

小麦胚芽是宝贵的天然食品资源，虽然来源丰富，但利用率却不高，开发利用尚处于初级阶段。

大多面粉厂在面粉加工中将胚芽与麸皮共同处理掉，没有很好地利用起来，造成极大的浪费。

近年来，国内外研究者渐渐对小麦胚芽卓越的营养保健功能重视起来，研究日益深入。

从胚芽油、胚芽蛋白等大方向细化到其中具体组分，如二十八烷醇、麦胚凝集素等，研究的针对性越来越强。

小小一片小麦胚芽，其可用研究的地方还有很多。

目前，市面上已有不少小麦胚芽产品，但品种较少，且有些价格高昂，并不适于大众的消费水平。

（l）完善小麦胚芽研究和开发利用技术的理论系统的理论研究将对小麦胚芽各种功能性成分的分离筛选等具有指导意义。

（2）进一步拓展小麦胚芽研究和开发利用技术应用的领域和途径，虽然目前在小麦胚芽方面做了一些工作,但在实际应用中还缺乏实用技术,这是现阶段迫切需要解决的问题。

（3）分析方法的现代化，首先，样品的前处理很重要，小麦胚芽的特殊性在于其成分的复杂，由于目标化合物含量极低，因此，分离和鉴别技术成为研究开发的关键组成部分。

以单一的分析仪器解决所有复杂的问题已不可行，色谱和其他仪器联用技术已成为现代化食品分析的主流方向。

如何拓宽产品的覆盖面、降低生产成本、将实验成果延伸到实际生产中，还有很长一段路要走。

小麦胚芽产品具有广阔的前景，将市场所需与科研方向紧密相连，再经过研究者的不懈努力，将来的消费市场中小麦胚芽产品必将具有重要的开发应用价值和广阔的市场前景。

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