小麥芽在食品工業(yè)中的發(fā)展

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摘要：小麥經(jīng)發(fā)芽后，還原糖、維生素、膳食纖維等含量均大有提高，營養(yǎng)價值和生理活性物含量得以提高，并可形成獨特的風(fēng)味及口感，在食品加工中應(yīng)用可以提高食品的營養(yǎng)價值。綜述了小麥芽的主要成分及其在食品行業(yè)中的應(yīng)用研究情況，并對小麥芽產(chǎn)品的加工和開發(fā)利用前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：小麥芽；發(fā)芽；酶活力；食品工業(yè)；應(yīng)用

小麥?zhǔn)鞘澜缟显耘嘧钤绲募Z食作物之一，也是我國主要的糧食作物。近幾年來，我國小麥年產(chǎn)量均在億噸以上［1］，居世界第一位。但通常人們對小麥資源的開發(fā)和利用只限于常規(guī)的加工方法，如制粉、生產(chǎn)面食等，而對利用小麥發(fā)芽產(chǎn)生的變化進(jìn)行加工則較少見。小麥來源廣泛，小麥芽的生產(chǎn)原料易得，生產(chǎn)新型小麥芽食品，不僅可以拓寬小麥的應(yīng)用范圍，還可以提高小麥的產(chǎn)后附加值。對近年來國內(nèi)外小麥芽在食品工業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述。

1小麥芽的主要成分

小麥發(fā)芽過程中多種酶活力激增，呈現(xiàn)出谷物萌發(fā)所特有的酶類活力的增大，這也是影響小麥芽應(yīng)用品質(zhì)的主要因素。小麥經(jīng)發(fā)芽后，還原糖、維生素、膳食纖維等含量均大有提高，在食品加工中應(yīng)用可以提高食品的營養(yǎng)價值。

1．1小麥芽中的酶類

目前，對小麥芽中酶的研究是小麥芽研究的熱點。國內(nèi)外對發(fā)芽小麥中酶的研究主要涉及淀粉酶、蛋白酶、植酸酶和脂肪酶等。小麥芽酶類中，淀粉水解酶是目前食品行業(yè)應(yīng)用研究較多的。小麥發(fā)芽后淀粉水解酶含量豐富，可作為一種很好的酶源。目前，在淀粉、制糖及焙烤工業(yè)中，小麥芽粉已作為酶來源開始應(yīng)用。小麥芽中的淀粉水解酶類主要有α－淀粉酶、β－淀粉酶以及極限糊精酶等，有研究表明，這三種酶的協(xié)同作用有利于淀粉的徹底降解。目前，在超高麥芽糖漿的生產(chǎn)中已有使用三酶糖化法，即α－淀粉酶、β－淀粉酶和極限糊精酶協(xié)同作用進(jìn)行糖化。在小麥啤酒的生產(chǎn)中，利用小麥芽中三種淀粉水解酶的協(xié)同作用，可使淀粉糖化更徹底，從而提高小麥啤酒的質(zhì)量。小麥芽拉開了酶制劑在焙烤工業(yè)中應(yīng)用的序幕。小麥芽應(yīng)用于面包中，可以補充面包粉中α－淀粉酶活性的不足，使得面包體積更大，感官質(zhì)量也得到改善［1］。路茜玉［2］指出，α－淀粉酶只有在小麥發(fā)芽時大量產(chǎn)生，正常小麥籽粒中缺少α－淀粉酶。谷芽、麥芽在我國民間是常用的助消化健脾胃的保健藥。《本草綱目》記載，谷（麥）芽有“健脾開胃、下氣和中、消食化積”之功。據(jù)文獻(xiàn)記載［3］，麥芽助消化的主要有效成分就是淀粉酶。蘭云賢等［4］指出，干燥植物種子中的植酸酶無活性，只有在種子吸收水分開始發(fā)芽時才被激活并水解植酸，其研究表明，小麥隨著發(fā)芽天數(shù)增加麥芽中植酸酶活性增加。Bohn等［5］的研究也得出，發(fā)芽小麥中植酸酶活性增強(qiáng)。小麥發(fā)芽后脂肪酶含量增加也很快，并催化脂肪水解生成甘油和游離脂肪酸，導(dǎo)致脂肪酸值升高。吳瑋［6］的研究表明，小麥隨發(fā)芽程度的加深，脂肪酸值升高，這也說明了脂肪酶含量的增加。此外，余江［7］等的研究表明，在小麥發(fā)芽過程中，外切蛋白酶活性也逐漸增加。

1．2小麥芽中的糖類

正常小麥淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為66．7％～75％，隨著小麥發(fā)芽，少部分被水解成糊精和還原糖，屬于天然變性淀粉。麥芽糊精就是一種葡萄糖當(dāng)量值小于20的淀粉輕度水解物，跟原淀粉相比，它的水溶性大大增加，同時具有許多優(yōu)良的功能特性，它可以做成脂肪模擬品，部分或全部替代脂肪，市場前景廣闊。隨著發(fā)芽時間的延長，小麥芽中淀粉含量逐步減少，路茜玉［2］指出，發(fā)芽小麥中淀粉在高活性α－淀粉酶的作用下逐步分解成低分子糖類，隨著發(fā)芽時間的延長，還原糖含量增加，這與蘇東民等［8］的研究一致。

1．3小麥芽中的蛋白質(zhì)和脂類

發(fā)芽后小麥籽粒的蛋白質(zhì)減少，并隨發(fā)芽程度加深，蛋白質(zhì)含量遞減。余江［8］等指出，在發(fā)芽過程中，蛋白質(zhì)發(fā)生變化的一個重要原因是蛋白酶活性的變化。同時，在小麥發(fā)芽期間，氨基酸含量增加，這可能是蛋白質(zhì)在小麥發(fā)芽過程中被蛋白水解酶分解生成了氨基酸。小麥芽粉中蛋白質(zhì)含量與干、濕面筋含量之間存在明顯的相關(guān)性，董召榮等［9］研究表明，隨著發(fā)芽時間的延長，干、濕面筋含量逐漸降低。王麗娜等［10］的研究也表明，隨著小麥發(fā)芽時間的延長，面團(tuán)中濕面筋含量明顯下降。在小麥發(fā)芽過程中，其總體脂含量逐漸降低。不同類型小麥的總體脂含量以不同的速度降低，在總體脂含量減少的速度上，強(qiáng)筋小麥比中筋小麥減少得更快［6］。小麥發(fā)芽過程中，游離脂肪酸含量升高，這是由于脂肪酶含量的增加而引起脂肪水解。

1．4小麥芽中的礦物質(zhì)

小麥被認(rèn)為是人類攝入礦物質(zhì)的主要來源，小麥芽中也含有豐富的、具有生物活性的鐵、鋅、硒、鈣等人體極易缺少的元素［4，11］，是礦物質(zhì)的寶庫。植酸能與礦物質(zhì)元素結(jié)合，降低其生物有效性。蘭云賢等［4］和Bohn等［5］研究均得出隨著小麥發(fā)芽進(jìn)行，植酸酶活性增強(qiáng)，分解植酸，因而發(fā)芽提高了小麥中礦物質(zhì)元素的生物有效性。小麥芽中含有大量的金屬礦物質(zhì)，堿性程度比蔬菜中堿性最高的菠菜高近一倍，是適合酸性體質(zhì)的最佳食品。

1．5小麥芽中的其他成分

發(fā)芽程度較高的小麥芽含有豐富的葉綠素，小麥芽中的葉綠素與人體內(nèi)的血液成分很類似，能快速溶入紅血球使人恢復(fù)活力，也能進(jìn)入組織中清除殘留的藥物和毒素，中和不利于健康的化學(xué)物質(zhì)，有清肝、活血、強(qiáng)心臟、降血糖、加速傷口愈合的作用，所以小麥芽被稱為“綠色的血液”。小麥芽中葉酸含量豐富。Hefni等［12］用不同品種的小麥做實驗，得出發(fā)芽可以使小麥的葉酸含量增加4～6倍，即使隨后對發(fā)芽小麥進(jìn)行烘干（50℃）磨粉也不會影響葉酸的含量。因此，可以將發(fā)芽小麥作為制作高葉酸含量面包的原料。全谷物中富含多種對人類健康有益的生理活性物質(zhì)，如多酚類、γ－氨基丁酸等。張鐘等［13］的研究結(jié)果顯示，發(fā)芽小麥籽粒中多酚含量呈增加的趨勢，因而發(fā)芽提高了小麥的抗氧化性。γ－氨基丁酸（GABA）是目前研究較深入的一種重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，參與多種代謝活動，具有很高的生理活性；GABA也是一種胰島素，能夠有效預(yù)防糖尿病。近年來，研究發(fā)現(xiàn)，通過發(fā)芽可以增加谷物中GABA的含量，Hung等［14］和Donkor等［15］研究均得出小麥發(fā)芽后GABA的含量升高。Liu［16］研究發(fā)現(xiàn)食用全谷物中的混合生理活性物質(zhì)要比單獨吸收各種活性物質(zhì)更有利于健康。因此，可以將發(fā)芽小麥用于功能性食品生產(chǎn)。小麥發(fā)芽后其膳食纖維含量得到提高［4，12，17］，Suhasini等［18］的研究也得出，小麥芽中膳食纖維的含量要比未發(fā)芽的小麥高得多。另外，小麥發(fā)芽后其維生素含量也有一定程度的提高，小麥芽含有豐富的維生素A、B、C和E等。

2小麥芽在食品工業(yè)中的應(yīng)用

研究表明，發(fā)芽使小麥的化學(xué)成分有所改變，營養(yǎng)價值和生理活性物含量得以提高，并可形成獨特的風(fēng)味及口感，有的還增加了一些藥用成分，有的經(jīng)發(fā)芽處理后可降低或消除有毒、有害或某些抗?fàn)I養(yǎng)因素，這為發(fā)芽小麥的利用提供了思路。目前，國內(nèi)外研究人員已對小麥芽在食品行業(yè)中的開發(fā)利用做了許多研究。

2．1小麥芽應(yīng)用于啤酒生產(chǎn)

目前，國內(nèi)小麥芽主要用于生產(chǎn)小麥啤酒，這主要是由于小麥麥芽富含各種淀粉酶，特別是α－淀粉酶和β－淀粉酶含量豐富，糖化力高，有利于糖化進(jìn)行。小麥芽還適合應(yīng)用于低度啤酒［19］和干啤酒等的生產(chǎn)。河南維雪啤酒集團(tuán)公司研究生產(chǎn)了小麥芽及全小麥芽啤酒［20］。小麥芽干啤酒是以小麥芽代替?zhèn)鹘y(tǒng)外加酶制劑糖化法，選用特種酵母，優(yōu)化發(fā)酵條件研制而成，解決了因加入酶制劑使啤酒帶有苦澀及小麥蛋白溶解不良造成的啤酒穩(wěn)定性差的缺點。小麥芽作為啤酒添加劑使用，啤酒原料中添加10％～20％的小麥芽能顯著提高啤酒的麥芽香氣，使啤酒泡沫如牛奶般潔白細(xì)膩。在啤酒釀造中，部分小麥芽替代大麥芽不僅可以彌補大米等輔料的氮源不足，提高麥汁收得率，還可改善啤酒泡沫性能，大大降低生產(chǎn)成本［21］。

2．2小麥芽應(yīng)用于飲料生產(chǎn)

小麥芽可作為制備谷物飲料的重要原料，開發(fā)多種飲料新品種，如類咖啡飲料［22］等。張劍等［23］研制了在乳液中添加適量小麥芽粉，進(jìn)行乳酸菌發(fā)酵后生產(chǎn)的具有雙重保健功能的麥芽酸奶。國外也有將發(fā)芽的谷類、豆類粉碎后進(jìn)行乳酸菌發(fā)酵，制得了風(fēng)味和營養(yǎng)具佳的酸奶飲料。鄒德慶等［24］在復(fù)原乳液中添加適量的小麥綠麥芽，并調(diào)酸制成了調(diào)配型綠麥芽酸奶飲料。筆者也進(jìn)行了小麥芽乳酸菌發(fā)酵乳飲料的研究，利用小麥芽中的α－淀粉水解酶水解自身的淀粉產(chǎn)生單糖和低聚糖，省去生產(chǎn)中的加糖工序［25］。張平安等［26］采用發(fā)芽小麥與豆?jié){混合，利用小麥芽中的酶除去豆?jié){的豆腥味，麥芽中的α－淀粉酶又促使小麥淀粉糖化，制得麥芽豆?jié){以及各種富有特色的發(fā)酵豆?jié){飲料。

2．3小麥芽應(yīng)用于面制品生產(chǎn)

目前，對于發(fā)芽小麥粉對面制品品質(zhì)影響的研究開展的比較多。武傳欣等［27］在實驗室發(fā)芽小麥，探討了發(fā)芽時間對小麥烘焙品質(zhì)的影響以及熱處理、酶活性豆粉等添加劑對發(fā)芽小麥烘焙品質(zhì)的改良作用。張劍［1］等在面包生產(chǎn)中添加少量的小麥芽粉，結(jié)果表明，小麥芽粉補充了面包粉中α－淀粉酶活性的不足，使面包的體積和比容達(dá)到較好的指標(biāo)，同時面包感官質(zhì)量也得到改善。Fogarasi等［28］研究了小麥芽用于面包生產(chǎn)后對面包和面團(tuán)特性的影響，當(dāng)較多的小麥芽粉添加到面包中，會導(dǎo)致面包心發(fā)黏并且粗糙，但是可以降低面包在保存期內(nèi)的老化率，延緩面包心的硬化。張劍等［29］對小麥芽粉的添加量對面包品質(zhì)及對面團(tuán)粉質(zhì)性能的影響也進(jìn)行了研究，確定了麥芽面包最佳的生產(chǎn)工藝條件；并按照最佳添加量進(jìn)行鐵、鋅、硒的強(qiáng)化實驗，結(jié)果表明，含鐵、含鋅與含硒的麥芽粉分別按比例加入面包，面包中有機(jī)態(tài)的鐵、鋅、硒含量均大大提高。趙艷麗［30］研究了發(fā)芽處理對高筋小麥品質(zhì)的影響，并探索了發(fā)芽小麥粉在面包生產(chǎn)和家常餅中的應(yīng)用，確定了相應(yīng)的最佳配方工藝。張劍等［17］向小麥粉中添加不同比例的小麥芽粉研究其對面條品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，適量小麥芽粉的添加，對面條品質(zhì)影響并不明顯，而且還會使面條中的還原糖、膳食纖維、氨基酸、多肽及鐵、鋅、硒、鈣等微量元素得到豐富，面條的營養(yǎng)得到強(qiáng)化。

2．4小麥芽應(yīng)用于奶制品生產(chǎn)

Szwajgier等［31］研究了小麥芽添加到牛奶甜點后對其流變性能和酚酸含量的影響，結(jié)果表明，小麥發(fā)芽后酚酸含量，特別是阿魏酸含量增加，小麥芽可以作為牛奶甜點的有效抗氧化劑；而且對牛奶甜點的硬度和黏附性沒有影響，因而可將小麥芽作為牛奶甜點的抗氧化劑的來源。

2．5小麥芽在食品生產(chǎn)其他方面的應(yīng)用

小麥芽還可加工生產(chǎn)小麥醬，小麥醬［32］是應(yīng)用小麥芽發(fā)酵制成的調(diào)味品。高震［33］對小麥等種子進(jìn)行培育作菜芽，發(fā)現(xiàn)這些種子發(fā)芽后均味美可食。張平安等［26］研究發(fā)現(xiàn)，在豆?jié){中添加小麥芽粉，可以脫除豆腥味和異味成分，口感較佳。趙萍等［34］研究了小麥對硒的耐受能力富集特點和小麥種子發(fā)芽富硒的最佳生產(chǎn)條件，結(jié)果表明小麥在發(fā)芽過程中可以將80％以上吸收的無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒，這可為生產(chǎn)富硒麥芽產(chǎn)品提供指導(dǎo)。張榮泉等［35］以硒麥芽粉為原料，制備出了具有補充有機(jī)硒和增強(qiáng)免疫力的硒麥芽顆粒保健食品。

3展望

綜上所述，發(fā)芽谷物是一種對健康較好的天然食材。發(fā)展小麥芽類食品，使用等量的糧食經(jīng)簡單工藝加工即可獲得具有更高營養(yǎng)價值和更高的保健效能的食品，又改進(jìn)了食物結(jié)構(gòu)，屬于應(yīng)大力發(fā)展的項目。將小麥芽用于食品行業(yè)作為酶源、功能性食品的原料，或進(jìn)行小麥芽類食品生產(chǎn)的前景都是非常廣闊的，而要達(dá)到在實際生產(chǎn)中應(yīng)用的程度，今后還需加強(qiáng)這一領(lǐng)域的研究工作，未來小麥芽的直接利用存在著巨大的發(fā)展空間。

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作者：張曉宇1 李建新1 王育紅2 艾志錄3 單位：1．中州大學(xué)化工食品學(xué)院 2．河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院食品科學(xué)系 3．河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院