李 静

（河南工业贸易职业学院，郑州 451191）

小麦是人类重要的粮食作物之一，全球约有三分之一以上的人口以小麦为主粮[1]。中国是小麦的生产和消费大国，据国家统计局公布的数据显示，我国小麦近五年平均年产量达13409.6 万t，2021 年占全国全年粮食总产量的20.06%，播种面积高达23568.4 千公顷[2]。

麦麸是小麦在制粉过程中，经过研磨和筛理，除去胚乳、胚芽后剩下的成分，主要由果皮、种皮和糊粉层组成，是小麦加工的主要副产品，约占小麦籽粒的15%，资源丰富且价格低廉，年产量约2010 万t[3]。麦麸具有较高的营养价值，除含有丰富的膳食纤维、蛋白质、矿物质、维生素等营养成分外，还含有阿魏酸、阿拉伯木聚糖、植酸等大量植物活性物质，与降低肥胖、心血管疾病、2- 型糖尿病以及结肠癌的发生等生理功能存在密切关系[4-5]，是功能性食品的优良原料。然而，我国麦麸85%以上仅用于酿造和饲料工业，其潜在价值未得到充分开发与利用，推进其营养成分和功能性成分的提取及应用，对于提高副产品麦麸的深加工和高值化利用具有重大意义。本文综述麦麸营养成分的功能特性、提取方法和应用进展情况等，旨在为小麦副产品的深加工和高值化利用提供参考，延伸小麦产业链，推进国家优质粮食工程。

1 麦麸蛋白的提取及应用

蛋白质在麦麸中含量丰富，占麦麸质量的12%～18%。麦麸蛋白含有人体所必需的8 种氨基酸及婴儿所必需的10 种氨基酸，是一种优秀蛋白质资源。

孙媛[6]等使用Osborne 法分离提取麦麸所含的四种主要蛋白，得出其相对含量为清蛋白48.06%、球蛋白25.12%、醇溶蛋白18.70%、谷蛋白8.12%。其中球蛋白具有较大的持水性和持油性；醇溶蛋白具有较好的乳化力、起泡性和泡沫稳定性；球蛋白适宜添加在肉制品中，增加肉制品的嫩度；此外，麦麸蛋白有较高的抗氧化活性成分，有抗衰老和提升免疫力等生物功效。

陈晓磊[7]等采用超声提取法提取麦麸蛋白，并利用风味蛋白酶和碱性蛋白酶混合酶法进行酶解反应制备麦麸多肽，通过对麦麸多肽抗氧化性能测定，发现其具有一定的自由基清除能力，对ABTS 自由基清除能力与维生素C 相当，且对亚油酸的自氧化有显著的抑制作用。通过进一步考察其保湿性能，证实麦麸多肽具有一定的吸湿保湿能力，尤其在高湿环境中展现出超强的吸湿和保湿能力，在化妆品保湿方面有较大的应用前景。

麦麸蛋白的提取并在食品、饲料中的添加利用，以及酶解生产功能性多肽是实现麦麸资源高值化利用的有效方式。目前麦麸蛋白的提取方法主要有碱法、酶法、乙醇法和盐法。其中碱液法提取效率高且相对简单，但易有残留；酶法较为安全、温和但成本较高。蔡沙[8]等使用超声波辅助碱法可有效提高麦麸蛋白的提取效果，当料液比1∶20（g/mL）、超声功率300 W、温度为55 ℃、pH 12.0 时，麦麸蛋白的提取率可高达91.4%。

2 麦麸膳食纤维的提取及应用

膳食纤维是麦麸的主要功能性成分之一，占麦麸质量35%～50%，按照其水溶性可分为不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维两类，两者之间的比例约为9∶1[9]。膳食纤维对于维持肠道健康菌落环境、防止便秘、降低直肠癌风险，降低机体对胆固醇等的吸收、维持血糖水平，降低肥胖、糖尿病、高血脂、高血压、冠心病等疾病的风险均具有重要的生理功能[10-11]，被称为“第七大营养素”。我国居民膳食纤维的推荐摄入量是25 g/d，但由于消费者对于精米精面的喜好和不均衡的膳食结构，导致我国成人膳食纤维的平均摄入量仅为13.3 g/d[12]，所以近年来我国的“富贵病”比例在攀升。培养居民健康饮食观念，增加粗粮杂粮饮食是实现“健康中国”的关键。麦麸虽含有大量的膳食纤维，但由于其口感粗糙、味道苦涩、蒸煮困难等缺点，导致其直接添加至食品中具有很大的局限性，而提取麦麸膳食纤维并开发膳食纤维功能性食品则是解决此问题的重要途径。

提取膳食纤维的主要方法有化学法、酶法、发酵法、物理法和多方法协同等。

化学法主要使用酸、碱水解和水提等，成本较低且提取率较高，但化学暂留、环境污染和产品品质下降是其主要缺陷。李鹏冲[13]等用碱液作为提取溶剂进行膳食纤维提取研究，发现影响提取率因素的顺序为pH、温度、料液比、时间，最佳工艺为：pH 为9、浸提温度85 ℃、料液比1∶20（g/mL）、碱解时间120 min。

酶法是指使用单一酶制剂或复合酶制剂分解物料中的淀粉、蛋白质等非膳食纤维成分，制取高纯度膳食纤维产品的方法。曹新志[14]等采用α- 淀粉酶、蛋白酶双酶法制备膳食纤维，最佳提取条件为：α- 淀粉酶用量0.4%，酶解时间50 min，蛋白酶用量0.2%，酶解时间50 min，麦麸膳食纤维得率高达81.28%。酶法安全无毒且不需专用设备，污染小、收率高，制品质量好，是制取膳食纤维的较为理想的方式，但耗时长、成本较高。使用酶法与化学法相结合是提高效率、降低成本的关键。

发酵法是指使用以真菌为主的微生物发酵所产生的酸性环境及本身合成的酶处理非纤维成分的方法，分为液体发酵法和固体发酵法。发酵法是提取膳食纤维的有效方法之一，其利于操作、得率高、质量好，可实现大规模生产，但因微生物繁殖和代谢需要一定时间，所以周期长、耗时久，选择合适的菌种是缩短生产周期的关键，工业菌种黑曲霉、真菌灵芝、绿色木霉、米曲霉、米根霉[15-16]等可分泌丰富的酶系，是优良的细胞工厂。

物理法主要有粗分离法、膜分离法和筛分法，这些方法膳食纤维提取得率较低，超微粉碎、超声波处理、挤压膨化、过滤等机械处理方式通常用于辅助其他方法进行，能够有效地提高提取率和品质。陈婷婷[17]等采用超声预处理- 柠檬酸辅助并使用亚临界水提法提取麦麸中的水溶性膳食纤维，当超声预处理功率为195 W，柠檬酸和麦麸液固比39∶1（mL/g），亚临界水提取温度179 ℃、时间30 min时，得率为（41.00±0.29）%。

麦麸膳食纤维具有较强的持水性、膨胀性和持油性，可作为食品的增稠剂、稳定剂、脂肪替代物使用，可添加至馒头、面条、面包、饼干等面制食品中，提高产品营养价值。同时麦麸膳食纤维还会影响面团中淀粉特性，改善面制品的质构特性和感官品质，适量的添加可帮助维持面团中面筋蛋白网络结构，增加其抗延伸性，具有限制淀粉糊化、延缓老化的作用。麦麸膳食纤维也可添至肉制品当中，开发多纤维低脂肪的健康肉制产品。可充当胶凝剂、保水剂和填充剂，形成均匀致密的网状结构，帮助增加肉制品的持水、持油能力和嫩度。

刘英丽[18]等研究表明麦麸膳食纤维可显著改善肌原纤维蛋白的功能特性、改良肉制品风味，随麦麸膳食纤维添加量增加，猪肉肌原纤维蛋白的乳化性略升高，添加量5%时，其乳化性增加7.4%，乳化稳定性降低，保水性、弹性模量、凝胶硬度增大。随着麦麸膳食纤维粒径减小，肌原纤维蛋白的保水性和凝胶硬度提高、蛋白弹性模量降低，微观结构更加致密。此外，麦麸膳食纤维还可以添加至饮料、果酱、保健品、膨化食品、方便食品等之中，麦麸膳食纤维颗粒大小、添加量和预处理方式都会影响到制品的质量，例如在面条中过量添加会造成面条断条率升高、感官品质下降[19]，所以其添加量应根据食物类型和烹饪方法进行调整。

3 麦麸阿拉伯木聚糖的提取及应用

阿拉伯木聚糖又称戊聚糖，是一种非淀粉性多糖，在麦麸中含量较高，约占20%～26%，由β-1，4糖苷键链接的D- 吡喃木糖残基构成主链，以α-L- 呋喃阿拉伯糖在主链木糖残基的C-3、C-2 位上单取代或双取代，阿魏酸团则靠酯键与C-5 位阿拉伯糖残基相连[20]，根据其水溶性可分为水溶性阿拉伯木聚糖和水不溶性阿拉伯木聚糖，其比例约为1∶3。阿拉伯木聚糖具有益生元[21]，降血糖、降血脂、治疗肥胖作用[22]，以及具有提高免疫、抗氧化、抗肿瘤[23]等多种生理活性成分。阿拉伯木聚糖具有较大的分子量、分支结构多，具有持水力强，溶液粘度高，具有一定的氧化胶凝性[24]。

目前，对于阿拉伯木聚糖主要研究集中在生理活性、加工特性、以及提取方面，在食品中使用较少，主要用在面制品、饮料中。马瑞杰[25]等研究表明，适量添加阿拉伯木聚糖能够降改善馒头的质构特性，降低其低黏性、硬度和白度，添加量0.2%时，馒头结构、比容、弹韧性和感官评价达到最优值，过量添加时馒头质量下降。张久亚[26]等研制戊聚糖（阿拉伯木聚糖）泡腾奶片固体饮料，最佳配方为：戊聚糖、奶粉各24.39%，碳酸氢钠、柠檬酸各24.39%，及少量的润滑剂和甜味剂。

阿拉伯木聚糖的提取方法有水热提取法、碱提取法、酶解提取法和机械辅助提取法。

水热提法仅能提取水溶性阿拉伯木聚糖，提取得率较低；碱提法通过将麦麸浸泡在碱性溶液中，破坏细胞壁组分连接的次级键。鲁振杰[27]等研究表明：不同的条件所提取得到阿拉伯木聚糖的性质差异较大，其分子质量随提取温度的升高而减小；溶液黏度随NaOH 浓度增加增大，随提取温度及时间的增加而减小；在NaOH 浓度0.5 mol/L、提取温度85 ℃和提取时间120 min 时，所得阿拉伯木聚糖的纯度高达88.72%，提取得率32.8%。

碱提法使用范围较广，但存在耗碱量大、时耗长、废水处理困难等缺点。

酶法提取也是常用的提取方法，采用单一酶或复合酶水解，较为温和、对其结构破坏较小，功能性得以较好保留，但酶制剂的成本较高。适宜酶制剂的选择也关乎提取质量，超声波、蒸汽爆破、超高压、酸处理等辅助提取方式也逐渐被用于提取工艺中。付元芳[28]等研究得出提最佳工艺为：木聚糖酶量39.99 mg，超声功率150 W、超声时间90.20 min、超声温度56.13 ℃，提取得率4.83%，碱提残渣得率为11.21%；纤维素酶提取得率为2.33%，后碱提残渣得率为15.98%；酶提所得残渣再使用碱处理可有效提高得率，四种方法提取的阿拉伯木聚糖均具有一定的抗氧化性。

4 麦麸阿魏酸的提取及应用

麦麸中含有天然多酚类物质，其中以阿魏酸含量最高，约为0.02%～1.5%。阿魏酸是几年来国际公认的防癌物质，具有较强的抗氧化能力，可以清除体内活性氧自由基，同时具有调节机体生理机能的作用，抑制机体产生自由基的酶，消除自由基酶的活性；此外，阿魏酸还具有抗菌消炎、降低血脂、降低血压、预防血栓、防治冠心病、抑制肝损伤、改善肾功能、治疗糖尿病、保护神经、治疗阿尔兹海默症、提高免疫力等功效[29-32]。阿魏酸易被人体吸收，又可从尿液代谢排出，使用较为安全，鉴于其独特的功效，被广泛应用于医药领域。在功能性饲料中能够起到部分或者完全替代抗生素的作用，解决抗生素残留、耐药性、机体微生态紊乱等问题[33]。阿魏酸具有能够改善皮肤品质、减少色斑、美白和延缓皮肤衰老等特性，在化妆品行业同样应用广泛。由于阿魏酸具有促进机体的机能、抗氧化的特点，其可被应用于功能性食品的开发与应用，也可作交联剂用于食品胶和可食性包装膜的制备[34]。

麦麸阿魏酸的制备方法主要有碱水解法和酶解法。碱水解后再酸化制备阿魏酸的方法因成本低且产量较高，被广泛应用于工业化生产，但其废液、废渣易造成环境污染，所以工艺技术有待进一步优化。酸解法条件温和、不需要复杂设备且工艺简单，但稳定性较差，且微生物在生产阿魏酸的同时易产生水解阿魏酸的酶，导致其提取率不高，也有待研究辅助优化方法。赵文红[35]采用均匀设计法优化麦麸阿魏酸酶法提取工艺，最佳工艺为：底物浓度25 g/L、酶添加量4 g/L、酶解时间5 h、pH 7.5、温度55 ℃，阿魏酸提取量可达3.64×10-5mol/g。

杨徐宁[36]等采用超声辅助碱醇法提取阿魏酸，最佳提取工艺为：超声功率240 W、料液比1∶12（g/mL）、碱液4.56%、碱醇比2.3∶1、超声时间30 min、温度为57 ℃，此时提取率达85.68%。

5 麦麸其他成分的提取及应用

麦麸中还含有其他营养成分，如淀粉、植酸等。麦麸植酸含量约5%～8%，主要以植酸钙镁盐的形式存在，是种子中磷的主要储存物，能够影响矿物质的代谢、抑制消化酶、阻碍蛋白质的吸收，是一种抗营养因子。由于全谷物食品中含有较多的盐，长期食用会造成钙铁锌的缺乏，所以常被脱除处理。采用酸浸法提取的植酸可应用于果蔬保鲜[37]。此外，还可从麦麸中提取β- 淀粉酶，用以代替麦芽作生产啤酒、饮料的糖化剂，充分利用可节约粮食、实现粮食副产品的有效增值[38]。