李 静，佟恩杰，李 慧，强婉丽，杨海莺，宫 雪，张连慧，颜国政

（1.中粮营养健康研究院，营养健康与食品安全北京市重点实验室，老年营养食品研究北京市工程实验室，北京 102209；2.中粮麦芽（大连）有限公司，辽宁 116200）

麦芽根是发芽大麦或大麦芽清理过程中的副产品，主要由大麦芽根、大麦细粉、外皮和碎麦芽组成。麦芽根作为啤酒生产的主要副产物，占总投料量的 3%～4%左右[1]。我国在 2017年的啤酒总产量约4 000万吨，可产生10万吨以上麦芽根副产物[2]。研究表明，麦芽根中蛋白质含量大于30%，营养价值丰富，但目前国内对麦芽根尚无成熟的应用方案，仅作为廉价的畜禽饲料（1 500元/吨左右）直接利用[3-4]。同时，麦芽根本身的咸鲜味、苦涩味限制了麦芽根的深加工，长期以来我国的麦芽根只有少量作为饲料使用，其余当作垃圾处理[2]。本文对麦芽根的营养成分及活性物质等进行了测定及全面分析，并从饲料、食品、化妆品三个领域分析其应用前景，为麦芽根副产物的高值化利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 主要原材料及仪器设备

麦芽根干品：中粮麦芽（大连）有限公司提供；硫酸铜、硫酸、氢氧化钠、乙醇、丙酮等均为分析纯。

CS101-2型电热鼓风干燥箱：重庆试验仪器设备厂；ZJ-1A型电子天平：上海精天电子仪器有限公司；JJ-2B型高速组织捣碎机：江苏金坛荣华仪器制造有限公司；HW SY11-K1型电热恒温水浴锅：北京长风仪器仪表公司；PHS-3C型雷磁pH计：上海精密科学仪器有限公司；ICE3500型原子吸收分光光度计：美国Thermo Fisher公司；TU1901型紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司；AFS-2202E型原子荧光光度计：北京海光仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 基本营养成分分析

蛋白质：GB 5009.5—2010凯氏定氮法；脂肪：GB/T 5009.6—2003；碳水化合物：GB/Z 21922—2008；膳食纤维：GB/T 5009.88—2008；水分：GB 5009.3—2010 直接干燥法；灰分：GB 5009.4—2016。

1.2.2 氨基酸含量的测定

采用氨基酸自动分析仪测定。

1.2.3 维生素含量的测定

维生素 B1：GB/T 5009.84—2016；维生素 B2：GB/T 5009.85—2016；烟酸：GB 5009.89—2016；维生素B6：GB 5009.154—2016；叶酸：GB 5009.211—2014；维生素 B12：GB/T 5009.217—2008；维生素A、E：GB 5009.82—2016；维生素C：GB 5009.86—2016；维生素 K1：GB 5009.158—2016。

1.2.4 矿物质含量的测定

铁：GB/T 5009.90—2016；钠和钾：GB/T 5009.91—2017；钙：GB/T 5009.92—2016；锌：GB/T 5009.14—2017；铜：GB/T 5009.13—2017；磷：GB/T 5009.87—2016；镁：GB/T 5009.241—2017。

以上每个指标重复检测3次，取平均值。

1.2.5 麦芽根活性成分测定

多酚：T/AHFIA 005—2018；多糖：SNT4260—2015。

1.2.6 麦芽根仿生消化率测定

根据《单胃动物仿生消化系统操作手册》（第二版）进行操作，测定麦芽根和麸皮样品猪仿生消化干物质消化率、能量消化率和粗蛋白消化率。

2 结果与分析

2.1 基本营养成分含量

如表1所示，麦芽根中的蛋白质含量较高，高达 34.3%，其蛋白质含量与大豆（35%）中的相近，远高于小麦麦麸中的蛋白质含量，作为饲料时可弥补麦麸中的蛋白质含量不足[5]。麦芽根中的水分含量比较低，为 3.79%，远低于麦麸（12.2%）。同时，麦芽根中含有丰富的膳食纤维，为39.4%，其中不可溶性膳食纤维占比38.3%。

表1 麦芽根中基本营养成分含量（n=3）Table 1 The nutrition components of malt root (n=3)

2.2 氨基酸含量

麦芽根中氨基酸种类及含量的测定结果见表2。麦芽根中的必需氨基酸的含量为8.37%，非必需氨基酸含量为12.75%，其中必需氨基酸量占氨基酸总量的39.63%。与麦麸相比，麦芽根中的赖氨酸、苏氨酸、缬氨酸的含量较高，其必需氨基酸含量为麦麸的2倍，更接近FAO/WHO推荐的蛋白模式必需氨基酸总量达40%左右的标准。

表2 麦芽根的氨基酸组成（g/100 g，n=3）Table 2 The kinds and contents of amino acids of malt root (g/100 g, n=3)

食物蛋白质氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式越接近，必需氨基酸被机体利用的程度就越高，食物蛋白质的营养价值也相对较高，其中鸡蛋蛋白中氨基酸模式与人体氨基酸模式最接近，通常作为参考蛋白[8]。由表3可知，麦芽根蛋白质氨基酸模式与鸡蛋相比，其赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、亮氨酸和异亮氨酸含量与参考蛋白氨基酸含量非常接近。因此从营养学的角度来看，麦芽根蛋白质可以弥补植物蛋白中相对缺乏的赖氨酸、苏氨酸和色氨酸，是一种营养价值较高的蛋白质。

表3 麦芽根蛋白质氨基酸模式（g/100 g蛋白质，n=3）Table 3 Amino acid pattern of malt root (g/100 g protein, n=3)

2.3 维生素种类及含量

麦芽根中维生素种类及含量的测定结果见表4。麦芽根中几乎包含所有B族中的维生素单体，其中维生素B2含量较高，是藜麦（0.39 mg/100 g）的1.5倍，麦麸（0.33 mg/100 g）的1.8倍，且含有一般谷物中缺乏的叶酸和维生素B12[9]。同时，麦芽根中还含有植物类原料中含量较少的维生素E，且主要形式为活性最高的 α-生育酚，此外，还含有4.35 mg/100 g维生素C，而麦麸中不含维生素C。

表4 麦芽根维生素含量（n=3）Table 4 The kinds and contents of vitamins of malt root (n=3)

2.4 矿物质种类及含量

麦芽根中矿物质种类及含量的测定结果见表5。结果表明，麦芽根中钾含量是麦麸的2.4倍、大豆(15 030 mg/kg)的近 1.6倍。麦芽根中钙含量较高，是麦麸的1.9倍、牛奶(1 040 mg/kg)的约1.7倍、鸡蛋(500 mg/kg)的约3.5倍。除此之外，麦芽根中的铁、镁和锌含量也相对较高，其中铁是牛肉(33 mg/kg)中的 2.1倍，镁是小米(1 070 mg/kg)中的2.1倍，锌是猪肝(57.8 mg/kg)中的约1.4倍[5]。

表5 麦芽根的矿物质组成（mg/kg，n=3）Table 5 The kinds and contents of mineral of malt root (n=3)

2.5 麦芽根中活性成分含量

麦芽根中总多糖含量较低，为0.001 3%，总多酚含量相对较高，为 1.09%，其中，植物多酚主要是缩合单宁类物质，单宁类物质是天然的抗氧化剂，可帮助清除体内自由基[10]。

2.6 麦芽根仿生消化率测定

根据麦芽根营养成分测定结果，可知麦芽根蛋白质含量是麦麸的 2.4倍，且必需氨基酸组成模式优于麦麸。但在饲料领域，麦芽根的价格低于麦麸，按照麦芽根的蛋白质含量可作为高蛋白饲料售卖，但其消化利用率尚不明确。检测结果显示，麦芽根的干物质含量及粗蛋白消化率均高于麦麸，而干物质消化率、酶水解物能值、能量消化率低于麦麸。

表6 麦芽根消化率测定（样品仿生猪消化结果，干物质为基础，n=3）Table 6 Digestibility of malt root (Digestion results of sample by bionic pig, based on dry matter, n=3)

3 麦芽根的应用前景

麦芽根中营养素含量丰富，水分含量较低，不易腐败变质，便于运输及保藏。麦芽根中蛋白质（34.3%）、膳食纤维（39.4%）含量高于麦麸，必需氨基酸（8.37%）为麦麸的2倍，赖氨酸、苏氨酸、缬氨酸含量相对较高，粗蛋白消化率为80.04%，高于麦麸（74.08%）。麦芽根中维生素B2、B6、叶酸、B12、维生素C含量高于麦麸，分别为 0.6 mg/100g、0.46 mg/100g、0.17 mg/100g、0.11 μg/100g、和4.35 mg/100g，并含有维生素E（3.14 mg/100g）。钠、钾、钙、锌、铜、磷、铁、镁含量丰富，并具有较高含量的总多酚（1.09%）及少量多糖。基于麦芽根营养丰富的特点，以大麦芽根为原料进行深加工，有望开发出具有高附加值的功能性食品；同时，从营养学的角度来看，大麦芽根具有食品营养特性和作为食品原料的应用潜力。因此，本文结合麦芽根营养特性、目前国内外法律法规及应用现状，对麦芽根的应用前景进行深度分析，以期拓展麦芽根的应用领域，提高其附加值。

3.1 麦芽根作为饲料使用

根据中国农业农村部2012年发布的《饲料原料目录》（中华人民共和国农业部公告第 1773号）[11]的要求，大麦芽根属于谷物及其加工产品，可以作为饲料原料使用，其相关定义如下：

原料编号原料名称 特征描述 强制性标识要求1.1.13 大麦芽根发芽大麦或大麦芽清理过程中的副产品，主要由大麦芽根、大麦细粉、外皮和碎麦芽组成。粗蛋白质粗纤维

根据欧盟公布的饲料原料目录法规（(EU) No 68/2013）[12]要求，大麦芽根（Malt rootlets）可以作为饲料原料使用，其相关定义和要求与中国农业农村部《饲料原料目录》目录的内容基本一致。美国农业部官方网站（USDA）的相关资料显示，大麦芽根（Malt sprouts）是大麦萌芽后的根，是麦芽制造过程的主要副产物，干大麦芽根常与啤酒糟混合后作为奶牛的饲料，大麦芽根的粗蛋白含量 24.6%，粗纤维含量 13.9%。根据加拿大农业部官方网站的资料显示，脱水大麦芽根（Barley malt sprouts dehydrated (or Malt sprouts)）可以作为饲料原料使用。

目前，麦芽根和麸皮均作为能量饲料售卖，原料附加值较低。根据国际饲料分类法，干物质中粗纤维含量在18%以下、粗蛋白质含量在20%以上的一类饲料可作为蛋白补充饲料，其售价高于能量饲料。而根据麦芽根营养丰富的特点，可进一步进行以麦芽根为原料的深加工，开发成具有高营养价值的饲料原料。

3.2 麦芽根作为食品原料使用

麦芽根具有类似麦芽的特殊风味，近年来，已有少量的研究对麦芽根在食品领域进行了探索及应用，如用于制造酱油、食品增鲜剂、乳酸等[13-15]。但美国、日本、加拿大、欧盟、澳大利亚等国均未有批准大麦芽根作为食品原料和新食品原料在食品中使用的食品法规文件。查询目前中国的食品法规标准资料，没有批准大麦芽根或大麦芽根提取物作为普通食品原料的依据，而且大麦芽根在我国没有传统食用习惯（注：根据《新食品原料安全性审查管理办法》[16]的规定：“传统食用习惯”是指在省辖区域内有30年以上作为定型或者非定型包装食品生产经营的历史，并且未载入《中华人民共和国药典》）。因此，无论是大麦芽根还是大麦芽根提取物如果作为普通食品原料使用，都存在着原料合规风险，需要向国家卫生健康委员会（以下简称“国家卫健委”）提交大麦芽根作为新食品原料申请获批准后，才能作为食品配料使用。

根据《中华人民共和国食品安全法》的要求，食品生产经营应当符合食品安全标准，禁止用非食品原料生产食品，利用新的食品原料生产食品，应当向国务院卫生行政部门提交相关产品的安全性评估材料。如果申请大麦芽根为新食品原料，需依据《新食品原料安全性审查管理办法》[16]《新食品原料申报与受理规定》[17]《新食品原料安全性审查规程》[18]等文件的要求，向国家卫健委提出大麦芽根作为新食品原料使用申请。提交文件包括申请表、新食品原料研制报告、安全性评估报告、生产工艺、执行的相关标准（包括安全要求、质量规格、检验方法等）、标签及说明等，申请平均周期为2～3年。

国外对于新食品原料的审批时间相对中国的要短一些，建议在国外申报为新食品原料后出口，比如 FDA（美国食品药品监督管理局）提出的“GRAS（Generally Recognized As Safe）备案制度”（GRAS类似中国新食品原料）。根据该制度，当食品生产者要把一种新食品成分用于食品中，并不需要经过FDA审查其安全性。申请者自己组织专家，根据已有的科学文献和生产者自己的实验结果，评估其所采用的生产流程、使用方式以及使用量下的安全性。如果评估结果符合 GRAS要求，就向 FDA备案。FDA不进行研究，只对申请材料是否可靠进行评估。在“备案制”流程下，GRAS资格审核从申请到FDA批复的时间大大缩短，平均不到6个月。

3.3 麦芽根作为化妆品原料使用

根据目前国内外的化妆品法规体系，大麦芽根提取物(HORDEUM VULGARE ROOT EXTRACT)在欧盟已经批准列为化妆品原料，在《国际化妆品原料标准中文名称目录》[19]中有记载，且在国外高端品牌护肤品中已有应用案例，但在国内化妆品中没有应用案例，若将大麦芽根提取物应用于化妆品中，需要符合国家有关法规、标准、规范的相关要求，并对原料进行安全性风险评估，并由企业承担产品质量安全责任。因此大麦芽根在深度加工后，可以出口至国外作为化妆品原料使用，但需按不同国家的相关进口法规和流程执行。