小麥芽在食品工業中的發展

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

關鍵詞：小麥芽；發芽；酶活力；食品工業；應用

小麥是世界上栽培最早的糧食作物之一，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和利用只限于常規的加工方法，如制粉、生產面食等，而對利用小麥發芽產生的變化進行加工則較少見。小麥來源廣泛，小麥芽的生產原料易得，生產新型小麥芽食品，不僅可以拓寬小麥的應用范圍，還可以提高小麥的產后附加值。對近年來國內外小麥芽在食品工業中的應用進行了綜述。

1小麥芽的主要成分

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

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。國內外對發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應用研究較多的。小麥發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、制糖及焙烤工業中，小麥芽粉已作為酶來源開始應用。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同作用進行糖化。在小麥啤酒的生產中，利用小麥芽中三種淀粉水解酶的協同作用，可使淀粉糖化更徹底，從而提高小麥啤酒的質量。小麥芽拉開了酶制劑在焙烤工業中應用的序幕。小麥芽應用于面包中，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，感官質量也得到改善［1］。路茜玉［2］指出，α－淀粉酶只有在小麥發芽時大量產生，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。據文獻記載［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芽時才被激活并水解植酸，其研究表明，小麥隨著發芽天數增加麥芽中植酸酶活性增加。Bohn等［5］的研究也得出，發芽小麥中植酸酶活性增強。小麥發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，導致脂肪酸值升高。吳瑋［6］的研究表明，小麥隨發芽程度的加深，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

正常小麥淀粉質量分數為66．7％～75％，隨著小麥發芽，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小麥芽中的蛋白質和脂類

發芽后小麥籽粒的蛋白質減少，并隨發芽程度加深，蛋白質含量遞減。余江［8］等指出，在發芽過程中，蛋白質發生變化的一個重要原因是蛋白酶活性的變化。同時，在小麥發芽期間，氨基酸含量增加，這可能是蛋白質在小麥發芽過程中被蛋白水解酶分解生成了氨基酸。小麥芽粉中蛋白質含量與干、濕面筋含量之間存在明顯的相關性，董召榮等［9］研究表明，隨著發芽時間的延長，干、濕面筋含量逐漸降低。王麗娜等［10］的研究也表明，隨著小麥發芽時間的延長，面團中濕面筋含量明顯下降。在小麥發芽過程中，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，強筋小麥比中筋小麥減少得更快［6］。小麥發芽過程中，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

小麥被認為是人類攝入礦物質的主要來源，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］，是礦物質的寶庫。植酸能與礦物質元素結合，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芽進行，植酸酶活性增強，分解植酸，因而發芽提高了小麥中礦物質元素的生物有效性。小麥芽中含有大量的金屬礦物質，堿性程度比蔬菜中堿性最高的菠菜高近一倍，是適合酸性體質的最佳食品。

1．5小麥芽中的其他成分

發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的血液成分很類似，能快速溶入紅血球使人恢復活力，也能進入組織中清除殘留的藥物和毒素，中和不利于健康的化學物質，有清肝、活血、強心臟、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，得出發芽可以使小麥的葉酸含量增加4～6倍，即使隨后對發芽小麥進行烘干（50℃）磨粉也不會影響葉酸的含量。因此，可以將發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，如多酚類、γ－氨基丁酸等。張鐘等［13］的研究結果顯示，發芽小麥籽粒中多酚含量呈增加的趨勢，因而發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遞質，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，能夠有效預防糖尿病。近年來，研究發現，通過發芽可以增加谷物中GABA的含量，Hung等［14］和Donkor等［15］研究均得出小麥發芽后GABA的含量升高。Liu［16］研究發現食用全谷物中的混合生理活性物質要比單獨吸收各種活性物質更有利于健康。因此，可以將發芽小麥用于功能性食品生產。小麥發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芽的小麥高得多。另外，小麥發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小麥芽在食品工業中的應用

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

2．1小麥芽應用于啤酒生產

目前，國內小麥芽主要用于生產小麥啤酒，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，有利于糖化進行。小麥芽還適合應用于低度啤酒［19］和干啤酒等的生產。河南維雪啤酒集團公司研究生產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傳統外加酶制劑糖化法，選用特種酵母，優化發酵條件研制而成，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，大大降低生產成本［21］。

2．2小麥芽應用于飲料生產

小麥芽可作為制備谷物飲料的重要原料，開發多種飲料新品種，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，進行乳酸菌發酵后生產的具有雙重保健功能的麥芽酸奶。國外也有將發芽的谷類、豆類粉碎后進行乳酸菌發酵，制得了風味和營養具佳的酸奶飲料。鄒德慶等［24］在復原乳液中添加適量的小麥綠麥芽，并調酸制成了調配型綠麥芽酸奶飲料。筆者也進行了小麥芽乳酸菌發酵乳飲料的研究，利用小麥芽中的α－淀粉水解酶水解自身的淀粉產生單糖和低聚糖，省去生產中的加糖工序［25］。張平安等［26］采用發芽小麥與豆漿混合，利用小麥芽中的酶除去豆漿的豆腥味，麥芽中的α－淀粉酶又促使小麥淀粉糖化，制得麥芽豆漿以及各種富有特色的發酵豆漿飲料。

2．3小麥芽應用于面制品生產

目前，對于發芽小麥粉對面制品品質影響的研究開展的比較多。武傳欣等［27］在實驗室發芽小麥，探討了發芽時間對小麥烘焙品質的影響以及熱處理、酶活性豆粉等添加劑對發芽小麥烘焙品質的改良作用。張劍［1］等在面包生產中添加少量的小麥芽粉，結果表明，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到較好的指標，同時面包感官質量也得到改善。Fogarasi等［28］研究了小麥芽用于面包生產后對面包和面團特性的影響，當較多的小麥芽粉添加到面包中，會導致面包心發黏并且粗糙，但是可以降低面包在保存期內的老化率，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及對面團粉質性能的影響也進行了研究，確定了麥芽面包最佳的生產工藝條件；并按照最佳添加量進行鐵、鋅、硒的強化實驗，結果表明，含鐵、含鋅與含硒的麥芽粉分別按比例加入面包，面包中有機態的鐵、鋅、硒含量均大大提高。趙艷麗［30］研究了發芽處理對高筋小麥品質的影響，并探索了發芽小麥粉在面包生產和家常餅中的應用，確定了相應的最佳配方工藝。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的影響，結果表明，適量小麥芽粉的添加，對面條品質影響并不明顯，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，面條的營養得到強化。

2．4小麥芽應用于奶制品生產

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，結果表明，小麥發芽后酚酸含量，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小麥芽在食品生產其他方面的應用

小麥芽還可加工生產小麥醬，小麥醬［32］是應用小麥芽發酵制成的調味品。高震［33］對小麥等種子進行培育作菜芽，發現這些種子發芽后均味美可食。張平安等［26］研究發現，在豆漿中添加小麥芽粉，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芽富硒的最佳生產條件，結果表明小麥在發芽過程中可以將80％以上吸收的無機硒轉化為有機硒，這可為生產富硒麥芽產品提供指導。張榮泉等［35］以硒麥芽粉為原料，制備出了具有補充有機硒和增強免疫力的硒麥芽顆粒保健食品。

3展望

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

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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．中州大學化工食品學院 2．河南農業職業學院食品科學系 3．河南農業大學食品科技學院