小麦芽在食品工业中的发展论文
摘要：小麦经发芽后，还原糖、维生素、膳食纤维等含量均大有提高，营养价值和生理活性物含量得以提高，并可形成独特的风味及口感，在食品加工中应用可以提高食品的营养价值。综述了小麦芽的主要成分及其在食品行业中的应用研究情况，并对小麦芽产品的加工和开发利用前景进行了展望。
关键词：小麦芽；发芽；酶活力；食品工业；应用
小麦是世界上栽培最早的粮食作物之一，也是我国主要的粮食作物。近几年来，我国小麦年产量均在亿吨以上［１］，居世界第一位。但通常人们对小麦资源的开发和利用只限于常规的加工方法，如制粉、生产面食等，而对利用小麦发芽产生的变化进行加工则较少见。小麦来源广泛，小麦芽的生产原料易得，生产新型小麦芽食品，不仅可以拓宽小麦的应用范围，还可以提高小麦的产后附加值。对近年来国内外小麦芽在食品工业中的应用进行了综述。
１小麦芽的主要成分
小麦发芽过程中多种酶活力激增，呈现出谷物萌发所特有的酶类活力的增大，这也是影响小麦芽应用品质的主要因素。小麦经发芽后，还原糖、维生素、膳食纤维等含量均大有提高，在食品加工中应用可以提高食品的营养价值。
１．１小麦芽中的酶类
目前，对小麦芽中酶的研究是小麦芽研究的热点。国内外对发芽小麦中酶的研究主要涉及淀粉酶、蛋白酶、植酸酶和脂肪酶等。小麦芽酶类中，淀粉水解酶是目前食品行业应用研究较多的。小麦发芽后淀粉水解酶含量丰富，可作为一种很好的酶源。目前，在淀粉、制糖及焙烤工业中，小麦芽粉已作为酶来源开始应用。小麦芽中的淀粉水解酶类主要有α－淀粉酶、β－淀粉酶以及极限糊精酶等，有研究表明，这三种酶的协同作用有利于淀粉的彻底降解。目前，在超高麦芽糖浆的生产中已有使用三酶糖化法，即α－淀粉酶、β－淀粉酶和极限糊精酶协同作用进行糖化。在小麦啤酒的生产中，利用小麦芽中三种淀粉水解酶的协同作用，可使淀粉糖化更彻底，从而提高小麦啤酒的质量。小麦芽拉开了酶制剂在焙烤工业中应用的序幕。小麦芽应用于面包中，可以补充面包粉中α－淀粉酶活性的不足，使得面包体积更大，感官质量也得到改善［１］。路茜玉［２］指出，α－淀粉酶只有在小麦发芽时大量产生，正常小麦籽粒中缺少α－淀粉酶。谷芽、麦芽在我国民间是常用的助消化健脾胃的保健药。《本草纲目》记载，谷（麦）芽有“健脾开胃、下气和中、消食化积”之功。据文献记载［３］，麦芽助消化的主要有效成分就是淀粉酶。兰云贤等［４］指出，干燥植物种子中的植酸酶无活性，只有在种子吸收水分开始发芽时才被激活并水解植酸，其研究表明，小麦随着发芽天数增加麦芽中植酸酶活性增加。Ｂｏｈｎ等［５］的研究也得出，发芽小麦中植酸酶活性增强。小麦发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离脂肪酸，导致脂肪酸值升高。吴玮［６］的研究表明，小麦随发芽程度的加深，脂肪酸值升高，这也说明了脂肪酶含量的增加。此外，余江［７］等的研究表明，在小麦发芽过程中，外切蛋白酶活性也逐渐增加。
１．２小麦芽中的糖类
正常小麦淀粉质量分数为６６．７％～７５％，随着小麦发芽，少部分被水解成糊精和还原糖，属于天然变性淀粉。麦芽糊精就是一种葡萄糖当量值小于２０的淀粉轻度水解物，跟原淀粉相比，它的水溶性大大增加，同时具有许多优良的功能特性，它可以做成脂肪模拟品，部分或全部替代脂肪，市场前景广阔。随着发芽时间的延长，小麦芽中淀粉含量逐步减少，路茜玉［２］指出，发芽小麦中淀粉在高活性α－淀粉酶的作用下逐步分解成低分子糖类，随着发芽时间的延长，还原糖含量增加，这与苏东民等［８］的研究一致。
１．３小麦芽中的蛋白质和脂类
发芽后小麦籽粒的.蛋白质减少，并随发芽程度加深，蛋白质含量递减。余江［８］等指出，在发芽过程中，蛋白质发生变化的一个重要原因是蛋白酶活性的变化。同时，在小麦发芽期间，氨基酸含量增加，这可能是蛋白质在小麦发芽过程中被蛋白水解酶分解生成了氨基酸。小麦芽粉中蛋白质含量与干、湿面筋含量之间存在明显的相关性，董召荣等［９］研究表明，随着发芽时间的延长，干、湿面筋含量逐渐降低。王丽娜等［１０］的研究也表明，随着小麦发芽时间的延长，面团中湿面筋含量明显下降。在小麦发芽过程中，其总体脂含量逐渐降低。不同类型小麦的总体脂含量以不同的速度降低，在总体脂含量减少的速度上，强筋小麦比中筋小麦减少得更快［６］。小麦发芽过程中，游离脂肪酸含量升高，这是由于脂肪酶含量的增加而引起脂肪水解。
１．４小麦芽中的矿物质
小麦被认为是人类摄入矿物质的主要来源，小麦芽中也含有丰富的、具有生物活性的铁、锌、硒、钙等人体极易缺少的元素［４，１１］，是矿物质的宝库。植酸能与矿物质元素结合，降低其生物有效性。兰云贤等［４］和Ｂｏｈｎ等［５］研究均得出随着小麦发芽进行，植酸酶活性增强，分解植酸，因而发芽提高了小麦中矿物质元素的生物有效性。小麦芽中含有大量的金属矿物质，碱性程度比蔬菜中碱性最高的菠菜高近一倍，是适合酸性体质的最佳食品。
１．５小麦芽中的其他成分
发芽程度较高的小麦芽含有丰富的叶绿素，小麦芽中的叶绿素与人体内的血液成分很类似，能快速溶入红血球使人恢复活力，也能进入组织中清除残留的药物和毒素，中和不利于健康的化学物质，有清肝、活血、强心脏、降血糖、加速伤口愈合的作用，所以小麦芽被称为“绿色的血液”。小麦芽中叶酸含量丰富。Ｈｅｆｎｉ等［１２］用不同品种的小麦做实验，得出发芽可以使小麦的叶酸含量增加４～６倍，即使随后对发芽小麦进行烘干（５０℃）磨粉也不会影响叶酸的含量。因此，可以将发芽小麦作为制作高叶酸含量面包的原料。全谷物中富含多种对人类健康有益的生理活性物质，如多酚类、γ－氨基丁酸等。张钟等［１３］的研究结果显示，发芽小麦籽粒中多酚含量呈增加的趋势，因而发芽提高了小麦的抗氧化性。γ－氨基丁酸（ＧＡＢＡ）是目前研究较深入的一种重要的抑制性神经递质，参与多种代谢活动，具有很高的生理活性；ＧＡＢＡ也是一种胰岛素，能够有效预防糖尿病。近年来，研究发现，通过发芽可以增加谷物中ＧＡＢＡ的含量，Ｈｕｎｇ等［１４］和Ｄｏｎｋｏｒ等［１５］研究均得出小麦发芽后ＧＡＢＡ的含量升高。Ｌｉｕ［１６］研究发现食用全谷物中的混合生理活性物质要比单独吸收各种活性物质更有利于健康。因此，可以将发芽小麦用于功能性食品生产。小麦发芽后其膳食纤维含量得到提高［４，１２，１７］，Ｓｕｈａｓｉｎｉ等［１８］的研究也得出，小麦芽中膳食纤维的含量要比未发芽的小麦高得多。另外，小麦发芽后其维生素含量也有一定程度的提高，小麦芽含有丰富的维生素Ａ、Ｂ、Ｃ和Ｅ等。
２小麦芽在食品工业中的应用
研究表明，发芽使小麦的化学成分有所改变，营养价值和生理活性物含量得以提高，并可形成独特的风味及口感，有的还增加了一些药用成分，有的经发芽处理后可降低或消除有毒、有害或某些抗营养因素，这为发芽小麦的利用提供了思路。目前，国内外研究人员已对小麦芽在食品行业中的开发利用做了许多研究。
２．１小麦芽应用于啤酒生产
目前，国内小麦芽主要用于生产小麦啤酒，这主要是由于小麦麦芽富含各种淀粉酶，特别是α－淀粉酶和β－淀粉酶含量丰富，糖化力高，有利于糖化进行。小麦芽还适合应用于低度啤酒［１９］和干啤酒等的生产。河南维雪啤酒集团公司研究生产了小麦芽及全小麦芽啤酒［２０］。小麦芽干啤酒是以小麦芽代替传统外加酶制剂糖化法，选用特种酵母，优化发酵条件研制而成，解决了因加入酶制剂使啤酒带有苦涩及小麦蛋白溶解不良造成的啤酒稳定性差的缺点。小麦芽作为啤酒添加剂使用，啤酒原料中添加１０％～２０％的小麦芽能显著提高啤酒的麦芽香气，使啤酒泡沫如牛奶般洁白细腻。在啤酒酿造中，部分小麦芽替代大麦芽不仅可以弥补大米等辅料的氮源不足，提高麦汁收得率，还可改善啤酒泡沫性能，大大降低生产成本［２１］。
２．２小麦芽应用于饮料生产
小麦芽可作为制备谷物饮料的重要原料，开发多种饮料新品种，如类咖啡饮料［２２］等。张剑等［２３］研制了在乳液中添加适量小麦芽粉，进行乳酸菌发酵后生产的具有双重保健功能的麦芽酸奶。国外也有将发芽的谷类、豆类粉碎后进行乳酸菌发酵，制得了风味和营养具佳的酸奶饮料。邹德庆等［２４］在复原乳液中添加适量的小麦绿麦芽，并调酸制成了调配型绿麦芽酸奶饮料。笔者也进行了小麦芽乳酸菌发酵乳饮料的研究，利用小麦芽中的α－淀粉水解酶水解自身的淀粉产生单糖和低聚糖，省去生产中的加糖工序［２５］。张平安等［２６］采用发芽小麦与豆浆混合，利用小麦芽中的酶除去豆浆的豆腥味，麦芽中的α－淀粉酶又促使小麦淀粉糖化，制得麦芽豆浆以及各种富有特色的发酵豆浆饮料。
２．３小麦芽应用于面制品生产
目前，对于发芽小麦粉对面制品品质影响的研究开展的比较多。武传欣等［２７］在实验室发芽小麦，探讨了发芽时间对小麦烘焙品质的影响以及热处理、酶活性豆粉等添加剂对发芽小麦烘焙品质的改良作用。张剑［１］等在面包生产中添加少量的小麦芽粉，结果表明，小麦芽粉补充了面包粉中α－淀粉酶活性的不足，使面包的体积和比容达到较好的指标，同时面包感官质量也得到改善。Ｆｏｇａｒａｓｉ等［２８］研究了小麦芽用于面包生产后对面包和面团特性的影响，当较多的小麦芽粉添加到面包中，会导致面包心发黏并且粗糙，但是可以降低面包在保存期内的老化率，延缓面包心的硬化。张剑等［２９］对小麦芽粉的添加量对面包品质及对面团粉质性能的影响也进行了研究，确定了麦芽面包最佳的生产工艺条件；并按照最佳添加量进行铁、锌、硒的强化实验，结果表明，含铁、含锌与含硒的麦芽粉分别按比例加入面包，面包中有机态的铁、锌、硒含量均大大提高。赵艳丽［３０］研究了发芽处理对高筋小麦品质的影响，并探索了发芽小麦粉在面包生产和家常饼中的应用，确定了相应的最佳配方工艺。张剑等［１７］向小麦粉中添加不同比例的小麦芽粉研究其对面条品质的影响，结果表明，适量小麦芽粉的添加，对面条品质影响并不明显，而且还会使面条中的还原糖、膳食纤维、氨基酸、多肽及铁、锌、硒、钙等微量元素得到丰富，面条的营养得到强化。
２．４小麦芽应用于奶制品生产
Ｓｚｗａｊｇｉｅｒ等［３１］研究了小麦芽添加到牛奶甜点后对其流变性能和酚酸含量的影响，结果表明，小麦发芽后酚酸含量，特别是阿魏酸含量增加，小麦芽可以作为牛奶甜点的有效抗氧化剂；而且对牛奶甜点的硬度和黏附性没有影响，因而可将小麦芽作为牛奶甜点的抗氧化剂的来源。
２．５小麦芽在食品生产其他方面的应用
小麦芽还可加工生产小麦酱，小麦酱［３２］是应用小麦芽发酵制成的调味品。高震［３３］对小麦等种子进行培育作菜芽，发现这些种子发芽后均味美可食。张平安等［２６］研究发现，在豆浆中添加小麦芽粉，可以脱除豆腥味和异味成分，口感较佳。赵萍等［３４］研究了小麦对硒的耐受能力富集特点和小麦种子发芽富硒的最佳生产条件，结果表明小麦在发芽过程中可以将８０％以上吸收的无机硒转化为有机硒，这可为生产富硒麦芽产品提供指导。张荣泉等［３５］以硒麦芽粉为原料，制备出了具有补充有机硒和增强免疫力的硒麦芽颗粒保健食品。
３展望
综上所述，发芽谷物是一种对健康较好的天然食材。发展小麦芽类食品，使用等量的粮食经简单工艺加工即可获得具有更高营养价值和更高的保健效能的食品，又改进了食物结构，属于应大力发展的项目。将小麦芽用于食品行业作为酶源、功能性食品的原料，或进行小麦芽类食品生产的前景都是非常广阔的，而要达到在实际生产中应用的程度，今后还需加强这一领域的研究工作，未来小麦芽的直接利用存在着巨大的发展空间。
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