小麦制粉时,大量副产品是麦麸。在不同的面粉加工精度下,麦麸的出品率不同,不同出粉率下麦麸的化学成分见表2-4。
表2-4不同出粉率时麦麸的化学成分(以水分13%为基准)(%,质量分数)
由表2-37可见,生产低出粉率的面粉时,麦麸的粗蛋白含量较高。由于种皮和糊粉层的细胞壁厚,麦麸中粗纤维含量较高。
与面粉相比,麦麸的粗蛋白含量不低,而且营养价值较高,含有赖氨酸0.6%。由于小麦子粒中B族维生素多集中于糊粉层和胚中,麦麸中B族维生素含量很高。麦麸中钙、磷含量极不平衡,钙含量为0.16%,而磷为1.31%,钙、磷比例几乎呈1:8。因此,麦麸用作饲料,含钙量不足是一个很大的缺陷。
小麦加工过程中,麸皮成为面粉生产的大宗副产品,具有原料高度集中、数量庞大的特点。现在,这些麸皮一般作为饲料工业的原料,经济价值不高。而小麦麸皮中含有许多极具利用价值、对人体有益的成分。
在小麦制粉过程中形成的麸皮约占20%左右,主要由小麦子粒的皮层组成,另外由于制粉工艺的限制,含有一定量的胚乳和麦胚。除一般作为饲料用外,如进行深加工和综合利用,可增加其附加值。
麸皮容重小,为减少其体积,便于运输及贮藏,减少环境污染,可制成粒状。
粒状麸皮的工艺是将麸皮用蒸汽调质(78.5~117.7千帕压力),使水分增加到2%~3%,调质后料温80~90℃,然后经制粒机制粒,再经冷却后打包。目前使用的制粒机有卧轴环模式和立轴平模式两种。一般包括调质器、喂料器、磁选器、环模、压辊、切刀及电机和传动装置等,环模孔直径为6~10毫米,如采用8毫米直径的环模时,制1t颗粒麸皮所需动力为8千瓦。蒸汽消耗量约为3%~6%。经冷却器后所制成的麸皮颗粒,其长度约为直径的1.5~2倍,水分12%~12.5%,密度1.2~1.3克/立方厘米,破碎率5%~8%,粒化系数大于97%。现今我国已有颗粒麸皮出口。
(1)麸皮的食用。小麦麸皮含有较多的不溶性膳食纤维,在人体消化道内可吸收大量水分,吸收毒性物质并能防治便秘。但小麦麸皮中的植酸含量较高,植酸能与矿物元素形成螯合物,影响人体对矿物质的吸收。因此,麸皮要进一步粉碎和经特殊处理,才能食用或用于食品。
采用粉碎的方法对麸皮进行处理后,麸皮可以作为食品添加剂添加于食品。其生产工艺如下:首先用粉碎机对麸皮进行粉碎,筛出粒度(300±25)微米粗粉(称A类粉),采用反复循环粉碎的方法以使筛下物微粉(称D类粉)的量增多。进一步用TG-40N型旋转式空气分离机(流量50~100千克/小时,转速1 000~1 500转/分钟,风量25~30立方米/分钟)分离,用74~130微米的筛绢分出大于(100±25)微米的粉(称为B类粉)和小于(100±25)微米的粉(称为C类粉、蛋白质类粉)。
B类粉主要由果皮和种皮构成,食用纤维含量可达30%~50%(称为膳食纤维类粉),同时还含有很丰富的戊糖和矿物质,可单独作为富含食物纤维的食品添加物。C类粉和D类粉主要由糊粉层和珠心层构成,含有24%~40%的蛋白质,维生素的含量也很高,是用于食品和饲料行业的高蛋白、高维生素的营养强化物。
麸皮也可采用蒸煮后加酸的方式除去植酸,然后再添加各种调料获得较好的口感和外观。最简单的方法是用纯净的麸皮蒸煮10~20分钟,添加柠檬酸、酒石酸、乳酸等有机酸0.2%~5%,添加蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、果糖或蜂蜜、饴糖等30%~80%,还可以加入糊精、淀粉、油脂以及着色料、调料等,有的以水溶液等形式加入,然后通过剧烈搅拌,使之被麸皮吸收和混合,然后摊开片刻,再加热干燥30分钟左右,即可得到产品。
(2)制备麸皮膳食纤维。麸皮中富含纤维素、半纤维素、木质素,而这些均是构成膳食纤维的成分,见表2-5。大量研究证明,膳食纤维在胃肠内吸收水分后体积增大,使人产生饱腹感,在肠道内形成胶态,促进大肠蠕动,延缓葡萄糖和脂肪的吸收,逐渐使血糖和血脂水平下降,从而预防和减少许多“文明病”的发病率。因麦麸富含人们所希望从天然食品中得到的膳食纤维,以麸皮为原料制成的食物和健康产品也在世界上日益流行。
表2-5 麦麸中膳食纤维的成分和含量(以干物质计)(单位:%)
麸皮膳食纤维的食用对癌症特别是对结肠癌的发生有较好的预防作用。其作用机制为:①膳食纤维可以螯合致癌物质,使其与结肠黏膜的接触概率大大减小,还可以稀释致癌物,减轻毒性。②膳食纤维可以改善结肠的功能,促进肠道蠕动,增加粪便体积,缩短排空时间,减少便秘发生率。③膳食纤维可被肠道中细菌分解产生短链脂肪酸,降低结肠中酸碱度,从而抑制腐生菌的生长,改善肠道微生物菌群从而影响致癌代谢过程,而产生的醋酸和丁酸等短链脂肪酸还可以抑制肿瘤细胞的生长繁殖,诱导其向正常细胞转化,并控制致癌基因的表达。
小麦膳食纤维除了可以用来开发保健品外,由于它具有良好的持水性,还能改良食品品质。如制作蛋糕时,配料中加入面粉量6%左右的膳食纤维,可得到比体积理想的、耐老化的蛋糕;肉制品加入小麦膳食纤维,可以提高持水性,并延长其货架寿命。可见,小麦膳食纤维在食品生产中的应用也具广泛的前景和重要价值,但它在特定食品生产中的应用量和应用方法还有待研究。
提取麦麸膳食纤维的方法主要有有机溶剂沉淀法、中性洗涤剂法、酸碱法和酶法等。以麦麸为原料提取膳食纤维一般采用上述几个方法的结合。采用复合酶法提取膳食纤维的工艺如下:
原料预处理→植酸分解→淀粉水解→灭酶→蛋白质水解→中和洗涤→脱色→过滤→烘干→粉碎→过筛→成品
①原料预处理:麸皮除杂,粉碎过20目筛。
②植酸分解:在麸皮中加入10倍重量的水,用浓硫酸调pH值为5.0~5.5,保持50~60℃充分搅拌6~10小时。
③淀粉水解: 加入1%的α-淀粉酶,在pH值为6.5,温度为70℃的条件下水解1.5小时(氢氧化钠调pH值)。
④灭酶、过滤、洗涤:升温至95~100℃,并保持0.5小时以中止酶作用并杀菌,然后过滤,用热水充分洗涤。
⑤蛋白质水解:用氢氧化钠调pH值为6.0,加入0.5%的木瓜蛋白酶,保持50~60℃,充分搅拌2~4小时。
⑥脱色:加入2%~3%的双氧水在35~40℃下充分搅拌24小时,过滤后用热水充分洗涤,在100~105℃的烘箱中烘干,粉碎,过80目筛即得成品。
(3)提取麸皮蛋白。麦麸含有蛋白质11%~13%。此外,麦麸蛋白质含有16种氨基酸,其中谷氨酸为46%,可作为制取味精的原料。
麦麸蛋白具有鸡蛋蛋白的功能,可做发泡剂用于面包、糕点的制作,并能防止食品老化;麦麸蛋白用于鱼肉、火腿肠时,可增加产品的弹性和保油性;麦麸蛋白可做乳化剂,制作的乳酪或高蛋白乳酸饮料别具风味。提取蛋白的方法有:
①化学分离法:即用稀碱液溶解麦麸中的蛋白质,而后以酸中和的方法。
②物理分离法:即捣碎法,将麦麸粉碎后加水搅拌成奶油状,用水洗涤,再用筛网分离蛋白小块。
③蛋白酶分离法:麦麸中加入水,用酸液调至pH值1.9~2.2,在温度40℃下加入α-蛋白酶,即可将蛋白质分解。
④α-淀粉酶分离法:麦麸粉碎后,在温度45~60℃下加入α-淀粉酶,反应6小时,淀粉液化,蛋白质在不变性的情况下分离出来。分离蛋白过程中得到的淀粉,是发酵工业的主要原料,可作柠檬酸、酒精、酵母、味精、赖氨酸等的发酵原料,也可制作葡萄糖或饴糖。
(4)提取麸皮戊聚糖。戊聚糖在小麦麸皮中含量较高,约占干重的40%~50%。戊聚糖主要有以下两个方面的重要特性:一是具有较高的吸水和持水能力,分散于水相中能形成黏度较高的溶液;二是在少量氧化剂存在的情况下具有氧化交联特性。
戊聚糖的上述性能使得它对面团流变学特性有着非常重要的影响,主要表现在以下几个方面:
①对面团吸水率的影响:一般认为,面团的吸水率主要取决于面粉中蛋白质和破损淀粉的含量。但研究发现,具有高度水化能力的戊聚糖虽然在面粉中占的比例很低(占面粉干重的1.5%~3.0%),但对面团吸水量却有非常重要的影响。在面团形成过程中.戊聚糖所吸收的水分约占面团总吸水量的23%,因此,戊聚糖对面团吸水量及面团中水分分布是一种重要的调节剂。
②对面团流变性质的影响:戊聚糖可发生氧化交联作用,可使面团的内聚力增强,弹性增加,延伸性下降。对于粉质较差的面粉的改良,除了添加面筋蛋白质外,加入适量的戊聚糖也能取得较好的效果。
③对面包品质的影响:将适量的戊聚糖添加到面粉中可以增大面包的体积。另外,戊聚糖还可以延缓面包老化,延长其货架寿命。
小麦麸皮提取戊聚糖的工艺如下:
小麦麸皮→粉碎(过40目筛)→80%乙醇溶液提取(2小时,70℃,料液比1克:5毫升)→离心分离(3 000转/分钟,30分钟)→上清液→淀粉酶酶解淀粉(2.5%的淀粉酶,90分钟,55℃,pH值5.5~7.0)→蛋白酶酶解蛋白质(2.5%的中性蛋白酶,90分钟,50℃,pH值6.5~7.5)→离心(3 000转/分钟,30分钟)→浓缩→有机溶剂沉淀(4倍体积乙醇,40℃,过夜)→沉淀物→干燥(24℃真空干燥)→水溶性戊聚糖(WSP)
(5)提取黄酮类物质。许多研究表明,体内自由基含量随年龄增长而积累,这正是使人衰老的原因之一。体内清除自由基的各种酶类和非酶类(如维生素C、维生素E)的防御能力也随年龄增长而衰退。过多的自由基会导致DNA的氧化破坏、蛋白质交联和肽键断裂、酶和激素失活,发生脂质过氧化反应,形成脂褐素(老年斑),沉积于心、脑、肾等器官使其功能减弱,机体免疫能力下降。由于自由基造成的损害和消除能力的下降,可诱导机体产生多种疾病(癌症、动脉硬化),并导致机体细胞衰老而死。
实验证明,小麦麸具有抗氧化活性和清除羟自由基的能力,食物纤维中所含黄酮类物质可能是清除自由基的活性物质,这类物质和膳食纤维中的葡萄糖形成糖苷,具有很强的抗氧化性。黄酮类物质具有清除超氧离子自由基和羟自由基的能力已被证实。
用碱液(pH值11.0)可从麦麸中分离出两种黄酮类化合物。
(6)生产酶制剂。麦麸中酶类丰富,含量较高的有β-淀粉酶、植酸酶、羧肽酶和脂肪酶等。β-淀粉酶也称糖化酶,可作为饴糖、啤酒和饮料生产上的糖化剂。植酸酶是一种能促进植酸或植酸盐水解成肌醇和磷酸的一类酶的总称。植酸酶既能将植酸磷转化为无机磷,促进磷的吸收,又能解除植酸对钙、镁、铁等矿物元素机体吸收的抑制,因此在营养学上很有意义。
麦麸在温度40℃、pH值6的条件下水提,得到的水提液经40%和90%硫酸铵分步盐析,分别得到β-淀粉酶和植酸酶沉淀。沉淀经脱盐干燥,即可获得固体β-淀粉酶和植酸酶。每克β-淀粉酶活力达100万单位以上,每克植酸酶活力达7万单位以上。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。