趙輝

[摘要]我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，小麥?zhǔn)俏覈匾霓r(nóng)作物之一，除了麥粒之外，小麥麩皮也具有有效的生理功能。通過對小麥麩皮進(jìn)行深加工處理，能夠充分挖掘小麥麩皮的最大價(jià)值，實(shí)現(xiàn)對小麥的充分利用，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源的可持續(xù)發(fā)展?；诖?，本文對小麥麩皮深加工工藝進(jìn)行了相應(yīng)分析。

[關(guān)鍵詞]生物技術(shù);小麥麩皮;深加工工藝

麩皮是小麥中的重要組成部分，通過對小麥麩皮進(jìn)行有效處理能夠有效開發(fā)小麥的最大價(jià)值，實(shí)現(xiàn)對小麥的綜合開發(fā)利用，促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的有效利用。小麥麩皮深加工工藝在膨化麩皮飼料、麥麩面筋以及木糖醇等方面有著顯著的運(yùn)用方式。

1 小麥麩皮的結(jié)構(gòu)組成分析

從化學(xué)成分上分析，小麥籽粒主要由胚芽、皮層與胚乳組成，可以通過技術(shù)將小麥的表皮加工成麩皮。一般加工廠中出產(chǎn)的麩皮的成分有糊粉層、表皮、珠心層、種皮與果皮等成分，小麥麩皮的構(gòu)成具有很大的差異性，受到小麥品種、制粉工藝條件、小麥品質(zhì)與面粉出分率等因素的影響[1]，其主要的化學(xué)成分見表1。

2 小麥麩皮深加工中的生物技術(shù)分析

本文在對小麥麩皮進(jìn)行深加工中的生物技術(shù)分析過程中分析了小麥麩皮低聚木糖結(jié)構(gòu)，包括小麥麩皮低聚木糖結(jié)構(gòu)分析、小麥麩皮低聚木糖的制備工藝、低聚木糖生產(chǎn)用木聚糖酶、降解小麥麩皮蛋門質(zhì)的綜合利用、小麥中的蛋白質(zhì)物質(zhì)研究分析、充分開發(fā)利用小麥麩皮的蛋白質(zhì)等，下文對此進(jìn)行了闡述。

2.1 小麥麩皮低聚木糖結(jié)構(gòu)分析

在低聚木糖的制作過程中，小麥麩皮是重要且價(jià)值較高的材料組成，主要是由于其含有戊聚糖，主要的化學(xué)成分有葡萄糖、木糖與阿拉伯糖。

從化學(xué)結(jié)構(gòu)上分析，麩皮中的木聚糖主要是木糖殘基主鏈，由β-1，4糖苷鍵進(jìn)行連接，并含有β-吡喃木糖殘基與多種取代基側(cè)鏈，阿魏酸衍以及阿拉伯呋喃糖比較常見，在木糖殘基的C-2與C一3中表現(xiàn)較為廣泛。在C-2位置上則含有比較多的4-甲基醚衍生物取代基與α-D-葡萄糖醛酸。木聚糖在使用過程中能夠免受酶的影響，其主要原理是充分利用了過氧化物酶催化的二聚原理，能夠在多聚糖之間與阿魏酸基團(tuán)建立聯(lián)系[2]。

2.2 小麥麩皮低聚木糖的制備工藝

在將小麥麩皮制成低聚木糖的過程中，需要把其中的蛋白質(zhì)酶與淀粉酶以過濾分離的方式變成可溶性物質(zhì)，之后通過木聚糖酶的有效處理將戊聚糖等物質(zhì)變成可溶性低聚木糖，再運(yùn)用工業(yè)上的精致處理方式，最終提取到高純度的低聚木糖溶液。

由于具體生產(chǎn)工藝操作方式的限制，目前市面上尚不能夠達(dá)到直接的木聚糖酶供應(yīng)，為了獲得所需要的菌株，主要采用菌種選育的方式，通過專門的低聚木糖的生產(chǎn)來達(dá)到低聚木糖生產(chǎn)的目的，為此在小麥麩皮低聚木糖制備工藝中的關(guān)鍵要素是能夠找出適合麩皮木聚糖底物的木聚糖酶[3]。具體的小麥麩皮低聚木糖的制備工藝流程見圖1。

2.3 低聚木糖生產(chǎn)用木聚糖酶的研究

低聚木糖生產(chǎn)用木聚糖酶的研究受到學(xué)術(shù)界的較多關(guān)注，加強(qiáng)了對酶的提取與鑒定工作的重視，專注于研究微生物木聚糖酶的誘導(dǎo)產(chǎn)生和調(diào)節(jié)機(jī)制，并進(jìn)行木聚糖酶基因的分子克隆與表達(dá)等。我國加強(qiáng)了對木聚糖酶的純化和理化處理以及產(chǎn)木聚糖酶優(yōu)良菌株的篩選工作和馴化工作，聚糖酶的性質(zhì)與不同的生產(chǎn)工藝上由于生物技術(shù)使用的不同具有很大的差異性[4]。

由于木聚糖底物來源的不同對木聚糖酶的制備過程中要求使用不同的微生物。有的木聚糖的化學(xué)成分包括β-1，4糖苷鍵相連構(gòu)成的主鏈以及簡單支叉結(jié)構(gòu)、多種類的糖以及基團(tuán)等，還包括乙?；鶄?cè)鏈，一般木聚糖的主要成分是非均一性多聚糖。同時(shí)其在性質(zhì)上為復(fù)合酶系，由此在生產(chǎn)工藝中需要充分發(fā)揮作用相同的水解酶復(fù)合物以及多種特異性來進(jìn)行麩皮阿拉伯木聚糖解的完全聚解。

木聚糖水解的酶系結(jié)構(gòu)主要有乙酰木聚糖酯酶、β-1，4-木聚糖內(nèi)切酶、α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶、阿魏酸酯酶等，需要充分發(fā)揮β-1，4-木聚糖內(nèi)切酶與切割側(cè)鏈的酶、β-葡萄糖醛酸以及α-葡萄糖苷酶等成分之間的協(xié)同作用，共同進(jìn)行水聚糖的水解。通過木聚糖內(nèi)切酶與乙酰木聚糖酯酶的共同作用能夠達(dá)到良好的乙酰化的木聚糖降解作用。通過木聚糖內(nèi)切酶作用的充分發(fā)揮能夠產(chǎn)生乙?；酆衔铮a(chǎn)生的物質(zhì)同時(shí)又能夠作為酯酶優(yōu)選底物。為了充分發(fā)揮阿拉伯木聚糖的糖化作用，可以在木聚糖內(nèi)切酶中增加阿拉伯呋喃糖苷酶和α-阿拉伯木聚糖苷酶。基于木聚糖內(nèi)切酶對木聚糖的水解的考慮，可以利用β-木糖苷酶的作用避免木聚糖內(nèi)切酶的終產(chǎn)物抑制作用的發(fā)揮。

在制備過程中應(yīng)當(dāng)盡量避免從水解木三糖、木二糖以及一端切β-1，4糖苷鍵中制解木糖苷酶，最佳途徑是通過內(nèi)部切β-1，4糖苷鍵的酶生產(chǎn)出酶解產(chǎn)物木二糖與木三糖。

國際上針對產(chǎn)木聚糖酶的微生物已經(jīng)形成了多種系統(tǒng)性研究，包括芽孢桿菌屬、側(cè)孢霉屬、木霉屬、曲霉屬以及鏈刀霉屬等，我國對此的研究主要集中在黑曲霉、里氏木霉與頂青霉等。

針對木聚糖酶分泌過程中微生物在其中起到的調(diào)節(jié)作用，目前尚未形成有效的研究成果，在具體的作用過程中，木聚糖不能夠直接進(jìn)入微生物細(xì)胞中，而是通過低分子量的木聚糖片段進(jìn)行刺激，通過組成型酶類的培養(yǎng)并講解之后產(chǎn)生最終的木聚糖片段。

2.4 降解小麥麩皮蛋白質(zhì)的綜合利用

小麥麩皮中其特定的化學(xué)物質(zhì)成分，在蛋白質(zhì)上營養(yǎng)成分較高，能夠達(dá)到12%-18%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，在植物蛋白質(zhì)資源上較為豐富，具有很多使用功效，能夠有效彌補(bǔ)事物中蛋白質(zhì)不足的現(xiàn)象，具有良好的生物活性，同時(shí)達(dá)到良好的功能特性。通過生物技術(shù)的充分運(yùn)用之后，能夠?qū)π←滬熎ぶ械牡鞍踪|(zhì)進(jìn)行綜合開發(fā)運(yùn)用，尤其是在低聚木糖的制備過程中通過蛋白酶有效處理之后能夠最終生成一定量的氨基酸與肽，可以在下一階段中進(jìn)行進(jìn)一步開發(fā)利用。

2.5 小麥中的蛋白質(zhì)物質(zhì)研究分析

小麥中含有大量的蛋白質(zhì)，通過對此的充分研究開發(fā)能夠最終制備生物活性多肽。與面粉和大米相比，小麥胚中含有30%-35%的蛋白質(zhì)，并且是全價(jià)蛋白質(zhì)，ACE是一種血管緊張素轉(zhuǎn)換酶，在對其進(jìn)行抑制作用過程中，小麥胚中的各種蛋白酶水解物發(fā)揮著不同的抑制作用，以堿性蛋白酶水解物所起到的抑制作用為最大。由此可知，麥胚蛋白通過各種蛋白酶水解作用的發(fā)揮能夠有效抑制ACE活性的肽片段，在不同的酶的特異性能的作用下，肽片段的種類與數(shù)量也具有很大的差異性。ACE酶具有相對較寬的作用底物，在工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)過程中能夠?qū)Φ鞍酌傅乃鈼l件達(dá)到良好的優(yōu)化作用，從而最終生產(chǎn)出活性較好的降壓肽[5]。

小麥麩皮中所含天然抗氧化劑（主要成分為維生素E）在1%以上。小麥胚中脂肪酸約占10%，其中80%是不飽和脂肪酸，亞油酸含量約50%以上，具有出油率高（10%）、維生素E含量高（3.38mg/g）、油色好、易于控制、無毒等特點(diǎn)。日本發(fā)明一種以小麥胚油為主營養(yǎng)的食品，以小麥胚油85%-95%、蛋黃卵磷脂3%-8%，混合均勻成液狀，封入明膠膠囊。小麥胚中的維生素E含量為0.22mg/g，小麥胚油中維生素E含量約為0.5%，高于大豆油、玉米油、棉籽油、米糠油，且其中生物活性最高的D-α-生育酚占維生素E總量的50%左右，還含有一定量的生育三烯酚。

小麥麩皮中灰分約占小麥麩皮的5.7%;微量元素磷占灰分的39.8%，磷與細(xì)胞內(nèi)糖、脂肪、蛋白代謝有密切關(guān)系，是形成葡萄糖-6-磷酸、磷酸甘油和核酸等人體營養(yǎng)素必不可少的物質(zhì);鈣占6.7%，是構(gòu)成骨骼和牙齒的重要成分，有助于人體的正常發(fā)育;鉀占15.4%，可防止肌肉無力;鎂占7.2%，可擴(kuò)張血管、降血壓、抑制神經(jīng)興奮;鐵含量為0.012%，可防止貧血;錳占0.0162%.可防止神經(jīng)失調(diào);鋅占0.017%，可防男子不育癥和維持骨骼正常發(fā)育。各種食物的膳食纖維含量見表2。

2.6 充分開發(fā)利用小麥麩皮的蛋白質(zhì)

如何對小麥麩皮中的蛋白質(zhì)進(jìn)行有效開發(fā)利用是重要的研究課題，目前一般采用從低聚木糖中提取酶解進(jìn)而分離蛋白質(zhì)的工藝處理方式。需要選擇恰當(dāng)?shù)牡鞍酌福λ鈼l件進(jìn)行有效優(yōu)化處理，在此基礎(chǔ)上最終生成小麥麩皮活性蛋白肽。在膨化食品、糖果與糕點(diǎn)食品中運(yùn)用，能夠有效改善膨化食品、糖果與糕點(diǎn)的感官特性，帶給人們以更好的食用享受。將其添加到飲料中可以制備出麩香茶等營養(yǎng)保健飲品，給人們的食品與飲食提供多種豐富性策略與飲食選擇。同時(shí)對小麥的麩皮中的活性蛋門肽進(jìn)行提純處理，在醫(yī)藥領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

3 結(jié)論

對小麥麩皮進(jìn)行生物技術(shù)的深加工處理是對農(nóng)業(yè)作物進(jìn)行深入加工處理的重要步驟之一，價(jià)格較為低廉，是一種重要的糧食作物副產(chǎn)品。本文進(jìn)行了酶法制備小麥麩皮低聚糖工藝及理化性質(zhì)研究，分析了小麥麩皮低聚木糖結(jié)構(gòu)、小麥麩皮低聚木糖的制備工藝、低聚木糖生產(chǎn)用木聚糖酶、降解小麥麩皮蛋白質(zhì)的綜合利用、小麥中的蛋白質(zhì)物質(zhì)并充分開發(fā)利用小麥麩皮的蛋白質(zhì)的方式，利用酶解法對小麥麩皮進(jìn)行低聚木糖的制備，能夠滿足工業(yè)精加工處理的需要，并在此基礎(chǔ)上最終生產(chǎn)出高附加值的產(chǎn)品，最終提升對小麥麩皮的綜合利用率。

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