麥麩的功能成分及其應用研究進展

賈天廣，劉邦迪，郭亞輝

（河北工程大學農學院食品科學與工程系，河北邯鄲056021）

麥麩，即小麥皮，在實際的制粉工藝中，限于當前的加工條件，將提取胚芽和胚乳后的殘留物統稱為麩皮，該部分約占小麥籽粒的22%～25%。通常認為麥麩分為六層，外層含有較多的粗纖維，營養少，難消化，相比內部成分比較粗糙。在傳統的農業生產中麥麩被當做廢料，多用于牲畜飼料。然而隨著食品科學技術的發展，人們發現麥麩中含有豐富的生物活性物質，有著廣泛的開發前景與經濟價值。麥麩正以全新的的角色，重新登上食品行業的舞臺。

1 麥麩的結構

麥麩作為小麥加工的主要副產品，約占面粉加工總量的20%。與主產品面粉不同的是，麥麩并沒有固定的組分，因小麥品種、品質、加工工藝水平等條件的不同而有差異，但主要成分基本保持恒定（見表1）。

表1 麥麩主要組成成分表Table 1 The composition of the wheat bran

麥麩是優良的氨基酸源，涵蓋了18種氨基酸，其中包括人體必需的全部氨基酸；麥麩還含有鉀、磷、鈣、鎂等礦物質（見表2）；同時，麥麩還含有豐富的B族維生素、維生素E和胡蘿卜素等；另外，除淀粉外，麥麩含有葡萄糖酸阿拉伯木糖，少量的纖維素與葡聚糖；其次，麥麩中還含有酚酸等有著重要醫學價值的物質[1]。

表2 小麥麥麩主要礦物質含量Table 2 The major compounds of the minerals in wheat bran

2 麥麩的功能成分

2.1 膳食纖維

麥麩中含豐富的膳食纖維，作為“第七大營養素”，膳食纖維對人體健康有著重要作用。

膳食纖維具有高度的持水性，可以加快人體的排便的體積與速度，從而減輕泌尿系統的壓力，緩解諸如膀胱炎等泌尿系統的癥狀；膳食纖維分子表面帶有很多活性基團，可以吸附螯合膽固醇、膽汁酸、內毒素等有機物質以及腸道內的有毒物質；與此同時，膳食纖維中所含有的羧基、羥基、氨基等側鏈基團可以產生類似弱酸性陽離子交換樹脂的作用，可與陽離子，尤其是陽有機離子進行可逆交換，從而創造出一個緩沖的環境有利于消化吸收；膳食纖維還可以作為無能量填充劑，通過飽腹感來有效的預防肥病癥的發生；膳食纖維還可以為腸道內的微生物提供營養。膳食纖維雖然不能被人體內的消化酶所降解，但是卻可以被微生物發酵降解，誘導產生大量的好氣有益菌，抑制厭氣腐敗菌的生長[2]。

Joanne與Nancy等認為，在所有的膳食纖維測試中，小麥膳食纖維（wheat bran fiber，WBF）能在最大程度上預防結腸癌的產生與惡化。WBF的防癌機制是一種多因素的結果。在已知的臨床報告中，攝入WBF后，物料在大腸內的移動速度減少約40%；同時，WBF還可以溶解體內的致癌物質；WBF在體內發酵后產生斷鏈脂肪酸，尤其是丁酸，在遏制腫瘤生長方面具有顯著作用[3]。

膳食纖維還具有降血糖的作用。通過可溶性纖維的作用可延緩與抑制對糖類的消化吸收，改善末梢神經對胰島組織的感受性，降低對胰島素的要求，達到延遲血糖上升的目的。在臨床醫學上，麥麩作為高膳食纖維物質，可以治療腸異綜合癥（Irritable Bowel Syndrome，IBS）[4]。另外，麥麩膳食膳食纖維在還可以改變胰腺酶類的活性[5]。

膳食纖維是提取制備低聚木糖的優質資源。低聚木糖又稱寡聚糖，是由2-7木糖分子通過β-1，4糖苷鍵結合而成。低聚木糖是一種良好的保健物質，它可以選擇性的促進腸道雙歧桿菌的增值活性，具有高效性，是其他聚合糖類的10倍～20倍。它具有良好的穩定性，對于酸，熱不敏感，在極端環境能保持原有的性質并能夠在人體中保持長作用時間。在世界范圍中，日本是最早開始對低聚木糖開始研究的國家，目前在市場上主流的低聚木糖產品大概有10余種。我國的低聚木糖開發研究起步較晚，但是發展迅速，市場需求逐年遞增。

低聚木糖在人體中還有著如下獨特的功能：

1）糖類替代品。由于人體內缺少相應的消化酶系，所以低聚糖基本不被人體分解，它的能量值幾乎為零。這種性質使它成為糖尿病人理想的糖類替代物。人體攝入后，不僅不會不影響血糖與血糖中胰島素的濃度，而且還可以滿足糖尿病患者對于糖類食品的需求。另一方面，這種低熱特性還減少了脂肪的堆積，緩解肥胖癥，是肥胖癥患者的理想減肥食品。

2）多種保健功能。低聚木糖能夠減少有毒發酵產物以及有害霉菌的產生；低聚木糖還可以抑制病原體與腹瀉，防止便秘，保肝護肝；它還具有降低血清膽固醇，減低血壓，增強機體免疫能力，抗癌的作用；低聚木糖還可以預防保護牙齒齲變，抑制口腔內病菌的生長；低聚木糖還能促使機體生成多種營養物質的生成，現有的資料表明低聚木糖與B族維生素的生成有密切關系。由于人體腸道內沒有水解低聚木糖的酶，所以低聚木糖可以直接進入大腸內優先被為雙歧桿菌所利用。最新研究顯示，低聚木糖還具有良好的配伍的特性，例如，在日常飲食時，攝取適量的低聚木糖水溶液，可以明顯提高機體對于鈣的保留率。

3）在畜牧業中有著重要作用。通過對低聚木糖的添加實驗，人們發現低聚木糖可以改善飼料的利用率，改善動物生產的環境狀況，提高動物的生產性能。低聚木糖還可以促進動物消化道內有益菌的繁殖，抑制有害菌的生成，改善生物菌群的平衡；低聚木糖還可以阻斷病原菌與宿主受體細胞的結合，通過物理吸附或直接結合霉菌毒素等形式，消除毒素對機體的有害影響；低聚木糖能夠刺激動物機體的免疫系統，提高免疫能力，減少動物的抗病能力[6]。

2.2 微量元素

小麥麩皮中微量元素占很大的比例。微量元素磷含量有高達39.8%，磷影響骨骼與牙齒的正常功能，維持心臟腎臟與神經體統正常工作；微量元素鉀占15.4%，鉀在人體中參與糖、蛋白質與能量代謝，并參與維持細胞內外液滲透壓與酸堿平衡，鉀還可以維持肌肉興奮性與心肌功能；鈣占6.7%，鈣存在于骨骼與牙齒中，并維持肌肉正常功能；鎂占7.2%，在人體中激活酶的活性，促進骨的形成，維持神經肌肉的興奮性；鋅占0.017%，能夠維持人體的生長發育，增強人體的免疫能力；鐵占0.012%，能夠預防貧血；錳占0.016 2%，能夠維持正常的腦功能。

2.3 麥麩蛋白

小麥麩皮中含有12%～18%的蛋白質，其中包括清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、麥谷蛋白等。麥麩蛋白含量較高且分布均勻，含有人體必需的多種氨基酸，營養價值甚至可以與大豆蛋白相媲美，是一種優質植物蛋白資源。

麥麩蛋白有著廣闊的前景。隨著人們的生活水平的提高，中國居民的膳食日益精細化，有高脂肪，高糖類發展趨勢。營養的不均衡攝入，為人們的健康埋下隱患。最新的醫學臨床報告顯示，我國居民癌癥，糖尿病發病率逐年增高。生活條件提高引起的“富貴病”問題嚴重，人們開始尋求健康的食物，植物來源的蛋白質以其獨特的營養價值越來越受到人們的推崇，與動物蛋白相比，植物蛋白含有豐富的不飽和脂肪酸，更有益于人體健康。在日常飲食中添加植物蛋白不僅可以彌補膳食蛋白的不足，還可以均衡營養。在食品工業中，麥麩蛋白同樣有著重要的功能，麥麩蛋白可以作為食品加工的發泡劑，在肉制品加工中可以作為保水持水劑。

2.4 酶類物質

小麥麩皮中有著豐富的淀粉酶系，其中含量最多的是β淀粉酶。在食品工業中，β-淀粉酶可以用來代替或部分代替麥芽用于啤酒、飲料等生產中的糖化劑，從而降低成本，減少人工合成添加劑的使用。在制糖工業，小麥麩皮可以直接作為糖化劑，加到淀粉糊化液中糖化。另外，小麥麩皮還可以用來提取植酸酶。

2.5 酚類化合物

小麥麥麩中還含有豐富酚類物質。這類物質是有生物活性的植物代謝產物，含量少，但是對人類有著重要的生理作用。麥麩含有的酚類主要為酚酸，類黃酮和木酚素3種。

2.5.1 酚酸

麥麩中所含的酚酸主要成分是阿魏酸。阿魏酸化學名稱為4羥基3甲基肉桂酸，是桂皮酸的衍生物。阿魏酸具有諸多生物學特性。阿魏酸能夠對中樞神經系統產生作用，起到鎮定的作用；阿魏酸能夠對心血管系統產生作用，增加冠脈血流量，保護缺血心肌，還具有抗血小板凝聚的作用；阿魏酸同時也是一種促進淋巴細胞的增值劑，可以明顯的促進淋巴細胞的DNA與蛋白質的合成。根據臨床醫學報告，阿魏酸還是一種優良的自由基清除劑，具有防癌抗癌的功效，可廣泛的應用于日用化工與保健品行業。

2.5.2 類黃酮

類黃酮是植物體中一類次生代謝產物，以結合態或者自由態存在于植物體中。類黃酮是一類植物色素的總和，為三元化合物，能夠保護心臟，降低血栓形成，同時具有抗衰老，防癌抗癌的功效。

2.5.3 木酚素

木酚素的學名為開環異落葉酚松酚二葡糖糖苷，是一種與人體雌激素相似的植物雌激素。木酚素對雌激素依賴性疾病如乳腺癌、前列腺癌、婦女經期綜合征、骨質疏松等有預防作用。除此之外，木酚素對糖尿病、胃腸腫瘤、冠心病、腎臟病，抗氧化性都有有益的作用。木酚素還具有抗衰老的作用。

3 麥麩的應用研究進展

3.1 麥麩的研究歷史

麥麩在我國的應用有著悠久的歷史。我國醫學著作中對麥麩的功效有著詳細的記錄。《本草拾遺》：“甘，寒，無毒?！薄度杖A子本草》：“涼?！薄夺t林纂要》：“咸，寒?！薄兜门浔静荨罚骸叭胧株柮鹘?。古人如是評價麥麩：“麩皮乃麥皮也，與浮（小麥）同性，而止汗之功次于浮麥，蓋浮麥有肉也。潤皮膚，養心肺，解熱毒。”然而，受于時代技術的限制，麥麩只是作為散劑入藥，絕大部分的麥麩都作為牲畜飼料處理。

對于麥麩的重新認識源于營養學的發展。1972年，Trowel等在測定食品中各種營養成分時，創造了一個新名詞膳食纖維（Dietary fiber），用以形容那些不被人體消化吸收的多糖類碳水化合物與木質素，以及植物中含量較少的成分。在隨后的1979年第93屆AOAC（美國職業分析化學家協會）年會中，Prosky和Harland進一步提出對膳食纖維的營養價值的建議。麥麩作為產量較大的膳食纖維，進入人們的視野。在70年代晚期，Burkitt博士推薦食用全麥作為食品添加劑，治療便秘，保持腸道健康。在癌癥研究中，Bandaru S.Reddy與其團隊發現，麥麩的添加可以顯著的降低結腸癌的幾率，自此，麥麩做為膳食纖維越來越受到醫學界以及食品界的重視，各種含麥麩纖維的食品層出不窮。

3.2 麥麩的應用領域

近年來，人們對麥麩的研究逐漸深入，在食品工業、醫療業等領域取得不少進展。在營養方面，麥麩以良好的生理特性，受到營養專家們的認可與推薦。人們正在不斷的挖掘麥麩的開發潛能。目前，對于麥麩的應用主要集中與下列領域。

3.2.1 麥麩的傳統利用領域

麥麩作為傳統的小麥加工的次生產品，被人們應用于畜牲養殖行業。一方面，在傳統的牲畜養殖業，麥麩一直做為豬牛等主要飼料。麥麩以其產量大，價格便宜，可以有效的預防牲畜結石等優點深受養殖戶歡迎。麥麩在飼料生產工業中具有巨大的潛力。作為養殖大國，我們對飼料的的需求逐漸提高。但是，與巨大需求相矛盾的是我國有限的產能。限制飼料產能的最主要因素就是飼料蛋白的短缺。我國每年都需要從國外大量進口魚粉的填補缺口。研究發現可以用微生物發酵麥麩來制取酵母，這種酵母是一種優良的飼料蛋白。小麥麩皮每年產量可高達2 000萬t，完全可以提供足夠的飼料蛋白供應飼料生產。在另一方面，在新興的養殖業中，麥麩也有著重要用途，例如在蠅咀養殖業中，麥麩可以作為主要飼料，與動物血，玉米淀粉，尿素等混合使用，此外，麥麩還可以作為飼料蛋白的原料。

連曉蔚[7]等發現，去淀粉麥麩可以作為良好的原料用來體外發酵短鏈脂肪酸（short chain fatty acid，SCFA）。SCFA在人體中具有重要的作用，它為腸粘膜提供主要的能量，而且可以維護腸道上皮細胞的完整性與杯狀細胞的分泌功能，減少炎癥因子的生成，抑制癌細胞的增值，并誘導腫瘤細胞分化凋零。

吳俐[8]等發現，以麥麩，葛渣為培養基的膳食纖維原料，采用液體培養技術，可提高對秀珍菇富硒營養轉化效率。通過實驗，麥麩膳食纖維培養基有益于菌絲球生成，提高生物含量，從而促進菌絲對硒營養轉化，有利于保健食品的生產。

3.2.2 麥麩作為食品添加劑，應用于新型的食品研發

麥麩集中了小麥的大部分營養，有著極高的營養價值。在現代食品工業中，麥麩膳食纖維成為一種新型的添加劑。在特殊群體的食品研究中，麥麩也逐漸被人重視。麥麩餅干可以有效的幫助糖尿病人降低血糖。麥麩面包可以幫助肥胖癥患者減少脂肪的攝入，達到減肥的目的。麥麩火腿腸彌補了肉制品的營養的不足，同時還滿足了低鈉，低脂肪，低能量的要求。近年來還有研究者開發了麥麩跟豆渣混用，開發出釀制醬油的技術。

Talukder S等認為在餡餅等肉制品中添加10%～15%的小麥麥麩纖維不僅可以增加食品中的總膳食纖維的含量與多種健康成分，同時還可以為改善食品風味[9]。

陳昭等認為麥麩膳食纖維可以作為高效保健成分食品添加劑。在小鼠實驗中，向食品中添加5%的小麥麥麩膳食纖維可以有效的控制小鼠體重，改善血糖與血脂水平，同時增加機體的抗氧化狀態[10]。

Oliver，Andra等認為，β胡蘿卜素與麥麩膳食纖維兩者按一定比例配伍，能夠有效的預防良性或惡性的腸道癌癥的發生。在Fischer-344小鼠實驗中，添加β胡蘿卜素與麥麩膳食纖維組的發生癌癥的概率從73%減少到23%[3]。

3.2.3 麥麩作為原料，萃取有效成分

麥麩含有豐富的生物活性成分，其中包括豐富的酶系，蛋白質，礦物質，碳水化合物，維生素等，可以作為萃取的原材料。例如，麥麩中含有豐富的阿魏酸，是生產用于治療心腦血管疾病及白細胞減少等癥藥品的基本原料，如心血康、利脈膠囊等等。同時，麥麩含有高達10.5%的粗纖維，可以作為原材料提純高純度的膳食纖維，應用于食品、醫療等行業。

屠蘭英等通過研究發現，借由CO2超臨界萃取技術，可以萃取出澄清呈金黃色，并具有麥香味的麥麩油。小麥麥麩油具有降低膽固醇，預防衰老等良好的保健效果[11]。

袁小平等認為，小麥麥麩具有天然抗氧化劑的特性。在小鼠實驗中，4 mg/L的小麥麥麩提取物能夠延緩91.7%的紅細胞溶血癥狀達120 min。小麥麥麩的抗氧化特性課廣泛應用于醫藥食品等領域[12]。

4 結論

麥麩，作為小麥粉主要副產品，含有豐富的氨基酸，礦物質，維生素。此外，麥麩還含有多種功能低聚糖，酚酸，植酸等有機組分，在保健品開發上具有廣闊的前景；麥麩在傳統的工業中一直作為基料復配其他添加成分作為畜牧業的飼料，它可以避免牲畜結石，價格低廉，是優良的飼料源；麥麩中鐵的主要存在形式為單鐵植酸，具有高效的生物作用。在小白鼠實驗中，實驗人員發現萃取的單鐵植酸比合成的有更高的吸收效率，麥麩中的單鐵植酸在生產新型補鐵劑方面有著巨大潛力；檸檬酸改性麩皮作為一個潛在的吸附劑，可以有效的吸附Cu（II）和水溶液中孔雀綠物質，通過改性麥麩的吸附作用，可以降低工業廢水主要污染物Cu離子濃度，從而達到保護環境的目的。

綜上所述，麥麩是一種具有重大潛力的工農業原料，擁有著廣闊的發展前景。

[1] 修建成,曹榮案,孔保華,等.膳食纖維的生理功能應用現狀[J].農產品加工,2005,42(8):48-52

[2] 鄭建仙.功能性食品(第一卷)[M].北京:中國輕工業出版社,1999

[3] Oliver Alabaster,ZhaoCheng Tang,Andra Frostl,et al.Effect of βcarotene and wheat bran fiber on colonic aberrant crypt and tumor formation in rats exposed to azoxymethane and high dietary fat[J].Oxford Journals,1994,16:127-132

[4]G Dunaif,B O Schneeman.The effect of dietary fiber on human pancreatic enzyme activity in vitro[J].The American Journal of Clinical Nutrition,1981,34:1034-1035

[5] 馬亞團,周文明,田鵬,等.小麥麩皮多糖提取工藝的研究進展[J].西北農業學報,2006,15(3):197-200

[6] 王旭峰,何繼國,陶純潔,等.小麥麩皮功能成分[J].糧食與食品工業,2006,13(1):19-22

[7] 連曉蔚,彭喜春.腸道菌群利用去淀粉麥麩體外發酵短鏈脂肪酸[J].暨南大學學報,2011,32(3):290-293

[8] 吳俐,沈恒勝,陳衛偉,等.膳食纖維液體培養基對秀珍菇硒轉化效率的影響[J].福建農業學報,2011,26(2):243-247

[9] Talukder S,Sharma D.P development of dietary fiber rich chicken meat patties using wheat and oat bran[J].Original Article,2010,47(2):224-229

[10]Zhao chen,William A.Stini,James R,Marshall,Wheat Bran Fiber Supplementation and bone loss among older people[J].Applied Nutritional Investigation,2004,20:747-751

[11]屠蘭英,趙啟文,王鵬,等.超臨界CO2萃取林納燕麥麩油的研究技術[J].農產品學加工,2010,268(1):73-76

[12]袁小平.酶解麥麩皮戊聚糖的制備阿魏酸低聚糖及其生活活性的研究[D].江南大學,2006

[13]黃紀念,王長虹,孫強,等.麥麩膳食纖維的研究概況[J].農產品加工,2010,203(3):20-23

[14]岳嶺,李偉,崔小兵,等.麥麩的藥用價值的研究現狀[J].科技信息,2010,20(8):11-12

[15]張春紅,郭維維,曹向宇,等.復合風味蛋白酶制備麥麩抗氧化肽的研究[J].中國發酵,2008,204(3):178-180

[12]Ernst G.Antioxidant potential of the ferulic acid[J].FreeRadicalBio&Med,1992,13:435-488

[13]David A Jenkins M D.Cyril W C Kendall Thomas 11 P Ransom MS c.Dietary fiber the evolution of the human diet and coronary heart disease[J].Nutrition Research,1998,18(4):633-65

[14]L cheung,C Lai,V Ganji,et al.Nutritional value and acceptability of cookies with white wheat fiber,com fiber and wheat bran[J].Journal of the America Dietetic ssociation,1998,98(9):A102

[17]Xiaoping Yuan,Jing Wang,Huiyuan Yao,et al.Free radical-scavenging capacity and inhibitory activity on rat erythrocyte hemolysis of feruloyl oligosaccharides from wheat bran insoluble dietary fiber[J].Swiss Society of Food Science And Technology,2005(38):877-883

[18]Jeffrey Moore,Zhihong Cheng,Lan Su and Liangli(Lucy)Yu Effects of solid-stated nzymatic treatment on the antioxidant properties of wheat bran[J].Agriculture And Food Chemistry,2006(54):9032-9045

[19]S Sharma,H P S Nagi,B Singh and K.Priya Effect of cereal brans supplementation on quality characteristics of various indigenous product[J].Journal of Food And Engineer 2011(1):111-118

[20]Wu Peng,ZHAO Tao,TIAN Ji-chun.Phytic acid content of wheat flours form different mills streams[J].Agriculture Science In China,2010,11(9):1684-1688

[21]Lee SC,Prosky L,De Vries JW.Determination of total,soluble and insoluble dietary fiber in food—enmyzatic-gravimetric methods,MES-THIS buffer collaborative study[J].J AOAC Ini,1992,75:395-416

[22]Clare Penny.Detailing Dietary Fiber[J].Food ingredients&processing international,1992,9:14-17

[23]Joanne R Lupton,Nancy D Turner.Potential Protective Mechanisms of wheat bran fiber[J].The American Journal of Medicine,1999,25:24-27