降低麦麸中植酸盐含量的途径及机理研究

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1、降低麦麸中植酸盐含量的途径及机理研究-->第一章绪论1.1前言1.1.1全谷物早在1万年前农业出现时，全谷物就是人类饮食的组成部分[1]。直到1873年，辊式磨粉机出现，可有效地分离麸皮、胚芽和胚乳，人们才开始食用精制谷物食品[2]。精制谷物食品可以满足人们对外观、口感和风味的追求，却损失了膳食纤维、维生素、矿物质等营养元素，难以满足人们对健康的需求，而常吃精制食品易患肥胖、心脏病、糖尿病等“现代文明病”。流行病学和基础性研究证明，经常食用全谷物食品有利于控制血脂[3]、血压和血糖[4-6]，降低患II型糖尿病的风险[7]，同时对避免肥胖[8]、中风[9]、冠状动脉心脏[1

2、0]和某些胃肠道疾病[11]也具有积极的作用。随着人们营养与健康意识的逐步深入，消费者的注意力开始转移到全谷物上。2004年5月，美国全谷物理事会(ellanby首次提出植酸盐具有抗营养的效应、可降低食品中营养物质的生物利用率，植酸盐的抗营养作用引起了全世界科学家的广泛关注。1.2.1植酸盐的抗营养作用在生理条件下（pH6~7），植酸盐分子的12个羟基中有8个携带负电荷，如图1-1所示。1.2.1.1植酸盐对矿物质的影响在生理条件下，植酸盐可与食物中的多种金属阳离子，如钙、铁、锌等形成不溶性复合物，从而抑制它们在肠道中的吸收利用[28,29]。在研究小麦麸和大麦麸对钙吸收率

3、的影响时，Kennefick等[30]发现，抑制钙吸收的主要物质是麸皮中的植酸盐而不是纤维。Hurrell等[31]研究了植酸盐降解对谷物粥中铁吸收率的影响，结果表明除了单宁含量较高的高粱粥，植酸盐的降解可明显促进谷物粥中铁的吸收。Fredlund等[32]发现，在餐饮中加入50mg植酸盐即可显著抑制锌的吸收和保留。大鼠实验表明，植酸盐含量较高时，钙铁锌的吸收率明显下降（p蛋白质等电点时，在金属离子的桥梁作用下，植酸盐可与蛋白质形成不溶性植酸盐-金属离子-蛋白质复合物。这些复合物溶解度较低，难以被生物体利用[34]。通过植酸酶将植酸盐含量降低约50%，可明显提高蛋白质/氨基

4、酸的利用率，促进动物的生长[35]。在虹鳟鱼的植物蛋白类饲料中添加微生物植酸酶，可显著提高蛋白质的表观消化系数[36]。1.2.1.3植酸盐对酶的影响酶也是一种蛋白质，通过形成复合物，植酸盐可以抑制多种酶的活性，如蛋白酶、淀粉酶、胰蛋白酶，酸性磷酸酶和酪氨酸酶等[37]，进而影响蛋白质[38-40]、淀粉[41,42]和脂肪等的生物利用率[43]。比如，植酸盐可通过螯合淀粉酶活性中心的钙离子，导致淀粉酶失活，进而影响淀粉的酶解，引起人体低血糖[44]。......第二章碾磨、刷麸及超声辅助水洗降低植酸盐含量的研究与优化2.1前言小麦籽粒中通常含有82.7~83.7%的淀粉性

5、胚乳、13.1~14.3%的皮层（包括外皮层-->、中间层和糊粉层）和3.0~3.2%的胚芽[78]。现代的小麦制粉工艺，先通过去杂、表面清理、调质等工序将毛麦变成干净的、具有最佳制粉性质的净麦，再通过碾磨、筛分、清粉等工序，将净麦的皮层和胚乳、胚芽分离，得到副产品麦麸，并将胚乳磨细，制成面粉。由于植酸盐主要储藏在麦麸的糊粉层细胞内容物中，因此，小麦制粉的副产品，麦麸中的植酸盐含量较高。传统的小麦除植酸盐方法主要有机械法、热处理、浸泡、发芽、发酵和酶处理，然而机械法除去了麦麸，降低了小麦的营养价值；热处理的植酸盐降解率较低，通常只有50%左右[79]；而浸泡、发芽和发酵处理

6、较为耗时，一般需要数天时间；酶处理可完全去除小麦中的植酸盐，但成本较高，不利于工业化生产。因此，需要寻找一种简单易行、高效低廉的降低麦麸植酸盐含量方法，以促进全麦粉和全麦食品的开发和工业化生产。降低麦麸中植酸盐含量最直接的方法是去除糊粉层细胞内容物，而在这方面的研究却鲜有报道。辊式磨粉机和刷麸机是面粉厂常见的设备，辊式磨粉机可根据需要对物料进行破碎、剥刮或磨细等处理，刷麸机则主要用于分离麦麸上粘连的胚乳。超声波穿透力强、方向性好、易集中声能，广泛应用于食品加工、医疗卫生轻工纺织、机械电子行业、印刷行业、橡胶行业、医药及家庭等领域。本章从机械角度出发，跟踪麦麸在碾磨系统中植酸

7、盐含量的变化，并确定最适合进行降低植酸盐含量处理的原料，在此基础上，通过使用不同的工艺设备：辊式磨粉机、刷麸机和超声清洗机，加强对麦麸的碾磨和清理，达到去除糊粉层细胞内容物，降低植酸盐含量的目的，为生产高膳食纤维的全麦粉提供一个新的思路。......2.2材料与方法2.2.1试验材料与试剂麦麸（郑麦9023，硬麦；郑麦366，硬麦；西农979，硬麦；部分软麦，均产于2013年河南），郑州金苑面业有限公司；植酸标品（植酸钠水合物）、3,5-二羟基戊苯、3,4,5,-三甲氧基肉桂酸、对香豆酸等，美国西格玛奥德里奇公司；