西北农林科技大学王敏教授、何财安副教授、韩林副教授、马恺阳博士生：热和非热处理对小麦麸皮功能特性的改良比较研究

展源 2026-10-23

西北农林科技大学王敏教授团队在Innovative Food Science & Emerging Technologies发表热和非热处理对小麦麸皮功能特性改良比较的研究成果

近日，西北农林科技大学食品科学与工程学院王敏教授团队在国际食品期刊《Innovative Food Science & Emerging Technologies》（中科院一区TOP，IF 6.9）发表题为“Modification of wheat bran for improved functional properties: A comparative study of thermal and non-thermal treatments”的研究论文。西北农林科技大学博士研究生马恺阳为第一作者，王敏教授、何财安副教授和韩林副教授为共同通讯作者。

研究系统比较了热处理（双螺杆挤压）和新型非热处理（电子束辐照、低温等离子体和磁感应电场）对小麦麸皮结构、理化和功能特性的影响，同时阐明改性机制和性能差异。研究发现非热处理对小麦麸皮的改性效果优于热处理，其中磁感应电场处理的麦麸在持水持油力方面表现优异（分别为5.44和3.95 g/g）；低温等离子体处理的麦麸可溶性膳食纤维含量比对照增加了43.87%，胆固醇和葡萄糖吸附能力分别提升了150%和170%，在结构、理化和功能特性上表现最为均衡。非热处理的麦麸凸显了作为高价值功能性食品成分的有效策略。

研究背景

小麦麸皮是小麦磨粉的主要副产物，全球年产量大约2亿吨，但目前超过80%的麦麸被用作饲料或废弃物，其经济价值仅为小麦粉的1/5到1/10，存在大量的资源浪费。膳食纤维是麦麸的主要生物活性成分，约占其干重的45%，主要由阿拉伯木聚糖、纤维素和半纤维素等非淀粉多糖组成。然而，麦麸中较低的可溶性膳食纤维（SDF）含量显著限制了其工业利用率，并且不溶性膳食纤维（IDF）导致的细胞壁结构稳固，也阻碍了麦麸中活性物质的释放。因此，增强SDF含量对提升麦麸的加工性能和生理益处至关重要。

为了应对麦麸改性过程中的挑战，新兴非热技术，包括电子束辐照（EBI）、低温等离子体（CP）和磁感应电场（MIEF）等因其安全性、高效性和特异性而受到越来越多的关注。与传统热改性方法相比，非热技术能够在结构改造的同时最大限度地减少营养成分的分解，为麦麸改性提供了潜在手段。

尽管取得了一些研究进展，但大多数现有研究仍聚焦于单个改性方法，系统性的比较分析仍然有限，尤其是新兴非热技术对麦麸的改造效应尚未被全面评估。因此，我们假设非热处理比传统热处理更显著地对麦麸产生结构变化，从而对其功能性质产生差异性影响。本研究旨在比较新兴非热技术与传统热处理，特别强调最大化S DF 产率。此外，还系统研究了处理后麦麸的微观结构、官能团、晶体结构、物理化学特性和功能性质。本研究旨在确定一种高效且具成本效益的工业规模麦麸加工改造策略，从而提升其增值利用率。

结论与展望

热和非热处理均可诱导麦麸结构重组，包括降低结晶度和破坏氢键，促进了IDF转化为SDF，并可能释放结合的酚类化合物。总体而言，非热处理在提升水合特性、吸附能力（胆固醇和葡萄糖）和抗氧化活性方面表现优于热处理。其中，低温等离子体展现出最平衡且有效的改良。然而，过高的处理强度可能导致功能特性部分退化，凸显了处理条件的重要性。这些发现为麦麸修饰机制提供了见解，并为选择合适的加工策略以促进其在功能性食品中的高值化应用提供了指导。

图文赏析

图形摘要

图1. 经过不同处理的麦麸样品的微观结构

CK代表未处理样品。TSE-5、TSE-10和TSE-15分别表示螺杆频率不同的双螺杆挤压的样品。EBI-10、EBI-15和EBI-20分别表示辐照剂量不同的电子束辐照的样品。CP-3、CP-6和CP-9分别表示暴露时间不同的低温等离子体处理的样品。MIEF-400、MIEF-500和MIEF-600分别表示激发电压不同的磁感应电场处理的样品。