糊粉層是和禾穀類作物種子皮層的最內層，位於種皮和胚乳之間，占種子總質量的7%至9%，禾穀類作物中高營養價值的生理活性成分（如：膳食纖維、礦物質、有益脂類、維生素、酚酸類和木酚素等）就集中在糊粉層中，其20%的純糊粉層相當於全糧的營養。在磨粉過程中，小麥和水稻的糊粉層通常與外殼粘連在一起剝離成為麩皮，糊粉層極難物理剝離。
基本介紹
- 中文名：糊粉層
- 外文名：Aleurone Layer
- 組成：高膳食纖維、B族維生素、礦物質
- 位於：小麥種子胚乳的最外層組織
簡介,特點,生理功能,分離技術,套用,細胞程式性死亡,
簡介
糊粉層糊粉層在珠心層的內側，包圍著澱粉胚乳和胚芽。糊粉細胞是厚壁細胞，呈立方形，無澱粉，平均厚度約50μm，細胞壁由大量纖維素組成。糊粉細胞中含有糊粉粒，其結構和成分複雜。糊粉層含有很高的灰分、蛋白質、磷、脂肪和尼克酸;還有硫胺素和核黃素、酶活性也高。胚部位的糊粉層較薄，約為13μm。在現在制粉工業中，糊粉層會隨著隨珠心層、種皮和果皮一同去除，最終成為鼓皮的組成部分。
糊粉層中含有蛋白質、B族維生素、礦物質及少量纖維素。從營養的角度分析，糊粉層是小麥籽粒中極富營養成分的部分，特別是B族維生素為人體所必需，缺乏則會產生腳氣病。但從面制食品的食用品質看，糊粉層中的蛋白質不參與麵筋蛋白的組成，同時對麵包、麵條、餅乾、餃子等面制食品的口感、外觀等均產生不利影響。所以，在制粉過程中原則上應除去，在磨製低精度等級麵粉時則可以考慮將部分糊粉層磨入麵粉中，以增加麵粉的營養，提高出粉率。
特點
糊粉層有三個明顯特徵：1）糊粉層細胞在穀物腹溝出會出現褶皺；2）糊粉層細胞包圍著胚；3）糊粉層細胞同樣包圍這整個胚乳。結構上糊粉細胞都具有典型的較厚的細胞壁（厚達50μm）而且幾乎全部由非纖維素多糖組成，其中糊粉細胞壁可分為較薄的細胞內壁和較厚的細胞外壁，其中細胞外壁起主要的抵抗作用。無論外壁和內壁，些壁基質都主要由阿拉伯木聚糖和1-3，1-4-已-葡聚糖組成並且在籽粒萌發時，這些壁基質都會被糊粉細胞分泌的葡聚糖酶、木聚糖酶分解掉。糊粉層細胞的內壁連線著原生質膜，而在籽粒萌發初期保持著原始的形態。在成熟的糊粉層細胞內充滿了細胞器，其中最顯著的就是蛋白質儲藏液泡，內部存儲著許多胺基酸模組，以便在糊粉細胞需要的時候快速合成各種水解酶並運送到胚乳組織中去。這些儲藏液泡最初在粗面內質網中形成，內部不僅含有儲藏蛋白，同時還含有油質體以及少量的非澱粉多糖和多種礦物元素，其中礦物元素主要是通過鰲合作用保存在植酸鈣鎂中和鉀的肌醇六磷酸鹽。
生理功能
1、轉運養分
糊粉層細胞壁較厚，其壁與外側的退化珠心層的細胞壁粘結在一起，且質膜皺疊，易於水分和養分透過，細胞膜處有大量線粒體，可通過呼吸作用為主動吸收提供能量， 這些特點有利於灌漿物質快速進入內胚乳細胞， 加速營養物質的轉運， 促進灌漿過程和籽粒充實。
2、積累營養物質
分離技術
小麥的糊粉層與外皮層結合相當緊密難以分離，通常人們以手工進行分離，其效率直接制約著小麥糊粉層的工業生產和人們對糊粉層加工利用的研究利用。早在1967年Maarten對大麥糊粉層的研究時，就開始採用手工方法對糊粉層進行了分離，首先將小麥籽粒切成去頭、去尾的半粒小麥，再將半粒小麥於室溫下置於無菌水中浸泡3天后取出，此時可以用鑷子擠壓，可輕易地將小麥種皮與胚乳部分分離獲取糊粉層。後來人們對上述方法做了改進，通過向培養液中添加1-3，1-4-p-葡聚糖酶和木聚糖酶，分解糊粉細胞細胞壁，以獲得糊粉層細胞原生質進行相關研究。對於分離少量分離糊粉層來說，手工的方法仍是最簡單易行，至今仍套用在對糊粉層的研究中。
利用糊粉層專用磨機可將小麥糊粉層與小麥外皮和分離，然後分離料再經過若干道的提純離析得到較為純淨的糊粉層組織，另外還有些分離物料可採用對輥磨粉機進行微粉碎進一步被粉碎，從而獲得顆粒度更小的糊粉組織，其中各道製取全部採用專一性機械操作。該分離的小麥糊粉層製品含有5-40個細胞粘結透明層的集聚體，以及少量的非糊粉層物質，主要是果皮層碎片和澱粉細粒。
分離的小麥糊粉層成本低，健康天然，富含小麥中高營養價值的生理活性成分（如：膳食纖維、礦物質、維生素、酚酸類和木酚素等）。可廣泛的用於製作高纖低碳食品，製備減肥、抗癌、糖尿病保健等功能性麵粉及小包裝早餐營養品和糕點、餅乾、麵包功能性食品等，也可以製作特種食品，它是一種用途廣泛的基礎天然營養食品原料。
套用
由於小麥和水稻的糊粉層與外皮層難以分離，在現代制粉工業中糊粉層被作為鼓皮的一部分分離出來，而小麥外表皮又兒乎全部由纖維素組成，因此現在對小麥糊粉層的研究利用都集中在其載體材料—鼓皮的研究利用中。
1、製作鼓粉
通過改進小麥制粉工藝，使麵粉中含鼓量提高到50%-60%。目前該類產品在國際市場已有了一定的市場和生產規模，雖然國內市場仍處於開發和起步階段，但其潛力不可低估。雖然該產品在口感上稍差於精白粉，但其粗纖維、蛋白質含量優於精白粉，粗脂肪低於精白粉，而且其粉質地疏鬆，可消化的蛋白量優於精白粉的蛋白質量。
2、加工飼料蛋白
開發飼料蛋白具有很高的經濟和社會價值。利用微生物發酵法製取的酵母是一種優良的飼料蛋白，在鼓皮水解液中，既含有五碳糖也含有六碳糖，能被酵母菌代謝利用。因此利用鼓皮水解液培養酵母可獲得優質飼料蛋白。
3、加工食用麩皮
通過蒸煮、加酸、加糖、乾燥，除掉鼓皮本身的氣味，使之產生香味，可提高鼓皮的食用性。日本市售的食用鼓皮是經過加熱精製而成，加工過程中既處理了鼓皮中原有的微生物和植酸酶，又提高了二次加工的適應性，使製成的使用鼓皮既風味好又衛生方便。
細胞程式性死亡
糊粉層的程式性死亡是籽粒萌發過程中，糊粉細胞在自身酶作用下發生的瓦解和自溶的過程。糊粉層與胚作為禾穀類植物所特有的兩種組織，其中胚乳是主要的營養存儲器官，內部充滿了澱粉和蛋白質，外部由糊粉層包圍著；而糊粉層是籽粒成熟後僅有的仍保持有生命活性的組織，在籽粒萌發或受到外源性赤黴素的刺激後糊粉細胞會分泌一系列的水解酶，包括蛋白酶、脂酶、核酶、戊聚糖酶、澱粉酶等等，在這些酶的作用下糊粉細胞逐漸被分解為小分子營養物質和更多的酶，供給胚的生長需要或進入胚乳中繼續分解澱粉。研究發現，赤毒素和脫落酸對糊粉層的程式性死亡起著嚴格的調控作用，其中赤黴素能夠促進糊粉層程式性死亡的進程，而脫落酸則延緩該過程的發生，離體的糊粉層原生質在含有脫落酸的培養液中可以保持長達6個月的生命力。糊粉層的程式性死亡方式和我們了解的動物細胞死亡並不相同，糊粉層的死亡是緊接著細胞的高度液泡化和原生質膜的消失開始的。在赤黴素的誘導下，糊粉細胞產生一系列的信號使糊粉層發生形態學的變化，此時，糊粉細胞如同分泌器官一樣，開始合成相關的水解酶並運送到胚乳澱粉中去，但並不是所有的水解酶都會被分配到胚乳中去，相反一部分水解酶會繼續留在糊粉層中，這些酶包括蛋白酶、核酶、植酸酶、酸性磷酸酶、脂酶、蘋果酸合成酶和異檸檬酸裂解酶等，這些酶都靶向了蛋白質存儲液泡（Protein Storage Vacuoles，PSV）。作為糊粉細胞內蛋白質的主要存儲場所，PSV內充滿了蛋白質和胺基酸片段，現代研究普遍認為糊粉細胞內最初合成用的胺基酸都來自於存儲蛋白液泡，在上述各種水解酶的作用下，糊粉細胞內的細胞器開始膨脹並最終合併成一個大的液泡，這也是在赤黴素處理下細胞的一個特徵，而且這些液泡的大小和數量也與赤黴素的處理時間有著緊密的聯繫。
