全麥粉的加工技術研究進展

袁佐云 李金玉 任晨剛 俞偉祖 王強

摘要 全麥粉的營養價值已逐漸得到國內外學者及消費者的認同，而獲取營養價值最大保留而加工性能優良的全麥粉是全麥制品行業面臨的關鍵問題。針對全麥粉的兩種加工技術研究進展進行綜述，為全麥粉制備技術的提升提供參考。

關鍵詞 全麥粉；加工技術；研究進展

中圖分類號 S609.9 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）31-11097-03

The Research Progress on the Processing Technology of Whole Wheat Flour

YUAN Zuoyun1，2，LI Jinyu1， REN Chengang1， WANG Qiang2*

（1. COFCO Nutrition and Health Research Institute， Beijing 100020； 2. Key Laboratory of Agroproducts Processing of Ministry of Agriculture， Institute of Agroproducts Processing Science and Technology， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100193）

Abstract The nutritive value of whole wheat flour has been recognized by researchers and consumer at home and abroad. How to obtain nutritional value maximum retention and excellent performance of the whole wheat flour processing is the key problem that whole grain products industry faces. The research progress on two kinds of processing technology was summarized to provide reference for whole wheat powder preparation technology of ascension.

Key words Whole wheat flour； Processing technology； Research progress

流行病學相關研究已證明，全麥谷物有助于抵抗肥胖、糖尿病、心血管疾病和癌癥^[1]。我國對全谷物食品亦日趨重視，2014年6月30日至7月2日，由國際谷物科技協會和中國糧油學會共同主辦的“全谷物食品與健康國際研討會”在武漢召開。與會學者針對全谷物產業現狀、發展趨勢、研究熱點等問題進行了交流，并對我國的全谷物產業的發展方向進行了探討。大會中，我國糧油學會理事長張桂風提到，發達國家全谷物食品產業發展如火如荼，如美國，全谷物食品已占到全部谷物食品的40%以上。我國發展全谷物產業勢在必行，糧食加工業發展規劃（2011～2020年）明確指出：要重點“研發速食糙米、發芽糙米、蒸谷米、全麥粉及制品、全谷物健康食品、發酵米面制食品等關鍵技術”^[2]。對于全麥粉而言，如何得到營養價值最大保留而加工性能優良的全麥粉成了全麥制品行業面臨的關鍵問題。幾十年來，國內外研究人員對全麥粉的加工技術開展了大量研究，并取得了一定成果。目前，全麥粉的加工工藝主要有兩種：“全顆粒研磨法”和“傳統研磨回填法”，筆者主要就這兩種全麥粉的加工技術研究進展及進行綜述。

1 全麥粉定義

全麥粉（或全麥面粉），英文名稱Whole wheat flour、Wholemeal、Whole meal等，從字面意思理解，是以整粒小麥為原料，制得的粉制品。在我國，只有在GB22515-2008 糧油名詞術語（2.2.6.15）中給出了一個并不十分明確的全麥粉官方定義：“保留全部或部分麥皮的小麥粉?！倍x的不明確導致了我國市場上全麥粉質量良莠不齊，與國外產品尚有一定差距^[3]。為解決這一“亂”現象，國家有必要出臺相關標準來對產品進行約束。為對全麥粉（或全麥面粉）進行明確定義，可以參考國外對于全麥粉（或全麥面粉）及全谷物的定義。

筆者找到了美國聯邦法規（Code of Federal Regulation，CFR）、德國標準化學會（DeutschesInstitutfürNormung，DIN）以及新加坡國家標準（Singapore Standard，SS）對于全麥粉的定義。由FDA發布的全麥粉標準（21CFR137.200）規定^[4]：全麥粉是除硬質小麥和硬質紅小麥以外的潔凈小麥碾碎而制成的食品，其中可通過8號篩的物料不小于90%，可通過20號篩的物料不小于50%，除水分以外的天然組分比例與小麥保持不變，全麥粉的水分含量不能超過15%。新加坡國家標準（SS 352：1990）規定^[5]：全麥面粉或全麥粉應當是通過磨碎干凈的完整小麥獲得的干凈并完整，或粗或細的產品，并應包含此小麥中的所有成分。德國標準化學會在DIN 10355中規定^[6]：全麥面粉或全麥粉應當含有包括胚芽在內的潔凈谷粒中的所有組成部分。谷粒允許在加工前去掉外果皮。

對于全谷物，列出3個相對權威的定義（表1）。

由表1可見，國外各國或各機構對于全麥粉或全谷物的定義基本類似，不同的是健康谷物協會（歐盟）允許有加工的小量損失。從實際來看，此定義更為科學有效。

2 全顆粒研磨生產技術研究進展

2.1 全顆粒研磨基本特點

所謂“全顆粒研磨法”是指，將經清潔的整粒小麥粒經過（或不經過）其他處理（如熱處理）后，粉碎成粉，制成包含籽粒麩皮、胚乳、胚芽中所有組分的全麥粉。此法有出粉率高、流程短等優點，從消費者的角度講，消費者可能更易接受由“全顆粒研磨法”生產的全麥粉。認為此方法更符合自身對于“全麥粉”的定義——直接由全麥研磨而成。但由于小麥胚芽中富含脂肪及酶類，使得利用“全顆粒研磨法”生產的全麥粉貯藏穩定性不盡如人意。

大約1 500年前，世界上所有生產的谷物粉都是全谷粉，采用石磨磨粉的方式進行生產。現代全顆粒研磨法的生產工藝主要包含以下幾步：凈麥、制粉、包裝貯藏。

2.2 全顆粒研磨生產技術改進研究

凈麥可使用現有凈麥工藝對原料麥進行處理，由于生產全麥粉需要利用小麥麩皮，因此可適當增加凈麥工序以保證麩皮的潔凈。

制粉工藝是此方法的關鍵工藝。鞠興蓉等將經過清理除雜和水洗過的含水量為15%～20%的小麥籽粒進行1～10 min的熱處理（微波加熱或熱風干燥），以殺滅原料中的微生物并使脂肪酶、過氧化物酶等生物酶失活^[10]。之后利用超微粉碎法對其進行粉碎，并收集80～200目（200～60 μm）篩分，得到全麥粉，此粉保質期可達5～6個月。但由于經過熱處理后，蛋白質部分變性，使得小麥面筋含量降低，此發明可用于生產低筋全麥粉，以制備富含膳食纖維的餅干而不宜用來制備全麥面包或全麥饅頭等食品。魏遠將潔凈的小麥粒進行蒸汽爆破處理，然后將得到的小麥濕法粉碎至100目，最后烘干，使全麥粉的含水量控制在5%～10%^[11]。此方法的優點在于：蒸汽爆破可以使小麥進行預粉碎，有利于后續的粉碎工作，減少能耗；可實現小麥中纖維素、半纖維素等生物大分子的初步降解，提高小麥中各物質的消化率。但0.4～1.0 MPa，143～180 ℃處理5～15 min然后瞬間爆破是否會使得小麥中的蛋白質及有益物質（如維生素）變性，有待研究與探討。全顆粒研磨法盡管可以通過磨粉前的一些處理來保障全麥粉較長的保質期，但往往這些處理會導致小麥蛋白質的變性，使得全麥粉筋力下降，難以生產出用途廣泛的全麥粉。

3 傳統研磨回填生產技術研究進展

3.1 傳統研磨回填法基本特點

“傳統研磨回填法”是指，將傳統方法制得的面粉與經過研磨等處理的麩皮與胚芽進行混合，獲得全麥粉。利用此法生產的全麥粉，若面粉與經處理的麩皮和胚芽混合的比例與小麥籽粒胚乳與麩皮和胚芽的比例相同，那么也可以說此粉含有整粒小麥中的所有組分。

“傳統研磨回填法”有以下幾個優點：①將麩皮、胚芽與胚乳分開研磨，可使得麩皮、胚芽研磨更加充分。若這3部分共同研磨，胚乳會先磨成粉，先磨成的粉形成緩沖層，不利于麩皮的研磨；且潤麥處理也會增大麩皮的韌性，不利于研磨。②方便對麩皮與胚芽進行單獨的穩定化處理，提高全麥粉的貯藏穩定性，延長貨架期。③方便將不同筋力的面粉與麩皮、胚芽粉進行混合，得到具有不同加工特性的全麥粉。④方便現有面粉廠的改造。不需對現有面粉生產線進行大規模改動，只需在旁增加處理麩皮與胚芽的生產線。

3.2 傳統研磨回填生產技術改進研究

傳統研磨回填法生產全麥粉的大致過程為：在小麥加工成面粉的過程中，分別收集麩皮、胚乳和胚芽。將胚乳按照傳統制粉工藝進行處理制得面粉，將麩皮和胚芽進行一定處理后磨粉。最后按照一定比例將面粉與麩皮和胚芽磨成的粉進行混合，制得全麥粉。

想要獲得具有良好的貯藏穩定性、營養性以及加工性能的全麥粉需要關注以下幾點：①選擇合理的麩皮和胚芽穩定化處理方法，并盡可能減少穩定化處理對麩皮及胚芽中的營養成分造成不利影響。②考慮麩皮的粒度對于全麥粉加工性能的影響，盡量減少麩皮和胚芽的顆粒度。③盡量保護面筋的質量不受損壞。針對這些要求，國內外研究者對該生產技術開展了大量研究。

麩皮和胚芽的穩定化處理主要有擠壓、烘烤、紅外、紫外微波、常壓氣蒸、高壓氣蒸及常壓氣蒸耦合紫外微波幾種方式。對此，楊磊進行了較為細致的研究^[12]。其對比了不同穩定化處理方式對麥麩和胚芽滅酶效果及貯藏穩定性的影響，得出結論：常壓氣蒸處理對于麥麩的脂肪酶以及胚芽的脂肪氧化酶均有較好的滅酶效果；常壓氣蒸耦合紫外微波對于麥麩中的脂肪氧化酶有較好的滅酶效果；擠壓處理對于胚芽中的脂肪酶滅酶率可達100%。麩皮和麥芽經過常壓氣蒸耦合紫外微波處理的全麥粉，經過30 d（37 ℃）貯藏試驗，期滿后其脂肪酸值小于300 mgKOH/kg。譚斌等將胚乳和麩皮采用擠壓膨化的方式進行穩定化處理，并采用流化床干燥法對擠壓膨化后的物料進干燥，然后將其磨粉回添至面粉中制得全麥粉^[13]。利用此法生產的全麥粉保質期可達1年以上。

國外也有不少專利介紹全麥粉的穩定化及生產方法。早在20世紀90年代，Dean W.Creighton等利用膨化機，在260～315 ℃，379～414 kPa的高溫高壓條件下，處理30～45 s，鈍化脂肪酶以及脂肪氧合酶穩定化全麥粉^[14]；Carolyn Louise Wilhelm等利用紅外輻照技術，在100～110 ℃的條件下，處理30～60 s，鈍化脂肪酶及脂肪氧合酶，使得產品的貨架期達30 d以上^[15]。Lynn C.Haynes等利用熱處理法穩定糠麩，然后將穩定化的糠麩回填生產全麥粉^[16]。穩定化溫度：115～125 ℃，時間1～7 min，穩定化后應迅速將其冷卻到60 ℃。通過此方法生產的全麥粉，在加速儲藏的條件下可保存1～2個月。Katsuyuki Ikeda等先將小麥利用輥式磨粉機及撞擊式磨粉機磨粉，得粗粉和細粉，將粗粉進行濕熱處理后碾磨成一定顆粒大小并與細粉混合，生產全麥粉^[17]。其中濕熱穩定化處理條件為：蒸汽溫度90～95 ℃，處理時間5～30 s。

對小麥麩皮及胚芽進行穩定化處理，雖可在很大程度上提高全麥粉的貯藏穩定性，延長全麥粉的保質期，但也對麩皮和胚芽的營養品質產生了影響。彭偉等研究了擠壓膨化對脫脂和全脂小麥胚芽營養品質的影響，發現全脂和脫脂麥胚經擠壓膨化處理后，其可溶性蛋白、人體必需氨基酸均有減少^[18]，此為擠壓膨化處理對營養品質的不利影響。但與此同時，通過擠壓膨化處理后，麥胚中的可溶性膳食纖維含量增加，提高了小麥胚的營養價值。陳建寶研究了擠壓膨化對麥麩主要成分的影響，發現經過擠壓膨化后，麥麩中的脂肪、淀粉、粗纖維、還原糖、游離氨基酸和植酸含量都有所減少，總糖和水溶性總糖含量有所增加^[19]。汪麗萍等研究了擠壓處理對麩皮、胚芽及全麥粉品質的影響，發現擠壓處理會使麩皮及胚芽中的B族維生素在不同程度上減少，但擠壓同時也有利于某些酚類物質的釋放，增加全麥粉的總酚含量，提高其抗氧化活性^[20]。

有研究顯示，麩皮的粒度會對小麥面筋蛋白網絡的形成產生影響。李娟等證明了麩皮中具有較強吸水能力的阿拉伯木聚糖凝膠會抑制小麥面筋蛋白網狀結構的吸水形成^[21]。目前對于全麩皮成分回添的全麥粉，麩皮粒度對小麥面筋形成以及對全麥粉粉質及拉伸特性的影響還尚待研究。但可以肯定的是，通過控制麩皮粒度來控制全麥粉加工性能的方法是相對簡單易行的手段。

4 全麥粉的評價標準

含有小麥麩皮的全麥粉中的膳食纖維含量約為普通小麥粉的5～10倍^[22]，因此，可以考慮以膳食纖維含量作為全麥粉的評價指標之一。

此外，還有研究者建議把烷基間苯二酚（Alkylresorcinols，ARs）也作為全麥粉的評價指標之一。ARs是主要存在于小麥麩皮中，胚乳中并不存在。理論上全麥粉中的ARs含量會與普通小麥粉中的相差較大。小麥中ARs的含量隨著其種類、產地等差異而不同，大致范圍為54～3 200 μg/g^[23]。汪麗萍等對我國36個不同品種的小麥樣品的ARs含量進行了測定，發現36個小麥樣品中的ARs總量分布范圍為438～1 348 μg/g，80%的置信區間為631～950 μg/g，平均771 μg/g^[24]。但是，全麥粉的加工工藝也會對小麥中的ARs造成損失，汪麗萍等研究了擠壓處理前后粗麩、細麩、胚芽及擠壓混合料中ARs的含量變化^[20]。研究發現，經過擠壓處理后，各原料中的ARs含量均有明顯降低，降幅在12%～44%。因此，如果將ARs含量作為全麥粉的評價指標之一，還需研究不同全麥粉工藝對全麥粉ARs含量的影響，以此來確定合理的ARs限量。

5 展望

消費者對于谷物食品的要求逐漸“返璞歸真”，食物中精米白面的比例有降低趨勢，與此同時，“粗糧”的比例日益增加。全麥粉屬于全谷物產品中相當重要的一員，無論是在東方還是西方，面制品均是其傳統主食之一。因此，對于全麥粉的研究是全谷物研究中的重要課題，全麥粉加工技術的不斷提升必將為全麥粉及其制品提供可靠的技術保障，促進全麥粉及其制品產業的健康快速發展。

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