雜豆主食化研究進展

杜亞軍，李紅梅，李云龍

（山西農業大學 山西功能食品研究院，特色農產品加工山西省重點實驗室，山西 太原 030031）

我國通常將稻米、小麥、玉米、大豆等大宗糧食以外的谷類、雜豆類、薯類等稱之為雜糧，而雜豆是除大豆之外的小宗淀粉質豆類的總稱，也叫食用豆類，主要包括綠豆、豌豆、蠶豆、紅小豆、扁豆、豇豆、蕓豆、鷹嘴豆等，具有高蛋白、中淀粉、低脂肪、低致敏性，含有豐富的膳食纖維、維生素、礦物質和生物活性成分。聯合國將2016年命名為“國際雜豆年”，提出了“提供豐富營養，促進可持續發展”的口號。我國雜豆種植歷史悠久，產量大，覆蓋面廣，種類繁多，是世界雜豆生產大國，但主要以初級加工產品為主，絕大部分以原豆的形式出口。

隨著近年居民膳食結構變化，各種慢性疾病的發病率逐年上升，將雜糧添加到每日膳食之中，即雜糧主食化是解決居民健康問題的最經濟有效的辦法。目前我國雜糧谷類和薯類主食化研究已日趨廣泛，雜豆主食化研究也取得了一些進展，本文擬從雜豆的營養與加工特性、現代加工工藝和產品應用等方面綜述雜豆主食化研究現狀，旨在為雜豆主食化產品開發提供理論參考。

1 雜豆的營養和加工特性

1.1 雜豆的營養特性

雜豆含量最高的是淀粉，占40%～55%，其中抗性淀粉（resistant starch，RS）含量占78%，慢消化淀粉（slowly digestible starch，SDS）和抗性淀粉總含量高達95.7%，屬于低GI淀粉。雜豆淀粉消化性較差，高于馬鈴薯和高直鏈玉米淀粉，但遠低于谷類淀粉。蛋白質含量16%～33%，遠高于谷類，必需氨基酸種類齊全，比例較為均衡，富含谷物蛋白的第一限制性氨基酸—賴氨酸，但甲硫氨酸、蛋氨酸含量較低，將雜豆和谷物復配后，可使二者氨基酸互補，提高蛋白質的生物效價。雜豆粗纖維含量8%～10%，其可溶性與不溶性膳食纖維比例較為均衡。雜豆脂肪含量低，一般含0.4%～2.0%，但不飽和脂肪酸含量較高。雜豆富含B族維生素和礦物質，含有多種生理活性物質，包括黃酮類物質、生物堿、植物甾醇、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、花青素等，黃酮、花青素具有較強的抗氧化活性[1]。雜豆中不同程度地存在抗營養因子，包括胰蛋白酶抑制劑、胰凝乳蛋白酶抑制劑、α-淀粉酶抑制劑、單寧、皂苷等，適量的抗營養因子具有抗氧化、抗腫瘤、抗炎癥及控制血糖等功效。但過量食用雜豆易引起脹氣等，影響機對營養物質的消化吸收，降低雜豆的營養價值[2]。

1.2 雜豆的加工特性

雜豆富含淀粉和蛋白質，其理化特性對雜豆加工工藝及產品的最終品質有非常重要的影響。雜豆直鏈淀粉含量較高，在11.6%～88.0%之間。大多數雜豆淀粉糊化溫度較高，約為65℃～80℃，峰值黏度低，回生程度高，比谷物和薯類淀粉回生程度大，具有較好的耐高溫和較高的抗剪切能力，凍融穩定性較差[3-5]。雜豆主要儲存蛋白是球蛋白和白蛋白，與脫皮脫脂大豆粉相比，雜豆粉具有較高的堆積密度和吸水性指數，但水溶性指數、吸水和吸油能力相對較差，乳化性及乳化穩定性差異不顯著，凝膠能力強，起泡性及泡沫穩定性差異顯著[6]。不同種類或同一種類不同品種的雜豆淀粉、蛋白的功能特性差異顯著，產品開發一般要根據工藝要求，篩選出相應功能特性較好的雜豆種類和品種。如綠豆和豌豆直鏈淀粉含量高，凝沉性好，常用來制作粉絲；小豆支鏈淀粉的含量較高，易于膨化，用于生產膨化食品。

2 雜豆的現代加工工藝

雜豆含有抗營養因子，不易糊化，雜豆產品普遍存在適口性和消化性較差、難以煮熟、豆腥味重等諸多問題。在傳統工藝基礎上，運用現代工藝技術，有助于消除雜豆的抗營養因子，改善加工特性，去除豆腥味。雜豆加工研究較多的有發芽、酶解、發酵、擠壓膨化、超微粉碎和干燥等工藝。

2.1 發芽

雜豆發芽后主要變化有淀粉含量下降，直鏈淀粉含量先降低后增加，快速消化淀粉RDS、緩慢消化淀粉SDS增加，抗性淀粉RS降低，提高了淀粉消化率，并改變了淀粉的糊化特性。膳食纖維含量有所提高，總糖、還原糖含量顯著增加，脂肪含量下降。蛋白質、游離氨基酸含量顯著增加，尤其是蛋氨酸含量顯著增加，增加了蛋白質消化率。VC、VB和VA都有不同程度的提高，促進了植酸的降解，礦物元素釋放出來，提高了礦物元素利用率[7-9]。γ-氨基丁酸、多酚、黃酮含量顯著增加，抗氧化活性明顯提高，花青素含量顯著降低[10-11]。由于胰蛋白酶抑制劑、凝集素、植酸、單寧含量降低，脂肪氧合酶活性降低，降低和消除了雜豆的抗營養因子和豆腥味[12]。總之發芽提高了雜豆的營養價值，增強了雜豆的生物活性，改變了雜豆的加工特性。已有富含γ-氨基丁酸的發芽雜豆營養強化米、發芽綠豆粉軟式杏仁餅、發芽豇豆粉饅頭等雜豆發芽產品的研究報道[13-15]。

2.2 酶解

酶解是大豆深加工領域的一個重要研究方向。雜豆酶解后，大分子營養成分和抗營養成分被降解，微量元素釋放出來，更利于人體的消化和吸收。豆渣加工時往往被當做廢物或雜質而丟棄，酶解后，豆渣纖維會產生益于健康的β-葡聚糖，提高雜豆生物效價以及豆渣纖維的利用率。酶解還會影響產品的加工特性，綠豆蛋白質輕度水解有利于形成穩定的油水型乳狀液，且黏度降低對分子擴散有利，改善了蛋白質的水溶性和乳化束油性，從而提高了雜豆粉的溶解性和消化吸收率，有助于提高飲料穩定性[16]。經酶解后的雜豆飲料，風味更加細膩，口感更加自然、順暢，同時也降低了產品分層、析水、淀粉老化現象[17]。生產雜豆沖調粉時，由于雜豆淀粉含量高，加工中受熱糊化后，黏度升高，易堵塞管道，通過酶解可解決沖調粉黏度大，流動性差的技術問題[18]。

2.3 發酵

雜豆可代替部分牛奶經乳酸菌發酵后，制成雜豆酸奶。雜豆發酵后，大分子營養成分被降解，營養價值得到提高，風味得以改善，并增加了促進腸道健康、抗高血壓、降血脂、免疫調節等諸多生理功能。乳酸菌發酵能產生人體消化道缺乏的α－半乳糖苷酶，降解棉籽糖、水蘇糖等非消化性低聚糖，產生人體可吸收利用的半乳糖、蔗糖、葡萄糖等[19]；可降解豆乳球蛋白和30%蛋白酶抑制因子，提高蛋白質消化率；可降解50%植酸，同時乳酸菌自身可合成并釋放出多種維生素，增加礦質元素生物利用率[20-21]。豆乳的豆腥味主要源于不飽和脂肪酸過氧化反應產生的己醛和戊醛，發酵能有效降解脂肪和醛類，形成有機酸類，消除豆腥味。陳海強等[22]研究表明利用枯草芽袍桿菌發酵綠豆，能夠有效的降低不溶性膳食纖維含量、可溶性膳食纖維含量也由0.78%增加到9.3%。

2.4 擠壓膨化

雜豆質地較硬，采用傳統加工方法難以糊化，擠壓膨化后雜豆粉糊化度可達90%以上，淀粉的消化吸收率，吸水指數和水溶性指數和糊化度等明顯提高，總黃酮、總酚酸含量增加，抗營養因子被鈍化，提高了雜豆沖調粉的溶解特性和營養價值，口感風味提高，豆腥味得以明顯消除[23-24]。

2.5 超微粉碎

制備雜豆粉時，結合微粉碎處理，既能細化粉質，有利于營養物質的吸收，還能改善粉質特性。郭洪梅研究發現微粉碎處理能顯著改變雜豆淀粉的結構和理化特性，對雜豆淀粉具有改性作用[25]。郭婷等[26-27]研究表明豌豆粉經微粉碎后，粉體粒徑減小，水分含量降低，損傷淀粉含量增加，持水力、膨脹力降低。隨著豌豆粉粒徑的減小，與小麥粉復配混合粉面團吸水率、弱化度增大，形成時間、穩定時間、粉質指數降低；糊化的峰值黏度、最低黏度、衰減值、回生值都有所降低。微粉碎豆粉和普通豆粉相比，制作的面條表面光滑，色澤較好，外觀有很大的改觀[28]。

2.6 干燥

現代干燥技術如微波干燥、噴霧干燥、變溫壓差膨化干燥等各有其優點和適用性，要針對不同食品的特性，選擇最合適、最實用的干燥方法，如將兩種或兩種以上的干燥技術結合使用，使其優勢互補，能提高干燥效率及成品品質。與熱風干燥相比，生產雜豆沖調粉時，噴霧干燥能最大限度地保留其營養成分，具有很好的流動性、分散性和溶解性，色澤光亮，能保持原料風味，沖調性能較好[29]。變溫壓差膨化干燥技術環保、節能，結合了冷凍干燥和熱風干燥的優點，在果蔬加工中應用廣泛，但在糧食加工中應用很少，研究表明應用于方便米飯，復水性和食味感官方面效果較好[30]。

3 雜豆主食化產品應用現狀

雜豆主食化產品是在發揚我國傳統主食文化的基礎上，采用現代科學營養原理和先進技術裝備，規?；a的標準化、方便化、安全化、營養化的食品。雜豆主食化產品除傳統的豆腐、豆漿、豆沙等外，主要包括雜豆主食粉及制品、雜豆方便沖調粉、雜豆乳液體飲料、雜豆同熟米等。雜豆主食化生產面臨兩個關鍵問題，一是雜豆生產存在的技術瓶頸問題；二是雜豆如何與谷物配比、加工，達到同煮同食、營養互補的目的。只有通過綜合運用現代食品營養學知識和加工技術，著力解決傳統生產存在的技術瓶頸問題，才能生產出被市場認可和消費者滿意的主食化產品。

3.1 雜豆主食粉及制品

將雜豆粉碎后即為雜豆主食粉。雜豆主食粉主要制作三類產品，一是單獨采用雜豆粉，按照傳統工藝制作的面食面點，如豌豆面抿尖、綠豆糕、紅豆餅等，主要在區域消費；二是與小麥粉復配，以現代工藝制作的面條、饅頭、面包、餅干等，是雜豆主食化主打產品；三是與其它谷物原料復配，制成雜糧功能保健粉、雜糧重組米、雜糧膨化休閑食品等。雜豆制粉工藝主要有錘磨、針磨、輥磨和石磨等，雜豆的制粉方式及其理化特性不同會直接影響雜豆產品的功能特性和營養特性，進而影響產品的可接受性[31]。由于淀粉特性與中式蒸煮食品品質關系密切，制作雜豆粉饅頭、面條時，更要注重選擇適宜的制粉方式。采用四種粉碎方式（錘磨、針磨、輥磨和石磨）分別處理加拿大黃豌豆粉，其粒度大小和分布、損傷淀粉、淀粉糊化特性以及吸水能力、吸油率、乳化性都有較大差異[32]，白祥[33]研究發現，在灰分、蛋白質含量、黏度、溶劑保持力、粒度、降落數值及破損淀粉等理化指標上各有差異。制粉方式不同的豌豆粉對全麥面包、曲奇餅干品質亦有較大影響，田曉紅等[34]發現采用輥磨制備的豌豆粉粒徑小，分布均勻，制作的掛面品質較優。雜豆帶皮粉碎后得到的雜豆全粉，能完全保存雜豆的營養成分，市場開發前景廣闊，但由于雜豆種皮粗纖維機械強度較大，易吸水膨脹等，傳統粉碎技術難以粉碎，采用微粉碎則可將粗纖維細化到使口感較好的程度。

制作面條、饅頭等，由于雜豆粉形不成面筋，機械操作性差，只能以配料形式添加在小麥粉中。添加雜豆粉對雜豆－小麥混合粉的物性有顯著影響，會使面團網絡結構變得松散，黏彈性降低。研究表明，添加5%的雜豆粉對面包質構起改善作用，還可防止饅頭老化，延長面制品保質期。添加10%～20%的雜豆粉，對面粉粉質特性、蒸煮特性的影響不大，面制品的感官指標較好，如再增加添加量，則對感官指標造成不良影響，豆腥味較重，不易被人接受[35-36]。鷹嘴豆、豌豆復合粉添加量為4%～8%時，對面團影響較小，能改善饅頭的風味；當添加量大于8%時，會弱化面筋，影響饅頭的品質及風味[37]。通過加入增強面團流變學的增黏劑如谷朊粉等，則可以改善加工和食用品質下降，目前已開發出50%的綠豆掛面、60%的豌豆掛面、40%的黃豌豆曲奇餅干等。

3.2 雜豆同熟米

雜豆同熟米是以全雜豆的完整形式直接加入米類主食，和米類同蒸同熟，也稱為速煮雜豆。全雜豆由于皮層致密、質地堅硬、吸水性較差，需要經過長時間浸泡和蒸煮后，才能與大米同蒸。為滿足便捷生活需求，將雜豆進行浸泡、蒸煮等預糊化后干燥，制成速煮雜豆。速煮雜豆需要有較好的復水性、感官和食用品質，其中浸泡、蒸煮和干燥工藝是主要影響因素。倪萍等研究表明采用預糊化處理后，紅豆糊化度需控制在60%～70%，綠豆需控制在56%～60%，可與大米復配達到同熟且獲得較高感官評價[38]。干燥方式是提高復水性的關鍵，羅倉學等[39]研究表明速煮綠豆采用熱風和微波組合干燥，復水效果較好，在色澤、外觀與適口性上品質最優；張大寶[40]研究表明和微波干燥相比，采用變溫壓差膨化干燥速煮綠豆效果更佳。

3.3 雜豆方便沖調粉

雜豆沖調粉是將雜豆熟化干燥后，可沖調即食的營養方便早餐食品。生產方法有濕法和干法兩種。濕法是將雜豆去皮、磨漿、殺菌，再經噴霧干燥后成品，濕法工藝復雜、能耗大、生產周期長，產品豆腥味重，且蛋白質提取率低。干法是將雜豆去皮、粉碎后，再經調漿、殺菌、噴霧干燥后成品；干法生產成本低、效率高，產品通過滅酶，使豆腥味受到抑制，營養成分損失小，應用更加廣泛；缺點是生產工序復雜，營養成分加熱后易損失，經去皮后損失了大部分營養和活性物質。如采用擠壓技術對雜豆粉熟化處理，生產力會得到大幅度提高，同時短時加熱能夠最大限度的保留雜豆內的熱敏性功能性成分[41]。程晶晶等[42]研究表明超微粉碎處理可以顯著改善紅小豆全粉沖調粉的顆粒均勻性、顏色均勻性、吸濕性、溶脹度、溶解性等物化特性。豆皮經超微粉碎處理可以改善雜糧粉沖調性差、口感粗糙的問題[43]。

3.4 雜豆乳液體飲料

雜豆乳飲料是將雜豆加入牛奶中制成豆乳，包括乳酸菌發酵和不發酵飲料，可作為方便早餐飲品。雜豆制成豆乳，能大大提高雜豆消化率，還能緩解我國動物蛋白資源緊張的局面，實現動植物蛋白的營養互補。雜豆發酵乳飲料除富含牛奶的蛋白質、脂肪和鈣以外，還增加了雜豆的多種活性成分，具有利水消腫、解毒排濃的功效。雜豆乳飲料存在的問題是營養成分生物效價較低，產品穩定性較差，外觀不佳，豆腥味較重；由于大多采用濕法加工，經“去皮”或“去渣”工序，損失了大部分膳食纖維和生物活性物質。目前采取的有效措施是通過酶解提高雜豆的生物效價，加熱鈍化消除豆腥味，添加復合穩定劑提高穩定性；采用全豆干法加工技術，即不經過浸泡或不進行濕熱蒸汽處理，加工中無豆渣產生，則避免了營養成分的損失[44]。

4 建議和展望

我國擁有雜豆資源優勢，但長期以來對雜豆研究重視不夠，對雜豆特有的營養和加工特性研究較少，現有的雜豆加工工藝存在諸多問題，已遠遠不能滿足主食化產品的需求。目前雜豆主食化產品較少，尤其是雜豆同熟米產品尚屬空白，開發潛力很大，所以要借鑒雜糧谷物的加工工藝，加快現代高新加工技術在雜豆的應用，深入研究雜豆消化性差的機理，探討適于雜豆的加工工藝，加快雜豆的主食化進程。雜豆產品今后的研發重點是深入研究豆腥味去除技術，設法解決全雜豆加工的關鍵技術問題。希望雜豆將會同谷類、薯類雜糧一起，成為老百姓餐桌上的特色主食，為我國居民的飲食健康做出貢獻。