全谷物食品的工藝品質研究進展

熊榮園，羅通彪，尚 英

（南充職業技術學院，四川南充 637000）

0 引言

我國是糧食生產大國，據統計，我國2/3 的人口以米飯作為主食[1]，其他主食種類包括小麥、玉米、紅薯、馬鈴薯等。國家發展改革委、國家糧食局關于印發的《糧食行業“十三五”發展規劃綱要》中明確提出大力實施“綠色健康谷物口糧工程”，積極發展全谷物食品，提高出品率，更大限度地保留糧食中的營養成分。近年來，對于谷物的加工研究也越來越多，包括強化食品，如對于精加工大米、面粉等進行氨基酸、維生素等的強化；配方食品，如嬰幼兒營養配方米粉等。全谷物的加工方式多樣，不同的加工方式對谷物的營養價值影響不同，對全谷物的加工方式及不同加工方式對營養的影響進行綜述，旨在對全谷物的發展提供參考。

1 全谷物營養及加工方式研究現狀

1.1 全谷物營養價值

全谷物是指完整、碾碎、破碎或壓片的谷物，其涵蓋范圍較廣，包括大米、小米、小麥、大豆等及其他雜糧。谷物的基本組成部分包括胚乳、胚芽、皮層，且基本組成部分的相對比例與完整穎果一樣[2]。全谷物相比于精加工處理后的谷物營養價值高，全谷物含有豐富的蛋白質、碳水化合物、多種維生素、礦物質、膳食纖維、生物活性物質等。谷物中的蛋白質隨谷物品種、栽種環境、季節等有一定差異，基本含量一般在7.5%～15.0%[3]。維生素主要是B 族且含量豐富，如存在于糊粉層和皮層的維B1、維B2和尼克酸。膳食纖維具有促進腸道蠕動，改善便秘、預防腸癌、降低餐后的血糖濃度、預防心腦血管疾病等功效[4-5]。例如，存在于胚芽與皮層的酚類化合物酚酸、花色苷、原花青素等都具有較強的抗氧化活性，可以保護谷物皮層內部不受氧化[2]。

1.2 全谷物的加工方式

全谷物的加工方式主要有蒸煮、擠壓膨化、發酵、超微粉碎等。谷物的煮制是最常見的加工方式，也是傳統的加工方式。例如，適合出差、辦公室白領、室外拓展人群等的方便米飯，就是采用蒸煮方式成型。李航等人[6]采用控制變量法對大米、小米、玉米、藜麥4 種谷物預熟化的工藝進行了優化。擠壓膨化技術是一種高溫、短時的加工方法，是利用擠壓機螺桿的推動力，將物料向前推動擠壓，物料受到混合、攪拌和摩擦、高剪切力作用而達到高溫高壓，進而出現膨化現象[7]。擠壓膨化技術在多種食品工業中都會應用到，如休閑食品玉米果、膨化蝦條等，發酵食品如食醋、醬油等，以及食用油等的生產。發酵谷物是利用有益微生物，如酵母菌、乳酸菌等來發酵谷物而加工制作成發酵食品，主要食品種類有甜面醬、發糕、米醋、米酒等。超微粉碎技術是指利用機械或流體動力的方法克服谷物內部的凝聚力使之破碎，從而將谷物原料顆粒粉碎至10～25 μm 的操作技術。超微粉碎技術在小麥、玉米、稻米、蕎麥等谷物加工中常有應用[8]。

2 加工工藝對全谷物品質的影響

2.1 蒸煮加工對全谷物品質的影響

蒸煮是以谷物作為原料，利用加熱的方式，以淀粉糊化為基礎，使得谷物熟化。曹金諾等人[9]將黑米、燕麥、黏白高粱、大麥、小麥、蕎麥、小米、大米和圓糯米破碎，混合煮制達到均一熟化，結果表明，破碎處理可縮短谷物的煮制時間，改善熟化谷物的品質，降低摩擦系數。趙悅等人[10]以不同加工程度的鮮糙米為原料，蒸煮后冷凍干燥，再粉碎為米粉。結果發現，加工后的米粉中營養成分，除碳水化合物和微量元素Cr 以外，其他成分隨著加工程度的提高，胚芽保留率隨之降低，糙米的基礎營養價值損失嚴重。

2.2 擠壓對全谷物品質的影響

擠壓膨化可以提高全谷物的品質，提高全谷物食品的消化率。擠壓加工是一個瞬時高溫的過程，物料在滾筒中滯留的時間較短，物料中化學物質所受的損傷較小。因此，大部分的谷物經擠壓加工后，總酚、總黃酮、維生素等生理活性物質略有減少或影響不顯著[11]。擠壓膨化技術降低了大麥的總酚和類黃酮含量，增加了金屬螯合和總體抗氧化劑活性[12]。劉興麗等人[13]對紫薯粉進行擠壓膨化，結果表明擠壓膨化能夠使水分與淀粉或面筋蛋白緊密結合，提高面制品的出品率，延緩面團的老化時間，進而延長其保質期。

2.3 發酵對全谷物品質的影響

以全谷物為基質進行發酵，會增加谷物中的生物活性成分種類和含量，如多糖、多酚、有機酸等，降低抗營養因子，提高機體的消化吸收率，從而增加谷物的營養價值。谷物發酵會使面筋降解，更適于乳糜患者食用，產生不易消化的多糖和有機酸，使得pH 值調節到有利于某些內源酶作用的范圍，從而改變礦物質和植物化學物質的生物利用度模式[14]。Luana N 等人[15]發現，真菌 Penicillium camemberti 發酵可以減少谷豆類中的植酸、單寧以及胰蛋白酶因子的含量。米發糕就是以精白米為主要原料，以乳酸菌和酵母作為主要發酵菌種，通過選料、浸泡、磨漿、發酵、調味和蒸糕等工序制備而成。糙米中的直鏈淀粉含量對米糕品質的影響較大，直鏈淀粉含量越低，米糕的黏度越大，品質就越差[16]。

2.4 超微粉碎對全谷物品質的影響

超微粉碎技術對谷物及其副產物進行處理，可以將谷物原料的粒度減小到10 μm 以下，不僅速度快，而且谷粒的粒徑細且分布均勻，可以很大程度上增加谷粒的比表面積，使谷粒的吸附性、溶解性等相應增大，從而改善谷物的口感，豐富營養[8]。利用超微粉碎技術可以將纖維粒度大、口感粗糙，而富含維生素、礦物質的食物（如小麥麩皮、燕麥皮、玉米皮等） 轉化為人們喜愛的食物。鄭慧等人[17]利用行星式球磨機對苦蕎麩進行超微粉碎，發現經過超微粉碎的苦蕎粉，其總黃酮的溶出率增加，休止角增加16.72°，滑角增加6.59°，持水力減小1.02%，持油力減小43.47%，膨脹力減小33.01%，水溶性增加4.31%，粉體的明度差和總色差都有相應的增加。程晶晶等人[18]發現，甜蕎粗粉經過超微粉碎處理10 min 后，平均粒徑減小到17.64±1.10 μm，達到超微粉級別，其顆粒、顏色均具有均勻性，亮度、吸濕性、溶脹度和溶解性等物化特性得到顯著改善。

2.5 其他加工方式對全谷物品質的影響

谷物加工的方式較多，除了蒸煮、擠壓膨化、發酵、超微粉碎，還有其他多種加工方式，如焙烤、微波等。焙烤是指在谷物原料燃點之下，通過加熱的方式使谷物原料脫水變干、變硬的過程，常見的烘焙產品包括面包、蛋糕等。通過烘焙，淀粉產生糊化、蛋白質變性等一系列化學變化，面包、蛋糕從而熟化。翟金霞等人[19]發現，烘烤可以極顯著地降低苦蕎提取液的抑制脂質的過氧化活性、清除超氧陰離子能力和清除羥自由基能力。劉淼等人[20]探究馬鈴薯條的焙烤工藝，發現在160 ℃，25 min 條件下，馬鈴薯條硬度為1 532.14 g，而DPPH 自由基清除率為85.25%，總酚含量為279.18 mg/100 g，相對較高，且香味明顯，色澤鮮亮。周小理等人[21]發現，采用短時微波（2 min） 處理苦蕎蛋白原料，可以在一定程度上改善苦蕎蛋白的功能特性。劉海波等人[22]采用微波處理面粉，發現微波處理會使面粉的吸水率、粉質指數、弱化度減小。當微波時間1 min，功率300 W時，面團的儲能模量和耗能模量有所增加。同時，微波會使面筋蛋白中的巰基、游離巰基、二硫鍵含量減少，二級結構中的α - 螺旋含量減少，β - 折疊、β - 轉角和無規則卷曲的總含量相對增多，原本緊密有序的面筋蛋白網狀結構變為疏松多孔的結構。

3 結語

隨著人們對健康的重視程度有所提高，全谷物食品成為當下社會人們比較喜愛的主食，全谷物食品不僅彌補了傳統精加工的米、面等谷物食品的營養素的損失，增加了營養、節約了糧食、提高了品質。全谷物食品更多地加工工藝還在不斷地研究更新中，目前加工方式較多的是復合式，如擠壓膨化與蒸煮、發酵結合等。隨著全谷物食品的工藝的不斷研究，其品質會越來越好，會受到更多人的喜愛，市場前景廣闊。