我國雜糧主食化及加工技術(shù)

潘苗苗 孫業(yè)榮 何禮喜 張新偉 易克傳

摘要隨著收入水平和健康意識(shí)的提高，雜糧食品在人們的食品結(jié)構(gòu)中占比越來越大。針對(duì)我國目前雜糧主食及加工技術(shù)研究現(xiàn)狀，分析了我國居民雜糧主食需求和雜糧食品的營養(yǎng)價(jià)值，闡述了雜糧面條主食化及加工技術(shù)，探究了我國雜糧主食化的發(fā)展方向，以期為我國雜糧主食開發(fā)提供參考。

關(guān)鍵詞雜糧;雜糧主食;雜糧面條;營養(yǎng)價(jià)值;加工技術(shù)

中圖分類號(hào)TS21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2020）15-0013-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.15.004

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Staple Food and Processing Technology of Chinese Grains

PAN Miaomiao1，2， SUN Yerong3， HE Lixi1 et al

（1.Anhui Guyoumei Food Technology Co.， Ltd.，F(xiàn)engyang，Anhui 233100;2.Anhui Agricultural University， Hefei， Anhui 230000;3.Anhui Science and Technology University，F(xiàn)engyang，Anhui 233100）

AbstractWith the improvement of income level and health consciousness， the proportion of grain food in peoples food structure is increasing. Aiming at the research status of the staple food and processing technology， we analyzed the demand and the nutritional value of the staple food， reviewed the staple food processing and processing technology of multigrain noodles， explored the development direction of staple food conversion， which will provide some reference for the development of staple food in China.

Key wordsGrains;Grains staple food;Grain noodles;Nutritional value;Processing technology

基金項(xiàng)目安徽高等學(xué)校省級(jí)自然科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目（KJ2018A0543，KJ2018A0542）。

作者簡介潘苗苗（1981—），女，安徽鳳陽人，工程師，在讀博士，從事全谷物及雜糧食品研究。*通信作者，教授，碩士，碩士生導(dǎo)師，從事農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備研究。

收稿日期2019-12-27

雜糧又稱粗糧，最初含義是指米和面粉以外的糧食，近年來通常將稻米、小麥、玉米、大豆等大宗糧食以外的各種糧食、食用豆類、薯類等統(tǒng)稱為雜糧。在我國，雜糧總體上可分為雜糧類（如蕎麥、糜子、高粱、燕麥、谷子、大麥、黑麥、青裸等）、食用雜豆類（如蠶豆、蕓豆、綠豆、紅小豆、扁豆、鷹嘴豆、豌豆等）、薯類（如紅薯、馬鈴薯等）、油料類（如紫蘇、核桃、紅花、蕓芥、油茶籽、亞麻籽、沙棘）4類。

研究表明，雜糧中含有豐富的蛋白質(zhì)和較高的膳食纖維及微量元素，從現(xiàn)代養(yǎng)生的角度看，雜糧與米面中的氨基酸存在互補(bǔ)關(guān)系，同時(shí)食用可以增加其營養(yǎng)價(jià)值[1]。筆者從我國居民主食營養(yǎng)需求、雜糧食品的營養(yǎng)價(jià)值、雜糧面條主食化及加工技術(shù)方面進(jìn)行論述，以期為雜糧主食產(chǎn)品開發(fā)及加工技術(shù)發(fā)展提供理論支撐，對(duì)改善中國居民主食營養(yǎng)、提高居民營養(yǎng)健康、保證糧食安全具有一定意義。

1我國居民對(duì)主食需求分析

主食是人們餐桌上的主要食物，也是確保人們身體健康的最基本食物。傳統(tǒng)的主食以淀粉為主要攝入源，如稻米、小麥、馬鈴薯、甘薯等，我國傳統(tǒng)主食主要有面制主食和米制主食兩類。在我國，南方地區(qū)傳統(tǒng)的主食食品以稻米為主，有米飯、米粥、米粉（線）等形式;北部和中西部省份傳統(tǒng)的主食食品以面食為主，有饅頭、面條等形式。

研究表明，主食一般能夠提供人體所需50%以上的熱量[2-4]。依據(jù)《中國食物成分表》，按照人均每日消費(fèi)141 g小麥粉、150 g稻米計(jì)算，主食可提供的能量合計(jì)約為5 281.7 kJ，占人體推薦參考值（8 371.7 kJ）的63.09%;提供蛋白質(zhì)約30.1 g，占人體推薦參考值（60 g）的50.17%;提供碳水化合物合計(jì)約275.48 g，占人體推薦參考值（300 g）的91.83%;提供脂肪合計(jì)約3.01 g，占人體推薦限制攝入最高值（60 g）的5.02%。因此傳統(tǒng)主食不能完全滿足人體膳食營養(yǎng)需要。中國居民營養(yǎng)與慢性病狀況報(bào)告（2015）顯示，全國18歲及以上成人超重率為30.1%，肥胖率為11.9%;6～17歲兒童青少年超重率為9.6%，肥胖率為6.4%;全國18歲及以上成人高血壓、糖尿病等慢性病患病率分別為25.2%和99%。對(duì)這些慢性病防控的基礎(chǔ)是改善居民食物營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，其中主食結(jié)構(gòu)改善是重點(diǎn)領(lǐng)域。隨著人們收入水平和健康意識(shí)的提高，主食除了滿足充饑的需要外，更需要具有均衡營養(yǎng)和預(yù)防疾病的功效;同時(shí)，隨著生活節(jié)奏的加快，消費(fèi)者希望在保證主食安全的前提下，更希望主食的快捷化和方便化。

2雜糧食品的營養(yǎng)價(jià)值分析

現(xiàn)代大量的試驗(yàn)研究表明，雜糧食品對(duì)緩解慢性非傳染性疾病的發(fā)生發(fā)展具有一定的作用。姜明霞等[5]通過對(duì)篩查出的超重/肥胖、高血壓、血脂異常、高血糖人群進(jìn)行1年的干預(yù)后發(fā)現(xiàn)，干預(yù)組超重/肥胖、高血壓、血脂異常、高血糖的患病率比對(duì)照組顯著下降，自身比較相關(guān)指標(biāo)也明顯下降。郭延波等[6]研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)配式粗雜糧可以激活PPARγ，促進(jìn)脂肪細(xì)胞LPL和HL活性逐步恢復(fù)，使血脂水平下降，同時(shí)抑制和減少IL-6、TNF-α 及CRP的產(chǎn)生，炎癥反應(yīng)減輕，脂代謝紊亂得到改善。曾珊等[7]在控制總熱能的前提下，通過增加妊娠期糖代謝異常的孕婦的雜糧攝入量，減少精白米面的攝入，可使大部分妊娠期糖代謝異常孕婦孕期的血糖控制在正常范圍之內(nèi)。因此，雜糧制品對(duì)于調(diào)整人體的糖脂代謝具有很好的功效，對(duì)高血脂、高血壓、高血糖等慢性非傳染性疾病的發(fā)生發(fā)展具有很好的預(yù)防和改善作用。

營養(yǎng)學(xué)認(rèn)為，最好的飲食是平衡膳食，只吃稻米、小麥等加工的細(xì)糧是不符合平衡膳食原則的，還要吃雜糧，因?yàn)殡s糧中的某些微量元素，如維生素A、 維生素E、鈉、鈣、鐵的含量要比稻米、小麥多，尤其是膳食纖維是稻米、小麥的7～10倍?，F(xiàn)代研究表明，雜糧的營養(yǎng)保健功能來自其種子中含有的抗氧化物質(zhì)[8]，因?yàn)殡s糧一般生長的自然環(huán)境較嚴(yán)酷，其受到紫外線照射和干旱嚴(yán)寒的威脅比較嚴(yán)重，因此雜糧種子有著較強(qiáng)的抗逆能力和頑強(qiáng)的生命力，具有更好的保健功能。

3雜糧面條主食化研究

我國雜糧資源豐富、品種多，目前市面上銷售的雜糧制品主要有糕點(diǎn)類，如雜糧曲奇餅干、雜糧蛋糕;雜糧粉及制品類，如玉米粉、高粱粉、大豆粉米粉、蕎麥面等;雜糧飲料、雜糧粥等雜糧制品[9]。面條是中國的傳統(tǒng)主食之一，一直以來以小麥面條為主，研究表明，小麥粉面條中礦物質(zhì)元素鋅、維生素B族以及膳食纖維等營養(yǎng)素較少;而雜糧中富含膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)以及生物活性成分等，因此進(jìn)行雜糧面條主食化能夠彌補(bǔ)小麥粉面條的營養(yǎng)缺陷，開展雜糧面條主食化研究具有非常重要的意義。

郭曉娜等[10]研究了明膠海藻酸鈉和羧甲基纖維素鈉對(duì)苦蕎面條加工特性的影響，確定了最佳的配比：小麥粉與苦蕎粉為3∶7（質(zhì)量比）混合，海藻酸鈉0.55%、水35%、食鹽1%時(shí)制得的面條品質(zhì)較佳。張海芳等[11]研究了預(yù)糊化對(duì)速凍蕎麥面條品質(zhì)的影響，結(jié)果表明預(yù)糊化的最佳工藝參數(shù)：加水量15%、和面時(shí)間2.5 min、和面溫度45 ℃，此時(shí)制得的面條品質(zhì)較好。崔明敏等[12]對(duì)燕麥-小麥預(yù)混和面條粉進(jìn)行了研究，確定了最佳燕麥精粉添加量為10%～15%，最佳燕麥全粉添加量為5%～10%。任欣等[13]對(duì)青稞全粉面條品質(zhì)改進(jìn)進(jìn)行了研究，選取藏青320青稞為原料，添加不同比例改良劑，得到最佳工藝參數(shù)為藏青320青稞全粉71%、馬鈴薯淀粉15% 、氯化鈉2% 、谷朊粉12%，此條件下制得的面條品質(zhì)最佳。黃龍安等[14]研制了黑豆面條，最佳配方為面粉100 g、黑豆粉10%、水50%、鹽與羧甲基纖維素分別為1.4%和016%，面條品質(zhì)良好。劉振鋒等[15]研究表明，綠豆粉和綠豆蛋白均可使面粉的營養(yǎng)價(jià)值和面條品質(zhì)提高，10%的綠豆粉添加量，4%的綠豆蛋白添加量使面粉粉質(zhì)特性得到改善，鮮面條的蒸煮吸水率減小，干物質(zhì)損失率變化不顯著。郭婷等[16]研究了微粉化豌豆粉對(duì)面條理化特性的影響，得出最優(yōu)豌豆微粉為平均粒徑18.503 μm，體積平均粒徑21076 μm，添加量20%。宋娜等[17]研制了黑米掛面，通過試驗(yàn)確定了最佳配方：小麥粉與黑米粉的質(zhì)量比為9∶1，水30%，食鹽1.5%，海藻酸鈉0.3%，制得的黑米掛面品質(zhì)優(yōu)良。田曉紅等[18]研究了小米掛面小米最優(yōu)添加量，結(jié)果表明，小米用量不超過30%時(shí)，掛面品質(zhì)良好，60%以內(nèi)時(shí)品質(zhì)一般，超過60%時(shí)掛面品質(zhì)開始變差。宋蓮軍等[19]進(jìn)行了薏米面條工藝的條件篩選，確定了薏米面條的最優(yōu)參數(shù)為薏米粉添加量17%、食鹽添加量1.4%、海藻酸鈉0.4%、谷朊粉4%，面條品質(zhì)較好。

4雜糧主食化加工技術(shù)

多數(shù)雜糧中含有特殊的功能活性成分，在加工過程中需要最大限度地保護(hù)其有效功能成分;雜糧又含有很多抗?fàn)I養(yǎng)因子，會(huì)影響其適口性及消化性，在加工過程中需要進(jìn)行改性;另外，雜糧中的蛋白質(zhì)組成結(jié)構(gòu)與小麥蛋白不同，加工中難以形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，彈性差、延展性不足，易造成面團(tuán)品質(zhì)差[20]。針對(duì)這些問題，在雜糧主食加工中，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)代新技術(shù)和新工藝，綜合利用生物技術(shù)、化學(xué)技術(shù)、發(fā)酵技術(shù)以及分離、擠壓、超微粉碎等技術(shù)，以提高雜糧的可加工性，使雜糧食品利于消化和吸收，滿足人們傳統(tǒng)消費(fèi)習(xí)慣。

4.1超微粉碎技術(shù)

超微粉碎技術(shù)是利用機(jī)械或流體動(dòng)力的方法克服固體內(nèi)部凝聚力使之破碎的粉碎技術(shù)。超微粉碎技術(shù)可以使物料的粒度達(dá)到10 μm甚至1 μm以下，其特點(diǎn)是物料粉碎的時(shí)間短、速度快，能夠在低溫下進(jìn)行，加工后的物料分散性、溶解性和生物功能性好，具有較強(qiáng)的表面吸附力，人體攝取后更容易吸收消化，減少浪費(fèi)。

超微粉碎技術(shù)在食品生產(chǎn)上多用于一些雜糧的外皮加工，如玉米皮、燕麥皮、大豆外殼、小麥麩皮等，它們含有豐富的維生素、礦物質(zhì)元素、脂肪酸和膳食纖維等，對(duì)人體來說有很高的營養(yǎng)價(jià)值。Van等[21]研究表明，球磨處理小麥麩皮可以使麩皮中的水溶性阿拉伯木聚糖由4%增加至61%。Du等[22]研究表明，利用氣流粉碎機(jī)超微粉碎得到青稞粉粒度均值可達(dá)11.74 μm，微粉化青稞粉中不溶膳食纖維的鐵離子還原能力和DPPH自由基清除能力顯著增大。鄭慧等[23]研究超微粉碎苦蕎麩的功能特性變化發(fā)現(xiàn)，超微粉碎后苦蕎麩總黃酮提取率增加0.36百分點(diǎn)，對(duì)膽酸鈉的吸附量降低560 mg/g，對(duì)Pb2+、Cd2+、Hg2+的吸附量分別增加0.184、0840、1.341 mg/g，對(duì)NO?2-的清除率、DPPH自由基的清除率分別增加24.25和53.56百分點(diǎn)。郝征紅等[24]研究表明，利用振動(dòng)式超微粉碎機(jī)粉碎綠豆淀粉處理20 min，中抗性淀粉含量得到提高，但處理30～50 min，抗性淀粉含量有下降趨勢(shì)，該研究為超微粉碎生產(chǎn)抗性淀粉提供了技術(shù)和理論支持。Niu等[25]研究表明，超微粉碎全麥粉后小麥粉的顏色、吸水性、蒸煮特性等都得到改善，采用超微粉制作的面條品質(zhì)可得到提高。

4.2高靜壓技術(shù)

高靜壓技術(shù)是將食品密封在容器或無菌壓力系統(tǒng)中，利用100～1 000 MPa的壓力處理一段時(shí)間，以達(dá)到殺菌或食材改性目的的一種加工技術(shù)。在高靜壓條件下，可使雜糧淀粉分子長鏈斷裂，變成短鏈結(jié)構(gòu)，讓淀粉分子發(fā)生結(jié)構(gòu)的變化。目前此法已用于對(duì)玉米淀粉、大米淀粉、馬鈴薯淀粉等的改性當(dāng)中。

Gomes等[26]和Apichartsrangkoon等[27]采用400～600 MPa高壓，在室溫下處理25%大麥和小麥粉糊樣品10～20 min，結(jié)果顯示，可溶性碳水化合物含量大幅提高，同時(shí)，小麥蛋白形成的面筋具有獨(dú)特的黏彈性，面筋的彈性模量提高了2～3倍。Préstamo等[28]研究了高靜壓技術(shù)對(duì)大豆及制品中滅菌和滅酶的作用，結(jié)果表明，在58 ℃下，400 MPa高靜壓處理后，豆腐中的微生物大幅降低，在350～525 MPa、10～40 ℃下，應(yīng)用多循環(huán)處理即可滅活大豆脂肪氧合酶。Wu等[29]通過大量試驗(yàn)，1979年首次發(fā)現(xiàn)大米球蛋白容易誘使人體發(fā)生哮喘、過敏性皮疹、過敏性皮炎等疾病，從此時(shí)開始，大米過敏問題引起了人們的關(guān)注。近年來，一些學(xué)者研究采用高靜壓技術(shù)的加工方式，降低和減少大米蛋白中的過敏原物質(zhì)。Kato等[30]研究表明，在100～400 MPa的壓力下處理置于蒸餾水中的精白米，大米釋放過敏原蛋白0.2～0.5 mg/g;在300～400 MPa的壓力下，過敏原蛋白質(zhì)的釋放量最大。徐洲等[31]研究表明，在操作壓力400 MPa左右、升壓與減壓速度在2 MPa/s以上、浸泡時(shí)間30 min以上、浸泡中性鹽溶液的濃度0.01 mol 以上時(shí)，1單位的經(jīng)超高壓處理的大米對(duì)應(yīng)05單位的中性鹽溶液，可有選擇性地提取去除大米中的球蛋白、清蛋白等過敏原，從而制備低過敏原大米。近年來，高靜壓技術(shù)以其低能耗、高效率、無毒害等優(yōu)勢(shì)在世界范圍內(nèi)受到廣泛重視。

4.3擠壓加工技術(shù)

擠壓是借助擠壓機(jī)螺桿的推動(dòng)力，將物料向前擠壓，通過機(jī)械作用迫使其通過一個(gè)專門的模具孔，以形成一定形狀和組織狀態(tài)的產(chǎn)品。食品擠壓加工技術(shù)是集混合、攪拌、破碎、加熱、蒸煮、殺菌、膨化及成型為一體的高新技術(shù)，通過擠壓加工可豐富谷物食品的花色品種、改善產(chǎn)品的組織狀態(tài)和口感、提高產(chǎn)品質(zhì)量。以德國布拉本德集團(tuán)公司、法國克萊斯特羅集團(tuán)公司、美國維爾納-弗萊德爾工業(yè)有限公司、瑞士Buhler 集團(tuán)公司等為代表的國際知名擠壓機(jī)生產(chǎn)商生產(chǎn)的單螺桿和雙螺桿擠壓機(jī)已被廣泛應(yīng)用于植物蛋白擠壓組織化、谷物膨化等研究領(lǐng)域[32]。我國濟(jì)南賽百諾科技開發(fā)有限公司、湖南富馬科食品工程技術(shù)有限公司等生產(chǎn)的擠壓機(jī)，可經(jīng)過改造或直接用于拉絲蛋白或膨化食品生產(chǎn)。

魏益民等[33]以蕎麥和玉米為原料，利用德國布拉本德雙螺桿擠壓膨化機(jī)進(jìn)行了面條加工試驗(yàn)，結(jié)果表明，對(duì)面筋蛋白含量極少甚至不含面筋的糧食原料，采用擠壓技術(shù)均可以生產(chǎn)出品質(zhì)較好面條;趙妍嫣等[34]以小麥麩皮膳食纖維為原料，使用雙螺桿擠壓機(jī)進(jìn)行擠壓處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，麥麩中可溶性膳食纖維組分含量得到了較大的提升，擠壓蒸煮對(duì)膳食纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)無降解和破壞作用，但對(duì)物化性質(zhì)（持水力、結(jié)合力、膨脹力）會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響，物料膳食纖維的生理活性得到極大的提高。劉志東等[35]利用雙螺桿擠壓技術(shù)進(jìn)行了南極磷蝦粉制備試驗(yàn)，結(jié)果表明，雙螺桿擠壓技術(shù)制備的南極磷蝦粉蛋白質(zhì)含量高且氨基酸組成比例均衡，脂質(zhì)含量高且種類多，礦物質(zhì)元素含量豐富，可以避免由于原料的過度加熱而引起功能性物質(zhì)的損失。

4.4化學(xué)加工技術(shù)

采用酸或生物酶等方法對(duì)雜糧進(jìn)行改性的一種方法。如在制作玉米粉的過程中，利用乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)酸能夠改變玉米的一些性質(zhì)，增加玉米的可加工性，改善玉米的不良風(fēng)味;經(jīng)過棲熱菌4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶處理過的馬鈴薯淀粉，可以降低其中直鏈淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從而提高了淀粉糊凍融穩(wěn)定性，透明度增加。適量的棲熱菌4-α-糖基轉(zhuǎn)移酶可以改善馬鈴薯的淀粉凝膠質(zhì)構(gòu)特性，降低凝膠的硬度，提高其彈性、黏結(jié)性、咀嚼性、膠黏性和消化性。

5總結(jié)

隨著消費(fèi)者健康意識(shí)的進(jìn)一步提高和工作節(jié)奏的加快，雜糧主食將越來越受到人們的歡迎，谷物雜糧健康方便食品產(chǎn)業(yè)擁有廣闊的發(fā)展空間。我國雖然是雜糧生產(chǎn)大國，但大量的雜糧一直沒有被很好地利用，主要表現(xiàn)在：雜糧產(chǎn)品類型相對(duì)單一，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，沒有統(tǒng)一的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn);雜糧的加工關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備性能不能滿足市場需求;雜糧產(chǎn)品加工程度還處于初加工階段，精深加工能力不足，這將是我國雜糧主食化及加工技術(shù)研究的方向。

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