全谷物食品的工藝品質(zhì)研究進(jìn)展

熊榮園，羅通彪，尚 英

（南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川南充 637000）

0 引言

我國是糧食生產(chǎn)大國，據(jù)統(tǒng)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(fā)展改革委、國家糧食局關(guān)于印發(fā)的《糧食行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)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(fā)展全谷物食品，提高出品率，更大限度地保留糧食中的營養(yǎng)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(jìn)行氨基酸、維生素等的強化；配方食品，如嬰幼兒營養(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)的影響進(jìn)行綜述，旨在對全谷物的發(fā)展提供參考。

1 全谷物營養(yǎng)及加工方式研究現(xiàn)狀

1.1 全谷物營養(yǎng)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(yǎng)價值高，全谷物含有豐富的蛋白質(zhì)、碳水化合物、多種維生素、礦物質(zhì)、膳食纖維、生物活性物質(zhì)等。谷物中的蛋白質(zhì)隨谷物品種、栽種環(huán)境、季節(jié)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(jìn)腸道蠕動，改善便秘、預(yù)防腸癌、降低餐后的血糖濃度、預(yù)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(hù)谷物皮層內(nèi)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(fā)酵、超微粉碎等。谷物的煮制是最常見的加工方式，也是傳統(tǒng)的加工方式。例如，適合出差、辦公室白領(lǐng)、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(yù)熟化的工藝進(jìn)行了優(yōu)化。擠壓膨化技術(shù)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(dá)到高溫高壓，進(jìn)而出現(xiàn)膨化現(xiàn)象[7]。擠壓膨化技術(shù)在多種食品工業(yè)中都會應(yīng)用到，如休閑食品玉米果、膨化蝦條等，發(fā)酵食品如食醋、醬油等，以及食用油等的生產(chǎn)。發(fā)酵谷物是利用有益微生物，如酵母菌、乳酸菌等來發(fā)酵谷物而加工制作成發(fā)酵食品，主要食品種類有甜面醬、發(fā)糕、米醋、米酒等。超微粉碎技術(shù)是指利用機械或流體動力的方法克服谷物內(nèi)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(shù)。超微粉碎技術(shù)在小麥、玉米、稻米、蕎麥等谷物加工中常有應(yīng)用[8]。

2 加工工藝對全谷物品質(zhì)的影響

2.1 蒸煮加工對全谷物品質(zhì)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(chǔ)，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(dá)到均一熟化，結(jié)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(zhì)，降低摩擦系數(shù)。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(jié)果發(fā)現(xiàn)，加工后的米粉中營養(yǎng)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(chǔ)營養(yǎng)價值損失嚴(yán)重。

2.2 擠壓對全谷物品質(zhì)的影響

擠壓膨化可以提高全谷物的品質(zhì)，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(xué)物質(zhì)所受的損傷較小。因此，大部分的谷物經(jīng)擠壓加工后，總酚、總黃酮、維生素等生理活性物質(zhì)略有減少或影響不顯著[11]。擠壓膨化技術(shù)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(jìn)行擠壓膨化，結(jié)果表明擠壓膨化能夠使水分與淀粉或面筋蛋白緊密結(jié)合，提高面制品的出品率，延緩面團的老化時間，進(jìn)而延長其保質(zhì)期。

2.3 發(fā)酵對全谷物品質(zhì)的影響

以全谷物為基質(zhì)進(jìn)行發(fā)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?fàn)I養(yǎng)因子，提高機體的消化吸收率，從而增加谷物的營養(yǎng)價值。谷物發(fā)酵會使面筋降解，更適于乳糜患者食用，產(chǎn)生不易消化的多糖和有機酸，使得pH 值調(diào)節(jié)到有利于某些內(nèi)源酶作用的范圍，從而改變礦物質(zhì)和植物化學(xué)物質(zhì)的生物利用度模式[14]。Luana N 等人[15]發(fā)現(xiàn)，真菌 Penicillium camemberti 發(fā)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(fā)糕就是以精白米為主要原料，以乳酸菌和酵母作為主要發(fā)酵菌種，通過選料、浸泡、磨漿、發(fā)酵、調(diào)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(zhì)的影響較大，直鏈淀粉含量越低，米糕的黏度越大，品質(zhì)就越差[16]。

2.4 超微粉碎對全谷物品質(zhì)的影響

超微粉碎技術(shù)對谷物及其副產(chǎn)物進(jìn)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(xì)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(yīng)增大，從而改善谷物的口感，豐富營養(yǎng)[8]。利用超微粉碎技術(shù)可以將纖維粒度大、口感粗糙，而富含維生素、礦物質(zhì)的食物（如小麥麩皮、燕麥皮、玉米皮等） 轉(zhuǎn)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(jìn)行超微粉碎，發(fā)現(xiàn)經(jīng)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(yīng)的增加。程晶晶等人[18]發(fā)現(xiàn)，甜蕎粗粉經(jīng)過超微粉碎處理10 min 后，平均粒徑減小到17.64±1.10 μm，達(dá)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(zhì)的影響

谷物加工的方式較多，除了蒸煮、擠壓膨化、發(fā)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(chǎn)品包括面包、蛋糕等。通過烘焙，淀粉產(chǎn)生糊化、蛋白質(zhì)變性等一系列化學(xué)變化，面包、蛋糕從而熟化。翟金霞等人[19]發(fā)現(xiàn)，烘烤可以極顯著地降低苦蕎提取液的抑制脂質(zhì)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(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)，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(fā)現(xiàn)微波處理會使面粉的吸水率、粉質(zhì)指數(shù)、弱化度減小。當(dāng)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(jié)構(gòu)中的α - 螺旋含量減少，β - 折疊、β - 轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲的總含量相對增多，原本緊密有序的面筋蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)變?yōu)槭杷啥嗫椎慕Y(jié)構(gòu)。

3 結(jié)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(dāng)下社會人們比較喜愛的主食，全谷物食品不僅彌補了傳統(tǒng)精加工的米、面等谷物食品的營養(yǎng)素的損失，增加了營養(yǎng)、節(jié)約了糧食、提高了品質(zhì)。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(fù)合式，如擠壓膨化與蒸煮、發(fā)酵結(jié)合等。隨著全谷物食品的工藝的不斷研究，其品質(zhì)會越來越好，會受到更多人的喜愛，市場前景廣闊。