黑小麦加工利用的研究进展及前景展望

陈权权，郭祯祥，郭嘉

（河南工业大学粮油食品学院，河南郑州450001）

近年来，有色食品以其自然性、营养性、功能性、科学性和观赏性“五重性”，越来越受到人们的关注，成为食品工业研究的新热点之一。黑小麦属于有色食品的一种，由黑麦和小麦杂交得到，有着和小麦相似的性质，如拥有面筋蛋白等；在营养价值、保健方面方面又优于小麦，同时，保留了黑麦的对生长环境要求低的特性，可在盐碱地等土壤需求低的土地上种植[1]。一些研究表明，黑小麦比其他硬质小麦更加高产[2]。黑小麦比普通小麦含有更多的各种营养及保健成分，且加工性能优良，是发展中的天然保健食物，也是功能食品的理想原料。

1 黑小麦概述

小麦籽粒是由胚、胚乳、包裹在外的果皮、种皮及糊粉层组成。由于小麦籽粒结构的特殊性，果皮、种皮及糊粉层中积沉着不同的色素，因此小麦籽粒的颜色表现出不同，其中最常见的有白色及红色，但也有少量的紫色和蓝色。将除了白色之外的小麦统称为有色小麦，而把蓝、紫、紫黑、深褐、及接近黑色的一类小麦称为黑粒小麦[3]。1875 年，人们使用黑麦和普通小麦杂交首次得到黑小麦[4]。在1990 年我国就开始了黑小麦的选育工作，1996 年我国黑小麦之父孙善澄教授采用远缘杂交育成黑小麦76 号，这是我国第一个通过审定的黑小麦品种，填补我国黑色食品中没有黑小麦的空白。之后，经引种、杂交育种，我国成功选育了十几个黑小麦品种[5]。自古以来中国就有逢黑必补的观念，黑色食品一直被贴上营养保健的标签，深受消费者喜爱。但出现的黑色食品大多不能作为主食食用，黑小麦的出现符合现代人追求的以食代补，药食同源的饮食理念，同时黑小麦具有可粮可补的特性，有着加工成各类产品的可能性。有着可观的市场开发价值。在黑色食品风靡的现在，可预计黑小麦将受到更多的青睐。

食品生产工业产生大量废水，如鱼类加工、菜蔬腌制、制造肉类罐头、奶制品等。在食物加工过程中，由于干燥盐或盐溶液的使用而产生了大量的含盐废水。在鱼类产品生产加工作业中，卸鱼过程伴随的海水是最初的主要污染源，后期加工过程中又产生大量盐类和有机物等[6]。制革工业也产生大量废水，鞣革加工过程需要添加盐同时产生大量的废水，例如浸泡兽皮的溶液中NaCl含量高达80 g/L[7]。石油工业的生产也造成了大量废水的产生，原油主要含有复杂的混合物如脂肪族、脂环族等，需要在精炼过程中加入破乳剂。倾析乳液和水油过程中产生的高盐度废水，是淡水盐度水平至海水的3倍以上[8]。

2 黑小麦的品种

最早培育出来的黑小麦因其含有高活性的淀粉分解酶，在麦子收获前已出现萌动发芽现象，导致黑小麦一度作为饲料利用。正是由于连续的育种工作，培育出了高质量和高淀粉含量的黑小麦品种，使黑小麦利用多元化成为可能[5]。我国出现的黑小麦主要有以下几个品种。

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2.1 黑小麦76号

黑小麦76 号首个通过我国农业部门审定的黑小麦品种，由山西省农科院作物遗传所孙善澄等[6]将父本四倍体紫皮小麦与母本蓝粒异代小麦进行远缘基因复合杂交培育得到。此品种具有株型紧凑，穗型整齐，存活率高等特点。正常每公顷产量350 kg 左右，年产稳定，抗病性强。此后该研究所相继培育出冬黑1号，冬黑10 号等黑小麦品种。

2.2 漯珍一号

《修订稿》要求固定资产按类、按月计提折旧，高校实行固定资产折旧制度以后，每年资产的列支数为折旧金额，将来就是一项刚性支出，而新增资产不再全额列支。这必将对高校的收支、年底的决算平衡产生直接的影响，至于影响程度的大小，需要高校在计算出每年应计的折旧额后，再做评估。哪些固定资产应提折旧、应如何提取折旧、应提多少折旧等固定资产的信息要求，必将对原有的高校固定资产管理信息系统产生直接影响，对财务和资产管理人员提出了更高的要求。

2.3 河东乌麦526

山西省农科院棉花研究所王秋叶等[8]以冬性硬粒小麦为母本，用分子育种方法选育出的T 型恢复系为父本，经过多代选育而成。河东乌麦属半冬性中熟品种。此品种穗呈纺锤型、成穗率高、根系发达、高抗白粉病。

2.4 其他品种

目前生产上应用的黑小麦品种还有山农紫麦1号、冀紫439、农大3753、新春36 等。以及中国科学院西北植物所选育的“秦黑1 号”黑小麦，陕西武功小麦所育成“珍选1 号，黑龙江哈尔滨市明丰农科所育成了“黑宝石1 号”等[9]。育种工作使黑小麦品种多样化，在质量上也略有不同，这也决定了黑小麦在食品方面利用多样性。

3 黑小麦营养特性

黑小麦的营养性质是黑小麦的主要特点，对黑小麦的开发利用也是围绕着营养性质优良的特点而展开。最新研究下黑小麦的主要特性见表1。

表1 黑小麦营养成分Table 1 Nutritional components of triticale

3.1 蛋白质与氨基酸

黑小麦中含有丰富的矿物质，常量元素与微量元素都优于普通小麦。黑小麦中硒、铁、磷、碘、钾的含量分别高出普通小麦110.00%、81.03%、80.00%、80.00%、72.40%。同时黑小麦中的钾、钠元素比例高于普通小麦，高钾低钠对于控制高血压病非常有利，更利于人体健康[13]。在矿物质利用方面，谷物中一般含有植酸，与矿物质结合形成植酸盐，影响人体对矿物质的吸收。黑小麦中矿物质含量高，同时分解植酸的酶也含量较高，更有利于矿物质的吸收和利用。

3.2 不饱和脂肪酸与矿物质

黑小麦因含有面筋蛋白且营养价值高，在制作蒸煮食品方面具有很大的潜能。目前，对黑小麦的利用多是以小麦的用途为参照做成食品[20]。在传统主食开发上已出现意大利面、卷饼等面食。已经存在的黑小麦制成的食品如馒头、包子、面条、花卷、饺子等，已成为一类重要的黑色食品资源[11]。在蒸煮类食品中馒头、饺子、面条等成品对色泽要求较高，原料使用时可搭配色度较高的专用粉以满足要求。

NAVARRO-CONTRERAS 等[10]研究了黑小麦中蛋白质，结果表明清蛋白占比为38%～45.4%、球蛋白占比为19.7%～30.2%，麦胶蛋白占比11.4%～26.1%，麦谷蛋白占比6.8%～9.6%。麦胶蛋白和麦谷蛋白又称为面筋蛋白，具有形成面筋网络的功能。这是黑小麦成为主食可能性的主要原因。普通小麦的蛋白质含量一般在12%～14%，而黑小麦的蛋白质含量高达17%。且黑小麦中的蛋白质质量优良、氨基酸种类齐全、各种氨基酸的比例也优于普通小麦，人体必需氨基酸异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、蛋氨酸等比白粒小麦高28.1%～110.9%。赖氨酸作为小麦蛋白质中的限制氨基酸，影响着小麦的蛋白质质量。而黑小麦中赖氨酸增幅更达到60%，提升了蛋白质质量[11]。现如今人们生活质量提高，饮食中过多的摄入动物性蛋白，导致各种现代病的发生。黑小麦的出现提升了植物性蛋白的质量，多食用黑小麦制品将有利于改善这一现状。

3.3 膳食纤维与维生素

AGUIRRE 等[29]将黑小麦蛋白加工成具有不同甘油含量（20 g/100 g～33 g/100 g 蛋白质）的薄膜，发现薄膜无毒害作用且能够实现生物降解。ROMERO 等[30]利用纳他霉素强化黑小麦薄膜，将其包装在奶酪表面，放置在正常环境下，薄膜包围的奶酪比普通奶酪表现出保存时间更长。薄膜能在一定程度上抑制表面细菌生长，延长奶酪货架期。

事实上，正是在贵州省委推进磷石膏资源综合利用的背景下，何光亮被同时任命为开磷集团的董事长。也就是说，实现“守好发展和生态两条底线，大力推动经济高质量发展”的目标才是这次任命的真实目的。

黑小麦中维生素含量丰富。水溶性维生素和脂溶性维生素较普通小麦高出约70%和35%[13]。维生素C和维生素E 的含量比普通小麦高153.9%和34.6%。黑小麦和其他谷物都不含有维生素A，但黑小麦中含有合成维生素A 的前体物质-类胡萝卜素，类胡萝卜素被摄食进入体内后会转化为维生素A。黑小麦中的类胡萝卜素的含量比普通小麦高69.5%[14]。长期食用黑小麦食品将提高人体对维生素的摄入，对预防各种因缺乏维生素引起的疾病起到一定的作用。

3.4 功能性成分

黑小麦中含有诸多功能性物质，如黑色素、二十八烷醇、低聚糖、Lunasin 等。黑色素有很强的抗氧化能力，能清除人体自由基，为身体提供良好的保护作用，色素本身的颜色也是一种优势，可以说，黑色素是一种双功能食品添加剂[17]。二十八烷醇能够提高肌肉耐力，提高应激能力，具有抗疲劳的效果[6]。从黑小麦麸皮中分理出的功能性低聚糖，主要成分为阿拉伯低聚木糖和阿魏酰低聚糖。低聚糖能直达肠道，具有增值有益菌，调节肠道菌群的作用[18]。Lunasin 是一种43 个氨基酸长的肽，具有预防癌症，降低胆固醇和抗炎症活性，在小麦，黑麦和大麦中均有发现。黑小麦中lunasin 的含量达到 6.5 mg/g 高于小麦（0.23 mg/g）和黑麦（1.5 mg/g）[19]。

4 黑小麦的加工利用

4.1 蒸煮食品

黑小麦的脂肪含量与普通小麦相差无几，但质量上却优于普通小麦。黑小麦的脂肪中含有较多不饱和脂肪酸，且大部分为不饱和脂肪酸，约占总脂肪的53%，仅次于大豆[6]。其中人体必需脂肪酸亚油酸和亚麻酸的含量占总脂肪酸的20%～30%，有“脑黄金”之称的二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）和二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）约占 10%[12]。

4.2 焙烤食品

黑小麦制作的焙烤类食品如面包、曲奇饼干等已相继问世[20]。SABOVICS 等[21]利用小麦、黑麦和黑小麦为原料制作面包，比较面包的差异，结果表明黑小麦面包的体积和比容量低于小麦，高于黑麦。并在黑小麦面包中鉴定出26 种挥发性物质。KAROLINA 等[22]研究了添加马铃薯麦芽糖糊精对黑小麦烘烤性能和面包品质的影响，认为马铃薯麦芽糖糊精的添加使吸水率下降，面团更稳定，降低面包的硬度，能改善黑小麦面包的品质。相对传统主食，面包和饼干类对色泽和适口性的要求较低。黑小麦本身的色泽或许会成为制作面包或饼干的一种优势。用黑小麦粉做的膳食纤维饼干的研究较少，但这不乏是一种好的利用思路。

河南漯河市农科所于1991 年从一个白粒小麦中发现一个紫粒变异株，经定向选择，育成“漯珍1 号”弱春性紫粒黑小麦品种，此品种粒长、呈圆形、硬质。在育种方面具有根系发达，秆矮抗倒，植株紧凑，抗逆力强等特点[7]。

锂电池组的充电方式采用恒流充电与恒压充电两种方式组成，锂电池组的充电电流控制在400 mA-2 A之间，电池的最低电压为3.35 V，实验环境温度23℃，容量最小的单体电池的容量作为电池组的初始容量。第一阶段：恒流充电包含了将电流降低为600 mA，当充电电压继续增加，进入恒压充电阶段，从而使电流下降到低值进而停止充电。根据以上实验数据和3.1小节得到的实验结果，可计算出电池的初始值SOC0是8%。

4.3 发酵类食品

发酵类食品如麦芽酿酒、酸奶、红曲醋、酱油等成为黑小麦利用新方向。薛春生等[23]以黑小麦为主要原料配以黑大豆或脱脂大豆、黑芝麻经微生物固体发酵制成黑小麦酱油。Munoz-Insa[24]等认为黑小麦具有高淀粉酶和蛋白水解活性，且淀粉的糊化温度低，在麦芽制造和酿造方面有很大的潜力，是酿造发酵调味品和酒类的理想原料。发酵类食品比传统主食有着更高的价值，可充分利用黑小麦独特的营养优势来开发此类产品。

另一方面，在观察镜下标本时还应该养成按固定顺序观察的习惯[4]。教师应从实验课之初就要求学生养成按照一定的顺序观察标本的好习惯。对于一个需要观察的区域超过单个视野区域的标本片，我们应先按一个方向观察至区域边缘，向垂直方向调整视野，再向相反方向观察，做“S”型的“地毯式”搜索，做到使每一个观察视野之间既不重叠也不间断，将整份标本观察完毕。这种做法可避免漏检，对于需要准确计数的标本尤其重要。

4.4 黑小麦麸皮的利用

王海俊等[25]研究了不同加工方式下黑小麦面粉的抗氧化活性，通过测定面粉中存在总酚、总黄酮和花青素抗氧化物质比较其抗氧化能力。认为抗氧化物质主要集中在皮层中，而胚乳中含量较少。全麦粉的利用可减少抗氧化物质的损失。罗磊等[26]利用超声辅助酶解从黑小麦中提取可溶性膳食纤维，并分析了其组成和理化性质。研究表明黑小麦麸皮可溶性膳食纤维对羟自由基的清除率高达81.43%，还原力达1.688，能预防各种肠道疾病。对花生油、猪油的吸附量达到366、662 g/100 g，具有吸附胆固醇降血脂的功能。麸皮也是酱油酿造的主要原料之一，黑小麦麸皮中富含黑色素，满足酱油对色泽的要求，不用再过多添加酱色物质，且黑小麦麸皮中各类矿物质含量也优于普通小麦，是酿造优质酱油的理想原料。

4.5 黑小麦色素的利用

黑小麦色素属花色苷类色素。王金亭[27]研究了黑小麦色素，认为其为花色苷类色素具有抗氧化活性，易溶于极性溶剂，耐低温等性质。李超[28]使用微波辅助法，以超声波协同微波来提取色素，优化后的提取结果与预测值误差小，工艺稳定，可应用于实际生产。黑小麦色素来源食品，无毒害作用，同时具有一定的抗氧化功能和营养价值，对其研究开发、加工、应用都有着重要的意义。

4.6 黑小麦薄膜的利用

膳食纤维是一种不产生能量的多糖，被称为“第七营养素”，在现代多以高脂肪食物为主的社会，膳食纤维因其改善肠道、降三高、控制体重等功能越来越受到关注。黑小麦是理想的膳食纤维新资源。黑小麦所含的膳食纤维达到2.4 %，与普通小麦相比高出14.3%[14]。其中阿拉伯木聚糖含量为7.6%；β-葡聚糖2.3%、纤维素2.6%、果聚糖2%、木质素3.0%[15]。NIKOLA 等[16]将黑小麦、小麦、燕麦纤维的膳食纤维加入到发酵乳制品中，并将产品投放到市场，结果表明添加黑小麦膳食纤维的产品受到了更多消费者的欢迎。

5 黑小麦开发的建议与展望

黑小麦优越的营养特性符合现代人对未来饮食的需求，传统主食的开发会成为黑小麦的一大市场。在主食利用方面要突破黑小麦粉本身的局限性，从配粉技术，生产杂粮主食等多角度去解决面临的瓶颈。可搭配不同原料生产新样式主食，如搭配果脯、蔬菜、可食用的花朵制作黑小麦果脯馒头、黑小麦菠菜面、槐花黑小麦饼等。以营养特性和产品视觉上的改观使消费者逐渐适应黑小麦产品。

5.1 黑小麦食品的开发

现如今，人们生活水平不断提高，越来越重视膳食营养。未来对小麦的利用也日渐趋于多元化，而黑小麦作为黑色食品中优质的天然资源，定会成为小麦中的佼佼者，也必将成为人们改善生活质量和提高饮食水平的重要选择。目前，黑小麦的开发利用多集中于传统主食上，黑小麦产品的品种较少，市场的占有率低，人们对黑小麦的认知度和接受度普遍较低。黑小麦的市场消费并未全面打开。就现存的问题对黑小麦的前景开发提出以下建议。

当然，我提这个建议主要是让自己脱颖而出，写诗虽然不会，背诗总会吧。纳兰性德、仓央嘉措，“一生一世一双人”、“你来或者不来，爱就在那里，不离不弃”哇哈哈，随便拿几首出来就能镇住她们。我在心里乐颠颠地打着如意小算盘。

非主食性食品的开发是黑小麦的另一大途径。焙烤类、发酵类等食品能使黑小麦的营养特性得到更大的利用，此类相比于传统食品又有着更高的经济效益。应加大对饮品、调味品、黑小麦片等非主食性食品的开发。针对黑小麦的营养特性，保健功能等优势发展营养保健食品，可结合蒸汽爆破、超微粉碎、酶发酵技术等一些新技术打造高端保健食品，如纤维类食品、氨基酸饮品、冲剂等。

5.2 黑小麦功能性成分开发

黑小麦的蛋白和面粉能形成可生物降解薄膜的特点具有广泛的开发潜能。可用于医疗方面，制作药物包埋的外壳，改善药物口感；食品利用方面，做成抗微生物可食用包装，延长货架期。黑小麦色素从食品中分离制得，安全无毒。作为一种天然食用色素，可加强色素生物活性、毒理学研究，综合开发其在食品添加剂、药剂、化妆品行业方面的利用。黑小麦的高纤维性可针对特殊群体制作相应的产品，增加膳食纤维和营养，改善膳食结构，达到食疗目的。

5.3 黑小麦加工技术的革新

目前，黑小麦的研究多集中于其营养特性，加工特性的研究还很少，黑小麦的产业化加工仍未实现。对黑小麦的利用多以全麦粉为主，或简单粉碎后筛理利用，这种方式利用率低，且得到的各组分的营养有所差异，制约了黑小麦发展利用。以传统制粉工艺为基础，针对黑小麦的特点稍作改良的制粉工艺鲜有研究。虽然传统制粉工艺下黑小麦出粉率低是不可忽视的问题，但除面粉之外的麸皮以及所含的色素等有较高的利用价值，可以对其做出弥补。针对黑小麦的制粉工艺，出粉率、加工精度、面粉白度等传统工艺下面粉的评价因素也许并不能作为评价指标。

随着坡度和车质量的增大，仅使用发动机制动或液力缓速器制动都越来越不能满足车辆稳定下坡的需要。因此，要解决单一持续制动失效，提高车辆下坡的安全性，有效措施就是发动机制动和液力缓速器组成联合制动系统[12-15]，先用液力缓速器的高速特性把车速稳定到缓速器对应的坡度控制速度，然后使用行车制动器控制车速到达发动机制动对应的坡度控制速度，最后用发动机制动的低速特性牵引车辆低速安全下坡，这样就使得本该全程使用的行车制动器，仅在一段时间使用，使用次数大幅减少，确保其始终保持最佳工作状态。

未来的食品市场，食品的营养性和多元性势必会成为主流。对缺乏营养素的弥补，从日常饮食中获得比通过医疗手段获得更受欢迎，也更值得信赖。可预见，随着技术的革新，特优营养谷物黑小麦将在未来的食品领域大放光彩。