全谷物食品的工艺品质研究进展

熊荣园，罗通彪，尚 英

（南充职业技术学院，四川南充 637000）

0 引言

我国是粮食生产大国，据统计，我国2/3 的人口以米饭作为主食[1]，其他主食种类包括小麦、玉米、红薯、马铃薯等。国家发展改革委、国家粮食局关于印发的《粮食行业“十三五”发展规划纲要》中明确提出大力实施“绿色健康谷物口粮工程”，积极发展全谷物食品，提高出品率，更大限度地保留粮食中的营养成分。近年来，对于谷物的加工研究也越来越多，包括强化食品，如对于精加工大米、面粉等进行氨基酸、维生素等的强化；配方食品，如婴幼儿营养配方米粉等。全谷物的加工方式多样，不同的加工方式对谷物的营养价值影响不同，对全谷物的加工方式及不同加工方式对营养的影响进行综述，旨在对全谷物的发展提供参考。

1 全谷物营养及加工方式研究现状

1.1 全谷物营养价值

全谷物是指完整、碾碎、破碎或压片的谷物，其涵盖范围较广，包括大米、小米、小麦、大豆等及其他杂粮。谷物的基本组成部分包括胚乳、胚芽、皮层，且基本组成部分的相对比例与完整颖果一样[2]。全谷物相比于精加工处理后的谷物营养价值高，全谷物含有丰富的蛋白质、碳水化合物、多种维生素、矿物质、膳食纤维、生物活性物质等。谷物中的蛋白质随谷物品种、栽种环境、季节等有一定差异，基本含量一般在7.5%～15.0%[3]。维生素主要是B 族且含量丰富，如存在于糊粉层和皮层的维B1、维B2和尼克酸。膳食纤维具有促进肠道蠕动，改善便秘、预防肠癌、降低餐后的血糖浓度、预防心脑血管疾病等功效[4-5]。例如，存在于胚芽与皮层的酚类化合物酚酸、花色苷、原花青素等都具有较强的抗氧化活性，可以保护谷物皮层内部不受氧化[2]。

1.2 全谷物的加工方式

全谷物的加工方式主要有蒸煮、挤压膨化、发酵、超微粉碎等。谷物的煮制是最常见的加工方式，也是传统的加工方式。例如，适合出差、办公室白领、室外拓展人群等的方便米饭，就是采用蒸煮方式成型。李航等人[6]采用控制变量法对大米、小米、玉米、藜麦4 种谷物预熟化的工艺进行了优化。挤压膨化技术是一种高温、短时的加工方法，是利用挤压机螺杆的推动力，将物料向前推动挤压，物料受到混合、搅拌和摩擦、高剪切力作用而达到高温高压，进而出现膨化现象[7]。挤压膨化技术在多种食品工业中都会应用到，如休闲食品玉米果、膨化虾条等，发酵食品如食醋、酱油等，以及食用油等的生产。发酵谷物是利用有益微生物，如酵母菌、乳酸菌等来发酵谷物而加工制作成发酵食品，主要食品种类有甜面酱、发糕、米醋、米酒等。超微粉碎技术是指利用机械或流体动力的方法克服谷物内部的凝聚力使之破碎，从而将谷物原料颗粒粉碎至10～25 μm 的操作技术。超微粉碎技术在小麦、玉米、稻米、荞麦等谷物加工中常有应用[8]。

2 加工工艺对全谷物品质的影响

2.1 蒸煮加工对全谷物品质的影响

蒸煮是以谷物作为原料，利用加热的方式，以淀粉糊化为基础，使得谷物熟化。曹金诺等人[9]将黑米、燕麦、黏白高粱、大麦、小麦、荞麦、小米、大米和圆糯米破碎，混合煮制达到均一熟化，结果表明，破碎处理可缩短谷物的煮制时间，改善熟化谷物的品质，降低摩擦系数。赵悦等人[10]以不同加工程度的鲜糙米为原料，蒸煮后冷冻干燥，再粉碎为米粉。结果发现，加工后的米粉中营养成分，除碳水化合物和微量元素Cr 以外，其他成分随着加工程度的提高，胚芽保留率随之降低，糙米的基础营养价值损失严重。

2.2 挤压对全谷物品质的影响

挤压膨化可以提高全谷物的品质，提高全谷物食品的消化率。挤压加工是一个瞬时高温的过程，物料在滚筒中滞留的时间较短，物料中化学物质所受的损伤较小。因此，大部分的谷物经挤压加工后，总酚、总黄酮、维生素等生理活性物质略有减少或影响不显著[11]。挤压膨化技术降低了大麦的总酚和类黄酮含量，增加了金属螯合和总体抗氧化剂活性[12]。刘兴丽等人[13]对紫薯粉进行挤压膨化，结果表明挤压膨化能够使水分与淀粉或面筋蛋白紧密结合，提高面制品的出品率，延缓面团的老化时间，进而延长其保质期。

2.3 发酵对全谷物品质的影响

以全谷物为基质进行发酵，会增加谷物中的生物活性成分种类和含量，如多糖、多酚、有机酸等，降低抗营养因子，提高机体的消化吸收率，从而增加谷物的营养价值。谷物发酵会使面筋降解，更适于乳糜患者食用，产生不易消化的多糖和有机酸，使得pH 值调节到有利于某些内源酶作用的范围，从而改变矿物质和植物化学物质的生物利用度模式[14]。Luana N 等人[15]发现，真菌 Penicillium camemberti 发酵可以减少谷豆类中的植酸、单宁以及胰蛋白酶因子的含量。米发糕就是以精白米为主要原料，以乳酸菌和酵母作为主要发酵菌种，通过选料、浸泡、磨浆、发酵、调味和蒸糕等工序制备而成。糙米中的直链淀粉含量对米糕品质的影响较大，直链淀粉含量越低，米糕的黏度越大，品质就越差[16]。

2.4 超微粉碎对全谷物品质的影响

超微粉碎技术对谷物及其副产物进行处理，可以将谷物原料的粒度减小到10 μm 以下，不仅速度快，而且谷粒的粒径细且分布均匀，可以很大程度上增加谷粒的比表面积，使谷粒的吸附性、溶解性等相应增大，从而改善谷物的口感，丰富营养[8]。利用超微粉碎技术可以将纤维粒度大、口感粗糙，而富含维生素、矿物质的食物（如小麦麸皮、燕麦皮、玉米皮等） 转化为人们喜爱的食物。郑慧等人[17]利用行星式球磨机对苦荞麸进行超微粉碎，发现经过超微粉碎的苦荞粉，其总黄酮的溶出率增加，休止角增加16.72°，滑角增加6.59°，持水力减小1.02%，持油力减小43.47%，膨胀力减小33.01%，水溶性增加4.31%，粉体的明度差和总色差都有相应的增加。程晶晶等人[18]发现，甜荞粗粉经过超微粉碎处理10 min 后，平均粒径减小到17.64±1.10 μm，达到超微粉级别，其颗粒、颜色均具有均匀性，亮度、吸湿性、溶胀度和溶解性等物化特性得到显著改善。

2.5 其他加工方式对全谷物品质的影响

谷物加工的方式较多，除了蒸煮、挤压膨化、发酵、超微粉碎，还有其他多种加工方式，如焙烤、微波等。焙烤是指在谷物原料燃点之下，通过加热的方式使谷物原料脱水变干、变硬的过程，常见的烘焙产品包括面包、蛋糕等。通过烘焙，淀粉产生糊化、蛋白质变性等一系列化学变化，面包、蛋糕从而熟化。翟金霞等人[19]发现，烘烤可以极显著地降低苦荞提取液的抑制脂质的过氧化活性、清除超氧阴离子能力和清除羟自由基能力。刘淼等人[20]探究马铃薯条的焙烤工艺，发现在160 ℃，25 min 条件下，马铃薯条硬度为1 532.14 g，而DPPH 自由基清除率为85.25%，总酚含量为279.18 mg/100 g，相对较高，且香味明显，色泽鲜亮。周小理等人[21]发现，采用短时微波（2 min） 处理苦荞蛋白原料，可以在一定程度上改善苦荞蛋白的功能特性。刘海波等人[22]采用微波处理面粉，发现微波处理会使面粉的吸水率、粉质指数、弱化度减小。当微波时间1 min，功率300 W时，面团的储能模量和耗能模量有所增加。同时，微波会使面筋蛋白中的巯基、游离巯基、二硫键含量减少，二级结构中的α - 螺旋含量减少，β - 折叠、β - 转角和无规则卷曲的总含量相对增多，原本紧密有序的面筋蛋白网状结构变为疏松多孔的结构。

3 结语

随着人们对健康的重视程度有所提高，全谷物食品成为当下社会人们比较喜爱的主食，全谷物食品不仅弥补了传统精加工的米、面等谷物食品的营养素的损失，增加了营养、节约了粮食、提高了品质。全谷物食品更多地加工工艺还在不断地研究更新中，目前加工方式较多的是复合式，如挤压膨化与蒸煮、发酵结合等。随着全谷物食品的工艺的不断研究，其品质会越来越好，会受到更多人的喜爱，市场前景广阔。