谷物食品研究现状及发展趋势

收稿日期:2003-09-03作者简介:杨春华,女,1972年出生,硕士,食品科学专业。全谷物食品的研究现状与发展

杨春华,张守文哈尔滨商业大学食品工程学院　(哈尔滨　150076)

摘　要:综述了全谷物食品的营养价值及国内外研究现状,并对其未来发展趋势提出了几点看法。关键词:全谷物食品营养价值研究现状发展趋势

StatusandDevelopmentofWholeCerealFoods

YangChunhua,ZhangShouwen(CollegeofFoodandEngineering,HaerbinUniversityofCommerce,Haerbin150076)

Abstract:Thenutritionandnationalandinternationalpresentstudiesofthewholecerealfoodsarereviewed.Someviewpointsarestatedfordiscussiononitsdevelopmentaltrend.Keywords:wholecerealfood;nutrition;status;development

0　前言随着食品工业的迅速发展和人均收入的增加,人们的食品消费观念不断发生变化。从早期的对食品高能量的追求,过渡到对其感官特性的要求,色、香、味、形俱佳的食品对消费者有着更大的吸引力和市场竞争力。目前,消费趋势又逐渐转向具有合理营养和保健功能的营养保健食品,人们越来越注重饮食对自身健康水平的影响,因而,全谷物食品重新得到重视并迅速发展起来。全谷物食品是指用完整的谷物种子(包括胚芽、胚乳和麸皮)加工而成的食品,例如糙米、大麦、燕麦等加工而成的系列食品。完整的谷粒是一类重要的营养资源,其中含有优质植物蛋白、糖类、脂类、膳食纤维、抗性淀粉、矿物质和维生素,以及其它对人体健康有利的成分,如酚酸、黄酮、木酚素等等。[1]科学研究证明,全谷物食品对心脏病、消化系统的癌症以及糖尿病等都有一定的预防作用。它是社会发展到一定阶段的产物,是知识阶层带动其它消费阶层的一个渐次递进消费的食品。1　全谷物食品的营养价值谷物是指以子实作为粮食的谷类作物,主要是禾本科的禾谷类作物,如水稻、小麦、大麦、燕麦、玉米、高粱、粟、黍、荞麦等。不同的谷物子粒结构相似,即谷皮、糊粉层、胚乳和胚芽。各个结构所含营养成分差别很大,如淀粉绝大多数集中在胚乳的淀粉细胞中,蛋白质以糊粉层和胚中的浓度最大,糖分也大都分布于胚乳的淀粉细胞内,膳食纤维有3/4存在于谷皮中,矿物质则以糊粉层的含量最高。谷物食品是人类最基本的食品,起初人们生活水平较低,对食品的要求也不高,解决温饱即可,膳食以粗粮或细粮粗做为主。如今随着生活水平的提高以及食品的极大丰富使人们的选择余地大大增加,餐桌上的原有主食被现代工艺加工成的精米、精面制品所代替,谷物中的许多功能性物质在精加工过程中被大量除去,继而高血压、高血脂、糖尿病等疾病的发病率逐年增高。饮食结构的变化给人们的健康造成了严重的威胁,因此,营养学家建议,增加谷物食品———特别是全谷物食品的食用量,有利于提高国民的健康水平。111　全谷物食品的基本营养成分[2,3]11111　蛋白质1󰂳专题综述粮食与食品工业2003/4CerealandFoodIndustry全谷物蛋白质的含量一般在715%～15%之间,并随粮食的种类、品种、土壤、气候及栽培条件等的不同而异。禾谷类蛋白的特点是赖氨酸含量都很少,尤以玉米中缺少赖氨酸和色氨酸,大米和小米蛋白质质量就较好,赖氨酸含量相对较多,麦胚和米胚中含赖氨酸也较多,但精加工后,胚的大部分被除去。11112　碳水化合物禾谷类作物的碳水化合物含量很高,其中淀粉占碳水化合物总量的90%左右,是人体最理想的热量来源。11113　脂质禾谷类作物中的脂质含量相对较少,大约在2%左右,多数为不饱和脂肪酸,其中亚油酸含量占60%,还有少量的植物固醇和卵磷脂。11114　矿物质约占总物质的115%～515%,以P最多,占禾谷物矿物质的含量50%左右,而谷类中Ca、Fe的含量均较低。11115　维生素全谷物食品是膳食中B族维生素的主要来源,泛酸、烟酸、硫胺素、核黄素的含量均较高,小麦胚中含较多的维生素E,但谷类食物中不含维生素C、维生素A和维生素D。112　全谷物食品中的功能性物质[4～8]11211　纤维素类物质纤维素类物质包括纤维素、半纤维素、木质素、果胶、角质和蜡等,存在于谷物食品的皮层中,该类物质不能被人体消化吸收,但可作为基质使大肠内细菌产生短链脂肪酸(主要为酪酸),从而预防肠道疾病的发生。此外,纤维素类物质还能促进肠内有益菌群的增殖,使有致病危险的氨作为氮源被分解利用。在精加工过程中纤维素类物质几乎被完全分离掉,即使在食品制作时再添加这些已被分离的此类物质,也只能部分代替原有的纤维素物质,因为加工过程的物理变化会使其生理作用遭到明显破坏。11212　抗性淀粉抗性淀粉跟膳食纤维一样不被小肠吸收,能原封不动地进入大肠,部分为肠道菌发酵利用产生短链脂肪酸———乙酸、丙酸、丁酸等,且较同等膳食纤维产生的丁酸还要多,据文献报道,丁酸会阻止癌细胞的生长与繁殖,与直肠癌的防治密切相关。另外,抗性淀粉可增加粪便体积,促进肠道蠕动,对于便秘、肠道炎症、痔疮、结肠癌等疾病具有良好的预防效果。摄入高含量的抗性淀粉食物,可减少胰岛素反应,延缓餐后血糖上升,能有效地控制糖尿病病情。同时,抗性淀粉还能增加脂质排泄,将食物中脂质部分排除,从而减少热量的摄取,而且抗性淀粉本身在小肠中不被消化,产热较少,可作为低热量添加剂添加到食物中,从而可有效控制体重。谷物食品淀粉含量非常丰富,高达70%左右,据有关资料报道,经蒸煮后冷却的谷物食品、部分碾磨的谷物以及未加工的禾谷类物质中都有较高含量的抗性淀粉存在。11213　酚类化合物该类物质属非营养性化合物,遍布于禾谷类物质的各个结构区,主要有酚酸、黄酮、木酚素等。尽管其含量甚少,但许多研究结果已证明此类物质具有良好的保健功能。酚酸主要存在于谷物的皮层中,其中阿魏酸的含量较高,其次是香草酸、p-香豆酸和咖啡酸,具有很强的抗氧化作用,能防止谷物皮层内部的组织免受氧化。并对环境中的有毒物质如亚硝胺以及真菌毒素具有抗诱变作用。黄酮类物质在植物界分布非常广泛,主要存在于植物的皮层和绿叶中。木酚素则是谷物细胞中构成细胞壁成分木质素的原始物质,谷物食品是人类食物中木酚素的最重要来源。在谷物中的含量为2～7mg/kg,比其在亚麻籽中的含量要低,但比其在蔬菜中的含量要高得多。它不仅对内源性激素的新陈代谢和生物活性起作用,而且还会影响细胞内的酶、蛋白质的合成以及细胞增生和细胞分化。现已发现,在乳腺癌发病率较低的地区,人们食物中的木酚素含量较高。当然,并不是某一种物质具有良好保健作用,而是许多具有生物活性的化合物协同作用才能发挥防病的效果。2　全谷物食品的开发现状[9～15]对健康生活的向往,是人类共同的理想。全谷物食品顺应了时代的要求,不仅在营养上,而且在食品的色、香、味以及食品的组织结构、咀嚼感上进行适当的改进,以期得到广大消费者的认可。目前,根据不同的消费需求,设计并投产了许多谷物食品生产线,其加工方式常常涉及发酵、蒸煮、膨化、延展等工艺流程,伴随有很多的生化反应。发酵过程常常添加各种酶制剂;而蒸煮熟化则分为碱煮熟化、水蒸气熟化、瞬时高温(高压)熟化等;膨化过程也可分单模、双模及多模等不同工艺;延展又可分为直接与间接两种来生产淀粉及淀粉衍生品小吃食品。谷物的种类和品种不同,其加工特性及营养价值也不一样,生产面包的面粉一般要求蛋白质含量22003/4粮食与食品工业󰂳专题综述CerealandFoodIndustry大于80%的硬质小麦粉,软麦面粉根据工艺的不同可加工成饼干、蛋糕、脆簿饼干和椒盐卷饼几类食品,每类中又有多种外观与风味不同的品种。软麦产品与面包的烤制一样,也需要化学发酵过程。通心面和面条都是以小麦面粉为主料做成的,二者加工工艺不同,通心面仅以面粉和水制成,东方面条多用面粉、水和盐;美国面条常用面粉、水、盐和蛋。生产通心粉的理想面粉是四倍体硬粒小麦粗粒粉,而普通面粉都是由六倍体小麦加工而成的。以小麦胚芽为主要原料合成的坚果,以面粉、起酥油、麦芽浆(非糖化)、酵母、碳酸氢铵和水为原料烘烤制成的椒盐卷饼等,都是以小麦为基料制成的小吃食品。大麦是最常用的制麦芽谷物,麦芽是啤酒酿造中的酶源和可发酵的碳水化合物源,此外大米粗粉、玉米渣、未发芽的大麦、小麦淀粉、玉米糖浆和高粱粗粉还被用作啤酒酿造中的增补剂。威士忌的酒精,也是通过发酵谷物糖化醪获得的。现今在我国南部地区盛行的米酒可与此相媲美,人们不仅可以饮用其液体部分,而且还可将其中所含的糖化后的谷物一起食用,进一步丰富了中国饮食文化的内涵。美国有10%的燕麦加工成食品,最常见的燕麦食品是燕麦片和燕麦粉。我国也将燕麦制成燕麦片和燕麦粉等系列产品,添加到粥或流质食品中,以提高食物的营养价值。快餐小吃食品的许多种类都是以玉米为原料制成的,据专家介绍,玉米的维生素A、B2、B6、E的含量高于一般谷物食品。爆玉米是最早的快餐小吃,它可以用脂肪、盐、焦糖、乳酪等许多风味剂调味,玉米片(cornchips)、玉米卷(corncurls)、玉米果(corn-nuts)等都是象土豆片一样大受欢迎的快餐小吃食品。以优质葡萄糖、天然绿色玉米、菊花等为原料,经过焙烤提汁精制而成的玉米茶,可清热、解毒、利尿、健肾、明目、美容、降血脂、降血压及预防细胞癌变,玉米茶老少皆宜,尤其是高血压、高血脂、心脑血管病人的理想饮品。此外,随着人们生活节奏的加快,中国传统的米粥加馒头的早餐方式已不能满足人们的消费需求,小麦片、全麦压丝饼干、谷物颗粒食品、膨化食品等即食方便的早餐食品逐渐成为人们的首选。此外,针对我国硒元素缺乏的特点,通过谷物种子发芽法将无机硒转化为有机硒,具有工艺简单、生产稳定、易于操作及成本低廉等优点,可制得具有良好特性的功能性富硒基料,用来生产富硒饼干、面条和面包等一系列食品,以期满足人们对硒元素的需求,应用前景十分广阔。有些谷物如小麦、玉米等含有优质植物蛋白质,该物质为一种较强劲的抗原活性物质,会使易敏人群尤其是儿童产生过敏反应,根据这一现象,日本已开发了系列抗过敏食品,如低过敏米、低过敏源小麦粉。谷物过敏现象在我国也比较常见,应适当加大对抗过敏食品的开发力度。小米营养丰富,含有人体所需的8种必需氨基酸、多种维生素和微量元素。其中的维生素B1、B2、铁、铜、锌、镁和硒的含量都高于大米和面粉,同时,小米蛋白是一种低过敏性蛋白,可谓是一种安全性较高的、适合婴幼儿的理想食品基料。美中不足的是赖氨酸含量稍低,强化后可成为天然的氨基酸营养源。目前,根据不同人群生理特点进行针对性营养强化,生产老年小米粉、儿童补钙小米粉、孕妇小米营养粉等功能性食品,还可与豆类、玉米、麦类等搭配生产营养早餐小米粉(片)等。从发展趋势看,城市市场对小米的需求将会越来越多,小米食品的开发利用也会越来越广泛。3　全谷物食品的发展趋势[16～23]目前,人们逐渐认识到人类的生存环境及饮食起居对自身健康和生存的重要性,特别是西方发达国家从长期以来的饮食习惯和膳食结构造成现代“三高症”等疾病的经验教训中醒悟,又重新注重谷物食品在膳食结构中的地位和作用,而且越来越认识到粮食宜吃粗不宜吃精的科学道理,因此目前美国、日本等发达国家十分强调食品回归自然的重要性,不论面粉、大米或其它谷物食品都不再像以往那样强调“过精”、“过细”,而是非常青睐粗细搭配、粗细混食的膳食结构,相继在市场上推出混合面粉、糙米全粉、留胚大米等富于营养的粗米面产品。特别是纤维素作为人类第七营养素,倍受人们的推崇。这是二十一世纪食品加工发展的一种新趋向。我国自上世纪八十年代后期以来,在学习和引进西方发达国家的先进技术和设备的同时,也盲目跟随西方实际上已过时的膳食模式,面粉越做越细,越做越白,大米不仅要求精度高,而且要求表面越亮越好,曾一度使食品消费进入误区,甚至出现加矿物油使大米表面光亮的“毒大米事件”。另外,面粉增白剂超量添加,使面粉白得出奇,让人望而生畏,如此种种,都不符合对新世纪食品回归自然的理念。3󰂳专题综述粮食与食品工业2003/4CerealandFoodIndustry

引言

杂粮通常是指水稻、小麦、玉米、大豆和薯类五大作物以外的粮豆作物。主要有：高粱、谷子、荞麦（甜菜、苦荞）、燕麦（莜麦）、大麦、糜子、黍子、薏仁、籽粒苋以及菜豆（芸豆）、绿豆、小豆（红小豆、赤豆）、蚕豆、豌豆、豇豆、小扁豆（兵豆）、黑豆等。其特点是生长期短、种植面积少、种植地区特殊、产量较低，一般都含有丰富的营养成分。

第一章 绪论

1.1谷物杂粮的营养及功能特点

我国人均从主食中获得50％～80％ 的蛋白质，但作为主食的大米和小麦，其蛋白质也存在一定的缺陷，即缺乏赖氨酸，易造成各种氨基酸之间的不平衡，导致蛋白质消化吸收率下降，利用率也不高。在脂肪和碳水化合物的含量方面，绝大多数谷物杂粮均高于小麦和大米， 有的甚至高出4倍～5倍。玉米、高粱、荞麦、燕麦等谷物杂粮中还含有对人体健康有益的纤维素，它是人类肠道的清道夫，能带走肠道中多余的脂肪和胆固醇等毒素，减少有害废物在肠内滞留的时间，有着清肠和排毒的特殊功效，是人体健康不可或缺的营养成分之一， 有利于减少直肠癌、肥胖和脂肪肝等患病的几率。

归纳起来，谷物杂粮特别具有3方面的主要优势。

优势1：维生素Bl的含量高。维生素Bl是一种水溶性维生素，它的重要作用就是能作为辅酶参加碳水化合物代谢。另外，维生素Bl还能增进食欲，促进消化，维护神经系统正常功能。本来水稻、麦子的维生素B1含量并不比粗杂粮少，但是加工成精米后维生素B1就有大量损失。

优势2：含有较多的膳食纤维。膳食纤维被称为人体的“第七营养素”（前六种营养素是蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质和水）。它的的主要作用有降糖、降脂、减肥、通便、解毒防癌和增强抗病能力。 优势3：中和人体酸碱度。杂粮食物偏碱性，可中和人体酸性环境，缓解疲劳，增加体能。

2.谷物杂粮加工的现状

1.杂粮加工业发展现状【小杂粮加工利用现状分析 】

1.1产业持续发展，总量大幅度增加

改革开放二十多年来，杂粮加工业呈现持续稳定发展势头。20世纪90年代，香港华润百货公司举办了山西杂粮食品展销会，此后出口了数批苦荞挂面、苦荞醋、绿豆馅、小豆馅和芸豆产品，拉开了杂粮加工品出口的序幕。经过几十年的发展，杂粮加工品种类已发展到数百种，逐步占领国内外市场。

五谷杂粮市场前景分析

《黄帝内经》中认为五谷即“粳米、小豆、麦、大豆、黄黍”，而在《孟子腾

文公》中称五谷为“稻、黍、稷、麦、菽”，在佛教祭祀时又称五谷为“大麦、小

麦、稻、小豆、胡麻”，再而后便是李时珍在《本草纲目》中记载谷类有33种，

豆类有14种，总共47种之多。现在通常说的五谷杂粮，是指稻谷、麦子、大豆、

玉米、薯类，而习惯地将米和面粉以外的粮食称作杂粮，所以五谷杂粮也泛指粮

食作物。故通常认为，五谷是粮食作物的统称。

中国古代对于五谷并没有主、杂和粗、细之分。我国在计划经济时代由于粮

食不足的现状，为了口粮配给制度的管理而人为地把粮食分为主粮、杂粮，或细

粮、粗粮。大米和小麦被称为细粮，其它粮食则称为粗粮或杂粮。一度由于细粮

的短缺，使得细粮在人们心目中自然而然地高贵起来。20世纪90年代起，随着

我国粮食问题的解决，人们实现了可以顿顿吃细粮的愿望，杂粮由于其自身具有

的营养特性又引起人们的重视。

五谷杂粮营养丰富并具有较强的保健功能，如荞麦、糜子、燕麦、青稞等小

杂粮集食用与药用于一身，是重要的营养保健食品资源，其蛋白质、脂肪、碳水

化合物、维生素、矿物质、纤维素等营养成分含量高、比例合理。另外，其产地

土壤和空气污染少，生产过程纯净安全，是天然绿色的食品资源。因此，长期食

用小杂粮，具有润肠通便、降血压、降血脂、降胆固醇、调节血糖、解毒抗癌、

防胆结石、健美减肥等功效。如裸燕麦中蛋白质、脂肪、矿物质总量及不饱和脂

肪酸含量均居谷物之首，特别是其所含的β-葡聚糖在所有谷物中含量最高，一般

可占子粒重量的2%~5%。β-葡聚糖作为功能因子，在维持血糖平衡和抑制胆固

醇的吸收方面具有明显的效果。荞麦面粉的蛋白质含量为10%~15%，高于大米、

小麦，并且荞麦中八种必需氨基酸含量丰富，尤其是精氨酸、赖氨酸、色氨酸、

组氨酸的含量较高。荞麦中的黄酮类化合物——芦丁，具有软化血管、降低血脂

和胆固醇的功效，对预防高血压和心血管疾病也有独特的功效。总之，每种杂粮

中国小米全谷物食品的研究现状及发展方向

李兴峰;宁亚维;缪铭;王志新;谭斌;贾英民

【摘 要】全谷物食品的研究目前主要集中在稻米和全麦等主食领域,全谷物小米的研究开发滞后.基于国内外全谷物的定义及中国实际,提出小米是一种重要的全谷物资源,小米全谷物食品在中国具有很大的发展潜力,分析了中国当前小米加工的现状和存在的问题,展望了小米全谷物食品的发展方向.

【期刊名称】《河北科技大学学报》

【年(卷),期】2014(035)003

【总页数】5页(P250-254)

【关键词】小米;全谷物;谷子;营养性质;发展方向

【作 者】李兴峰;宁亚维;缪铭;王志新;谭斌;贾英民

【作者单位】河北科技大学生物科学与工程学院,河北石家庄 050018;河北科技大学生物科学与工程学院,河北石家庄 050018;江南大学食品科学与技术国家重点实验室,江苏无锡 214122;河北科技大学生物科学与工程学院,河北石家庄 050018;国家粮食局科学研究院,北京 100037;河北科技大学生物科学与工程学院,河北石家庄

050018

【正文语种】中 文

【中图分类】TS213

目前，由于每个国家的谷物种类、种植条件、消费方式、加工技术等差别较大，使得全球范围内对全谷物食品还没有形成一个通用性强、可操作性强的定义和规范[1]。较为公认的全谷物定义是由美国谷物化学家协会(AACC)、美国食品药品监督管理局(FDA)、美国全谷物理事会(WGC)和欧盟健康谷物协会(Health Grain)描述的。

1999年，AACC最早提出全谷物定义：完整、碾碎、破碎或压片的颖果，基本组成包括胚乳、胚芽和麸皮，各个组成部分的相对比例与完整的颖果相同[1]。WGC于2004年提出了全谷物食品的定义[2]：全谷物食品应含有谷物种子中所具有的全部组分与天然营养成分，如果谷物是经过加工的(比如经过碾碎、压片、挤压或水煮处理)，其产品必须含有与原始谷物种子中相当的营养成分。WGC提出的全谷物食品品种包括籽粒苋、大麦、荞麦、玉米(包括全谷玉米粉和爆玉米花)、小米、燕麦(包括燕麦粉)、奎奴亚藜、大米(糙米和有色米)、裸麦、高粱、埃塞俄比亚画眉草、黑小麦、小麦等。这些谷物食品在被食用时必须含有种子中所有的麸皮、胚芽和胚乳成分，才能称为“全谷物食品”。2006年，FDA对全谷物的定义与AACC相同[2]，并且明确了全谷物食品的种类和范围，包括籽粒苋、大麦、荞麦、小麦、玉米、小米、昆诺阿藜、稻米、燕麦、高粱、埃塞俄比亚画眉草、黑小麦、小麦与野生稻米。此外，FDA规定豆类、油料和薯类不属于全谷物。2006年，欧盟健康谷物协会提出的全谷物定义是指去除谷物的外壳等不可食部分后的颖果，形式可包括完整、碾碎、破碎或压片，基本组成为麸皮、胚芽和胚乳且相对比例与天然颖果相同；为了去除细菌、霉菌、农药残留和重金属等杂质，允许在加工过程中少量损失，但损失量不能超过谷物的2%，麸皮的损失量不能超过10%[2-3]。