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Status and Development of Whole Cereal FoodsYang Chunhua ,Zhang Shouwen(College of Food and Engi neeri ng ,Haerbi n U niversity of Com merce ,Haerbi n 150076)Abstract :The nutrition and national and international present studies of the whole cereal foods are reviewed.Some view points are stated for discussion on its developmental trend.K ey w ords :whole cereal food ;nutrition ;status ;development0 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2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。