全谷物营养代餐食品加工！这些知识点您不容错过

　　“五谷为养”、“安谷则昌”，谷物作为我国人民膳食结构中重要的食物资源，其科学合理的消费对公众健康产生深刻影响。随着经济水平不断提升，人们健康保健意识越来越强烈，对食品的功能性要求越来越高，平衡膳食、合理营养成为人们生活追求的新目标。全谷物食品以其丰富的营养和特有功能成为人们青睐的营养健康食品。

　　为提升人们对全谷物价值的认识和对全谷物营养代餐食品加工技术的了解。6月18日，广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所研究员刘磊做客乡产云课堂，在线讲解全谷物营养代餐食品加工技术，并现场连线深圳市滕泰农业科技有限公司，就全谷物营养代餐食品加工具体实践做深入交流。

　　全谷物是指去除外壳等不可食部分后的完整、碾碎、破碎或压片的颖果，包括淀粉质胚乳、胚芽与麸皮（糠层）。美国食品药品监督管理局（FDA）对全谷物作了划分，包括：稻米、小麦、玉米、燕麦、荞麦、小米、籽粒苋、大麦、藜麦等十几种谷物。而豆类、油料与薯类不属于全谷物。

　　中国全谷物食品的发展起步较晚，目前尚处于初级阶段，产品销售额不超过谷物食品总额的2%。2016年，全球约有7533种全谷物食品进入市场，其中中国314种，共有10个品类，烘焙类食品占比达42%。全谷物营养价值较高，但不容忽视的是，谷物存在过度加工现象，为了便于蒸煮加工和储藏，过分追求外观、口感与风味，谷物的加工精度越来越精，精白米、精白面产品充斥市场。

全谷物的酚类物质概述

　　全谷物中的酚类物质长期被低估，全谷物的酚类物质与水果蔬菜相当，达到174mg GAE/100 g DW，而且有些高活性成分（阿魏酸及其二聚体等）主要存在于谷物中。谷物中富含的酚类物质主要集中分布在种皮部分，大部分酚类物质以结合态形式存在；以酯键与细胞壁大分子物质连接的结合态酚类物质可以避开胃肠道的消化，到达结肠从而发挥生理作用。

　　全谷物酚类物质的基本结构类型包括，酚酸类、黄酮类、表儿茶素类等。不同种类全谷物酚酸组成存在差异，不同种类和品种的全谷物酚类含量差异显著，玉米、高粱等是酚类物质含量较高的全谷物（有色谷物除外）；酚类物质含量与谷物的生长环境也有较大的关系；同一种类的全谷物，因品种不同，其总酚、总黄酮等含量也差异较大。

　　全谷物中的酚类物质主要分布在其糠麸层，整粒谷物酚类物质总含量的贡献普遍在50%以上，糠麸对全谷物酚类物质总含量的贡献率因谷物种类的不同而有所差异。糙米各组织部位总酚含量、总黄酮含量对整粒谷物的贡献率为：糊粉层30%、果皮13-14%、胚9-10%、胚乳50%。黑米随碾磨度的增加，酚类物质含量急剧降低。

　　酚类物质的抗氧化活性对氧自由基（ROS）具有清除作用，过量的氧自由基（ROS）的生成与许多慢性疾病的发生发展密切相关，食物中酚类物质的抗氧化活性是其发挥多种生物活性的基础。不同种类和品种酚类含量抗氧化活性差异显著，其中有色谷物和玉米的抗氧化活性较高。当然，同一种类的全谷物，还会因品种不同、种植条件差异等影响抗氧化活性。全谷物抗氧化活性主要由其糠麸部位贡献，贡献率分别为糙米米糠：55.5%，小麦麸皮：60.6%, 玉米糠粉：81.2%。

全谷物的健康效应

以糙米为例

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酚类成分的鉴定

　　从全谷物糙米的鉴定出14种酚类化合物，其中3个仅以游离态形式存在，3个仅以结合态形式存在，8个酚类化合物同时以游离和结合态存在。

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酚类成分及抗氧化活性的分布特点

• 糙米各组织部位抗氧化活性差异显著，果皮>糊粉层>胚>胚乳。

• ORAC抗氧化能力:糊粉层38%、果皮18%、胚11%、胚乳33%。

• CAA抗氧化能力：糊粉层38%、胚15%、果皮17%、胚乳31%。

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结合酚的分布规律及体外消化特征

• 发现全谷物糙米中的有结合酚90%以上与不溶性膳食纤维共价结合。

• 结肠微生物发酵可以释放米糠膳食纤维中约30%的结合酚，存在结合酚的米糠膳食纤维能够增加AKK等益生菌的丰度。

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全谷物糙米多酚调节脂代谢作用

• 糙米游离态酚类物质明显减少高脂膳食喂养小鼠腹部脂肪沉积，尤以高剂量组更为明显。

• 高低剂量糙米游离酚处理组小鼠脂肪细胞体积明显低于模型对照组。

• 全谷物糙米游离酚减轻小鼠肝脏中脂质沉积，表现为脂滴体积减小，数量减少，肝细胞排列趋于整齐。糙米游离酚对高脂饲料喂养小鼠肝脏脂质聚集具有改善作用

• 解离后的糙米膳食纤维（DF）结合酚能够减少高脂膳食诱导的小鼠脂质代谢紊乱，减轻肝脏中脂质的聚集程度。

• 解离后的糙米膳食纤维（DF）结合酚能够减少高脂膳食诱导的小鼠肝脏脂质堆积和附睾脂肪细胞体积变大。

• 解离后的糙米膳食纤维（DF）结合酚能够减少高脂膳食诱导氧化应激。

• 糙米膳食纤维（DF）结合酚可改善肠道微生物多样性。

全谷物多酚及抗氧化活性的

加工影响效应

01

加工精度

　　随着加工精度的提高，全谷物糙米酚类物质游离态、结合态和总含量均逐渐下降，抗氧化活性的下降幅度更为显著。

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萌芽处理

　　发芽处理提高全谷物的游离酚、结合酚含量，酚类物质总含量较萌芽前提高63.2%；在发芽过程中，糙米总ORAC抗氧化能力显著增加；结合态ORAC值所占比例随发芽时间的延长显著增加。

03

挤压膨化

　　挤压膨化促进全谷物中结合态酚类物质释放，增加米糠的抗氧化活性，但降低精米及糙米的抗氧化能力，影响游离态和结合态酚类的比例。

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生物酶解

　　复合酶解处理能显著增加米糠中游离酚、可溶性结合酚及总酚的含量，同时提高其ORAC抗氧化活性。

05

微生物发酵

　　发酵对糙米中游离酚、可溶性结合酚及总酚含量有显著影响；发酵显著增加了糙米中游离态和可溶性结合态酚和黄酮，而复合酶解对黄酮的释放没有显著作用。

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需要解决的关键问题

　　稳定性问题：全谷物籽粒的糠麸层不饱和脂肪酸含量和脂肪酶活性高，容易酸败变质，影响风味和口感，因此，未经处理的全谷物货架期非常短。

　　风味口感问题：全谷物虽然营养丰富，但因不溶性膳食纤维含量高，口感粗糙，不易蒸煮、消费者接受度低。

　　产业效益问题：谷物加工目前仍然以碾米、制粉等的初加工为主，糠麸等副产物更是作为饲料、燃料等处理，产业整体效益不高，亟待通过发展精深加工利用技术，延长产业链提升产业经济效益。

07

米糠稳定化加工技术

　　米糠连续式微波稳定化处理加工技术，使米糠贮藏期由常温下3天提高到了60天左右。

08

全谷物营养食品加工技术

　　淀粉酶-挤压膨化技术

• 全谷物糙米淀粉酶-挤压膨化加工技术，可以显著提高糙米粉的水溶性指数、减少分散时间、降低结块率。

• 淀粉酶-挤压膨化协同处理显著升高糙米粉的CI指数及HR比，并提高粉体流动性和色度。

• 吸湿曲线显示，淀粉酶-挤压膨化制备糙米粉的吸湿性较弱。

• 当贮藏环境饱和湿度在50%以下时，淀粉酶-挤压膨化制备糙米粉可保持平衡含水量在6%以下。

　　复合酶-滚筒干燥加工技术

• 全谷物糙米片的复合酶-滚筒干燥加工技术，其复合酶-滚筒干燥处理可以显著提高糙米粉的水溶性指数、减少分散时间、降低结块率。

• 吸湿曲线显示，复合酶-滚筒干燥制备糙米片的吸湿性较强。

• 当贮藏环境饱和湿度在50%时，淀粉酶-滚筒干燥制备糙米片的含水量接近10%，最好贮存在30%以下的饱和湿度环境下。

　　米糠的复合酶解技术

• 脱脂米糠乳酸菌半固态发酵的技术，确定了发酵用的复合乳酸菌种。

• 以蛋白酶溶出率及模糊评判值为评价指标，基本确定复合酶种类组成（酸性蛋白酶、糖化酶及纤维素酶。

• 与热水浸提物相比，发酵米糠复合酶提取物的碳水化合物、可溶解性膳食纤维和总蛋白含量分别提高了90.74%、284.22%和257.14%。

答疑解惑

连线企业：深圳市滕泰农业科技有限公司

问：如何使得产品冲调性、溶解性变得更好呢？

刘磊：谷物营养餐粉类的食品，是由于谷物中含有淀粉纤维素这些大分子，在加工过程中难以完全降解，在热水冲调的过程中出现“”抱团“现象。我们可将糙米粉在高温下加“酶”，进行短时间的预酶解，使产品中纤维素、淀粉这些大分子发生降解。同时在加工过程中，通过配方调整加入其他助溶物质，解决产品在食用过程中冲调分散性不好的问题。

问：夏天气温高，米糠容易酸败。一旦酸败，米糠就不能进行食品化利用。这个问题如何解决？

刘磊：米糠是大米加工的副产物，含有丰富的营养成分，其脂肪含量高，15-20%左右，同时米糠中也含有脂肪氧化酶，在脂肪酶的作用米糠中的脂肪很快氧化酸败，气味难闻，不能进行食品化利用。我们团队做了很多关于如何稳定化米糠研究工作，可以通过过热蒸汽处理来钝化米糠中的脂肪酶，从而使米糠贮藏期即使在夏天高温天气，也能延长至90天以上。

记者丨张子煜

编辑丨林晓岚

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