谷物食品研究现状及发展趋势

冯炳洪 邓璐璐 王立 钱海峰 张晖 齐希光

1（广州双桥股份有限公司，广东广州510280）2（江南大学食品学院，食品科学与技术国家重点实验室，江苏无锡214036）

谷物食品研究现状及发展趋势

冯炳洪1*邓璐璐2王立2钱海峰2张晖2齐希光2

1（广州双桥股份有限公司，广东广州510280）2（江南大学食品学院，食品科学与技术国家重点实验室，江苏无锡214036）

作为人类最基本的膳食组成，谷物食品无论在食品市场还是科研领域都占有重要的地位。近年来，市场上出现了越来越多的全谷物食品。以面包、面条、饼干以及谷物棒4种谷物产品为例，综述了近年来谷物食品的研究现状，并分析展望了全谷物食品的市场前景与发展趋势。

谷物食品；研究现状；全谷物；发展趋势

谷物包括稻米、小麦、玉米等大宗粮食作物以及小米、黑米、荞麦、燕麦、薏仁米、高粱等杂粮，通过加工后，即得到米饭、馒头、面条、面包、饼干等各种食品，是人类的能量、蛋白质的主要来源。随着科技的发展和研究的进一步深入，传统谷物食品的食用品质和营养价值也得到了显著的改善，尤其是全谷物食品的兴起，已逐渐成为谷物食品研究领域的新方向。本文主要综述了国内外面包、饼干、面条、谷物棒等4种常见谷物食品的加工工艺、营养品质和贮藏品质的研究现状，并分析了谷物食品未来的发展趋势。

1 谷物食品研究现状

1.1 面包

1.1.1 面包加工工艺研究

影响面包品质的工艺因素包括配方和加工过程。Pauline等人研究发现配方对面包风味物质的影响比加工过程所造成的影响更为显著；Paquet等人采用数字图像分析法对在焙烤过程中的面包品质进行连续监测，为改善焙烤工艺提供了更准确的分析手段；Chhanwal等人的试验结果表明当焙烤时间为25 min时面包芯温度可达到100℃。另外，新型配料及添加剂的引入，也会在很大程度上引起加工工艺的改变。唐文强等人研究表明豆渣面包中面包改良剂添加2%时，豆渣的最大添加量可达到7%；孙国娟等人发现乳酸菌与酵母菌协同作用能够改善面包的风味。

1.1.2 面包营养品质研究

从均衡膳食的角度来看，面包产品仍存在一定的营养缺陷。然而对面包进行营养强化时，其感官、质构等各项品质也都会发生相应的改变。张慧等人研究发现添加2%的大豆分离蛋白能显著提高面包的保水能力和改善面包的质构，并能延长其保质期；Rossana等人在配方中添加γ-氨基丁酸后，发现面包的风味和口感都得到了很大的改善；Mario等人研究发现添加大米制得的面包具有较大的体积和较软的质构；Sabanis等人研究表明玉米和燕麦中的膳食纤维能够很好的改善无面筋面包的营养及感官品质；Skendi等人发现β-葡聚糖可以提高面团稳定性、抗变形能力以及面包的比容。

1.1.3 面包贮藏品质研究

面包的贮藏品质主要取决于其抗老化能力。近年来，在对面包老化机理研究不断深入的基础上，延缓面包老化方法的研究也取得了一定的进展，主要体现在两个方面：一方面，在面包配方中添加抗老化因子。覃鹏等人研究发现，在不降低面包品质的前提下，添加15.0%的糯小麦粉可以延缓面包老化；李清筱的研究结果表明，添加2.0%的β-环糊精对面包老化有明显的延缓作用；Jeanette等人研究表明添加麦芽α-淀粉酶、蒸馏单甘酯和脂肪酶有助于提高面包中淀粉的抗回生能力。另一方面，改善加工工艺和贮藏条件。Alain等人研究发现降低面包的焙烤速率可以延缓面包的老化；Felicidad等人研究发现降低水分流失可以改善面包的老化程度。

1.2 饼干

1.2.1 饼干加工工艺研究

焙烤是饼干加工过程中的一个重要环节。在低湿、高温条件下，焙烤食品会发生各种化学变化，从而引起产品的物理和感官特性的变化，并且会造成营养成分的缺失。因此，对饼干焙烤工艺的研究与完善，有助于改善饼干的营养、感官及质构等品质。Francesco等人研究发现饼干面团搅打过程中部分多不饱和脂肪酸被氧化成饱和脂肪酸，在焙烤过程中转化成香气成分；Amber等人认为焙烤过程中饼干中儿茶素的稳定性降低了。国内对各种饼干的加工技术也进行了研究改善。白卫东等人进一步改善了威化饼干饼皮的加工工艺，表明该产品最适宜的面粉筋度为26%；陈振家等人研究得出了麦芽糖醇在无糖发酵功能饼干的最佳添加量为15%，发酵时间为3.5 h。

1.2.2 饼干的营养品质研究

近年来，高膳食纤维饼干已经成为市场的主流。李梦琴等人通过正交试验优化了高纤维麦麸饼干的配方；Vitali等人研究发现苹果纤维能很好的维持饼干的多酚含量和抗氧化性，菊粉则能降低饼干的热量值；Laura等人研究发现添加抗性淀粉（RS）可以改善饼干的质构。除对饼干的膳食纤维进行强化以外，其他的配料和添加剂也对饼干的营养品质有显著的影响。孙立志等人开发了富含纤维素和植物胶原的黑木耳饼干；Bojana等人在姜汁坚果饼干中添加荞麦粉，结果发现饼干中的蛋白质、锌、总多酚含量得到了很好的保存，同时饼干的抗氧化性和金属螯合活性得到了增强。

1.2.3 饼干的贮藏品质研究

饼干在运输和储存的过程中极易受潮变软而导致各项品质的下降，因此，防止饼干受潮是延长其保质期的重要手段。原琳等人分析了环境相对湿度对饼干平衡含水率的影响，通过拟合得到饼干吸湿特性曲线，为酥性饼干防潮包装的研究奠定了基础。同时，饼干的松脆性也决定了饼干是一种易碎产品，研究饼干的抗破损包装对其贮藏品质的改善具有重要的实用价值。高玲等人以苏打饼干为研究对象，研究其破损边界曲线，为饼干的缓冲包装设计提供了理论指导。另外，添加剂的应用也可改善饼干在贮藏过程中的品质。Nicola等人通过研究发现，在饼干中添加乳清粉能延缓饼干硬化并延长其保质期。

1.3 面条

1.3.1 面条的加工工艺研究

面条的制作方法分为手工和机制，加工过程主要包括和面、压延、醒发、烘干等。李韦谨等人研究得出最佳的面条机制工艺为：加水量为面团含水量的33%～37%、加盐量为l%～4%、和面时间8 min、40℃烘干6 h；张丽华等人研究得出花粉保健面条最佳配方为：玉米花粉的添加量6%，食盐的添加量2%；范素琴等人对复合营养燕麦面条工艺条件进行了优化，发现添加谷朊粉和海藻酸钠可增强面团的吸水率，延长稳定时间。用于商业化生产意大利面的主要工艺有薄板层压和挤压技术。Stefano等人研究表明通过挤压工艺制得的意大利面比薄片层压制得的更坚韧，在蒸煮过程中会吸收更多的水分，呋喃素含量也更高；Eleonora等人研究发现原料不同的混合方式对挤压面条品质的影响比层压面条更为显著；Alessandra等人对大米面条的两种制作工艺——传统挤压工艺和挤压蒸煮工艺进行了比较，结果表明挤压蒸煮工艺能赋予大米面条更好的蒸煮品质。

1.3.2 面条的营养改善及品质分析

近年来，在国内对于面条的营养价值及品质特性的研究更加深入。郭晓娜等人研究发现随着苦荞粉比例的提高，面条的断条率也不断提高，但可以通过添加羧甲基纤维素（CMC）来改善；郭晓冬等人在小麦粉中加入花生蛋白粉制成高蛋白冷冻面条，既提高了面条中蛋白质的含量，又赋予面条特殊的花生风味。在国外，对意大利面的营养强化也从未间断。Maud等人研究发现添加高含量的豆粉能改善意大利面的质构和营养价值，并提高了淀粉对消化酶的敏感性；Eleonora等人发现大豆和胡萝卜的添加削弱了意大利面的抗破裂性和抗延伸性，增加了蒸煮过程中固形物的损失。

1.3.3 面条的贮藏品质研究

与干面条相比，湿面条具有新鲜、嚼劲好以及风味好的优点，但是因其水分含量较高则极易腐败变质。刘畅等人利用生物防腐剂Nisin和纳他霉素取代化学防腐剂，制得的湿生面条采用充N2包装，能在30℃条件下保存3 d；Nobile等人发现壳聚糖与气调包装贮藏结合的方法可以改善自制新鲜意大利面的腐败品质。另外，冷冻贮藏也是新鲜面条防腐保鲜的有效方法。Daniela等人的研究结果表明快速冷冻能较好的保持面条的新鲜度。在冷冻贮藏的同时，面条的品质也会受到一定影响。陈洁等人利用食用胶体对冷冻面条品质进行了改良；王明明等人研究表明通过和面工艺的改进能显著改善冷冻面条的剪切力、拉伸力和咀嚼度。

1.4 谷物棒

1.4.1 谷物棒加工工艺研究

谷物棒的种类繁多，可针对不同的消费群体生产出各种不同形状、口味和营养的谷物棒。对于谷物棒的加工工艺，目前未见专门的研究报道。从市场上出现的各类产品来看，国内外的谷物棒在形式上存在明显的差别。国内，谷物原料通常都经过精细的研磨加工制成粉状，获得较为精致的外形和细腻的口感，以满足国内消费者传统的饮食习惯；而国外消费者则更加关注谷物棒的营养功能，对产品的形态要求较低，因此产品的加工过程相对简便，谷物原料通常只需粗磨（或不研磨），再通过热处理、焙烤或挤压膨化的方法进行预糊化，然后与高温糖浆混合，在模具中冷却成型。

1.4.2 谷物棒营养改善及品质分析

我国对与谷物棒的研究起步较晚，近年来主要集中在各种能量棒和营养棒的开发与研究。张春美等人研究制得了富含蛋白质、脂肪、维生素和矿物质等营养成分的小麦胚芽能量棒；宋慧等人通过研究得到了由麸皮、大豆制得的膳食纤维在高纤维营养棒中的最佳添加量；朱连君等人通过在面粉中添加膳食纤维和魔芋精粉来研制新型的减肥代餐棒。相对于国内来说，国外的谷物棒市场则更为成熟。Donna等人研究表明扁豆微粉的添加量、风味、硬度、凝聚力以及湿度等都对谷物棒的感官品质有很大的影响；Krittika等人通过研究发现在挤压大米粉中添加大麻粉会降低谷物棒的膨胀性。另有研究表明，食品中糖浓度的增加会显著促进芳香化合物的释放，对溶液的粘度以及糖与挥发物之间的结合能力也有直接的影响。因此，糖对于谷物产品风味物质的释放有重要的作用。Samuel等人利用质子转移反应质谱（PTR-MS）作为检测手段，发现高糖含量有助于草莓口味谷物棒中风味物质的释放，且不同的葡萄糖浆和葡聚糖含量的样品，其挥发性化合物的释放存在明显的差异。

1.4.3 谷物棒贮藏品质研究

目前市场上各种不同的谷物棒产品日新月异，如低脂谷物棒、有机谷物棒、巧克力棒、水果谷物棒等。这些谷物棒产品营养含量丰富，且口感风味受广大消费者喜爱。但是在通常的包装条件下，保质期只有3～4个月。所以，在改善营养品质和风味的同时，如何延长谷物棒的保质期问题也亟待解决。Villavicencio等人采用电离辐射来保藏谷物棒，以谷物棒的感官品质为指标得到了电离辐射的最佳剂量；Anna等人研究发现咖啡酸、抗坏血酸和γ-生育酚可以用来延长鱼油谷物棒的保质期；Ananthan等人的研究结果表明，聚丙烯（PP）包装下的谷物棒保质期为3个月，聚乙烯铝箔纸（PFP）、金属化聚酯（MP）以及MP真空包装下保质期为6个月。

2 谷物食品的发展趋势

除了上述提到的几种产品以外，常见的谷类食品还包括馒头、麦片、谷物早餐和谷物饮料等。长期以来，人们要求产品具有细腻的口感和精白的外观，因此，在享用良好感官品质的同时，也造成了膳食纤维、维生素、矿物质等众多营养素的缺失，从而导致糖尿病、心血管疾病、癌症等疾病发病率不断上升。作为人类最基本的膳食来源，对谷物食品的营养强化引起了社会各界的关注。然而受感官和贮藏品质的影响，通过人为的方式添加到谷物产品中的营养素有限，不能完全弥补谷物在精加工过程中的营养损失。因此，保留了麸皮和胚芽的全谷物食品，成为了目前谷物食品领域发展的新趋势。

2.1 全谷物食品的发展态势

上世纪八十年代，全谷物食品首先在发达国家掀起了热潮。自1980年起，美国卫生部门在其每五年出版一次的膳食指南中，就一直鼓励人们增加对全谷物的消费。2005年，该刊物对全谷物的摄入作出了更详细的说明，建议人们每日谷物的摄入量中至少要有一半来自全谷物食品。2006年，国际食品信息委员会调查发现，73%的调查者表示他们愿意增加对全谷物的摄入。尼尔森食品公司调查数据显示，从2001年至2005年期间，全谷物面包及其他焙烤产品的销售额比1997年至2001年期间增长了23%，全谷物意大利面销量则上升了27%。通过数据分析还可看出，全麦面包、即食谷物早餐等全谷食品的销量增长快于面粉和大米等谷物原料。因此，为满足人们对全谷物摄入日益增长的需求，越来越多新型的全谷物食品得到研制开发。据统计，2007年，全球约有2 368种全谷物产品进入市场，是2000年的14.4倍。在全谷物食品发展最快的美国，全谷物产品占所有谷物食品的40%以上，在高端产品中占70%以上。调查结果显示，目前对谷物棒及谷物早餐的全谷物产品的相关报道较少，其潜在市场有待开发。

2.2 全谷物食品的研究

2.2.1 全谷物的营养分析

全谷物食品之所以越来越受到广大消费者的欢迎，主要取决于全谷物中丰富的营养成分。汪禄祥等人总结分析了全谷物食品的营养保健功能，认为全谷物原料中除了含有大量的膳食纤维以外，还包括类黄酮、酚酸、植酸、多糖、硒和VE等成分，具有诸多生理保健功能；Giacco等人分别从流行病学理论依据和临床试验两方面综述了全谷物食品的摄入与人体体重之间的关系，指出全谷物的食用不仅能控制人体体重，还能降低患2型糖尿病、心血管疾病和癌症的风险；Ulrika等人研究了全谷物小麦粉与全谷物黑麦粉对糖尿病小鼠新陈代谢的影响，证实了全谷的摄入能抑制小鼠的体重，并能显著降低血浆中总胆固醇和甘油三脂的含量。

2.2.2 全谷物食品的品质研究

随着全谷物食品在谷物食品领域所占比重越来越大，关于全谷物食品品质的研究也越来越多。Barros等人研究发现，全麦面团的加工品质虽不如小麦精粉面团，但其面包的营养含量更加丰富，且货架期也较长；马福敏利用阿拉伯木聚糖对全麦面包的质构进行了改善，并延缓了面包的老化；Vitali等人研究发现全谷物原料能够改善矿物质的溶解度并提高其生物利用率；唐晓珍等人对山东黑、紫粒小麦全麦粉面条的品质进行了评价，得出全黑麦面条富有弹性、口感较软，比紫麦面条更受消费者欢迎；谢洁采用麸皮回添工艺制备全麦面粉，并得出了改善全麦馒头品质的最优添加剂复配比例。除了营养与质构的研究，Sidsel等人对全麦面包贮藏过程中氧化稳定性进行了测定，指出在储存2～3周后，全麦面包的抗氧化能力开始降低，同时也发现面包皮比面包芯的抗氧化性更加稳定。

2.3 全谷物食品的发展前景

虽然全谷物食品在全世界的发展呈现出良好的态势，但是就目前调查结果来看，世界各国对于全谷物食品的人均摄入量仍然达不到专家建议的水平，全谷物食品的品质研究和市场推广任重道远。尤其是在我国，全谷物食品的发展相对更加滞后，除了缺乏系统性的研究之外，还存在许多阻碍因素。首先，对全谷物食品的消费缺乏有效的科普宣传。目前，每个国家对全谷物食品都有不同的理解，世界范围内还没有关于全谷物食品统一的定义，因此人们对全谷物食品认识不足。国外的相关报道也指出，对全谷物食品不能正确的识别是阻碍全谷物食品消费的一个重要因素。其次，饮食结构不合理，人们对口感的关注度远高于对营养的重视，营养健康谷物食品比重低。另外，我国全谷物食品的生产发展跟不上市场需求增长的步伐，全谷物食品的产业化推广需要一个广阔的平台和长期的发展过程。

3 小结

随着人们生活水平的提高、饮食结构的转变，以及对全谷物食品营养价值的逐步认识，全谷物食品越来越受到消费者的欢迎。在科研领域，只有通过更加细致和深入的研究，采用更先进的加工技术，使全谷物食品具有更好的感官品质、更高的营养价值，才能有效的促进全谷物食品的发展。相信在不久的将来，在社会各界的共同努力下，全谷物食品的发展必定会步入一个崭新的时代。

［1］POINOT P，ARVISENET G，GRUA-PRIOL J，et al.Influence of formulation and process on the aromatic profile and physical characteristics of bread［J］.Journal of Cereal Science，2008，48:686-697.

［2］PAQUET-DURAND O，SOLLE D，SCHIRMER M，et al. Monitoring baking processes of bread rolls by digital image analysis［J］.Journal of Food Engineering，2012，111（2）：425-431.

［3］CHHANWAL N，ANISHAPARVIN A，INDRANI D，et al. Computational fluid dynamics（CFD）modeling of an electrical heating oven for bread-baking process［J］.Journal of Food Engineering，2010，100:452-460.

［4］唐文强，刘长海，礼赞.豆渣高纤维面包的研制工艺［J］.广东农业科学，2011，38（5）:117-118.

［5］孙国娟，崔泰花，王禹，等.乳酸菌发酵面包工艺研究［J］.食品与机械，2011，27（1）:143-145.

［6］张慧，刘传富，董海洲，等.大豆分离蛋白对面包品质影响的研究［J］.食品与发酵工业，2007，33（9）:96-99.

Research progress and development trend of cereal foods

FENGBing-hong1*DENG Lu-lu2WANG Li2QIANHai-feng2ZHNAGHui2QI Xi-guang2

1（Guangzhou shuangqiao company Ltd，Guangdong Guangzhou 510280，China）

2（School of food science and technology，Jiangnan university，state key laboratory of food science and technology，Jiangsu Wuxi 214036，China）

Cereals are the most basic compositions of human diet.There are more and more whole cereal foods in the market.This paper summarized the recent research progress of four main cereal foods,including bread,noodle,biscuit, and cereal bar.The market expectation and development trend were also speculated.

cereals；recent research progress；whole cereal；development trend

TS210.1

A

1673-6044（2014）03-0009-04

10.3969/j.issn.1673-6044.2014.03.004

*冯炳洪，男，1977年出生，2000年毕业于无锡轻工大学食品科学与工程专业，助理工程师。

2014-05-19