全麦粉的加工技术研究进展

袁佐云 李金玉 任晨刚 俞伟祖 王强

摘要 全麦粉的营养价值已逐渐得到国内外学者及消费者的认同，而获取营养价值最大保留而加工性能优良的全麦粉是全麦制品行业面临的关键问题。针对全麦粉的两种加工技术研究进展进行综述，为全麦粉制备技术的提升提供参考。

关键词 全麦粉；加工技术；研究进展

中图分类号 S609.9 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）31-11097-03

The Research Progress on the Processing Technology of Whole Wheat Flour

YUAN Zuoyun1，2，LI Jinyu1， REN Chengang1， WANG Qiang2*

（1. COFCO Nutrition and Health Research Institute， Beijing 100020； 2. Key Laboratory of Agroproducts Processing of Ministry of Agriculture， Institute of Agroproducts Processing Science and Technology， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100193）

Abstract The nutritive value of whole wheat flour has been recognized by researchers and consumer at home and abroad. How to obtain nutritional value maximum retention and excellent performance of the whole wheat flour processing is the key problem that whole grain products industry faces. The research progress on two kinds of processing technology was summarized to provide reference for whole wheat powder preparation technology of ascension.

Key words Whole wheat flour； Processing technology； Research progress

流行病学相关研究已证明，全麦谷物有助于抵抗肥胖、糖尿病、心血管疾病和癌症^[1]。我国对全谷物食品亦日趋重视，2014年6月30日至7月2日，由国际谷物科技协会和中国粮油学会共同主办的“全谷物食品与健康国际研讨会”在武汉召开。与会学者针对全谷物产业现状、发展趋势、研究热点等问题进行了交流，并对我国的全谷物产业的发展方向进行了探讨。大会中，我国粮油学会理事长张桂风提到，发达国家全谷物食品产业发展如火如荼，如美国，全谷物食品已占到全部谷物食品的40%以上。我國发展全谷物产业势在必行，粮食加工业发展规划（2011～2020年）明确指出：要重点“研发速食糙米、发芽糙米、蒸谷米、全麦粉及制品、全谷物健康食品、发酵米面制食品等关键技术”^[2]。对于全麦粉而言，如何得到营养价值最大保留而加工性能优良的全麦粉成了全麦制品行业面临的关键问题。几十年来，国内外研究人员对全麦粉的加工技术开展了大量研究，并取得了一定成果。目前，全麦粉的加工工艺主要有两种：“全颗粒研磨法”和“传统研磨回填法”，笔者主要就这两种全麦粉的加工技术研究进展及进行综述。

1 全麦粉定义

全麦粉（或全麦面粉），英文名称Whole wheat flour、Wholemeal、Whole meal等，从字面意思理解，是以整粒小麦为原料，制得的粉制品。在我国，只有在GB22515-2008 粮油名词术语（2.2.6.15）中给出了一个并不十分明确的全麦粉官方定义：“保留全部或部分麦皮的小麦粉。”定义的不明确导致了我国市场上全麦粉质量良莠不齐，与国外产品尚有一定差距^[3]。为解决这一“乱”现象，国家有必要出台相关标准来对产品进行约束。为对全麦粉（或全麦面粉）进行明确定义，可以参考国外对于全麦粉（或全麦面粉）及全谷物的定义。

笔者找到了美国联邦法规（Code of Federal Regulation，CFR）、德国标准化学会（DeutschesInstitutfürNormung，DIN）以及新加坡国家标准（Singapore Standard，SS）对于全麦粉的定义。由FDA发布的全麦粉标准（21CFR137.200）规定^[4]：全麦粉是除硬质小麦和硬质红小麦以外的洁净小麦碾碎而制成的食品，其中可通过8号筛的物料不小于90%，可通过20号筛的物料不小于50%，除水分以外的天然组分比例与小麦保持不变，全麦粉的水分含量不能超过15%。新加坡国家标准（SS 352：1990）规定^[5]：全麦面粉或全麦粉应当是通过磨碎干净的完整小麦获得的干净并完整，或粗或细的产品，并应包含此小麦中的所有成分。德国标准化学会在DIN 10355中规定^[6]：全麦面粉或全麦粉应当含有包括胚芽在内的洁净谷粒中的所有组成部分。谷粒允许在加工前去掉外果皮。

对于全谷物，列出3个相对权威的定义（表1）。

由表1可见，国外各国或各机构对于全麦粉或全谷物的定义基本类似，不同的是健康谷物协会（欧盟）允许有加工的小量损失。从实际来看，此定义更为科学有效。

2 全颗粒研磨生产技术研究进展

2.1 全颗粒研磨基本特点

所谓“全颗粒研磨法”是指，将经清洁的整粒小麦粒经过（或不经过）其他处理（如热处理）后，粉碎成粉，制成包含籽粒麸皮、胚乳、胚芽中所有组分的全麦粉。此法有出粉率高、流程短等优点，从消费者的角度讲，消费者可能更易接受由“全颗粒研磨法”生产的全麦粉。认为此方法更符合自身对于“全麦粉”的定义——直接由全麦研磨而成。但由于小麦胚芽中富含脂肪及酶类，使得利用“全颗粒研磨法”生产的全麦粉贮藏稳定性不尽如人意。

大约1 500年前，世界上所有生产的谷物粉都是全谷粉，采用石磨磨粉的方式进行生产。现代全颗粒研磨法的生产工艺主要包含以下几步：净麦、制粉、包装贮藏。

2.2 全颗粒研磨生产技术改进研究

净麦可使用现有净麦工艺对原料麦进行处理，由于生产全麦粉需要利用小麦麸皮，因此可适当增加净麦工序以保证麸皮的洁净。

制粉工艺是此方法的关键工艺。鞠兴蓉等将经过清理除杂和水洗过的含水量为15%～20%的小麦籽粒进行1～10 min的热处理（微波加热或热风干燥），以杀灭原料中的微生物并使脂肪酶、过氧化物酶等生物酶失活^[10]。之后利用超微粉碎法对其进行粉碎，并收集80～200目（200～60 μm）筛分，得到全麦粉，此粉保质期可达5～6个月。但由于经过热处理后，蛋白质部分变性，使得小麦面筋含量降低，此发明可用于生产低筋全麦粉，以制备富含膳食纤维的饼干而不宜用来制备全麦面包或全麦馒头等食品。魏远将洁净的小麦粒进行蒸汽爆破处理，然后将得到的小麦湿法粉碎至100目，最后烘干，使全麦粉的含水量控制在5%～10%^[11]。此方法的优点在于：蒸汽爆破可以使小麦进行预粉碎，有利于后续的粉碎工作，减少能耗；可实现小麦中纤维素、半纤维素等生物大分子的初步降解，提高小麦中各物质的消化率。但0.4～1.0 MPa，143～180 ℃处理5～15 min然后瞬间爆破是否会使得小麦中的蛋白质及有益物质（如维生素）变性，有待研究与探讨。全颗粒研磨法尽管可以通过磨粉前的一些处理来保障全麦粉较长的保质期，但往往这些处理会导致小麦蛋白质的变性，使得全麦粉筋力下降，难以生产出用途广泛的全麦粉。

3 传统研磨回填生产技术研究进展

3.1 传统研磨回填法基本特点

“传统研磨回填法”是指，将传统方法制得的面粉与经过研磨等处理的麸皮与胚芽进行混合，获得全麦粉。利用此法生产的全麦粉，若面粉与经处理的麸皮和胚芽混合的比例与小麦籽粒胚乳与麸皮和胚芽的比例相同，那么也可以说此粉含有整粒小麦中的所有组分。

“传统研磨回填法”有以下几个优点：①将麸皮、胚芽与胚乳分开研磨，可使得麸皮、胚芽研磨更加充分。若这3部分共同研磨，胚乳会先磨成粉，先磨成的粉形成缓冲层，不利于麸皮的研磨；且润麦处理也会增大麸皮的韧性，不利于研磨。②方便对麸皮与胚芽进行单独的稳定化处理，提高全麦粉的贮藏稳定性，延长货架期。③方便将不同筋力的面粉与麸皮、胚芽粉进行混合，得到具有不同加工特性的全麦粉。④方便现有面粉厂的改造。不需对现有面粉生产线进行大规模改动，只需在旁增加处理麸皮与胚芽的生产线。

3.2 传统研磨回填生产技术改進研究

传统研磨回填法生产全麦粉的大致过程为：在小麦加工成面粉的过程中，分别收集麸皮、胚乳和胚芽。将胚乳按照传统制粉工艺进行处理制得面粉，将麸皮和胚芽进行一定处理后磨粉。最后按照一定比例将面粉与麸皮和胚芽磨成的粉进行混合，制得全麦粉。

想要获得具有良好的贮藏稳定性、营养性以及加工性能的全麦粉需要关注以下几点：①选择合理的麸皮和胚芽稳定化处理方法，并尽可能减少稳定化处理对麸皮及胚芽中的营养成分造成不利影响。②考虑麸皮的粒度对于全麦粉加工性能的影响，尽量减少麸皮和胚芽的颗粒度。③尽量保护面筋的质量不受损坏。针对这些要求，国内外研究者对该生产技术开展了大量研究。

麸皮和胚芽的稳定化处理主要有挤压、烘烤、红外、紫外微波、常压气蒸、高压气蒸及常压气蒸耦合紫外微波几种方式。对此，杨磊进行了较为细致的研究^[12]。其对比了不同稳定化处理方式对麦麸和胚芽灭酶效果及贮藏稳定性的影响，得出结论：常压气蒸处理对于麦麸的脂肪酶以及胚芽的脂肪氧化酶均有较好的灭酶效果；常压气蒸耦合紫外微波对于麦麸中的脂肪氧化酶有较好的灭酶效果；挤压处理对于胚芽中的脂肪酶灭酶率可达100%。麸皮和麦芽经过常压气蒸耦合紫外微波处理的全麦粉，经过30 d（37 ℃）贮藏试验，期满后其脂肪酸值小于300 mgKOH/kg。谭斌等将胚乳和麸皮采用挤压膨化的方式进行稳定化处理，并采用流化床干燥法对挤压膨化后的物料进干燥，然后将其磨粉回添至面粉中制得全麦粉^[13]。利用此法生产的全麦粉保质期可达1年以上。

国外也有不少专利介绍全麦粉的稳定化及生产方法。早在20世纪90年代，Dean W.Creighton等利用膨化机，在260～315 ℃，379～414 kPa的高温高压条件下，处理30～45 s，钝化脂肪酶以及脂肪氧合酶稳定化全麦粉^[14]；Carolyn Louise Wilhelm等利用红外辐照技术，在100～110 ℃的条件下，处理30～60 s，钝化脂肪酶及脂肪氧合酶，使得产品的货架期达30 d以上^[15]。Lynn C.Haynes等利用热处理法稳定糠麸，然后将稳定化的糠麸回填生产全麦粉^[16]。稳定化温度：115～125 ℃，时间1～7 min，稳定化后应迅速将其冷却到60 ℃。通过此方法生产的全麦粉，在加速储藏的条件下可保存1～2个月。Katsuyuki Ikeda等先将小麦利用辊式磨粉机及撞击式磨粉机磨粉，得粗粉和细粉，将粗粉进行湿热处理后碾磨成一定颗粒大小并与细粉混合，生产全麦粉^[17]。其中湿热稳定化处理条件为：蒸汽温度90～95 ℃，处理时间5～30 s。

对小麦麸皮及胚芽进行稳定化处理，虽可在很大程度上提高全麦粉的贮藏稳定性，延长全麦粉的保质期，但也对麸皮和胚芽的营养品质产生了影响。彭伟等研究了挤压膨化对脱脂和全脂小麦胚芽营养品质的影响，发现全脂和脱脂麦胚经挤压膨化处理后，其可溶性蛋白、人体必需氨基酸均有减少^[18]，此为挤压膨化处理对营养品质的不利影响。但与此同时，通过挤压膨化处理后，麦胚中的可溶性膳食纤维含量增加，提高了小麦胚的营养价值。陈建宝研究了挤压膨化对麦麸主要成分的影响，发现经过挤压膨化后，麦麸中的脂肪、淀粉、粗纤维、还原糖、游离氨基酸和植酸含量都有所减少，总糖和水溶性总糖含量有所增加^[19]。汪丽萍等研究了挤压处理对麸皮、胚芽及全麦粉品质的影响，发现挤压处理会使麸皮及胚芽中的B族维生素在不同程度上减少，但挤压同时也有利于某些酚类物质的释放，增加全麦粉的总酚含量，提高其抗氧化活性^[20]。

有研究显示，麸皮的粒度会对小麦面筋蛋白网络的形成产生影响。李娟等证明了麸皮中具有较强吸水能力的阿拉伯木聚糖凝胶会抑制小麦面筋蛋白网状结构的吸水形成^[21]。目前对于全麸皮成分回添的全麦粉，麸皮粒度对小麦面筋形成以及对全麦粉粉质及拉伸特性的影响还尚待研究。但可以肯定的是，通过控制麸皮粒度来控制全麦粉加工性能的方法是相对简单易行的手段。

4 全麦粉的评价标准

含有小麦麸皮的全麦粉中的膳食纤维含量约为普通小麦粉的5～10倍^[22]，因此，可以考虑以膳食纤维含量作为全麦粉的评价指标之一。

此外，还有研究者建议把烷基间苯二酚（Alkylresorcinols，ARs）也作为全麦粉的评价指标之一。ARs是主要存在于小麦麸皮中，胚乳中并不存在。理论上全麦粉中的ARs含量会与普通小麦粉中的相差较大。小麦中ARs的含量随着其种类、产地等差异而不同，大致范围为54～3 200 μg/g^[23]。汪丽萍等对我国36个不同品种的小麦样品的ARs含量进行了测定，发现36个小麦样品中的ARs总量分布范围为438～1 348 μg/g，80%的置信区间为631～950 μg/g，平均771 μg/g^[24]。但是，全麦粉的加工工艺也会对小麦中的ARs造成损失，汪丽萍等研究了挤压处理前后粗麸、细麸、胚芽及挤压混合料中ARs的含量变化^[20]。研究发现，经过挤压处理后，各原料中的ARs含量均有明显降低，降幅在12%～44%。因此，如果将ARs含量作为全麦粉的评价指标之一，还需研究不同全麦粉工艺对全麦粉ARs含量的影响，以此来确定合理的ARs限量。

5 展望

消费者对于谷物食品的要求逐渐“返璞归真”，食物中精米白面的比例有降低趋势，与此同时，“粗粮”的比例日益增加。全麦粉属于全谷物产品中相当重要的一员，无论是在东方还是西方，面制品均是其传统主食之一。因此，对于全麦粉的研究是全谷物研究中的重要课题，全麦粉加工技术的不断提升必将为全麦粉及其制品提供可靠的技术保障，促进全麦粉及其制品产业的健康快速发展。

參考文献

[1] LIU R H.Whole grain phytochemicals and health[J].Journal of Cereal Science，2007，46：207-219.

[2] 工业和信息化部，农业部.粮食加工业发展规划（2011-2020年）[EB/OL].（2012-02-24）http：//www.miit.gov.cn/n11293472/n11293832/n11293907/n11368223/n14474951.files/n14474172.pdf.

[3] 汪丽萍，谭斌，田晓红，等.国内外市场上全麦粉的品质分析研究[J].粮食科技与经济，2012，37（6）：19-21.

[4] FDA CFR 21 137.200，Whole wheat flour[S].1993.

[5] SS 352：1990，Specification for Wholemeal flour[S].1990.

[6] DIN 10355-1991，Mahlerzeugnisse aus Getreide[S].1991.

[7] AACC.AACC Members Agree on Definition of Whole Grain[EB/OL].（2014-07-11）http：//www.aaccnet.org/initiatives/definitions/Documents/WholeGrains/wgflyer.pdf.

[8] WGC.Definition of Whole Grains[EB/OL].（2014-07-11）http：//wholegrainscouncil.org/whole-grains-101/definition-of-whole-grains.

[9] Health Grain.Whole grain definition[EB/OL].（2014-07-11）https：//www.healthgrain.org/webfm_send/670.

[10] 鞠兴荣，袁建，何荣，等.全麦粉的生产方法：中国，200910184479.8[P].2010-01-13.

[11] 魏远.一种利用蒸汽爆破技术处理小麦生产全麦粉的方法：中国，201410007683.3[P].2014-01-08.

[12] 杨磊.重组全麦面粉的稳定化研究[D].无锡：江南大学，2013.

[13] 谭斌，刘明，田晓红，等.一种稳定化全麦粉的制备方法：中国，201010612750.6[P].2010-12-29.

[14] CREIGHTON D W，EFSTATHIOU J D，MERBOTH J A.Method of preparing stabilized whole grain flour：US，5066506[P].1991-11-19.

[15] CAROLYN LOUISE WILHELM，TIM MICHAEL ADRIANSON，DIANE LOUISE GANNON，et al.Method of stabilizing graham flour，and cracker produced from said flour：US，6616957[P].2003-09-09.

[16] HAYNES L C，LEVINE H I，SLADE L，et al.Production of stabilized whole grain wheat flour and products thereof：US，20070292583[P].2007-12-20.

[17] KATSUYUKI IKEDA，YASUO ITO，TAKESHI IWAKURA，et al.Process of producing whole wheat flour：US，20090169707[P].2009-07-02.

[18] 彭偉，朱科学，钱海峰，等.挤压膨化对脱脂和全脂小麦胚芽营养品质的影响[J].食品营养，2008，29（3）：267-270.

[19] 陈建宝.麦麸的挤压膨化加工及其对麦麸主要成分的影响研究[D].杭州：浙江工业大学，2008.

[20] 汪丽萍，谭斌，刘明，等.中国小麦烷基间苯二酚含量、组成特性及其加工贮藏稳定性研究[C]//Book of Abstracts of 14th ICC Cereal and Bread Congress and Forum on Fats and Oils，2012.

[21] 李娟，王莉，李晓瑄，等.阿拉伯木聚糖对小麦面筋蛋白的作用机理研究[J].粮食与饲料工业，2012（1）：39-41.

[22] 温纪平，郭林桦，丁兴丽，等.全麦粉的生产技术研究进展[J].食品科技，2013，38（7）：183-186.

[23] ROSS A B，SHEPHERD M J，SCHUPPHAUS M，et al.Alkylresorcinols in cereals and cereal products[J].J Agric Food Chem，2003，51：4111-4118.

[24] 汪丽萍，刘宏，田晓红，等.挤压处理对麸皮、胚芽及全麦粉品质的影响研究[J].食品工业科技，2012，33（16）：141-144.