糙米烘焙食品的研究现状与问题探讨

罗中原，周梦舟*，陈轩，吕庆云

1. 武汉轻工大学食品学院（武汉 430023）；2. 湖北工业大学生物工程与食品学院（武汉 430068）

谷物是人类宝贵的生命资源。早在中国古代，医学家就发现糙米具有精米所没有的诸多功效。明代药物学家李时珍在《本草纲目》中称糙米有“和五脏、好颜色”的妙用。常食糙米，不仅可安和五脏，去病延年，而且还能润泽容颜，使青春常驻。李时珍注意到米糠和胚具有卓越的营养价值，他在《食物本草》中说：“米禾比即米糠，味甘、平、无毒，主通肠开胃下气，磨积块，作食能充滑肤体，可以颐养。”谷物加工业是食品工业的支柱产业。而稻谷作为全球第二大谷物，其种植面积占全谷物总面积的五分之一[1]。糙米是稻谷脱壳后的颖果，由于糠皮的存在，使糙米有一种糠的不愉快气味，蒸煮性、口感和吸收性较差，故不受大众所喜爱[2]。但是糙米的营养价值丰富，含有许多精白米在加工过程中损失掉的生理活性物质，可有效预防如肥胖症、心血管疾病、糖尿病等慢性疾病的发生。

糙米是一颗完整的、有生命活力的种子，主要由皮层、胚乳和胚三大部分组成，富含淀粉、蛋白质、脂肪、维生素及多种矿物质。糙米中包含生命活动所需营养素远比精白米丰富，如膳食纤维、磷、维生素E和B族维生素等营养物质，游离态的镁、钾、钙、锌、铁等重要矿物元素，更易被人体吸收，并与维生素产生相辅相成的效果。随着人们生活水平提高和对健康食品的不断追求，现代食品应符合健康、美味、营养、安全这些特性。糙米作为一种极具发展潜力和食用价值的全谷食物成为各国营养专家向民众推荐的健康食品。随着对糙米的营养价值和保健功效不断研究，人们发现糙米的营养价值极高，且具有精米难以匹敌的保健功效，所以糙米食品得到越来越多的研发和生产。

但从另外一个角度说，糙米虽有较高的营养保健功能，但与精米相比也具有一定的营养缺陷。糙米中含磷过多，是酸性食品，如果长期单纯地吃糙米，对健康也不利。糙米的外围被一层粗纤维组织包裹，密度极高，人体难以消化吸收，糙米含有较多植酸盐和纤维素，在一般炊煮条件下，纤维素和半纤维素不易煮烂，咀嚼有粗渣感。糙米中的植酸不仅影响糙米所含矿物质的吸收，也会影响膳食中其他食物所含矿物质的吸收。因此，结合糙米的优缺点，研究糙米中的功能性成分和开发糙米功能食品，采用新技术和手段，改善糙米食用品质。运用现代食品加工技术对糙米进行深加工成营养、安全、健康、美味的食品，是稻谷及其制品深加工的主要发展趋势之一。

1 糙米的营养价值和功能性成分

1.1 糙米的营养价值

稻谷脱壳后剩下的完整果实即为糙米，它比精米更多地保留了糠层和胚。有报道显示[4]：糙米中的营养成分分布极不均匀；粗纤维主要分布在皮层；维生素、脂肪和小部分蛋白质分布在糊粉层及胚部；而淀粉和蛋白质大部分分布在胚乳中。营养物质的分布不均，使糙米比精白米含有更多的营养成分；导致加工过程中粗纤维、脂肪等存在于皮层和胚中的营养物质极易流失。

较白米而言，糙米除含有更多的营养成分外，还含有较多膳食纤维、磷脂、γ-氨基丁酸、谷胱甘肽、谷维素和肌醇等具有生理活性的健康功能因子。这些功能因子主要存在于糙米的糠层和胚中，对预防疾病、改善人体健康状况有积极作用[4]。因此，以糙米为原料，结合食品加工新技术，生产出兼顾营养、功能和口感的糙米产品将成为一大趋势。

1.2 糙米中的主要功能性成分

糙米保存了稻米的米糠和胚，含丰富的淀粉、蛋白质、脂肪、维生素及11种矿物质，能提供比白米更全面的营养，如膳食纤维，维生素B1、B2，维生素E、C、D，其中部分营养素含量是精米的2～3倍，此外，还有多种具有保健功能的成分。

1.2.1 谷胱甘肽

谷胱甘肽（GSH）是一种含γ-酰胺键和巯基的三肽，由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成。GSH广泛存在于动植物中，在生物体内有重要作用。GSH不仅能消除人体自由基，还可提高人体免疫力，维护健康，抗衰老，在老人迟缓化的细胞上发挥的功效较明显。可保护血红蛋白不受到过氧化氢、自由基等氧化，从而使它持续发挥正常的运输氧的能力；抑制乙醇侵害肝脏而产生脂肪肝。GSH对于放射线、放射性药物所引起的白细胞减少等症状，有强有力的保护作用。GSH能与进入人体的有毒化合物、重金属离子或致癌物质等相结合，并促使其排出体外，起到中和解毒作用[5]。

1.2.2 膳食纤维

糙米中的膳食纤维绝大部分分布在米糠中，含量约3.7 g/100 g，占到米糠质量的25%～40%[6]。研究发现[7]，糙米中膳食纤维的含量是精米的3倍多，但其中大部分为不溶性膳食纤维。目前关于米糠膳食纤维的研究主要在提取工艺的优化和提取工艺对膳食纤维的影响两方面。

1.2.3 γ-氨基丁酸

γ-氨基丁酸（GABA）是广泛分布在动植物中的一种非蛋白质氨基酸，是由谷氨酸经谷氨酸脱羧酶催化生成的，是一种重要的一致性神经递质。GABA能参与多种代谢活动。有研究表明，GABA是一种生理活性物质，具有降血压、抗惊厥、神经营养、改善脑机能、促进长期记忆、促进激素分泌、肾功能活化、肝功能活化等功能。糙米中GABA含量约3.8 mg/100 g[3]。

1.2.4 肌醇六磷酸

肌醇六磷酸，又称植酸，主要存在于植物的种子、根干和茎中，其中以豆科植物的种子和谷物的胚芽中含量最高。植酸可与钙、铁、镁、锌等金属离子螯合产生不溶性复合物，使金属离子的有效性降低；植酸盐也可与蛋白质类形成配合物，植酸是影响矿物质元素吸收的主要抗营养成分[8]。

2 糙米食品及其加工技术

据统计，2011年中国大米产量中，糙米总产量70万t，仅占总产量的0.9%[9]。由此得出，中国糙米食品的发展仍处于起步阶段。但是，随着各级政府、企业及大众消费者对现代营养健康的食品需求越来越高，对自身生活品质的不断提高，糙米食品的关注程度将逐渐增加。

2.1 烘焙类糙米食品

烘焙类糙米食品是糙米食品中较常见的一种，糙米蛋白是非面筋蛋白，能降低面团黏弹性，提高产品的酥松性，使产品口感较好；同时烘焙中的美拉德反应会使产品产生米香味，大大改善产品风味，因此烘焙糙米食品具有较好的发展前景。但是当前市场上现有的糙米烘焙食品品种较为单一，风味独特的产品存在高糖、高盐、高脂的特点；研制和拓宽烘焙类糙米食品的种类和生产方式，成为今后糙米食品加工的一大趋势。对几种常见的烘焙类糙米食品进行介绍。

2.1.1 糙米蛋糕

传统清蛋糕为低脂、高糖、高蛋白类食品，不利于患有糖尿病、肥胖症等疾病的特殊人群食用。以糙米为原料可以制备出无糖而又营养价值丰富的蛋糕，为那些特殊人群带来福音[10]。李增利[11]用糙米粉代替部分面粉、阿斯巴甜代替蔗糖，制成孔泡细密均匀、口感绵软的蛋糕。事实上，糙米蛋糕是现代新型健康食品的代表之一，国内集中在以米、面粉为混合原料的蛋糕制品的制作工艺上，全糙米为原料的蛋糕研究较少，因此，纯糙米蛋糕的研制和推广会是今后研究的一个方向。

2.1.2 糙米饼干

糙米粉存在黏弹性弱、富含油脂难以混匀等问题，故糙米饼干制作过程中需要添加增稠剂和乳化剂来改变面团的性质，增加黏着性、持气性，抑制饼干“起油”、发硬及老化，便于饼干结构的维持。因此，研究糙米饼干加工工艺的过程就是改善其结构稳定性的过程[12]。李雨露[13]研制出一种添加20%面粉的糙米饼干。对糙米饼干工艺已有一定研究，但产品推广上市并不顺利，主要和糙米自身特性有关：一是糙米的米糠味导致米糠饼干风味不佳，不符合大众消费者的口味；二是纤维含量高导致其口感与传统饼干差异过大等。所以，关于米糠饼干的口感、风味的研究尚待探索。

2.1.3 糙米面包

熊兰等[14]采用一次发酵法制作糙米面包，并研究糙米粉添加量对面包品质的影响。面包制作的核心是发酵过程的确定，但其他加工过程也会影响面包品质。面包是大众消费者较喜爱的一种产品形式，而糙米面包的配方和工艺已有较多研究，但糙米面包推广过程中所存在的保质期短、市场饱和度高、竞争压力大、口感及消费观念等问题限制了糙米面包发展。如何通过增加营养、改善风味、延长保质期，使糙米面包在市场上获得更高的占有率将是研究重点。

2.1.4 糙米片

糙米片，其形似于市场上的薯片，但口感、风味、营养区别于薯片。目前市售以马铃薯为原料的产品多采用真空油炸工艺加工而成的薯片。这类薯片存在着含油量高、易氧化酸败、保质期短、生产成本高及含有较多强致癌物质等缺点。金增辉[15]通过干法分选、湿法精选、浸泡、磨浆、调制、胶磨、酶解、蒸煮等步骤制作了速食纯天然糙米片，可冲调成胶糊状食用，也可冲调成半流质状服食，还可冲调成浓汤状食用，可单独食用，也可和牛奶、豆浆混食。这种以马铃薯粉、糙米粉等结合生产出的既不失营养又味道鲜美的非油炸糙米片，将为糙米烘焙食品的开发提供思路。

3 存在问题及发展前景

近年来，与营养相关的慢性疾病高发，人们的营养健康意识不断增强，越来越多的消费者逐渐开始讲究营养平衡与合理膳食。糙米保留了可食用部分较为完整的营养成分，其中的谷胱甘肽等功能性成分，有控制体重、预防心血管疾病和促进肠道健康等积极作用[18]。因此，以糙米为原料的产品的开发成为了一大热点。近年来，面筋过敏人群数量的大量增加，使大众对糙米食品的需求增大，而新技术的开发应用使更多糙米产品的研究开发成为可能。事实上，国内糙米食品的开发速度并不快，品质不能达到消费者的实际需求。究其原因是糙米食品的开发过程中存在的一些问题，阻碍了糙米食品发展。在糙米食品的后续加工过程中，只有将这些问题解决才能使糙米食品发展更全面、更完善。

虽然皮层的保留使得糙米比精白米具备更高的营养价值，但皮层中主要成分的存在会给糙米产品的加工带来不利影响。如糙米中高含量纤维阻止水分进入，导致淀粉难以糊化，同时纤维造成的“麸渣”感影响糙米食品口感[19]；高脂肪易导致糙米食品的氧化酸败，不利于糙米食品的长期储藏；植酸等抗营养因子会抑制人体对矿物质的吸收[20]；糙米中含有较多磷，长期食用糙米加工成的酸性食品会对健康不利[3]。因此，为保证糙米食品的营养价值，又确保其良好的口感和较长的保藏期，需要开发低脂新型的糙米食品。

糙米蛋白为非面筋蛋白，虽然适合加工成无麸质食品，但缺少面筋蛋白易造成食品蛋白网络结构的不稳定。因此，在糙米食品的后续开发过程中，关于糙米食品网络结构稳定性的研究显得尤为重要。目前常用的改善方法有：将糙米粉和面粉混合，增强网络结构稳定性；在糙米粉中加入增稠剂、乳化剂等，增强面团黏弹性[7]。这些方法不是加入面筋蛋白等过敏原，就是加入较多添加剂，在一定程度上违背了开发糙米食品的初衷，因此，研究可行的方法来改善糙米制品的结构稳定性是一个需要解决的难题。

虽然糙米较精米含有更丰富的营养物质和更多的功能性成分，但其营养并不全面均衡，健康功效亦不显著。如赖氨酸为大米中的第一限制性氨基酸，只有将大米和其他食品一起食用才能满足人体需求。虽然通过糙米发酵可以提高糙米食品的营养性，但是此法比较单一，还可通过添加一些同时具有营养价值和药用价值的来源广、廉价易得的物质来增加糙米食品营养和功能特性，如加入一定量的藏红花素等，使糙米食品具备医食同源的功效。

糙米较白米而言，较完整地保留了皮层，而报道显示[23-24]，谷物中的金属元素主要集中在皮层中，因此，皮层的存在极易导致重金属的富集残留，进而导致重金属含量超标问题的出现，该问题的存在限制了糙米食品的进一步开发。因此，在深度开发糙米食品之前，需要解决可能存在的重金属超标问题。

总的来说，虽然国外已开发出多种多样的糙米食品，但是国内关于糙米产品较单一，中国稻谷种植面积及产量居世界首位，但糙米食品的研究生产尚处于起步阶段，国内关于糙米产品的开发起步较晚，市场上的糙米产品种类比较少，但糙米食品的产业化必将给人民生活品质的提高带来积极影响。对于以稻米为主食的中国，糙米将是具有发展潜力的全谷物食品。随着人们对健康饮食的需求，相信会有更多糙米食品在市场上出现。多种多样的新型营养健康食品将会依托糙米这个主体诞生，使中国由“稻米王国”变成“糙米强国”。