全麦粉加工及稳定化研究进展

李 静

河南工业贸易职业学院 (郑州 451191)

小麦是人类最重要的大宗粮食作物之一，在我国小麦及其制品在主食和休闲食品的消费中占据着重要地位，近5年我国小麦的平均年产量达13 409.6万t[1]，约占全国全年粮食总产量的20%。小麦籽粒主要由约13.5%～18.5%的皮层、78%～84%的胚乳和1.5%～3.9%胚芽这三部分组成，各类营养成分分布极不均匀。麸皮中含有大量的膳食纤维、优质蛋白质、矿物质等营养素以及戊聚糖、酚酸、类黄酮等植物化学物。胚芽含有人体所必需的脂肪酸、优质蛋白、维生素E、B族、矿物质以及谷胱甘肽、二十八烷醇、甾醇等，胚乳中主要含有淀粉和蛋白质。

我国传统小麦粉加工追求精、白、细，主要采用胚乳部分，虽然适口性和色泽较好，但意味着麸皮和胚芽所含有的大量营养成分被去除，造成了营养资源的浪费[2-3]。随着健康消费、合理膳食的理念逐渐融入人们的生活，全谷物食品由于其对多种慢性疾病的改善和预防作用,成为了全球关注的热点。

1 全麦粉定义

2021年10月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《粮食节约行动方案》，加强粮食产业链各环节的节约减损，推进面粉加工智能化改造和麸皮、胚芽等粮食资源综合利用。我国每年因过度加工损失粮食75亿kg以上[4]，加强全麦粉加工工艺的研究、开发优质全麦食品，防止因过度加工造成的营养、粮食和能源的浪费，从“保供”向“优供”转变，推进粮食“质”的安全、满足大健康产业消费升级需求是新时代优质粮食工程发展的重要方向。

2010年欧盟健康谷物协会提出了全麦粉相关的标准为：全谷物是指除去不可食用的外壳部分后，完整的、碾碎的、破裂的或压成片的颖果，其基本组成成分包含胚乳、胚芽与麸皮，且相对比例与完整颖果基本一致；允许加工过程存在小量损耗，但不得超过谷物质量的2%，在达到去除霉菌、细菌、重金属和农药残留等杂质的同时，麸皮的损耗量不得超过麸皮总量的10%；全谷物的各解剖学部分相对组成比例应把不同品种、不同年份、不同批次等的合理正常变幅列入考虑；全麦粉生产要求需遵循GMP[5]。

根据我国现行标准《全麦粉》(LS/T 3244—2015)定义：全麦粉是指以整粒小麦为原料,经制粉工艺制成，且小麦的胚乳、麸皮与胚芽的相对比例与天然完整颖果基本一致的小麦全粉[6]。普通面粉的制粉是将小麦清理后，进行逐级的研磨破碎和筛理，分开麸皮和胚乳，并将胚乳磨成一定粗细度等级的面粉，而全麦粉则要求含有麸皮和胚芽的部分，目前的加工方法主要有整粒研磨法和回添法两种。

2 整粒研磨法

整粒研磨法以整粒小麦作为原材料，不经胚乳与麦胚和麸皮分离，整体研磨得到制品。工艺流程较短，出粉率高，设备占地小，能最大限度保存全麦籽粒的成分。周红婷[7]等优化黑小麦全麦粉的生产放法，流程为：小麦清理→润麦→研磨、筛理→配粉，其小麦清理按常规的流程进行筛理、去石、打麦、风选、磁选、再筛理，入润麦仓润麦36～48 h、润麦后水分达14.5%～15.0%，其研磨和筛理区别于传统的皮磨、心磨、渣磨及麸皮、次粉等不同系统物料分磨分筛、分别各自走向或反复研磨筛理，改为物料分磨混筛，采用磨、筛一体设备，研磨过程使用3台磨粉机，筛理过程使用1台两仓平筛机，将小麦颗粒经过3次研磨和2次筛理分级，最后根据产品的不同用途配粉；产量提高20%的同时，能耗降低40%。

李伟[8]等的全麦粉加工流程为：小麦→除杂→气爆小麦→烘干→初步粉碎→超微粉碎→过筛→成品，采用气爆处理小麦籽粒后超微粉碎获得全麦粉，最佳气爆处理条件为气爆压力0.9 MPa，处理时间8 min，此条件下获得全麦粉的脂肪含量、水分较小，总膳食纤维含量较之未气爆处理组提高了3倍，水溶性膳食纤维的含量提高近7倍。由于小麦籽粒中的麸皮纤维素含量较高、韧性大，较之胚乳不易破碎成粉，整粒研磨法对磨粉机的要求较高，新式的碟巢磨可同时实现物料的粉碎与干燥，产能高出同功率的超微粉碎机2～3倍。

陈克明[9]等采用不同研磨方式比对分析得出，经微粉机、辊磨处理的全麦粉，其麸皮相对细腻均匀，粉质指数、拉伸阻力、延伸度及崩解值相对较小，适合作面条用全麦粉；碟巢磨处理的全麦粉，其麸皮相对较粗，粉质指数、拉伸阻力、延伸度及峰值黏度相对较高，适合作面包用全麦粉。杜昱蒙[10]等使用工业冲击磨微粉碎小麦全籽粒，随粉碎粒径降低，全麦粉水分含量由10.73%降低至9.42%、淀粉从73.14%降低至68.77%，损伤淀粉含量从4.07%增至5.74%，膳食纤维和灰分含量有较明显下降；室温下的保质期逐渐缩短，从50 d降低到27 d。

3 回添法

回添法是国内目前使用较多的全麦粉生产方法，是将胚乳与麸皮、胚芽分别研磨，将胚乳按原有流程制备精制面粉，将麸皮和胚芽进行单独的研磨制粉和稳定化处理后回添至胚乳精制面粉中混合均匀制得全麦粉。回添法的优势在于可利用面粉生产企业现有设备，适当增加麸皮和麦胚的研磨和稳定化处理设备，在尽量在减少麸皮和胚芽营养成分损失的前提下对其中含有的酶进行稳定化处理，增加其储藏性，然后根据不同下游食品加工企业的需求将麸皮和麦胚按不同的添加量和粗细度回添混合，针对性较强，可生产全麦粉、高纤维粉、麦胚粉等多种产品[2]。

刘小平[11]等的全麦粉加工流程为：小麦→前处理→破渣→粉碎研磨→筛理分级→灭酶→回添；其中前处理包括：清理除杂→色选→脱外果皮，脱去外果皮质量占麸皮质量的3%～5%；采用破渣机将麦仁破为2～4块，去除其腹沟内的杂质及微生物；粉碎研磨依次采用3～4道皮磨、5～6道心磨、1道渣磨、1道尾磨，分离出麸皮粉碎物与胚芽粉碎物，并得到粗细度符合要求的胚乳粉碎物；筛理分级采用高方筛对分离出的麸皮粉碎物筛理精选，按照不同粒度要求将其分为不同等级；分别对麸皮粉碎物、胚芽粉碎物进行灭酶处理；将灭酶后的麸皮粉碎物及胚芽粉碎物与胚乳粉碎物根据产品需要混合均匀，制得全麦粉。

赵吉凯[12]等研究采用齿辊前路出粉和后路微粉碎的短粉路回添法制备全麦粉，效率相对较高，能耗较低，其研究表明皮磨磨辊的参数对全麦粉的理化指标、粉质特性和糊化的影响程度顺序为：磨辊轧距>3B 齿数>2B 齿数>1B 齿数。

杨思齐[13]等对比超微粉碎机直接粉碎和麸皮粉、小麦粉3∶7混合回添法所产的全麦粉，结果表明相较于回添法，整粒粉碎所产全麦粉的湿面筋含量、降落数值较高，水分含量和破损淀粉含量较低，但其面团的形成、稳定时间以及粉质质量指数均低于回添法面团，其弱化度和各项拉伸指标高于回添法面团；随着粉碎粒度的减小，直接粉碎制得全麦粉的白度和破损淀粉显著增大，降落数值和水分含量显著降低，湿面筋含量和灰分无明显变化，而回添法全麦粉的破损淀粉显著增大，白度、水分含量和湿面筋含量显著降低，降落数值无明显变化。

4 稳定化处理的研究

不耐储存、保质期较短是制约全麦粉及其制品发展的主要因素。麸皮含有大量的多糖、酚酸、淀粉酶、氧化物酶、多酚氧化物酶等，胚芽中含有脂肪氧化酶、内源性脂肪酶，同时含有大量脂肪，在储藏和流通过程中极易发生脂类的水解酸败和氧化酸败，形成如氢过氧化物、酮、环氧醛、呋喃、内脂等，产生哈喇味[14]。脂质氧化还会影响到全麦粉中淀粉的变化和面筋的形成、导致类胡萝卜素的氧化和维生素E含量的降低[15]。麸皮所含的酚类化合物被氧化后生成的醌类物质使食品产生变色、变质。不利于全麦粉的储存稳定性和制品的加工应用特性。麸皮内源性β-木糖苷酶对多糖的降解物使微生物的益生活性增加。此外，麸皮表面携带的污染性物质、农药残留、虫卵、致病细菌霉菌等外源性微生物是影响全麦粉储藏稳定性和安全性的另一因素。

为保障全麦粉的储存稳定性，延长其货架期，需对全麦粉进行稳定化处理，国外对于全麦粉稳定化处理研究起步较早，目前主要采用热处理技术。热处理可有效的杀害小麦中的微生物和害虫，同时使生物酶失活，但是热处理会导致全麦粉蛋白质的部分变性，从而面筋含量也会受到影响，因此相对更适用于低筋全麦粉的生产。近五年国内在全麦粉的稳定化处理新技术的探索和研究主要在于微波辐照、挤压处理、常压蒸汽、过热蒸汽处理、臭氧处理、真空碱液处理等方面。

张岩岩[16]等研究表明随着微波功率及处理时间的增加，全麦粉菌落总数和脂肪酸值的增加速率受到抑制，当微波辐照功率400 W、处理时间120 s时，全麦粉具有更好的储藏稳定性，同时其面团的流变发酵特性、粉质特性以及馒头的品质得了到改善。李雪杰[17]等综合研究臭氧对全麦粉储藏特性及品质的影响，得出臭氧的最佳处理时间为15 min，能够明显改善全麦粉的色泽；臭氧处理后全麦粉的脂肪酸值在贮存期间虽逐渐升高,但3个月后仍在国家标准范围内；全麦粉破损淀粉少量增加，面团的稳定时间、湿面筋含量、拉伸面积呈现先升后降的趋势，并在臭氧处理15 min时达到最大。王明莹[18]等研究表明真空碱溶液润麦可降低小麦籽粒脂肪酶的活性，并有效改善全麦粉的品质特性，当Na2CO3溶液的浓度为0.5%时，全麦粉脂肪酶活性最低，能够显著延长全麦粉的贮藏稳定时间，增强其面团面筋的筋力和黏弹性，提高糊化特性。

刘艳香[19]等对麸胚粉采用挤压稳定化处理，可有效增强其储藏稳定性，经处理的麸胚粉淀粉结晶度降低，同一添加量下挤压处理麸胚的面团有更高的吸水率，其黏度峰值和回生值、稳定时间、蛋白质弱化度降低，有助于延缓面团的老化。张楠[20]等研究表明过热蒸汽处理可抑制麦胚酸败变质,提高其贮藏稳定性，最优条件为温度220 ℃、Steam档位处理时间30 s，可以灭活麦胚中82.74%的脂肪酶和87.03%的脂肪氧化酶，28 d加速贮藏试验中显示其脂肪酸值增加量较之未处理组降低了47.86%。叶国栋[21]等对比研究微波、常压蒸汽和挤压处理麦麸，根据其全麦粉的贮藏稳定性和面团的品质进行分析，常压蒸汽稳定化处理麸皮后，可显著提升其全麦面团的粉质质量指数和稳定时间，显著降低全麦粉的弱化度，更适合于全麦粉加工；3种处理方式均可降低麦麸脂肪氧化酶及脂肪酶的活性，在贮藏期间，挤压和蒸汽处理方式的全麦粉脂肪酸值较低且上升缓慢，可有效改善全麦粉的稳定性，而微波处理的全麦粉脂肪酸值较高且上升较快；挤压和蒸汽处理全麦粉的黄酮和多酚含量以及多酚对氧自由基吸收能力和ABTS+·清除能力均显著低于微波处理。

5 结论

我国全麦粉生产及全麦食品的开发起步较晚，仍有较大的发展空间，研究与开发科学的全麦粉生产体系、提高产品的耐储存性，改善全麦食品的食用品质、增加新产品的开发、建立健全相关的标准体系，对于改善我国居民营养状况、发展大健康产业，提高我国小麦粮食资源的有效利用与增值增效具有重要意义。