周飄 陳慶富 黃娟

摘?要：綜述了三大主糧小麥、玉米、水稻和部分雜糧的營養(yǎng)功效及其生物活性物質的研究進展，分析了近年來三大主糧和雜糧相關保健功能性食品的研究現狀與未來發(fā)展趨勢。

關鍵詞：糧食作物;營養(yǎng)功效;保健食品;現狀;發(fā)展趨勢

改革開放以來，人民生活水平大幅度提高，并由以前的滿足溫飽轉變到健康營養(yǎng)保健的新理念、新高度，關于糧食作物的營養(yǎng)價值及相關保健食品加工工藝研究已深入到細胞分子水平[1-2]，為糧食作物保健食品的深入研發(fā)提供科學依據，但目前深加工還處于基礎階段，關于這方面的研究技術及相關產品還未普及，仍需繼續(xù)研究。

1?三大主糧的營養(yǎng)功效及食品開發(fā)現狀

1.1?小麥

1.1.1?小麥的營養(yǎng)成分?小麥含有豐富的淀粉、蛋白質、脂肪、礦物質以及鈣、鐵、硫胺素、核黃素、維生素A和維生素C等，小麥胚芽中還含有多種生物活性物質，如麥胚凝集素、二十八烷醇、谷胱甘肽、黃酮類化合物等，是小麥的營養(yǎng)富集中心。G.Suresh Kumar等[3]對小麥麩皮油（WBO）和小麥胚芽油（WGO）營養(yǎng)成分進行研究，發(fā)現兩種油都含有生育酚和類胡蘿卜素，且都存在甾醇阿魏酸鹽。小麥是人們日常生活不可缺少的糧食作物。隨著生產技術和人們飲食水平的提高，河南中普農業(yè)科學技術研究所通過“遠緣雜交”的育種方式選育出了彩色小麥[4]，因其籽粒顏色有黑色、綠色、紫色、藍色等不同色澤，命名為彩色小麥，尤以黑小麥和綠小麥為名。研究顯示，其蛋白質、礦物質和氨基酸含量都高于普通白小麥，礦物質中，除人體必需的大量元素含量較高外，硒、鐵、鈣、鋅、碘、錳等人體必需微量元素含量也遠高于普通小麥。彩色小麥中的維生素A、B1、B2、C、E等含量也明顯高于普通小麥，并且氨基酸各組分也更為平衡，含有大量膳食纖維。彩色小麥的色澤取決于其中含有一種被稱作花色苷的類黃酮物質[5]，花色苷具有很好的抗氧化能力，能清除機體內的自由基。因此，彩色小麥的保健功能較普通的小麥顯著。近10年來，利用彩色小麥制成的保健食品也數不勝數，種類花樣層出不窮。

1.1.2?小麥食品的開發(fā)現狀?小麥種植在我國也有著悠久的歷史，我國是世界上最早種植小麥的國家之一，因此，利用小麥制作出的產品也不計其數，比如饅頭、面包、面條、營養(yǎng)餅干、餃子等，但這些都是傳統的小麥制品，無論從加工貯存方面還是營養(yǎng)保健方面都已遠遠滿足不了人們的生活需求，因此，近年來對小麥制品的研究又深了一步，重點從加工工藝改良、綜合感官品質提升以及生物活性物質利用等方面研究。如小麥掛面，因其具有耐儲存、食用方便等好處，需求量一直很大，但是由于傳統制作掛面的工藝會受到很多不可控因素的影響，比如外界環(huán)境的溫度及濕度，最終會導致成品效果不理想，再者彩色小麥制成的掛面雖然營養(yǎng)保健功能顯著，但是綜合感官品質不及普通小麥，因此近年來推出了彩色復合型掛面，即在彩色面粉中加入少許普通面粉和其他物質，如張俊穎等[6]將海帶搗碎加入面粉中充分混合，研究制成了海帶掛面。侯娟等[7]將少量麩皮粉加入紫麥面粉中，同時添加食用鹽等其他成分，這樣制成的掛面感官品質會提升許多，并且具有彩色小麥和其他原料的雙重保健功效。近年來，人們對彩色小麥中的黑小麥也有頗多研究[4，8]。繼彩色掛面之后，相繼推出的還有黑小麥面包、黑小麥麥片、黑麥饅頭、黑麥復合面條、黑麥富硒醋、黑麥醬油等以黑小麥為主要原料的黑小麥類保健食品。

小麥胚芽相關的保健制品也逐漸出現，如龍杰等[9]研究了發(fā)芽對小麥各營養(yǎng)成分變化及抗氧化活性的影響，結果表明，發(fā)芽小麥中的化學成分和生理活性物質濃度均有所增加，因此其保健功能更好，而且已有研究報道應用發(fā)芽糯小麥的糠麩和胚芽制備全麥面包[10-11]。李冬文等[12]將小麥胚芽添加到傳統的酥性餅干配方中并挑選4種不同的乳化劑，測試其對餅干硬度、酥脆度等品質的影響，增加了餅干的健康營養(yǎng)價值。劉然等[13]以小麥胚芽油、水果、可可粉、蔗糖等為原料，制成了一種膠丸狀且富含高維生素E的新型保健食品，具有低脂、低糖、保健的特點，深受人們和市場歡迎。孫小凡等[14]以面包專用粉為主要原料，添加小麥胚芽粉、酵母、面包改良劑、白砂糖等輔料，采用一次發(fā)酵工藝生產面包，并通過單因素試驗和正交試驗，確定小麥胚芽粉保健面包的最佳配方。

1.2?玉米

1.2.1?玉米的營養(yǎng)成分?目前全世界生產的玉米籽粒約有70%～80%用作飼料，供人們食用的只占小部分，還有小部分用作工業(yè)原料，并生產出了玉米淀粉、玉米油、玉米糖漿、酒精等工業(yè)產品。玉米的蛋白質含量較高，但其中氨基酸配比并不平衡，因此能被人體消化吸收的也較低。玉米胚芽中含有豐富的脂肪，且多為不飽和脂肪酸酯，對人體的消化吸收有益。玉米富含多種維生素和礦物質，能夠抗氧化延緩衰老。纖維素含量較高，能夠促進消化和腸胃蠕動。研究表明，玉米中還含有一種抗癌因子谷胱甘肽，它能夠與體內癌細胞因子結合并從消化道排出體外，在食品領域可提高產品品質并增強穩(wěn)定性，制成保健食品還可增強機體免疫力[15]。玉米須中還含有豐富的多糖、黃酮和皂苷等活性物質。綜上所述，玉米具有多種保健功能，大力開發(fā)玉米保健食品將是人們生活水平提高的需要。

1.2.2?玉米食品的開發(fā)現狀?早期人們開發(fā)的玉米食品多為方便食用的，主要有玉米片、玉米糊、玉米晶、玉米碴及多種玉米膨化食品。但是這些玉米食品在開發(fā)過程中并沒有很好保留玉米的營養(yǎng)保健功效，因其在制作時為了改善產品口感而去掉了富含纖維素的表皮部分，又或者去掉富含不飽和脂肪酸的胚芽部分，只因胚芽會使產品產生苦澀口感，而且產品樣式單一。隨著技術的改良，溫魯[16]將全玉米和大豆混合在一起，通過膨化擠壓粉碎等流程生產出新型玉米食品，此工藝既克服了之前的不足，又添加了大豆的營養(yǎng)成分，使產品擁有雙重的保健功能。之后張飛俊[17]將玉米粉和人參粉混合后采用擠壓技術等一系列步驟生產出具有雙重保健功效的玉米人參米。王志鵬[18]研制出玉米發(fā)糕。鄭華杰[19]將干玉米籽粒通過粉碎、擠壓膨化、研磨等工藝后再加入糖等多種輔料最后進行發(fā)酵制成共生玉米基酸奶型功能食品。介紹玉米中花青素生物合成的最新進展，玉米花色苷在預防慢性疾病中的作用，以及最終產生花青素含量增加的玉米功能性食品的育種活動。Nuntaporn Aukkanit 等[20]將玉米須廢物利用，磨成玉米須粉添加到低脂肪肉丸中，增加了肉丸的灰分和纖維素含量，能使人食用后產生飽腹感，有效減少能量的攝入。

近10年來，甜玉米產業(yè)發(fā)展迅速，以廣東省最為突出，甜玉米的營養(yǎng)保健功效比普通玉米更勝一籌，并且在口感上更甜、脆、水，被稱為“水果玉米”，頗受人們喜愛[21]。甜玉米脆片、甜玉米啤酒、甜玉米罐頭、甜玉米飲料、甜玉米肉腸等食品的加工技術已經比較成熟，但都處于淺加工。徐春麗[22]將鮮甜玉米與大豆混合，經乳酸菌發(fā)酵制成了具有保健和腸道消化雙功能的甜玉米飲料。黃建初等[23]研究出對甜玉米的保鮮技術，包括冷藏保鮮、氣調保鮮、涂膜保鮮、常溫保鮮和輻照貯藏等，以及如速凍加工、真空包裝等多種加工技術。王海棠等[24]以甜玉米為主要原料，配以蔬菜、水果、谷物等研制出新型甜玉米果蔬粥。

黑玉米作為玉米家族的一員，既有食用價值又有藥用價值，且含有抗癌物質尼姑酸。目前已開發(fā)出的黑玉米保健食品有黑玉米綠豆復合飲料、黑玉米掛面、黑玉米蘋果汁酸奶、黑玉米面包、黑玉米果凍、黑玉米香酥片等一系列方便食品。宋爽[25]以黑玉米為原料提取原花青素，并首次利用黑玉米原花青素提取殘渣制作黑玉米糊，進行可食化利用。

1.3?水稻

1.3.1?水稻的營養(yǎng)保健成分?我國水稻播種量和總產量在世界上僅次于小麥。相關研究表明，胚是水稻中營養(yǎng)物質的富集部位，胚芽部分的體積雖只占水稻籽粒的2%～4%，但其營養(yǎng)成分約占水稻籽粒的60%[26]。水稻胚中含有優(yōu)質的營養(yǎng)成分，如蛋白質、碳水化合物、脂肪、維生素B1、維生素B2、維生素B6、煙酸以及谷胱甘肽、維生素E、肌醇、黃酮類物質、水稻凝集素、植物甾醇、谷維素等多種生物活性成分[27]。因此，深層次開發(fā)水稻相關保健功能性產品對人類生活水平的提高和水稻產業(yè)經濟發(fā)展具有重要意義。

1.3.2?水稻食品的開發(fā)現狀?近年來，人們從多方面研究了水稻的特性及此類保健制品，如富含稻米油的嬰幼兒食品研究、水稻抗性淀粉研究、功能性稻米以及即食米飯的工藝改良等的研究。稻米油廣泛應用于一些乳制品及嬰兒食品中，稻米油是以米糠和米胚為主油料經壓榨而來，營養(yǎng)豐富，據數據顯示，其中日本的此類上市產品數量最多，其次是美國、韓國和泰國，這些國家對于稻米油的研究也比較發(fā)達[28]。據數據顯示，稻米油中含量最高的3種脂肪酸棕櫚酸、油酸和亞油酸恰恰和母乳中含量最高的3種脂肪酸一樣，因此，有研究將稻米油應用于嬰幼兒食品中，并調配出脂肪酸均衡的營養(yǎng)食品[29]。黃敏[30]基于近年來人們對于水稻中抗性淀粉的廣泛關注，研究從稻米中制備抗性淀粉，在不同食用膠存在條件下，稻米淀粉凝膠物性的變化及其對抗性淀粉產量和形成機制的影響。結果表明，稻米淀粉的品質與稻米種類、食品膠種類、食品膠濃度都有關。呂宏斌[31]將一種功能性稻米和功能大麥以及功能大麥苗粉按一定比例混合制成了保健米線，既滿足了人們在飲食上對健康、口感等方面的要求，又有效避免了米線中原有的單一的營養(yǎng)功效，改善了僅由大麥制得米線的不良口感。近年來，米制食品加工業(yè)中的即食米飯發(fā)展迅速，如保鮮米飯、冷凍米飯、速煮米等，但與家常大米相比感官品質仍有缺陷，在即食大米加工過程中可能引起產品風味和品質變化的機制仍困惑不解，L.Yu等[32] 分別從包括清洗和浸泡在內的預烹飪方法在過量水中烹飪，通過吸收和高壓的烹飪方法以及包含冷卻、冷凍、干餾、罐裝、干燥和儲存在內的后烹飪技術等加工步驟中研究如何影響即食大米的結構性能和感官特性，將幫助制造商專門設計產品以滿足不斷增長的消費者對即食便利稻米保健食品的需求。由于稻米種類繁多，因此確定不同稻米對即食米飯品質的影響至關重要，王莉等[33]運用因子分析和聚類分析方法對即食米飯進行原料適應性研究，從93個稻米品種中篩選出最適宜制作即食米飯的12種原料，并得到了這些稻米原料在即食食品加工時各項因素的最佳取值范圍。

研究表明，水稻中含有一種具有多種保健功效的生理活性物質γ-氨基丁酸（GABA），在發(fā)芽的糙米中含量最多，采用高壓技術可使GABA含量大大增多[34]。在富含GABA的功能性食品研發(fā)方面，日本居于榜首，近10年來，日本利用稻米胚芽為原料生產出了諸多保健產品，如茶、飲料、各類糕點、乳制品、調味品等[35]。日本有研究利用含有谷氨酸脫羧酶（GAD）活性的乳酸菌來發(fā)酵稻米胚芽、米糠等，然后將其添加到果汁等相關飲料中，生產出富含GABA的功能性飲料[36]。目前我國在這方面的研究還處于入門探索階段，產品還未形成市場化規(guī)模，所做工作仍需很多。

2?部分雜糧糧食作物的營養(yǎng)功效及食品開發(fā)現狀

2.1?雜糧的營養(yǎng)價值

雜糧俗稱小宗糧食，主要包含小米、燕麥、黑麥、大麥、高粱、綠豆、黑豆、蕎麥、甘薯、馬鈴薯等，其產量比小麥、玉米、水稻等大宗糧食作物低，但其營養(yǎng)價值卻不可小覷[37]。除都含有基本的營養(yǎng)因子蛋白質、脂肪、碳水化合物、維生素、膳食纖維、硫胺素、核黃素、鈣、鐵、鉀、鋅、鎂、硒等外，蕎麥中還含有其他的生物活性物質，如：（1）生物類黃酮物質蘆丁，能夠很好地預防和控制高血壓、糖尿病、高血脂等慢性疾病，含有植物類蛋白質，能預防肥胖癥[38];（2）檸檬酸、草酸、蘋果酸等有機酸，其營養(yǎng)指標超出小麥約10%～12%，超出水稻約30%～42%[39]。高粱中的植物化學素對基體的自由基具有抗氧化作用，含有如酚類化合物（如表皮中的抗營養(yǎng)因子單寧）、植物甾醇、高級烷醇等多種生理活性物質，對癌癥及心血管疾病等有很好的預防和改善作用，現代醫(yī)學研究證明，高粱中的多酚物質有抗癌、抗氧化、抗菌等作用[40]。燕麥中含有能降血液中膽固醇和血脂的β-葡聚糖，以及γ-氨基丁酸、植酸酶等[41]。甘薯中含有的脫氫表雄酮（DHEA）能夠抑制乳腺癌和結腸癌發(fā)生發(fā)展，延長壽命，含有的黏蛋白能夠保護人體黏膜組織，起到潤滑、消炎的作用，以及β -?胡蘿卜素和葉酸等對人體有用的保健成分[42-43]。綠豆含有多種功能活性成分并且綠豆皮中還有單寧、水溶性多聚糖等物質[44]，綠豆還有降血脂、降膽固醇、降甘油三酯的作用，可預防動脈粥樣硬化、腦血栓等慢性疾病，研究了綠豆種子中原花青素的抗氧化性并證實了其與酪氨酸酶形成的一種新的酪氨酸酶抑制劑，為其在制藥和食品加工中的應用奠定了科學基礎[45]。雜糧品種很多，在糧食作物中占有一席之地，但目前粗放式管理和人們普遍意識的滯后等諸多因素使得雜糧的生產及相關功能性產品開發(fā)并不樂觀。

2.2?雜糧食品的開發(fā)現狀

目前，雜糧保健食品的研發(fā)尚屬于初加工階段。在雜糧掛面方面，目前我國還沒有一個確切的行業(yè)標準。譚斌等[46]通過學習日本對雜糧掛面的標準現狀，對我國雜糧掛面的標準制定及發(fā)展方向進行了探討。四川濠吉集團玖玖愛食品有限公司[47]以蕎麥、玉米、馬鈴薯淀粉、紅薯淀粉、大米、小麥等6種糧食作物為原料，采用二次擠壓——緩速二次熱風蒸干的非油炸脫水工藝制成了六糧方便面，以青稞為主要原料，外加其他營養(yǎng)素，制成了低脂型營養(yǎng)雜糧方便面。柴松敏等[48]在小麥饅頭中加入雜糧粉研究其對面團留學特性、饅頭品質及體外消化速率的影響，結果表明，添加20%以下雜糧粉后對饅頭品質影響不大，且明顯降低了體外消化速率，此研究可推動雜糧主食化的進展并給糖尿病患者的健康飲食提供參考依據。鄧麗瓊[49]對無菌雜糧方便米飯的加工工藝參數進行了調整優(yōu)化及保質期測試，從而減弱了以往米飯中的偏酸口感。胡克堅等[50]將富含膳食纖維的大豆粉、玉米粉、蕎麥粉加入傳統的餅干配方中，并運用單因素正交試驗和響應面法優(yōu)化雜糧餅干的工藝參數及各原料的最佳配比，使得雜糧餅干的感官評分更高市場銷量更好。魏春紅等[51]通過添加湯種和發(fā)酵次數兩個方法來研究雜糧面包老化速率的快慢和面包品質的好壞，結果表明，在湯種制作過程中由于面粉加水后加熱使得淀粉糊化，從而吸水量增加導致面包松軟，將湯種法與二次發(fā)酵和三次發(fā)酵結合起來，由于酵母在繁殖過程中會產生次級代謝產物，從而使面包感官品質及風味更佳，由于糖類、蛋白質、淀粉三者間的相互作用阻礙淀粉分子的重結晶，因此能減慢老化速率，且貯存中硬度不會增加，此優(yōu)化工藝給雜糧面包的推廣生產提供了科學依據。倪萍等[52]將綠豆、紅豆等雜豆經預糊化（浸泡、蒸煮）加入到大米中，開發(fā)出雜豆同熟米，改善了單一大米食品中缺乏賴氨酸的問題。

3?討論與展望

3.1?主糧

對于三大主糧糧食作物，目前雖已開發(fā)出很多相關保健型食品，但大都處于單一加工層次，對于深加工的研究力度還不足，因此，未來需大力學習并引進國內外先進加工技術，著重開發(fā)具有較高技術水平和較強市場競爭力的新型保健食品。（1）大力推進對主糧中生物活性物質及其保健產品的研發(fā)，提高對活性物質的提取利用率，如小麥胚芽、玉米生物活性肽、玉米花青素的生物合成、水稻胚等，因其具有特殊的保健功效，在不久的將來，市場需求量會逐漸增加，發(fā)展前景光明。目前雖有這方面的相關研究，但研究力度和深度都不足。比如玉米肽的制備方式單一[53-54]，大都處于基礎研究階段。（2）加大對主糧中其他部位的利用。如因玉米皮中富含活性物質和膳食纖維，可利用玉米皮生產相關功能性產品，且由于口感不佳原因必須得先優(yōu)化工藝，使得產品的感官品質提高;對玉米須的深加工利用等。

3.2?雜糧

雜糧營養(yǎng)豐富，保健功效突出，但由于其口感不佳且分布地區(qū)集中等因素使得雜糧相關保健食品始終不能大規(guī)模發(fā)展。目前基本都是和主糧搭配開發(fā)產品，且都處于初層次利用，因此總結出可從以下幾點著手推動雜糧產業(yè)規(guī)?；l(fā)展：（1）加大對雜糧的深加工，目前市場上的雜糧產品大都為初加工，且都以米、面、豆為主，產品形式單一，因此可通過進一步深加工有效提取雜糧中植物活性物質，并生產出其他富含保健因子的產品，如通過提取雜糧中的黃酮類物質，生產出相關富含黃酮類物質可抑制癌癥的雜糧功能性飲料;提取雜糧中如維生素E、酚類物質等天然抗氧化劑，生產出種類多樣的功能性雜糧產品等。（2）要想達到雜糧的深加工層次，得具備先進生產技術及設備，需學習國外如日本對雜糧深加工的方法技術，提高我國大型加工設備的工藝技術和精準調控，大力發(fā)展雜糧等全谷物的健康保健食品。（3）不光要研究加工技術，在雜糧基礎研究方面也要繼續(xù)研究，如研究加工、貯藏、運輸以及人體消化等過程對于雜糧食品的營養(yǎng)成分和活性功效影響，以達到更全面的了解，確保雜糧產業(yè)的可持續(xù)深入發(fā)展。（4）開發(fā)雜糧生產基地，實現雜糧生產、雜糧產品開發(fā)、雜糧產品宣傳推廣、雜糧生產基地的休閑旅游觀光的產業(yè)鏈模式，推進雜糧的市場化和規(guī)?；?。

3.3?常規(guī)食品與保健食品的差異分析

明確糧食作物的常規(guī)食品與保健食品的差異，是糧食作物保健食品能夠長期穩(wěn)定發(fā)展的基礎。（1）功效上的差異：保健食品一般都具有一定的功效成分，能夠調節(jié)人體各方面機能，并具有特定的保健功能，突出其營養(yǎng)健康作用，而常規(guī)食品不太強調這點。（2）加工技術上的差異：保健食品中生物活性物質的提取需經過復雜的加工步驟和嚴格的技術調控，因此對活性物質的利用率比常規(guī)食品要高出許多，保健功效更為突出。（3）市場競爭上的差異：目前市場上的保健食品種類繁多，價格參差不齊，加之有假冒偽劣的混雜，導致消費者不知信誰，無從選擇，最終更愿選擇常規(guī)食品。因此，未來可著重研究：（1）更多有保健作用的保健食品的功效成分，達到既定量又定性。（2）研究影響糧食作物及其保健食品品質的原因并提出相關防治技術，達到更安全健康的高水準。

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Research Advancement on Food Crop Health Products

ZHOU Piao，CHEN Qing-fu，HUANG Juan

（Research Center of Buckwheat Industry Technology，Guizhou Normal University，Guiyang 550001，China）

Abstract：The research progress on the nutritional efficacy and biological active substances in food crops were reviewed，and the current research status and future development trend of related health foods were discussed.

Keywords：food crop;nutritional effect;healthy food;current status;development trend

（責任編輯?唐建敏）