樊環(huán)環(huán),李文靜,段栓成,成東梅,趙紫薇
(濟(jì)源市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,河南 濟(jì)源 459000)
玉米是世界三大作物之一,也是我國(guó)最重要、最為廣泛食用的糧食作物之一,根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2020 年我國(guó)玉米產(chǎn)量約26 000 萬t,占糧食作物總產(chǎn)量的38.93%。作為玉米的優(yōu)質(zhì)品種,糯玉米營(yíng)養(yǎng)豐富、口感獨(dú)特,隨著生活水平的提高和對(duì)食品品質(zhì)要求的提升,越來越受到人們的喜愛。糯玉米種植面積及產(chǎn)量逐年上升,至2016 年我國(guó)的糯玉米面積及產(chǎn)量已躍居世界榜首且仍在上升[1],2020 年全國(guó)糯玉米種植面積已達(dá)67 萬km2左右。糯玉米加工產(chǎn)出的食品色澤好、營(yíng)養(yǎng)均衡,不僅可以鮮食,在面制品、肉制品、飲料、酒等食品加工業(yè)中也占有一席之地,還可應(yīng)用于工業(yè)及飼料加工業(yè)等,糯玉米的精深研究將大有可為。主要從鮮食糯玉米、糯玉米粉制類食品、糯玉米發(fā)酵類食品、糯玉米發(fā)芽類食品及其他糯玉米食品幾個(gè)方面對(duì)我國(guó)的糯玉米食品開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)述。
糯玉米(Zea mays L.ceratina Kulesh) 又稱黏玉米、蠟質(zhì)玉米,屬于高蛋白低脂肪類食物,營(yíng)養(yǎng)豐富全面,不僅可以提供數(shù)十種膳食營(yíng)養(yǎng)和能量,蛋白質(zhì)、氨基酸、粗脂肪等含量還均高于普通玉米,尤其賴氨酸含量,比普通玉米高30%~60%[2]。由于糯玉米第9 染色體短臂上存在單隱性基因wx,該基因活性受到抑制而無法合成直鏈淀粉,導(dǎo)致糯玉米中基本全為支鏈淀粉,因此與普通玉米相比,糯玉米的消化率高,約為85%,高出普通玉米約16%[3]。糯玉米中還含有功能性的活性成分,品種不同,總酚、花色素苷、胡蘿卜素等含量也會(huì)有差別,其中白玉米的總黃酮含量低于紅玉米,暗紅色玉米的花青素含量最高[4]。黑糯玉米作為糯玉米的優(yōu)質(zhì)代表,其中有高含量的谷胱甘肽、微量元素等,特別是有機(jī)硒,是普通玉米的5~10 倍,鉀、鋅、鈣、磷含量也是其他谷物的3 倍以上,蛋白質(zhì)含量高達(dá)11.09%[5]。糯玉米營(yíng)養(yǎng)豐富、口感獨(dú)特,兼具了食用、藥用、菜用功能,極具開發(fā)利用價(jià)值。
我國(guó)是糯玉米的世界起源中心,據(jù)史籍記載,早在1760 年之前糯玉米已經(jīng)在中國(guó)形成并有相關(guān)記錄。糯玉米主要起源于廣西和云南等地,是原產(chǎn)自美洲的普通玉米引入中國(guó)后發(fā)生變異而形成的一種特殊品種,籽粒顏色多樣,有黑、白、紅、紫、黃之分[6]。
美國(guó)是研究和利用糯玉米最多的國(guó)家,其中70%以上作為淀粉加工,30%左右用作飼料。我國(guó)糯玉米的相關(guān)研究起步相對(duì)滯后,從20 世紀(jì)70 年代才開始雜交育種工作,1975 年育成第1 個(gè)糯玉米雜交種煙單5 號(hào)[7]。隨著人們生活水平提高及對(duì)健康食品的追求,我國(guó)糯玉米研究進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期,2012—2019 年就通過審定了308 種糯玉米品種,研究發(fā)現(xiàn)其遺傳多樣性指數(shù)無較大波動(dòng),品種選育所用的遺傳種質(zhì)資源已趨于穩(wěn)定。隨著糯玉米品種的發(fā)展與豐富,我國(guó)對(duì)糯玉米的研究日趨多元化,糯玉米食品也由簡(jiǎn)單使用糯質(zhì)玉米粉加工傳統(tǒng)食品到如今的品類多樣。
糯玉米鮮食口感、質(zhì)感俱佳,是頗受人們喜愛的一種重要的初級(jí)農(nóng)產(chǎn)品。影響糯玉米鮮食品質(zhì)的有以下幾個(gè)方面。第一是品種。不同區(qū)域適宜種植的糯玉米品種會(huì)有一定差別,朱錦樂[8]篩選了11 個(gè)鮮食糯玉米品種,發(fā)現(xiàn)浙白糯702、薈甜糯2 號(hào)等6 個(gè)品種產(chǎn)量高、產(chǎn)品性狀好,可進(jìn)一步在莆田區(qū)試驗(yàn)種植。有研究人員在貴州地區(qū)也做了相關(guān)品種的測(cè)試與篩選。第二是種植技術(shù)。糯玉米的種植過程會(huì)影響其鮮食口感,從選種、選地、整地、播種、田間管理、收獲等多個(gè)環(huán)節(jié)均要有相關(guān)的技術(shù)要求,尤其是要注意適時(shí)收獲,一般在授粉后24~26 d 進(jìn)行采收,不然會(huì)影響籽粒品質(zhì),進(jìn)而影響口感[9]。第三是保鮮與貯藏。糯玉米果實(shí)水分含量高,且采收后仍在進(jìn)行呼吸作用,會(huì)消耗自身的有機(jī)物和糖分,若再加上保鮮不到位、遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)纫蛩赜绊?,鮮食品質(zhì)易下降。因此,鮮食糯玉米在進(jìn)入市場(chǎng)時(shí),面臨的最大問題就是保鮮與貯藏。采收后的鮮糯玉米一般采用速凍法、鹽漬法、袋貯法等技術(shù)進(jìn)行保鮮,以保證其食用品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)品質(zhì)[10]。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),糯玉米經(jīng)95~105 ℃燙漂10~15 min,在-30~-45 ℃下速凍后效果最好,速凍糯玉米可在-18 ℃下最長(zhǎng)貯藏1 年,且口感、營(yíng)養(yǎng)成分基本未發(fā)生變化,保鮮效果明顯,這可以保障鮮食糯玉米的周年供應(yīng)[11]。糯玉米罐頭也是保鮮與貯藏的一個(gè)重要途徑,主要包括鮮粒糯玉米罐頭、整段糯玉米罐頭和預(yù)煮糊化后的糯玉米糊罐頭,可保持鮮食口感,延長(zhǎng)糯玉米的貨架期。姚國(guó)民[12]以萬糯2000 的糯玉米為原料,經(jīng)真空包裝、高壓滅菌等環(huán)節(jié),形成了一套整段糯玉米真空罐頭生產(chǎn)工藝流程。
糯玉米鮮食加工的另一個(gè)重要途徑是將糯玉米削粒、榨汁,無菌處理后得到鮮糯玉米汁。牛麗影等人[13]將生鮮糯玉米粒真空密封包裝后,在-80~-20℃速凍并在-20~-18 ℃下凍藏,將凍結(jié)的玉米粒解凍至5~20 ℃后進(jìn)行壓榨,得到的玉米濁漿進(jìn)行離心分離,上層玉米漿液加熱即得糯玉米清汁,成分簡(jiǎn)單,不需復(fù)配,保持了良好的糯玉米口感。
糯玉米直接制粉后在食品加工中有相當(dāng)多的應(yīng)用。影響糯玉米制粉的因素首先是干燥方式。目前糯玉米粉干燥方式主要有真空冷凍干燥、熱風(fēng)干燥、噴霧干燥、膨化干燥、微波干燥等,其中噴霧干燥后黑糯玉米粉是形狀最好,熱風(fēng)干燥的色澤最好,真空冷凍干燥的蛋白質(zhì)含量高。因此,不同的干燥方式對(duì)糯玉米的功能性質(zhì)有不同的影響,在生產(chǎn)過程中應(yīng)根據(jù)不同產(chǎn)品的要求進(jìn)行選擇[14]。將黑糯玉米膨化干燥制粉處理后,復(fù)配得到了速食黑糯玉米粉,食用方便,營(yíng)養(yǎng)豐富[15]。其次,影響糯玉米制粉的因素是粉碎粒度。不同粉碎粒度對(duì)糯玉米粉持水力、色澤、流動(dòng)性、體外消化特性等均有影響,粒度在74~178 μm 時(shí),黏度、休止角、酶解率逐漸增大,持水力不變,當(dāng)粒度小于74 μm 時(shí),黏度、休止角、酶解率、持水力迅速下降;粒度越小,松密度和緊密度越小,可為糯玉米粉的加工提供理論依據(jù)[16]。超細(xì)粉碎技術(shù)可使粉體的表面積和孔隙率的增加,糯玉米經(jīng)超微粉碎處理后,除了改善口感外,其溶解性、高溫持水力、酶解率等大幅提高,凍融穩(wěn)定性降低,凝沉性能加大。利用超微粉體的加工特性,制作的超細(xì)糯玉米全粒微粉奶凍色澤美觀,易消化吸收[17]。此外,許梅等人[18]通過使用4%乳酸菌發(fā)酵的方法,改變了糯玉米粉的蛋白質(zhì)和淀粉性質(zhì),增加了糯玉米面團(tuán)的黏彈性、柔韌性和產(chǎn)品風(fēng)味。姜濤等人[19]通過將糯玉米粉與高筋面粉不同比例混合的方法制作面包,當(dāng)添加量為8%時(shí),面包的比容和綜合感官較好,水分含量符合國(guó)家面包品質(zhì)要求。
糯玉米中基本全為支鏈淀粉,與普通玉米淀粉相比,糯玉米淀粉易糊化,糊化后穩(wěn)定性好,不易老化,且透明度高、凍融穩(wěn)定性強(qiáng)、成膜性好等,因此糯玉米淀粉及其改性淀粉因其高支鏈淀粉特性,可作為乳化劑、黏著劑等被廣泛應(yīng)用于面制品、肉類行業(yè)等食品加工業(yè)中。付艷武[20]將糯玉米淀粉分別添加至面條、饅頭、面包中,當(dāng)面條和饅頭中添加量為4%,面包中添加量為6%時(shí),面條具有良好拉伸特性和韌性,斷條率低,饅頭的硬度和彈性增加,色澤良好,面包的質(zhì)構(gòu)特性提高,感官品質(zhì)提高,糯玉米淀粉可不同程度提高面條、饅頭、面包的適口性和品質(zhì)特性。醚化酯化改性得到的乙?;u丙基糯玉米淀粉有增稠的作用,且低溫貯藏性好,楊世雄等人[21]將其應(yīng)用于制作速凍湯圓,當(dāng)與糯玉米以1∶4 的比例添加時(shí),蒸煮損失率和凍裂率低,湯汁透光率好,感官評(píng)價(jià)高,營(yíng)養(yǎng)功能高于常規(guī)食品,可為速凍湯圓品質(zhì)的改良提供一定的參考。另外,也有將糯玉米改性淀粉應(yīng)用到肉制品中的相關(guān)研究,將糯玉米交聯(lián)淀粉應(yīng)用于午餐肉中后,與添加普通玉米變性淀粉、普通玉米淀粉相比,肉色明顯,組織細(xì)膩,彈性好,口感佳。當(dāng)添加量10%時(shí)性狀最佳,且不論是常溫還是冷凍貯藏后均可保持良好的組織狀態(tài),為糯玉米改性淀粉在肉制品中的應(yīng)用提供依據(jù)[22]。
作為一種獨(dú)特的食品加工方法,發(fā)酵技術(shù)滿足了人們對(duì)不同風(fēng)味、口感、營(yíng)養(yǎng)等多方面的需求。糯玉米中支鏈淀粉含量幾乎100%,糊化后黏性強(qiáng),發(fā)酵工藝則可改善其“黏而不彈”的問題,馬佳歌[23]利用優(yōu)勢(shì)乳酸菌,改善傳統(tǒng)糯玉米發(fā)酵食品黏豆包,當(dāng)添加4%乳酸菌,在25 ℃時(shí)發(fā)酵7 d 時(shí),得到的糯玉米黏豆包黏著性較大,口感較好。
糯玉米可作為液態(tài)發(fā)酵類食品的原料。以糯玉米為原料,可優(yōu)化制得黃酒、米酒、保健茶醋、保健醋、醪糟、甜酒釀等產(chǎn)品,兼?zhèn)浒l(fā)酵風(fēng)味和獨(dú)特的玉米風(fēng)味。黑糯玉米漿經(jīng)乳酸菌發(fā)酵制得飲品,其中的賴氨酸、蛋氨酸增加數(shù)倍,并產(chǎn)生大量乳酸,口感良好,營(yíng)養(yǎng)易于吸收[24]。將預(yù)煮過的糯玉米打漿后與脫脂奶粉以8∶1 的比例混合發(fā)酵,由于糯玉米中基本全為支鏈淀粉,可起到穩(wěn)定增稠作用,少量添加乳清蛋白作為乳化穩(wěn)定劑,制得兼具糯玉米和酸奶風(fēng)味的發(fā)酵乳制品,質(zhì)地均勻、口感細(xì)膩,還實(shí)現(xiàn)了動(dòng)物蛋白和植物蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值互補(bǔ)[25]。
此外,還可以制得糯玉米雞肉發(fā)酵香腸、糯玉米葡萄醋飲、紫糯玉米綠豆復(fù)合發(fā)酵乳飲等糯玉米復(fù)合發(fā)酵產(chǎn)品,口感獨(dú)特,綠色天然,同時(shí)富含多種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和食品風(fēng)味,且符合回歸自然的飲食需求,為開發(fā)新型發(fā)酵型糯玉米食品提供一定的理論基礎(chǔ)。
發(fā)芽是一種有效改善糧谷類營(yíng)養(yǎng)成分和加工品質(zhì)的新思路。谷物發(fā)芽中,會(huì)發(fā)生一系列顯著的生物化學(xué)變化。發(fā)芽可對(duì)氨基酸組成、蛋白質(zhì)利用率、B 族維生素含量有積極影響,賴氨酸和色氨酸含量增加,復(fù)雜的化合物可被分解為簡(jiǎn)單成分或轉(zhuǎn)化為必需成分或分解為非必需成分,也會(huì)產(chǎn)生豐富的植酸酶,植酸被分解,抗?fàn)I養(yǎng)因子的水平降低,金屬元素得到釋放,礦物質(zhì)元素的含量得到了提高[26]。黑糯玉米發(fā)芽后,其還原糖、粗蛋白及Fe,Mn,Cu,Zn,Se 等顯著上升,淀粉、脂肪、植酸等顯著下降,蛋白質(zhì)消化率、礦物質(zhì)和維生素的生物利用率均有所提高,這在一定程度上改變了黑糯玉米的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)[27]。此外,糯玉米種子經(jīng)過30 ℃浸泡6 h 并在30 ℃恒溫發(fā)芽培養(yǎng)48 h 后,所得種芽的SOD 活性最高,因此發(fā)芽可在一定程度上提高了糯玉米的SOD 活性和DPPH 自由基消除率,這為開發(fā)新型抗氧化糯玉米食品奠定了一定的理論基礎(chǔ)。
玉米在30 ℃下浸漬2 d,發(fā)芽6 d,去臍烘干后,其可溶性蛋白質(zhì)含量提高至3.87%,脂肪含量降低至0.94%,基本可作為啤酒釀造的原料。將浸泡過三氯化鉻溶液的糯玉米粒于25 ℃發(fā)芽5 d 后,烘干得到糯玉米富鉻糯玉米芽粉,與麥芽糊精、豆奶粉、蔗糖以70∶11∶10∶9 比例得到的富鉻糯玉米芽快餐營(yíng)養(yǎng)粉感官優(yōu)良、沖調(diào)性好。將發(fā)芽后的糯玉米經(jīng)α - 淀粉酶酶解后,添加2.4%木糖醇,0.022%檸檬酸,0.01%食鹽及0.09%玉米香精,復(fù)配得到的糯玉米飲料顏色鮮亮、酸甜可口[28]。張鐘等人[29]將黑糯玉米經(jīng)浸泡、發(fā)芽后,50 ℃恒溫干燥48 h 后粉碎,過70 目篩,得到發(fā)芽黑糯玉米粉,與小麥粉混合制得餅干,當(dāng)發(fā)芽黑糯玉米粉添加量為9.31%時(shí),餅干的感官品質(zhì)最佳。
此外,糯玉米還有其他加工應(yīng)用。張叢卓[30]以黑糯玉米和白糯玉米花絲為原料,以臘熟期為最佳采收期,經(jīng)微波殺青后,加工制作了糯玉米花絲茶,花絲茶以1∶75 的比例用100 ℃水沖泡后,浸潤(rùn)15 min,制得花絲茶口感最佳,且具有利尿、降壓、利膽的功效。楊月通[31]結(jié)合了糯玉米和果凍各種優(yōu)點(diǎn),添加17%黑糯玉米粒,輔以卡拉膠、白砂糖等制果凍的物質(zhì),制成了風(fēng)味獨(dú)特、營(yíng)養(yǎng)豐富的黑糯玉米果凍。盛瑋等人[32]復(fù)配開發(fā)了黑糯玉米紅棗復(fù)合保健飲料,當(dāng)黑糯玉米汁與紅棗汁的體積比為2.2∶1.0 時(shí)性狀最佳,色澤橙紅,風(fēng)味突出,兼具黑糯玉米和紅棗的品質(zhì)。
糯玉米具有營(yíng)養(yǎng)豐富、適口性好、黏滯性高、消化率高等特性,在直接鮮食、利用糯玉米粉或糯玉米淀粉、發(fā)芽糯玉米、發(fā)酵糯玉米等方面均有相當(dāng)?shù)某晒泊嬖谝恍﹩栴}。第一,我國(guó)對(duì)于糯玉米的要求不高,主要還是以鮮食為主,糯玉米未能像小麥、大米等以“大眾類”的食物走上人們的餐桌;第二,深加工方面的研究不少,但推廣應(yīng)用受限,理論可轉(zhuǎn)化為實(shí)際成果有限。因此,如何在加大加深糯玉米的加工研究基礎(chǔ)上,與企業(yè)、工廠對(duì)接開展深加工工作,完成產(chǎn)品推廣是糯玉米食品加工的當(dāng)務(wù)之急。
在以食品安全為基礎(chǔ)、以食品質(zhì)量為要求的前提下,糯玉米的食品開發(fā)工作可以在以下幾個(gè)方面有所作為。第一,做好糯玉米食品研究與開發(fā)工作。充分利用糯玉米的功能特性,以特色、功能為中心,創(chuàng)新開發(fā)新型功能性食品,豐富糯玉米研究的理論基礎(chǔ)。第二,加大與企業(yè)間的橫向合作力度,與食品企業(yè)尤其是龍頭食品企業(yè)形成有力交流合作局面,不僅可以加快成果轉(zhuǎn)化,還能增加經(jīng)濟(jì)效益。第三,增加宣傳推廣力度。糯玉米的生產(chǎn)周期相對(duì)較短、種植效益相對(duì)較高,通過宣傳推廣讓更多人參與到糯玉米的種植與加工上來,實(shí)現(xiàn)糯玉米產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。糯玉米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展符合未來食品發(fā)展的綠色、健康模式,實(shí)現(xiàn)“糯玉米+ ”式的深加工模式,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)糯玉米更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,對(duì)推動(dòng)我國(guó)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施和促進(jìn)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。