李興峰，寧亞維，繆 銘，王志新，譚 斌，賈英民

(1.河北科技大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，河北石家莊 050018；2.江南大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無錫 214122；3.國家糧食局科學(xué)研究院，北京 100037)

中國小米全谷物食品的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向

李興峰1，寧亞維1，繆 銘2，王志新1，譚 斌3，賈英民1

(1.河北科技大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，河北石家莊 050018；2.江南大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無錫 214122；3.國家糧食局科學(xué)研究院，北京 100037)

全谷物食品的研究目前主要集中在稻米和全麥等主食領(lǐng)域，全谷物小米的研究開發(fā)滯后?；趪鴥?nèi)外全谷物的定義及中國實(shí)際，提出小米是一種重要的全谷物資源，小米全谷物食品在中國具有很大的發(fā)展?jié)摿?，分析了中國?dāng)前小米加工的現(xiàn)狀和存在的問題，展望了小米全谷物食品的發(fā)展方向。

小米；全谷物；谷子；營養(yǎng)性質(zhì)；發(fā)展方向

1 全谷物定義

目前，由于每個國家的谷物種類、種植條件、消費(fèi)方式、加工技術(shù)等差別較大，使得全球范圍內(nèi)對全谷物食品還沒有形成一個通用性強(qiáng)、可操作性強(qiáng)的定義和規(guī)范[1]。較為公認(rèn)的全谷物定義是由美國谷物化學(xué)家協(xié)會(AACC)、美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)、美國全谷物理事會(WGC)和歐盟健康谷物協(xié)會(Health Grain)描述的。

1999年，AACC最早提出全谷物定義：完整、碾碎、破碎或壓片的穎果，基本組成包括胚乳、胚芽和麩皮，各個組成部分的相對比例與完整的穎果相同[1]。WGC于2004年提出了全谷物食品的定義[2]：全谷物食品應(yīng)含有谷物種子中所具有的全部組分與天然營養(yǎng)成分，如果谷物是經(jīng)過加工的(比如經(jīng)過碾碎、壓片、擠壓或水煮處理)，其產(chǎn)品必須含有與原始谷物種子中相當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)成分。WGC提出的全谷物食品品種包括籽粒莧、大麥、蕎麥、玉米(包括全谷玉米粉和爆玉米花)、小米、燕麥(包括燕麥粉)、奎奴亞藜、大米(糙米和有色米)、裸麥、高粱、埃塞俄比亞畫眉草、黑小麥、小麥等。這些谷物食品在被食用時必須含有種子中所有的麩皮、胚芽和胚乳成分，才能稱為“全谷物食品”。2006年，F(xiàn)DA對全谷物的定義與AACC相同[2]，并且明確了全谷物食品的種類和范圍，包括籽粒莧、大麥、蕎麥、小麥、玉米、小米、昆諾阿藜、稻米、燕麥、高粱、埃塞俄比亞畫眉草、黑小麥、小麥與野生稻米。此外，F(xiàn)DA規(guī)定豆類、油料和薯類不屬于全谷物。2006年，歐盟健康谷物協(xié)會提出的全谷物定義是指去除谷物的外殼等不可食部分后的穎果，形式可包括完整、碾碎、破碎或壓片，基本組成為麩皮、胚芽和胚乳且相對比例與天然穎果相同；為了去除細(xì)菌、霉菌、農(nóng)藥殘留和重金屬等雜質(zhì)，允許在加工過程中少量損失，但損失量不能超過谷物的2%，麩皮的損失量不能超過10%[2-3]。

中國對全谷物食品研究尚處于起步階段，目前還沒有組織或機(jī)構(gòu)正式提出統(tǒng)一公認(rèn)的適合中國國情的全谷物定義。譚斌認(rèn)為歐盟的全谷物定義具有更好的借鑒意義，并建議中國全谷物的定義至少應(yīng)包含以下3個要素[4]：1)全谷物是指去除谷物的外殼等不可食部分后的穎果，基本的結(jié)構(gòu)學(xué)組成中淀粉質(zhì)胚乳、胚芽與麩皮的相對比例與天然完整穎果一樣；2)允許在加工過程中少量損失，以去除細(xì)菌、霉菌、農(nóng)藥殘留及重金屬等雜質(zhì)，但這個損失量的合理界定需要通過實(shí)踐研究予以確定，以實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)與安全的雙重要求；3)中國全谷物的種類包括稻米、小麥、玉米及雜糧類，其中雜糧主要包括青稞、燕麥、蕎麥、小米、高粱、黑米、大麥、黃米、薏苡和籽粒莧等，不包括薯類與豆類。

由此可見，無論是國際上AACC，F(xiàn)DA，WGC和歐盟健康谷物協(xié)會，還是中國學(xué)者，都把小米歸為全谷物的范疇，如表1所示[4-5]?？梢?，小米是全谷物家族的重要成員。

表1 國內(nèi)外全谷物食品的種類Tab.1 Kinds of whole grain in the world

2 小米全谷物食品在中國的發(fā)展?jié)摿?/h2>

2.1小米資源豐富，谷子種植面積和產(chǎn)量均居全球第一位

小米是谷子脫殼的產(chǎn)物，谷子起源于中國，栽培歷史已有8 700多年。谷子具有生育期短、適應(yīng)性廣、耐干旱、耐貧瘠、易儲存等特點(diǎn)，曾長期是中國北方的主要糧食作物[6]。但自20世紀(jì)80年代以來，隨著種植面積的逐漸萎縮(由解放初期的1 000萬hm2下降為目前130萬hm2左右)，谷子由主要糧食作物變?yōu)殡s糧作物，小米也從主糧變成了雜糧[7]。其原因是多方面的：一方面是稻米、小麥等大宗作物單產(chǎn)的提高和栽培的輕簡化；另一方面是谷子本身栽培繁雜和市場需求的不足；同時也有小米本身的問題，如質(zhì)地較硬，口感劣于精米和白面。

中國是世界上最主要的谷子生產(chǎn)國，目前種植面積和產(chǎn)量均居全球第一位。國家統(tǒng)計(jì)局最新數(shù)據(jù)表明，2011年中國谷子產(chǎn)量為156.72萬t，播種面積為74.541萬hm2。按照產(chǎn)量劃分，全球谷子主要分布在中國、印度和東歐國家，中國谷子產(chǎn)量占世界產(chǎn)量的80%[8-9]。中國的谷子種植集中在北方干旱及半干旱地區(qū)，主要分布在河北、山西、內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、山東、河南等省份；其中，河北省谷子產(chǎn)量在中國排第一，占中國產(chǎn)量的1/3，種植面積占中國的1/4，貿(mào)易量占中國的1/2[7]。

2.2小米富含多種營養(yǎng)素，不亞于大宗糧食

小米營養(yǎng)非常豐富，富含碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪三大營養(yǎng)素和多種維生素、礦物質(zhì)等微量營養(yǎng)物質(zhì)[10-14]。小米和大米、小麥、玉米等大宗糧食的營養(yǎng)組成如表2所示[8]。

表2 小米的主要營養(yǎng)成分及與大宗糧食的比較Tab.2 Main nutrition of millet compared with staple grains

注：100 g谷物樣品，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%。

從表2可知：小米中碳水化合物含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)為74.62%，主要成分是直鏈淀粉和支鏈淀粉。小米富含多種礦物質(zhì)，100 g小米中鈣、磷、鐵含量分別為21.80，268，6.00 mg，遠(yuǎn)高于大米中的含量。

小米中的蛋白質(zhì)含量為9.28%，與小麥接近(9.40%)，遠(yuǎn)高于大米中的6.76%；蛋白質(zhì)消化率為83.4%，生物價為57，高于大米和小麥[11]。小米蛋白質(zhì)中含有人體必需的8種氨基酸，與大米和小麥相比，除了賴氨酸稍顯遜色外，其他7種都超過了小麥和大米，尤其是色氨酸和蛋氨酸含量遠(yuǎn)高于大米、小麥和玉米，如表3所示[11]。

表3 小米中的氨基酸及與大宗糧食比較Tab.3 Amino acids of millet compared with staple grains mg

注：表中數(shù)值為100 g谷物樣品含量。

3 中國小米加工現(xiàn)狀

3.1小米加工日益追求精度，產(chǎn)生大量谷糠副產(chǎn)物

中國小米產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀是產(chǎn)業(yè)化程度較低，谷子的深加工處在初級階段，產(chǎn)品主要以小米原糧形式流通、銷售，消費(fèi)方式以小米粥為主。小米的主要加工工藝是將谷子通過脫殼、碾米等手段去掉谷子的種皮和胚芽，加工成商品小米[15]。加工精度是小米等級劃分的依據(jù)。所謂加工精度，是指粟脫掉皮層的程度，以100粒小米粒皮層基本去凈的顆粒所占比例數(shù)來表示的。

中國現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11766—2008根據(jù)加工精度將小米分為3個等級[16]。其中，一級小米的加工精度不低于95%，說明100粒小米中至少有95粒小米的皮層基本去凈；二級小米的加工精度不低于90%，說明100粒小米中至少有90粒小米的皮層基本去凈；三級小米的加工精度不低于85%，說明100粒小米中至少有85粒小米的皮層基本去凈。由此可見，現(xiàn)行小米標(biāo)準(zhǔn)中要求將谷子的麩皮和胚乳的絕大部分去除。因此，目前的小米加工不符合全谷物的要求，同時產(chǎn)生了大量的廢棄物——谷糠。

到目前為止，中國共發(fā)布了2個小米國家標(biāo)準(zhǔn)[16-17]，分別是GB/T 11766—1989(小米) 和GB/T 11766—2008(小米)。在小米質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)方面主要差異有2點(diǎn)：一是將原標(biāo)準(zhǔn)的加工精度指標(biāo)進(jìn)行了修改，二是取消了對水分指標(biāo)的地域性區(qū)分，如表4和表5所示。1989年的國家標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)加工精度，將小米分為3個等級，其中一級小米的加工精度不低于90%、二級小米的加工精度不低于70%，三級小米的加工精度不低于50%；而現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)將3個等級的加工精度提高，即一級小米的加工精度不低于95%，增加了5個百分點(diǎn)；二級小米的加工精度不低于90%，增加了20個百分點(diǎn)；三級小米的加工精度不低于85%，增加了35個百分點(diǎn)。這表明，小米加工產(chǎn)業(yè)越來越追求加工精度，當(dāng)前生產(chǎn)企業(yè)中高精度、免淘洗小米占主體。

表4 中國現(xiàn)行國標(biāo)中的小米質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 11766—2008)Tab.4 Present GB of millet in China (GB/T 11766—2008)

表5 中國廢止國標(biāo)中的小米質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 11766—1989)Tab.5 Abolished GB of millet in China (GB/T 11766—1989)

3.2小米糠含有大量營養(yǎng)物質(zhì)，未得到充分利用

小米糠也稱粟谷糠，是谷子(粟米)加工脫殼后產(chǎn)生的糠麩。小米糠有2種，谷子第1遍加工后產(chǎn)生的皮殼叫粗谷糠，也叫礱糠；脫殼后的糙米經(jīng)進(jìn)一步精制加工后產(chǎn)生的種皮、外胚乳和糊粉層的混合物叫磨光糠或米皮糠，也叫細(xì)谷糠[18]。目前，中國小米糠絕大多數(shù)被用作低附加值的飼料，少部分提取小米糠油，未將其所具有的營養(yǎng)價值和資源效益充分發(fā)揮出來。小米糠中含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、維生素、礦物質(zhì)等營養(yǎng)素，其中蛋白質(zhì)、粗纖維和脂肪的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約占12.48%，51.69%，9.49%，灰分約占7.5%，水分含量約為8.29%[19]。李艷福等用氣相色譜法測定了小米細(xì)糠油的脂肪酸組成[20]。結(jié)果表明：不同產(chǎn)地的小米細(xì)糠油的脂肪酸組成差別不大，其主要脂肪酸組成為棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、花生酸等，其中亞油酸的含量達(dá)60%以上。此外，小米糠中富含礦物質(zhì)，常量和微量元素都很豐富[18]：K(2 368 mg/kg)，Na(29.4 mg/kg)，Mg(18 420 mg/kg)，Cu(11.4 mg/kg)，F(xiàn)e(281.0 mg/kg)，Mn(47.1 mg/kg)，Zn(35.0 mg/kg)。除了基本營養(yǎng)物質(zhì)，小米糠中含有豐富的生理活性物質(zhì)，如膳食纖維、肌醇、谷維素、糠蠟等[21-23]。劉敬科等研究了小米糠膳食纖維對血糖和血脂的調(diào)節(jié)作用[24]，以小米糠膳食纖維為原料，測定空腹血糖、血清總膽固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白膽固醇等指標(biāo)，結(jié)果表明小米糠膳食纖維對血糖和血脂具有一定的調(diào)解作用。

因此可見，目前的加工技術(shù)去掉了小米中絕大部分的表皮和胚芽，不僅損失了大量營養(yǎng)素和功能性成分，還造成了糧食的浪費(fèi)。如果保留小米的表皮和胚芽，將得到全谷物小米食品，不僅最大程度保留小米的營養(yǎng)成分和功能物質(zhì)，還提高了出米率。

4 小米全谷物食品需解決的問題和發(fā)展方向

4.1小米全谷物食品需解決的問題

盡管小米全谷物食品具有營養(yǎng)、安全和功能性方面的諸多優(yōu)勢，但也存在全谷物食品的共性問題[25-26]。

感官性質(zhì)是全谷物食品最主要的問題，主要表現(xiàn)為口感粗糙、色澤晦暗，無法與精米和白面的細(xì)膩口感和亮白外觀競爭，這也是全谷物食品面臨的最大障礙[27]。其主要原因是由于全谷物的組織學(xué)特性所致[26]。此外，小米全谷物的保藏也是需要解決的一個關(guān)鍵問題。糙米的不穩(wěn)定性主要體現(xiàn)在含有胚芽，會由于脂肪酶的活性，使油脂易發(fā)生氧化而酸敗。

4.2小米全谷物食品的發(fā)展方向

借鑒國內(nèi)外全谷物的發(fā)展趨勢，結(jié)合小米全谷物的自身特點(diǎn)，筆者認(rèn)為未來小米全谷物食品的發(fā)展方向應(yīng)包括以下幾個方面：1)著力研究全谷物小米的品質(zhì)改良和保藏穩(wěn)定性，將擠壓加工技術(shù)、微粉化加工技術(shù)和生物技術(shù)等現(xiàn)代食品科技手段應(yīng)用于小米全谷物；2)建立小米全谷物的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可從地方標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)開始；3)加強(qiáng)小米與大宗糧食及豆類的合理搭配，并與傳統(tǒng)主食品及非傳統(tǒng)新興食品進(jìn)行有效結(jié)合；4)加強(qiáng)小米全谷物食品的營養(yǎng)與健康功能評價研究，包括其生理活性物的分離鑒定與評價、加工食品的營養(yǎng)與健康作用評價等；5)在產(chǎn)品開發(fā)方面應(yīng)多樣化，在傳統(tǒng)粥類的基礎(chǔ)上開發(fā)沖調(diào)類和即食類新形式，重點(diǎn)研究開發(fā)小米全谷物食品的方便化；6)開展小米全谷物食品的科普與推廣工作，通過科普宣傳提高消費(fèi)者的認(rèn)識，改變長期形成的追求精度和口感的不良飲食習(xí)慣，開展有效的推廣途徑，拓展小米全谷物食品的產(chǎn)業(yè)鏈。

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Research status and development direction of millet
whole grain food in China

LI Xingfeng1， NING Yawei1， MIAO Ming2， WANG Zhixin1， TAN Bin3， JIA Yingmin1

(1. School of Bioscience and Bioengineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang Hebei 050018， China; 2. State Key Laboratory of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi Jiangsu 214122， China; 3. Academy of State Administration of Grain, Beijing 100037， China)

Recently, research of whole grain mainly focuses on rice and wheat, while less on millet. Millet whole grain's research and development lag behind. In this paper, the opinion that millet is an important member of whole grain family is provided based on the definition of whole grain and China's national conditions. Moreover, millet whole grain food has great development potential in China. The development direction of millet whole grain is put forward based on the current status and analysis of millet processing.

millet; whole grain; foxtail millet; nutrition character; development direction

2014-03-25；

2014-05-07；責(zé)任編輯：張士瑩

國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD34B05)；國家農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目(2013GB2A200032)；中國工程院重大咨詢項(xiàng)目(2013-ZD-7-5)

李興峰(1978-)，男，河北滄州人，副教授，博士，主要從事食品科學(xué)與安全方面的研究。

賈英民教授。E-mail：ymjia0311@hebust.edu.cn

1008-1542(2014)03-0250-05

10.7535/hbkd.2014yx03007

TS213

A

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