劉靜，孟如君，孫威, ，沈汪洋, ，李芳, *

1. 武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院（武漢 430023）；2. 大宗糧油精深加工省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（武漢 430023）

雜糧通常是指除主要作物水稻和小麥之外的谷物，主要有小米、蕎麥、青稞、燕麥、大麥、藜麥、薏仁、菜豆、綠豆、黑豆、蠶豆等[1]。中國(guó)在世界上素有最大的雜糧王國(guó)之美稱(chēng)，源于我國(guó)雜糧種植種類(lèi)繁多，面積之廣。由于雜糧含有豐富的蛋白質(zhì)且氨基酸分布均衡，其營(yíng)養(yǎng)在一定程度上可與水稻、小麥等主要作物相媲美甚至更好。雜糧除了為消費(fèi)者提供營(yíng)養(yǎng)外，其含有的幾種生物活性物質(zhì)如β-葡聚糖、多酚、植物甾醇等被證實(shí)有助于減少多種慢性疾病的發(fā)生，如癌癥、心血管疾病、2型糖尿病和各種胃腸道疾病[2]。

由于雜糧的口感較粗糙，適口性差，不能取代主食食用，因此雜糧的接受程度不高。現(xiàn)在可以經(jīng)過(guò)一些有效的預(yù)處理加工技術(shù)如擠壓加工技術(shù)來(lái)改善這些問(wèn)題，近年來(lái)也出現(xiàn)很多關(guān)于擠壓改性雜糧方面的研究。有研究表明，如果將多種雜糧進(jìn)行復(fù)配擠壓并食用，不僅可以改善雜糧適口性差等問(wèn)題，還可使不同種類(lèi)雜糧中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)得到相互補(bǔ)充，從而提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[3]，具有重要現(xiàn)實(shí)意義。綜述幾種常見(jiàn)雜糧的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，以及擠壓改性雜糧粉、擠壓改性雜糧復(fù)配粉的國(guó)內(nèi)外研究與應(yīng)用現(xiàn)狀，旨在實(shí)現(xiàn)雜糧的連食性，推動(dòng)雜糧產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

1 雜糧的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

1.1 小米

小米是由谷子籽粒脫皮后形成的，亞洲和非洲等地區(qū)是其主要種植地，具有抵抗病蟲(chóng)害、生長(zhǎng)周期短、耐寒耐干旱等優(yōu)點(diǎn)。此外，小米還是世界公認(rèn)的具有高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的谷物，含有脂肪、蛋白質(zhì)、氨基酸、膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)、多酚、黃酮等多種營(yíng)養(yǎng)成分和功能特性成分[4]。

小米富含17種氨基酸，其中必需氨基酸種類(lèi)齊全且含量豐富，尤其谷氨酸和亮氨酸含量較高[5]。小米的膳食纖維含量約是大米的2.5倍，具有促進(jìn)腸道蠕動(dòng)、加快消化腺分泌、減少腸黏膜與糞便接觸的時(shí)間、降低致癌物質(zhì)產(chǎn)生的功效，在一定程度上可以有效預(yù)防消化道疾病的發(fā)生[6]。小米維生素含量較高且種類(lèi)豐富，其中維生素E的含量最高，維生素E又名生育酚，與小米中的多酚一樣，具有很強(qiáng)的抗氧化作用，有助于人體預(yù)防多種疾病[7]。

1.2 燕麥

燕麥?zhǔn)侵臏貛夂蛞荒晟魑?，因其含有大量的可溶性膳食纖維、β-葡聚糖、脂溶性維生素E和不飽和脂肪酸，而被公認(rèn)為是一種健康食品，具有較高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。燕麥還是嬰兒食品的主要成分，因?yàn)樗哂袪I(yíng)養(yǎng)豐富、不容易引起過(guò)敏、味道可口、保質(zhì)期長(zhǎng)、穩(wěn)定性好、價(jià)格低廉的特點(diǎn)[8]。市面上的燕麥?zhǔn)澄镏饕ㄔ绮脱帑溒?、燕麥粉、燕麥餅干、燕麥面包、燕麥粥等?/p>

β-葡聚糖是燕麥最重要的成分之一，是燕麥起保健作用的有效成分。β-葡聚糖是一種非淀粉多糖，存在于燕麥胚乳和糊粉層細(xì)胞壁。國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)研究表明，燕麥β-葡聚糖具有降血糖、降低膽固醇、預(yù)防冠心病、抗炎、抗癌、改善腸道微環(huán)境[9-12]等功效。燕麥?zhǔn)撬泄任镏兄竞孔罡叩钠贩N，且大部分為不飽和脂肪酸，對(duì)維護(hù)人體機(jī)能具有重要作用[13]。

1.3 薏米

薏米又名薏苡仁，禾本科一年生作物，是一種藥食兩用的全谷物食品。作為極具發(fā)展前景的傳統(tǒng)藥物和營(yíng)養(yǎng)豐富的食物來(lái)源，薏米作為食物補(bǔ)充劑和中草藥被用于治療神經(jīng)痛、風(fēng)濕病等疾病[14]。

薏米中含有8種必需氨基酸，比例適宜且易于被人體消化吸收。此外，薏米含有多種生物活性成分，如多糖、蛋白質(zhì)、脂肪酸、多酚等，具有顯著的抗癌、抗炎、降血糖和多種免疫調(diào)節(jié)作用[15]。近年來(lái)，多酚類(lèi)物質(zhì)因其具有顯著的抗氧化活性，能夠清除游離自由基，對(duì)一些腫瘤細(xì)胞具有增殖抑制作用，而成為薏米成分研究的熱點(diǎn)，如王立峰[16]對(duì)薏米中多酚類(lèi)物質(zhì)的抗氧化、抗腫瘤和降血脂作用進(jìn)行評(píng)價(jià)研究。

2 擠壓改性雜糧粉的研究現(xiàn)狀

擠壓加工技術(shù)是一種高溫、短時(shí)的加工技術(shù)，集混合、剪切、蒸煮和成型等為一體，影響原材料的微觀(guān)結(jié)構(gòu)、化學(xué)特性、形狀和質(zhì)地[17]。擠壓過(guò)程中的熱機(jī)械能作用導(dǎo)致淀粉的糊化，蛋白質(zhì)的變性，酶、微生物和多種抗?fàn)I養(yǎng)因子的失活，此外擠壓導(dǎo)致淀粉顆粒的破碎使得淀粉更容易被酶攻擊，因此擠壓產(chǎn)品具有口感好、消化率高、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)易被吸收等優(yōu)點(diǎn)[18]。與其他涉及熱的食品加工方法相比，擠壓導(dǎo)致的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值損失相對(duì)較小，且還具有成本低、生產(chǎn)效率高、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，因此在淀粉類(lèi)食品的生產(chǎn)中，擠壓加工技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。

由于雜糧粉具有黏性大、難加工、口感粗糙、營(yíng)養(yǎng)功能難發(fā)揮作用等缺點(diǎn)，導(dǎo)致雜糧的利用率及普及度受到一定程度限制。擠壓加工技術(shù)可以很好地解決這些問(wèn)題，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外關(guān)于擠壓改性雜糧的研究日益增多，從而推動(dòng)雜糧食品發(fā)展。

2.1 擠壓改性小米粉

由于小米具有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，且國(guó)內(nèi)產(chǎn)量較大、價(jià)格較低，所以近年來(lái)小米一直是食品研發(fā)乃至藥物研發(fā)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

謝仲寅等[19]對(duì)擠壓后的小米粉與未擠壓的小米粉進(jìn)行理化性質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)方面的比較，研究發(fā)現(xiàn)，擠壓后的小米粉在密度、色澤等物理性質(zhì)方面與未擠壓小米粉有著顯著差異，其風(fēng)味也明顯優(yōu)于未擠壓小米粉，脂肪含量和直鏈淀粉含量都有不同程度減少，但多不飽和脂肪酸含量明顯增加，具有更高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

段夢(mèng)杰等[20]研究發(fā)現(xiàn)，加入擠壓小米粉面條的總酚和總黃酮含量都顯著高于純小麥粉面條，ABTS、DPPH清除率及總抗氧化能力都有顯著增加，明顯增加生鮮面條的保健功效。

侯殿志等[21]通過(guò)擠壓和發(fā)酵技術(shù)對(duì)小米原料進(jìn)行加工處理，研究這2種方式對(duì)小米多肽血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（ACE）抑制活性和抗氧化作用的影響，結(jié)果表明，與原小米粉相比，擠壓對(duì)小米多肽ACE抑制活性和抗氧化能力具有更顯著提高，且小米蛋白的消化率提高更多。ACE抑制劑是一種治療高血壓的主要藥物，研究結(jié)果在藥物研發(fā)和小米功能研發(fā)方面具有重要意義。

2.2 擠壓改性燕麥粉

市面上添加燕麥生粉而制成的燕麥饅頭、燕麥面包、燕麥面條等產(chǎn)品種類(lèi)豐富，但因其口感較粗糙、色澤較差等問(wèn)題消費(fèi)者接受度有限。吉夢(mèng)瑩等[22]探究添加擠壓膨化燕麥粉后小麥面團(tuán)的性質(zhì)及面包品質(zhì)，發(fā)現(xiàn)添加擠壓膨化燕麥粉的面團(tuán)比添加燕麥生粉的面團(tuán)吸水率更高、耐揉性更好，制成的面包彈性和回復(fù)性也更高，口感更好。研究結(jié)果既有助于增加燕麥制品的營(yíng)養(yǎng)功效，也為燕麥制品開(kāi)發(fā)提供理論參考。

Zhang等[23]研究擠壓加工對(duì)燕麥麩皮中可溶性膳食纖維的影響，比較擠壓燕麥麩皮和未擠壓燕麥麩皮中可溶性膳食纖維的產(chǎn)率、組成、熱學(xué)性能、流變特性和功能，結(jié)果表明，擠壓燕麥麩皮中的可溶性膳食纖維產(chǎn)率、溶解度、溶脹能力、發(fā)泡能力等方面均較高，流動(dòng)特性指數(shù)較低，擠壓工藝改善燕麥麩皮中可溶性膳食纖維的某些性能。

2.3 擠壓改性薏米粉

近幾年僅有少數(shù)研究報(bào)道擠壓加工對(duì)薏米粉理化性質(zhì)的影響，因此進(jìn)一步研究擠壓對(duì)薏米粉的影響具有重要意義。Zhang等[24]研究擠壓處理對(duì)薏米粉結(jié)構(gòu)和性能的影響，發(fā)現(xiàn)與薏米生粉相比，擠壓使薏米粉的糊化、凝膠化、熱、流變和形態(tài)等特性產(chǎn)生顯著變化，糊化度、水溶性指數(shù)、吸水性指數(shù)、流動(dòng)性增高；黏度、相對(duì)結(jié)晶度下降；薏米掃描電子顯微鏡表面結(jié)構(gòu)有很多孔洞。

陳凱新[25]研究擠壓膨化參數(shù)對(duì)薏米產(chǎn)品特性的影響，得出薏米粉的最佳擠壓工藝參數(shù)為擠壓溫度150℃、螺桿轉(zhuǎn)速300 r/min、物料含水量20%、喂料速度12 kg/h，此時(shí)薏米粉的吸水性指數(shù)最大。

韓玲玉等[26]研究7種雜糧粉的抗氧化活性及其擠壓雜糧粉的體外消化特性，結(jié)果表明，7種擠壓雜糧粉進(jìn)行體外模擬消化試驗(yàn)后，薏米粉的估計(jì)血糖生成指數(shù)明顯低于其他雜糧，可有效抑制血糖升高速度。

3 擠壓改性雜糧復(fù)配粉的研究現(xiàn)狀

雜糧營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，具有“食藥兩用”等功效，但雜糧也存在很多問(wèn)題，如口感較差，味道不佳，產(chǎn)品品種較單一，某一雜糧缺乏某種營(yíng)養(yǎng)元素、不易消化、又或難以加工，而另一雜糧富含某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或消化率較高。將雜糧進(jìn)行復(fù)配食用的研究較多，如小米雖營(yíng)養(yǎng)豐富，但其賴(lài)氨酸含量較少，為第一限制性氨基酸，而大豆中賴(lài)氨酸含量較多，若將小米和大豆按一定比例復(fù)配食用，就可提高小米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[6]。

如果將多種雜糧粉進(jìn)行復(fù)配并進(jìn)行擠壓加工處理，不僅能解決雜糧的口感問(wèn)題，還能使不同種雜糧之間的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)相互補(bǔ)充，提升營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，得到更滿(mǎn)足消費(fèi)正需要的產(chǎn)品。

3.1 工藝方面的研究

Semasaka等[27]將玉米粉、小米粉和大豆粉進(jìn)行復(fù)配并用雙螺桿擠壓機(jī)對(duì)復(fù)配粉進(jìn)行擠壓加工處理，以擠壓溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、進(jìn)料速度和水分為自變量，采用正交試驗(yàn)得出，在最佳擠壓條件（擠壓溫度80 ℃—110 ℃—140 ℃—170 ℃，螺桿轉(zhuǎn)速110 r/min，進(jìn)料速度37 g/min，水分25%～30%）下，擠壓復(fù)配粉的各項(xiàng)理化性質(zhì)都最好。

陳怡岑等[28]研究擠壓加工對(duì)大米、玉米、紅小豆、小米、高粱米制成的糧谷重制米糊化度和可溶性固形物含量的影響，得出最佳擠壓工藝條件為擠壓溫度149 ℃、水分25%、螺桿轉(zhuǎn)速183 r/min、喂料速度175 g/min，此時(shí)的綜合評(píng)分0.883 8，糊化度80.53%，可溶性固形物含量23.92 mg/mL，綜合評(píng)分0.851 9，對(duì)糧谷重制米的研發(fā)具有重要價(jià)值。

李晟等[29]根據(jù)單因素試驗(yàn)及響應(yīng)面試驗(yàn)進(jìn)行由小麥粉、玉米粉、綠豆粉、蕎麥粉組成的雜糧營(yíng)養(yǎng)粉的擠壓工藝方面的研究，得出最佳工藝條件為螺桿轉(zhuǎn)速245 r/min、物料水分21%、擠壓溫度163 ℃，在此條件下，糊化度達(dá)94.91%，與原粉相比，面粉糊化特性值均有顯著下降，且面團(tuán)硬度顯著變小，更有易于人體消化吸收，口感和使用品質(zhì)都有極大改善。

3.2 理化性質(zhì)及應(yīng)用方面的研究

韓玲玉[3]從7種雜糧中篩選出5種低估計(jì)血糖生成指數(shù)和抗氧化活性強(qiáng)的雜糧（青稞、藜麥、燕麥、小米和綠豆）并采用雙螺桿擠壓機(jī)對(duì)它們進(jìn)行復(fù)配擠壓，進(jìn)行體外模擬消化試驗(yàn)，研究雜糧配比和擠壓加工參數(shù)對(duì)擠壓復(fù)配粉估計(jì)血糖生成指數(shù)的影響，研發(fā)出低血糖生成指數(shù)的多谷物速食營(yíng)養(yǎng)粉，這對(duì)從飲食上預(yù)防肥胖癥、糖尿病等慢性疾病具有重要意義。

亓偉華[30]將小麥粉、蕎麥粉、玉米粉、小米粉和全蛋粉進(jìn)行復(fù)配擠壓后制成一種具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、感官、食用品質(zhì)均較好的多谷物營(yíng)養(yǎng)方便面，解決方便面營(yíng)養(yǎng)成分含量單一的問(wèn)題，同時(shí)拓寬雜糧食品研發(fā)思路。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

雜糧具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，不僅具有人類(lèi)所需的基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，還含有很多生物活性物質(zhì)，可以有效預(yù)防多種疾病，具有很好藥用價(jià)值。中國(guó)雜糧種類(lèi)豐富，產(chǎn)量巨大，近年來(lái)隨著生活水平提高，飲食習(xí)慣改變，關(guān)于雜糧的研究與開(kāi)發(fā)也越來(lái)越受到重視，成為糧食行業(yè)熱點(diǎn)與重點(diǎn)。

擠壓加工技術(shù)也是越來(lái)越受到重視，在多個(gè)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。對(duì)于擠壓加工對(duì)單一雜糧粉影響的研究較多，而對(duì)于多種雜糧粉進(jìn)行復(fù)配擠壓的研究有待開(kāi)展。將雜糧粉進(jìn)行復(fù)配擠壓預(yù)處理，不僅可以解決雜糧產(chǎn)品口感粗糙及加工性差的問(wèn)題，還可以使多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)互補(bǔ)，提高雜糧產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

在后續(xù)研究中，應(yīng)注重雜糧粉復(fù)配擠壓的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用，深入研究擠壓對(duì)雜糧復(fù)配粉影響，并將研究成果運(yùn)用到企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中，開(kāi)發(fā)出更多營(yíng)養(yǎng)豐富的雜糧產(chǎn)品，推動(dòng)中國(guó)雜糧主食化發(fā)展。