楊統(tǒng)帥 ，張文占，馬 森*

（1.河南工業(yè)大學糧油食品學院，鄭州 450001；2.安徽正宇面粉有限公司，安徽 亳州 236100）

隨著人們生活水平的提高，溫飽已經(jīng)不是問題，在這個食物充足的年代，一些“富貴病”（主要是高血壓、高血糖、高血脂俗稱“三高”，一般患者還會伴隨有肥胖癥）已經(jīng)成為危害人們健康的重要疾病[1-2]。不良的飲食結(jié)構(gòu)是導致人們這類疾病產(chǎn)生的主要原因[3]，通過飲食結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)，來改善這一狀況顯得尤為重要。近些年來，人們發(fā)現(xiàn)提高雜糧在飲食結(jié)構(gòu)中的占比有利于降低“三高”的患病風險，提高人們的健康水平[4]。

雜糧主要包含谷子、高粱、綠豆等[5]。歷來就有“五谷雜糧,谷子為首”美稱，谷子去殼后稱為小米（Foxtail Millet），它起源于我國黃河流域，至今已有7 300多年的歷史，目前在世界各地多有栽培[6-7]。小米的生長期短且抗逆性強，籽粒易于儲藏，干旱貧瘠、對糧食需求量較大的非洲中部、東南亞、中亞等地是小米的主要種植區(qū)，我國小米產(chǎn)量居世界第一，占總產(chǎn)量的4/5[8]。小米是一種無麩質(zhì)、營養(yǎng)豐富的全谷物食品。與我們目前的主食大米和小麥相比，小米含有多種維生素、礦物質(zhì)和高水平的蛋白質(zhì)[9]。它除了營養(yǎng)豐富外，還比大米和面粉制成的主食具有更低的血糖指數(shù)[10]。此外，小米中的一些多酚具有輔助治療糖尿病、癌癥和心血管疾病的作用[11]。因此，任何以小米為基礎的食品都具有成為功能性食品的潛力。目前小米主要的加工食用方式還局限于傳統(tǒng)的初級加工（蒸煮類加工），市面上也已經(jīng)出現(xiàn)了以小米為基礎的速食產(chǎn)品、發(fā)酵飲品和復配產(chǎn)品等。然而，由于小米的面筋含量極低，以至于小米面團很難像小麥面團一樣具有良好的加工品質(zhì)，這極大限制了小米產(chǎn)品的生產(chǎn)與開發(fā)。將小米添加到面制品中，能夠改善其食品加工品質(zhì)，也能讓小米的營養(yǎng)和保健價值得以體現(xiàn)。本文綜述了小米的營養(yǎng)和保健價值，討論了小米在面制品中的應用。

1 小米的營養(yǎng)和保健價值

1.1 小米的營養(yǎng)價值

一般選取碳水化合物、蛋白質(zhì)、維生素、鋅、鎂、鐵和鈣等營養(yǎng)物質(zhì)進行谷物的營養(yǎng)評價[12]，單從小米營養(yǎng)成分的含量來看（表1[13]），小米的碳水化合物含量低于小麥和大米，其中較低的碳水化合物含量更有利于人體血糖的控制。其中膳食纖維約占總碳水化合物含量的5%[14]。小米的蛋白質(zhì)含量與小麥持平并高于大米，而且小米的蛋白質(zhì) （主要是醇蛋白、球蛋白、清蛋白和谷蛋白）是一種低過敏性復合蛋白[15]，且小米蛋白質(zhì)消化性好[16]，非常適合身體較為虛弱的人群食用。其蛋白質(zhì)中氨基酸的含量，特別是必須氨基酸能否滿足人體需要，也是評價其營養(yǎng)價值的重要指標，小米中的氨基酸種類齊全，其中8種人體必需氨基酸含量豐富，色氨酸和蛋氨酸含量較多[17]，和其它谷物一樣，賴氨酸是其限制性氨基，除此以外，小米其他氨基酸的比例達到了世界衛(wèi)生組織推薦的標準[18]，適合人體氨基酸配比，是良好的氨基酸來源[19]。小米中的脂肪含量幾乎是大米和小麥的兩倍，其中包含大量的不飽和脂肪酸[20]、亞油酸和油酸含量最高[19]。亞油酸是身體合成花生四烯酸的前體物質(zhì)，花生四烯酸是大多數(shù)前列腺素的前體，前列腺素在調(diào)節(jié)細胞功能中起到重要的作用。小米中含有豐富的鈣、鐵、鋅、鎂、磷等微量元素，這些微量元素在人體生長發(fā)育和免疫調(diào)節(jié)中起著不可或缺的作用[21]。維生素是一類具有生物活性的低分子微量有機物，人體生長代謝的眾多生理過程都需要維生素的參與，而大多數(shù)維生素不能在體內(nèi)合成，必須從食物中獲得。小米的中的維生素種類豐富，其中維生素B2的含量是小麥和大米的兩倍之多。維生素B2又叫核黃素，當其缺乏時，會影響機體的生物氧化，使代謝發(fā)生障礙。綜合來看小米的營養(yǎng)成分的含量幾乎與小麥持平，并遠高于大米。

表1 小米與主糧主要營養(yǎng)成分對比

1.2 小米的保健功效

小米中含有多種具有保健功效的成分其中包括膳食纖維、氨基酸、多肽、不飽和脂肪酸等，不同的成分功效也有所不同。表2列出了小米各種成分的主要保健功效。

表2 小米活性物質(zhì)保健功效的研究

小米中優(yōu)質(zhì)膳食纖維的含量約為大米的2.5倍，特別是谷子的麩皮中富含大量優(yōu)質(zhì)膳食纖維，通過結(jié)合多酚恢復小鼠腸道菌群穩(wěn)態(tài)，有抑制癌癥的效果[23]。小米蛋白質(zhì)經(jīng)過水解后會生成一類無毒副作用多肽。不同的水解方法，其性質(zhì)也會有所不同，研究表明以堿性蛋白酶水解小米蛋白生成的小米多肽具有較好的抗氧化性，能夠緩解疲勞，增強機體免疫力[35]。用胰蛋白酶水解小米蛋白得到的多肽對自由基能夠起到很強的清除能力。小米中的多酚含量豐富，生物活性高。小米的多酚提取物具有較強的抗氧化能力，能夠有效清除ABTS自由基、DPPH自由基和超氧陰離子自由基[36]。小米的多酚提取物還能有效地抑制癌細胞的增殖[33]。

近年來對小米保健功能的研究已有許多，其中主要的保健功能集中在抗癌、抗氧化、抗炎、降血壓及降血糖等方面，研究大多停留在體外實驗、細胞模

擬以及動物實驗，關(guān)于臨床實驗以及其保健效果機理的研究有限。實驗中大多是直接利用提取物來測試其保健作用。然而在實際應用中，無疑是要將小米制作成相應的產(chǎn)品。在小米保健產(chǎn)品的制作過程中，不僅需要讓產(chǎn)品滿足人們對產(chǎn)品感官的要求，還要求小米的各種保健功效得以保存，但是關(guān)于食品制作過程中小米各種保健成分活性研究依然有限[37]。

小米諸多保健功能，使得小米的保健產(chǎn)品不僅可以面向“三高”等有需要的人群，完全可以開發(fā)出成熟的工業(yè)產(chǎn)品，讓小米的保健產(chǎn)品進入到人們的日常生活中去，達到調(diào)整人們飲食結(jié)構(gòu)的目的，提高人們的健康水平。

2 小米在面制品中的應用

面制品幾乎涉及到了人們?nèi)粘ｏ嬍车母鱾€領域，將小米添加到面制品中，可以從極大的范圍推廣小米產(chǎn)品，從根本上改變?nèi)藗兊娘嬍辰Y(jié)構(gòu)，將小米的保健功能極大的發(fā)揮出來。由此可以開發(fā)出具有保健功能的小米饅頭、面包、面條、餅干等。但是在面制品中添加小米不僅會對面制品本身的制作和感官方面產(chǎn)生一定的影響，而且面制品的制作過程也會對小米營養(yǎng)產(chǎn)生影響[38]。

2.1 小米在饅頭中的應用

饅頭制作簡單、食用方便是我國的傳統(tǒng)面食之一，也是我國北方人的日常主食。白面饅頭具有較高的血糖指數(shù)，這給高血糖的患者帶來極大的困擾。小米饅頭不僅具有比白面饅頭更低的血糖指數(shù)，更適合高血糖人群的食用，而且還能夠有效改善人們的膳食結(jié)構(gòu)[39]。

小米添加到饅頭中會對饅頭的質(zhì)構(gòu)造成較大影響。從宏觀品質(zhì)上看，小米全粉的添加量（<20%）對饅頭的品質(zhì)有較大的影響，隨著小米全粉的添加，饅頭的硬度、彈性、咀嚼性隨之增加，內(nèi)聚性和回復性隨之降低；這主要是因為小米面筋蛋白含量極少，而小米全粉的添加稀釋了饅頭中的面筋蛋白，破壞了饅頭面團中的面筋網(wǎng)絡[40]。目前大量的研究證實了小米全粉的添加會增加饅頭的硬度[41]。當小米粉添加量超過20%時，隨著小米粉的添加量的增加，饅頭的彈性是呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢，而咀嚼性則是呈先下降后增加的趨勢；當小米粉添加量為25%時，饅頭有最小的咀嚼性和最大的比容。也就是說25%的添加量能夠改善饅頭的感官特性，使饅頭更有彈性、易于咀嚼。除此之外，小米粉粒度的大小也是影響小米饅頭質(zhì)構(gòu)的主要原因，在不同粒度小米的添加對饅頭的影響研究中發(fā)現(xiàn)，隨著小米粒度的減小，饅頭的硬度隨之增加，彈性也相應減??；粒度小于125 μm的小米粉制作的饅頭口感更加細膩，而且饅頭的色澤均勻，有谷子特有的香氣[42]。對于饅頭的品質(zhì)而言，小粒徑的小米粉制作的饅頭具有更好的口感，且小米粉的添加量不宜過多，過多則會使饅頭變硬，口感粗糙，但是小米的添加量太少，可能會極大降低小米饅頭應有的保健功效。我們可以使用合適的食品添加劑（如偶氮二甲酰胺）等增筋劑，在保證小米饅頭較高添加量的前提下，來改善小米饅頭的品質(zhì)。

2.2 小米在面包中的應用

面包是西方傳統(tǒng)食物。傳入我國后，由于其質(zhì)地松軟、品類繁多，非常受人們的喜愛。將小米粉添加到面包中能夠進一步增加面包的營養(yǎng)，豐富面包的花色品種。研究證明面包中添加小米粉是可行的，實驗指出，面包中添加5%的小米粉能夠顯著改善面包的質(zhì)地和比容，同時，色澤與未添加小米粉的面包相比，幾乎沒有區(qū)別[43]。在小米面包的制作中，不僅有面粉和小米粉，還有奶粉、糖、鹽、發(fā)酵粉、雞蛋、奶油等原料，不同的配比同樣會對面包的品質(zhì)產(chǎn)生影響，利用單因素實驗和正交實驗可以對小米面包配方進行最大限度的優(yōu)化，從而找出合適的配比[44]。目前有學者用正交實驗對小米面包配方進行了優(yōu)化，優(yōu)化后面包中小米粉的添加量可以達到20%，而且小米面包的體積大，柔軟細膩，富有彈性，表皮色澤均勻呈現(xiàn)棕黃色，內(nèi)部呈現(xiàn)淡黃色，除了具有面包烘焙香氣，還有小米特有的清香；而且在未添加任何防腐劑的情況下能夠在夏季常溫儲存7 d[45]。小米的添加雖然可以改善面包的品質(zhì)，但是也有上限，當小米粉的添加量≤30%時，能夠在保證面包的感官品質(zhì)的同時，顯著的提升面包中鐵、鋅、銅、磷等微量元素的含量，提高面包的營養(yǎng)價值；小米粉添加量超過30%將會對面包的比容產(chǎn)生不利的影響[46]。綜上可知，面包中添加小米粉，不會對面包的質(zhì)構(gòu)、風味造成較大影響，而且能夠使面包具有更高的營養(yǎng)價值。但是添加量過大時，小米粉在面團中產(chǎn)生的空間位阻會阻礙面筋網(wǎng)絡之間的連接，使面包塌陷，嚴重影響面包的比容，可以考慮使用面包改良劑（面包改良劑一般是由乳化劑、氧化劑、酶制劑、無機鹽和填充劑等組成的復配型食品添加劑）來改善小米面包的品質(zhì)。

2.3 小米在面條中的應用

面條是我國的傳統(tǒng)主食，一般由精細的小麥面粉制作而成，加入小米粉不僅能夠豐富面條的營養(yǎng)，還能起到降低血糖的作用[47]，滿足人們對健康飲食的追求。

由于小米黃色素的存在，小米的添加會使小米掛面具有小米的淡黃色。蒸煮損失率是評價面條好壞的一個重要的指標。隨著小米粉添加量的增加，掛面的顏色會逐漸變深，蒸煮損失率也不斷提高，添加量在0%～50%時，制作出的面條品質(zhì)良好，不斷條、不混湯、口感好，而且風味獨特；當添加量超過60%時，掛面品質(zhì)下降嚴重，面條中干物質(zhì)吸水率變小，干物質(zhì)損失急劇增加，煮制過程中混湯嚴重，面條口感變差，面條的蒸煮損失超過了15%[48]。這可能是由于小米粉本身缺乏面筋蛋白，還會與面條中的面筋蛋白競爭吸水，導致面筋網(wǎng)絡難以充分形成，其中包裹的淀粉及其它可溶性組分大量滲漏，使蒸煮損失率、斷條率增加。提高小米的添加量對面條的營養(yǎng)會有一定的改善，面條中黃酮和多酚的含量會隨著小米粉的添加不斷升高，黃酮和多酚的增加能夠顯著提升面條的抗氧化能力[49]。除了將小米粉添加到面條中去，還有一種制作小米面條的方法，靳志強等[50]利用潤米水分質(zhì)量分數(shù)26%的半干法磨制小米粉按照17：3與谷朊粉復配，制作小米面條，這種面條的小米粉含量更高（＞80%），而且面條在質(zhì)構(gòu)上富有彈性、低黏性，蒸煮損失率極低，具有良好的口感。目前有學者用0.2%氫氧化鈣作為改良劑，制作出了純小米制成的面條[51]。這可能是因為氫氧化鈣的添加可以促進小米面團中蛋白質(zhì)的交聯(lián)，從而起到與面筋網(wǎng)絡相似的作用[52]。這種方法為小米直接制作面條提供了一個可行的思路。由以上可以看出小米粉是制作面條的良好原料，一般小米粉的添加量不宜超過50%，或許通過改變小米粉的制粉方法（超微粉、擠壓膨化粉[53]）、添加改良劑（氫氧化鈣、谷氨轉(zhuǎn)氨酶[54]）等能夠促進面筋的形成或者能夠促使形成具有與面筋網(wǎng)絡相似作用的方式，都可以有效地改善小米粉的加工品質(zhì)，提高小米粉在面條制作中的添加量。

2.4 小米在餅干中的應用

餅干是一種非常常見的方便食品，小米餅干不僅能夠豐富餅干的種類，還能具有一定的保健作用。

研究證明小米具有制作膨化餅干的潛力，利用米餅機制作的小米膨化餅干，其質(zhì)構(gòu)和感官與市售的旺旺雪餅非常接近[55]。還可以將膨化后的小米粉作為薄脆餅干的制作原料，其中硬度和脆度是評價薄脆餅干品質(zhì)的重要指標，小米膨化粉的添加會增加餅干的硬度，脆度呈現(xiàn)先增加、后減小的趨勢，在小米膨化粉添加量為30%時脆度最大，同時添加30%的小米膨化粉也更易成型[55]。在小米曲奇餅干的研究中，隨著小米粉添加量的增加，曲奇餅干的硬度呈現(xiàn)先減小、后增大的U型曲線圖；當小米粉添加50%時，餅干硬度最小，酥松易碎；當小米粉添加量為80%時，曲奇餅干硬度最大，此時曲奇餅干質(zhì)地較硬，而硬度的增加不利于曲奇餅干的適口性，所以小米粉在曲奇餅干中的添加量在50%左右比較適宜[56]。除了添加到其它餅干的原料中，我們還可以利用小米制作無麩質(zhì)餅干，從而滿足特殊人群的需要，有學者用小米粉和乳清蛋白按照9：1的比例進行復配，制作出了與小麥粉松餅品質(zhì)相當?shù)臒o麩質(zhì)小米粉松餅，并進行了免疫學驗證，安全可靠，面筋含量在允許范圍內(nèi)，可用于乳糜瀉患者的飲食[57]。用小米與其它具有保健功能的食品原料進行復配，可以提高餅干的功能特性，如用小米和胡蘿卜渣纖維進行復配制作餅干，制作的小米胡蘿卜渣纖維餅干不僅膳食纖維含量高、營養(yǎng)豐富，長期食用還具有降低高血壓、冠心病、中風、Ⅱ型糖尿病、肥胖和各種代謝綜合癥等保健作用[58]?？梢?，小米餅干營養(yǎng)豐富、質(zhì)地良好，符合人們的需求。但小米粉的添加對餅干的硬度具有較大的影響，這也是影響小米餅干品質(zhì)的主要因素，而且制作的餅干與市售餅干還有一定差距。

3 小米在實際應用中存在的問題及解決方案

3.1 缺乏面筋蛋白

面粉中面筋蛋白含量的多少，決定了面團的加工品質(zhì)。小米本身不含面筋蛋白，這也成為了小米在面制品中發(fā)展最大的阻礙。如何在提高面制品中小米粉含量的同時，又能保證面制品的品質(zhì)，是促進小米在面制品領域發(fā)展的關(guān)鍵。對小米粉進行改性加工，對提高其可加工性具有一定的幫助。研究證明對小米粉進行擠壓改性能夠提高其在面條中的添加量，小米粉雖然不含面筋，但是經(jīng)過擠壓改性后的小米粉具有了較好的成型性，在面條中的添加量可以達到80%[58]。超微粉碎也是食品中常用的改性方法，研究發(fā)現(xiàn)小米經(jīng)過超微粉碎后的，顆粒的粒徑變小，表面積增大；隨著粒徑的減少，小米粉的流動性有了明顯的改善；超微小米粉的溶解度升高，糊化溫度降低；凍融穩(wěn)定性、酶解性質(zhì)、沉降性能也能得到顯著改善[59]。也有學者探究了發(fā)酵對小米淀粉性質(zhì)的影響，研究中用乳酸菌和酵母菌發(fā)酵對小米淀粉進行改性探索，發(fā)現(xiàn)兩種菌發(fā)酵都不會改變小米淀粉的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，但是淀粉的最終粘度與未發(fā)酵相比會有所增加[60]。另外用淀粉酶對小米淀粉進行改性也是一種可行的方法，用α-淀粉酶改性過的小米粉，能夠改善小米面包的產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性，使面包的硬度降低[61]。而且α-淀粉酶的添加還能夠縮短面團的發(fā)酵時間，增大面包體積及高度[62]。除了對小米進行改性，添加改良劑也能夠起到改善小米加工特性的效果，研究指出0.2%氫氧化鈣有利于小米粉面團中蛋白質(zhì)的交聯(lián)，從而能夠增加面團的可塑性[51]。

3.2 賴氨酸含量低

賴氨酸是人體維持正常生長代謝的必需氨基酸之一，機體不能自身合成，必須從食物中獲取。小米食品中的賴氨酸含量極低,且在加工過程中易被破壞而損失,是其第一限制性氨基酸。目前，針對賴氨酸缺乏的解決方案主要分為添加營養(yǎng)強化劑和與其它賴氨酸含量高的原料進行復配兩種。相比添加營養(yǎng)強化劑，復配這種方法更能受到人們的喜歡。毛軍偉[63]把大豆、玉米、小米進行復配，大豆和玉米中豐富的賴氨酸，使產(chǎn)品中的賴氨酸得到了補充，強化了產(chǎn)品的營養(yǎng)特性。侯濤[64]利用苦蕎和燕麥麩皮，與小米進行復配，利用苦蕎豐富的賴氨酸含量與小米進行互補，同時燕麥麩皮含有豐富的膳食纖維，能夠進一步使產(chǎn)品的營養(yǎng)得到完善。

4 展望

近年來對小米保健功能的研究非常豐富，小米功能成分(如多肽、多酚、黃色素等)的提取、純化、加工已具備成熟的技術(shù)，在抗癌、抗氧化、抗炎、降血壓、降血糖等方面的研究已經(jīng)初具成效。小米在面制品的應用研究主要集中在優(yōu)化工藝，提高添加量上。大部分研究也證明了通過一些添加劑和改性能夠改善小米食品的加工品質(zhì)。而目前對于食品中常用的改性方法如擠壓膨化、低溫擠壓、濕熱處理、超微粉碎以及微生物發(fā)酵在小米中的應用研究不多，不夠深入。而這些改性方式如何對小米中主要的保健成分產(chǎn)生影響；我們能不能通過不同的改性方式生產(chǎn)出像小麥那樣面向不同產(chǎn)品的專用小米粉；不同的改性方式會不會對最終產(chǎn)品的保健效果產(chǎn)生影響；針對改性后小米的不同的保健功效，能不能劃分出具有不同保健作用的小米原料，從而面對不同的人群制作不同的產(chǎn)品，這些問題都還有待深入研究。另外，針對小米可加工性不高這一點，探尋新型有效的改良劑或許是一種新的突破口。

小米的營養(yǎng)成分豐富，保健價值極高。小米產(chǎn)品的開發(fā)與應用倍受人們的關(guān)注?？蒲泄ぷ髡邔π∶自诿嬷破返膽醚芯砍晒^多，但目前市場上小米食品種類卻很少，小米成分含量低、感官品質(zhì)不高，并不能滿足人們的需求。我們應該更多地使研究成果向產(chǎn)品進行轉(zhuǎn)化，這樣不僅能夠滿足人們對健康飲食的追求，使保健食品種類得到補充，改善國民飲食結(jié)構(gòu)，還能提高農(nóng)民的收入。