適度加工+梯次利用 讓谷物更健康更“值錢”

　　谷物加工科技創(chuàng)新是推動國家糧食安全、人民營養(yǎng)健康和農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要引擎。為加強谷物科技國際合作與交流，推動谷物科學與技術(shù)學科發(fā)展，日前，由中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所主辦的2023年谷物科學與技術(shù)國際研討會在京召開，針對谷物精準調(diào)控，適度加工及梯次利用中的共性理論、關(guān)鍵技術(shù)以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢展開探討，共同破解谷物加工發(fā)展的“卡脖子”問題。

　　全谷物助力節(jié)糧減損提供更多健康選擇

　　谷物作為全球最重要的糧食來源之一，對于全球糧食安全具有非常重要的意義。糧食安全是全球共同面臨的重要挑戰(zhàn)之一，黨的二十大報告提出，全方位夯實糧食安全的根基，牢牢守住18億畝耕地的紅線，確保中國人的飯碗牢牢端在自己手中。

　　當前，我國三大主糧全產(chǎn)業(yè)鏈浪費和損失相對嚴重。其中收獲、儲藏、加工和消費環(huán)節(jié)的損失率較高，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國每年浪費糧食高達700億斤，損耗率達到5%。保障糧食安全最關(guān)鍵的是科技賦能這個強引擎，從長遠和根本上來講，科技進步是解決糧食問題的根本出路。中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所所長王鳳忠介紹說，研究所高度重視加工與糧食減損方向的學科建設(shè)，致力于農(nóng)產(chǎn)品加工科學與技術(shù)的研究和創(chuàng)新。提高農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的品質(zhì)和效益，促進農(nóng)產(chǎn)品減損保護和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，攻關(guān)了小型烘干設(shè)備，助力中小農(nóng)戶和新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體儲糧。加工是減損的重要環(huán)節(jié)，若實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈條減損可再造“糧食千億斤增產(chǎn)行動”，通過開展科技創(chuàng)新、農(nóng)機推廣、全民節(jié)糧減損行動等相關(guān)行動，到2035年可使糧食收獲、儲藏、加工和消費環(huán)節(jié)的損失率分別減少1—3個百分點，分別可減損159億斤、446億斤、260斤、213億斤，共實現(xiàn)糧食減損1078億斤。

　　近年來，我國慢病發(fā)生率不斷上升，并且呈年輕化趨勢。研究表明，很多慢病都和“吃”有關(guān)，不合理的膳食會導致諸多健康問題。隨著大眾健康意識提升，健康飲食成為趨勢，低GI食品、全谷物食品和植物基食品為消費者提供了更多健康選擇，市場需求不斷增加。

　　精細化加工的精米白面只保留了天然谷物籽粒的淀粉質(zhì)胚乳，去除了外層的麩皮和胚芽部分。但是種皮與胚芽中的營養(yǎng)物質(zhì)非常豐富，包括膳食纖維、B族維生素、各種礦物元素等微量營養(yǎng)素以及很多的生物活性成分。在精米白面的加工過程中，這些營養(yǎng)與活性物質(zhì)60%—90%都會損失。國家糧食與物資儲備局研究員譚斌指出，以稻米加工為例，其中稻殼是不可食部分，占21%左右；可食的部分如麩皮和胚芽，占到9%左右，精米（淀粉）占70%。我國稻谷現(xiàn)在的平均整精米率是65%。如果只食用精米，就意味著9%的可食麩皮和胚芽都損失掉了。因此，發(fā)展全谷物飲食對于減少糧食資源的浪費、降低慢病風險非常重要，是科研工作者當下面臨的挑戰(zhàn)。

　　中國農(nóng)業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院教授沈群分享了其團隊課題組做的小米降糖分子機制。通過對小米饅頭、3∶1小米餅（普通粉、擠壓粉）、小米餅（普通粉）、小米飯、小米粥5種食材進行實驗，團隊首先發(fā)現(xiàn)進食小米粥后，血糖峰值最高，持續(xù)時間最長，說明小米粥對血糖的刺激最大，血糖生成指數(shù)最高，小米飯與之相反。進一步發(fā)現(xiàn)進食小米飯后對胰島β-細胞的刺激較小，即維持血糖穩(wěn)定所需的胰島素較少。團隊對糖調(diào)節(jié)受損人群進行干預(yù)實驗，讓其每日攝入50克小米制作的食物6—12周。由血糖等數(shù)據(jù)可知，每日攝入50克小米制作的食物6—12周可表現(xiàn)出降糖功效。沈群解釋，小米膳食可能通過提高瘦素水平，控制食欲來降低血糖，并通過減輕機體炎癥狀態(tài)來增強胰島素功能，從而發(fā)揮降血糖功效。她表示，小米膳食能在一定程度上進一步改善糖耐量減低患者的腎功能，小米膳食干預(yù)能夠顯著改善受試者的腸道微生物組成及相對豐度。

　　在食品加工過程中，酚類化合物可以與淀粉形成復合物，多酚的體內(nèi)釋放有助于調(diào)控食物的血糖生成指數(shù)。明確淀粉-多酚互作的影響因素、復合物調(diào)控多酚在胃腸道中的釋放和生物可利用度，對于開發(fā)多酚與淀粉共存體系的營養(yǎng)型產(chǎn)品及工業(yè)化生產(chǎn)具有重要意義。中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所副研究員李明指出，淀粉-多酚復合物的形成受淀粉、多酚結(jié)構(gòu)，食品加工方式和加工條件影響。團隊提取物理場中的典型參數(shù)，如加工時間和溫度、微波強度、超聲強度、體系溶劑、pH值等，提出了包含物或非包含物的互作動力學假設(shè)。其中，直鏈淀粉和簡單多酚在加工過程中更容易形成V型包含物。除此之外，淀粉-多酚復合物的結(jié)構(gòu)還影響多酚在胃腸道中可控的釋放。V型包含物越多，越有利于延緩多酚在消化過程中的釋放，抑制多酚在胃環(huán)境中的降解，促進其在腸道中的生物利用，進而通過抑制關(guān)鍵消化酶和葡萄糖的轉(zhuǎn)運以調(diào)控血糖響應(yīng)。

　　創(chuàng)新工藝提升谷物產(chǎn)品附加值

　　谷物是我國最大宗的農(nóng)產(chǎn)品，谷物加工業(yè)是農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是食品工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)。我國谷物加工的科技水平接近國際先進水平，部分領(lǐng)域達到了國際先進水平。近年來，新產(chǎn)品、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，一批行業(yè)標準隨之出臺，取得了不俗的經(jīng)濟效益和社會效益。

　　隨著加工精細化程度的不斷提高，谷物副產(chǎn)物的產(chǎn)量也越來越多，因此谷物副產(chǎn)物加工利用是一個非常重要的研究方面。江蘇大學教授馬海樂指出，谷物副產(chǎn)物的物理預(yù)處理方面，谷物副產(chǎn)物經(jīng)擠壓膨化、微波和催化時，紅外處理技術(shù)及設(shè)備可以鈍化副產(chǎn)物中的脂肪氧化酶、對原料殺菌殺蟲，延長保質(zhì)期。團隊在燃氣催化式紅外加熱設(shè)備研究上取得一定進展，該設(shè)備應(yīng)用了以燃氣為熱源的催化式紅外技術(shù)，具有高效、潔凈、低價的優(yōu)點。2016年，團隊研制出我國第一臺燃氣催化式紅外發(fā)射器，表面溫度、功率密度、發(fā)熱均勻等核心指標達到歐美產(chǎn)品水平。2022年，團隊主導起草了催化式紅外設(shè)備行業(yè)標準《JB/T 14374-2022食品機械 催化式紅外加熱設(shè)備》。

　　如何提取谷物副產(chǎn)物中含有的胚芽油、膳食纖維、阿魏酸等活性成分？馬海樂指出，可利用超聲波、超臨界等物理場提取新技術(shù)及設(shè)備。以米渣蛋白為例，使用超聲波處理設(shè)備后，蛋白提取率提高了2.4倍；大米蛋白限制性氨基酸和蛋氨酸的含量分別比未經(jīng)超聲波處理的增加了14.88%和15.58%。關(guān)于谷物副產(chǎn)物的物理改性方面，馬海樂表示，利用超聲輔助酶解、梯度稀釋補料酶解-膜分離耦合反應(yīng)、超聲（磁場）輔助發(fā)酵、加工過程關(guān)鍵參數(shù)原位檢測智能控制、擠壓膨化或者爆破改性等新技術(shù)，可把谷物副產(chǎn)物中的蛋白、膳食纖維等大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化成高附加值的活性肽、高利用度的水溶膳食纖維等產(chǎn)品。

　　新的發(fā)展形勢下，食品工業(yè)化提高，產(chǎn)品趨向多樣化，消費水平、模式不斷變化，消費者需求不斷提高，面制品行業(yè)面臨新的轉(zhuǎn)型升級。面制品企業(yè)如何控制質(zhì)量，河南工業(yè)大學糧油食品學院副院長關(guān)二旗指出，質(zhì)量精準調(diào)控是關(guān)鍵，面粉加工需要注意以下幾個環(huán)節(jié)。首先是原糧。控制原糧品質(zhì)要建立企業(yè)內(nèi)控小麥原糧指標，不要僅僅基于現(xiàn)有的常見指標，特定產(chǎn)品的內(nèi)控指標篩選很重要。其次是研磨?！半娮臃蹘煛笔且环N小麥智慧制粉系統(tǒng)，可以提高面粉的食品加工適應(yīng)性，既適應(yīng)面制品的品質(zhì)要求，又適應(yīng)不同的制作要求，達到加工過程質(zhì)量控制要求。最后是面粉的后處理。小麥籽粒蛋白質(zhì)有著梯度分布，小麥制粉工藝會對蛋白質(zhì)產(chǎn)生不同變化。關(guān)二旗強調(diào)，面粉加工企業(yè)要注重從數(shù)量發(fā)展向質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變；積極把握市場（消費端）需求，重視科技創(chuàng)新；建立內(nèi)控及面粉質(zhì)量評價體系，根據(jù)自身狀況選取適合的品質(zhì)指標。

　　面條是我國的傳統(tǒng)食品之一，以其制作簡單、食用方便深受消費者青睞。中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所副研究員張影全表示，改變高分子量谷蛋白亞基（HMW-GS）組成是蛋白質(zhì)品質(zhì)改良的主要方法之一。研究HMW-GS與面條感官質(zhì)量特性之間的關(guān)系，明確顯著影響面條感官質(zhì)量的HMW-GS及其組合，對分子設(shè)計育種、面條小麥品種選育、面條加工企業(yè)原糧選擇具有重要指導意義。

　　針對面筋蛋白與面制品加工質(zhì)量之間的關(guān)系，中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所教授魏益民指出，面筋蛋白賦予了小麥面團獨特的流變學特性和食品制作功能，從而孕育出眾多的面制品。研究表明，除面筋決定面團特性和面包制作質(zhì)量外，不應(yīng)忽視籽粒其他成分的作用，某些成分既有某種作用，又和面筋網(wǎng)絡(luò)互作而發(fā)揮作用。以饅頭為例，饅頭質(zhì)量受蛋白質(zhì)和部分淀粉特性的影響，與蛋白質(zhì)含量、面筋指數(shù)、沉淀值、穩(wěn)定時間、最大拉伸阻力，以及峰值黏度、低谷黏度、最終黏度等指標存在顯著關(guān)系。評價饅頭粉質(zhì)量的主要指標包括面筋指數(shù)、粉質(zhì)儀軟化度、拉伸儀拉伸面積、吹泡儀的面團延展性等。（記者 高 娜）

　　轉(zhuǎn)自：中國食品報

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