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科技

適度加工+梯次利用 讓谷物更健康更“值錢”?

來源：中國食品報

本報記者 高 娜


【資料圖】

谷物加工科技創新是推動國家糧食安全、人民營養健康和農業高質量發展的重要引擎。為加強谷物科技國際合作與交流，推動谷物科學與技術學科發展，日前，由中國農業科學院農產品加工研究所主辦的2023年谷物科學與技術國際研討會在京召開，針對谷物精準調控，適度加工及梯次利用中的共性理論、關鍵技術以及產業發展趨勢展開探討，共同破解谷物加工發展的“卡脖子”問題。

全谷物助力節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，我國三大主糧全產業鏈浪費和損失相對嚴重。其中收獲、儲藏、加工和消費環節的損失率較高，相關數據顯示，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。中國農業科學院農產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，致力于農產品加工科學與技術的研究和創新。提高農產品加工業的品質和效益，促進農產品減損保護和農業的可持續發展，攻關了小型烘干設備，助力中小農戶和新型農業經營主體儲糧。加工是減損的重要環節，若實現全產業鏈條減損可再造“糧食千億斤增產行動”，通過開展科技創新、農機推廣、全民節糧減損行動等相關行動，到2035年可使糧食收獲、儲藏、加工和消費環節的損失率分別減少1—3個百分點，分別可減損159億斤、446億斤、260斤、213億斤，共實現糧食減損1078億斤。

近年來，我國慢病發生率不斷上升，并且呈年輕化趨勢。研究表明，很多慢病都和“吃”有關，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物質非常豐富，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，這些營養與活性物質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。

中國農業大學食品科學與營養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，團隊首先發現進食小米粥后，血糖峰值最高，持續時間最長，說明小米粥對血糖的刺激最大，血糖生成指數最高，小米飯與之相反。進一步發現進食小米飯后對胰島β-細胞的刺激較小，即維持血糖穩定所需的胰島素較少。團隊對糖調節受損人群進行干預實驗，讓其每日攝入50克小米制作的食物6—12周。由血糖等數據可知，每日攝入50克小米制作的食物6—12周可表現出降糖功效。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來增強胰島素功能，從而發揮降血糖功效。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，多酚的體內釋放有助于調控食物的血糖生成指數。明確淀粉-多酚互作的影響因素、復合物調控多酚在胃腸道中的釋放和生物可利用度，對于開發多酚與淀粉共存體系的營養型產品及工業化生產具有重要意義。中國農業科學院農產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、多酚結構，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，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。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-多酚復合物的結構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，抑制多酚在胃環境中的降解，促進其在腸道中的生物利用，進而通過抑制關鍵消化酶和葡萄糖的轉運以調控血糖響應。

創新工藝提升谷物產品附加值

谷物是我國最大宗的農產品，谷物加工業是農產品加工業的基礎產業，是食品工業的支柱產業。我國谷物加工的科技水平接近國際先進水平，部分領域達到了國際先進水平。近年來，新產品、新技術不斷涌現，一批行業標準隨之出臺，取得了不俗的經濟效益和社會效益。

隨著加工精細化程度的不斷提高，谷物副產物的產量也越來越多，因此谷物副產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，谷物副產物的物理預處理方面，谷物副產物經擠壓膨化、微波和催化時，紅外處理技術及設備可以鈍化副產物中的脂肪氧化酶、對原料殺菌殺蟲，延長保質期。團隊在燃氣催化式紅外加熱設備研究上取得一定進展，該設備應用了以燃氣為熱源的催化式紅外技術，具有高效、潔凈、低價的優點。2016年，團隊研制出我國第一臺燃氣催化式紅外發射器，表面溫度、功率密度、發熱均勻等核心指標達到歐美產品水平。2022年，團隊主導起草了催化式紅外設備行業標準《JB/T 14374-2022食品機械 催化式紅外加熱設備》。

如何提取谷物副產物中含有的胚芽油、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及設備。以米渣蛋白為例，使用超聲波處理設備后，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超聲波處理的增加了14.88%和15.58%。關于谷物副產物的物理改性方面，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、超聲（磁場）輔助發酵、加工過程關鍵參數原位檢測智能控制、擠壓膨化或者爆破改性等新技術，可把谷物副產物中的蛋白、膳食纖維等大分子物質轉化成高附加值的活性肽、高利用度的水溶膳食纖維等產品。

新的發展形勢下，食品工業化提高，產品趨向多樣化，消費水平、模式不斷變化，消費者需求不斷提高，面制品行業面臨新的轉型升級。面制品企業如何控制質量，河南工業大學糧油食品學院副院長關二旗指出，質量精準調控是關鍵，面粉加工需要注意以下幾個環節。首先是原糧。控制原糧品質要建立企業內控小麥原糧指標，不要僅僅基于現有的常見指標，特定產品的內控指標篩選很重要。其次是研磨。“電子粉師”是一種小麥智慧制粉系統，可以提高面粉的食品加工適應性，既適應面制品的品質要求，又適應不同的制作要求，達到加工過程質量控制要求。最后是面粉的后處理。小麥籽粒蛋白質有著梯度分布，小麥制粉工藝會對蛋白質產生不同變化。關二旗強調，面粉加工企業要注重從數量發展向質量發展轉變；積極把握市場（消費端）需求，重視科技創新；建立內控及面粉質量評價體系，根據自身狀況選取適合的品質指標。

面條是我國的傳統食品之一，以其制作簡單、食用方便深受消費者青睞。中國農業科學院農產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）組成是蛋白質品質改良的主要方法之一。研究HMW-GS與面條感官質量特性之間的關系，明確顯著影響面條感官質量的HMW-GS及其組合，對分子設計育種、面條小麥品種選育、面條加工企業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量之間的關系，中國農業科學院農產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量外，不應忽視籽粒其他成分的作用，某些成分既有某種作用，又和面筋網絡互作而發揮作用。以饅頭為例，饅頭質量受蛋白質和部分淀粉特性的影響，與蛋白質含量、面筋指數、沉淀值、穩定時間、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系。評價饅頭粉質量的主要指標包括面筋指數、粉質儀軟化度、拉伸儀拉伸面積、吹泡儀的面團延展性等。

《中國食品報》(2023年08月23日04版)

（責編：高 娜）

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