黑小麥及其芽類制品研究進(jìn)展

于章龍，宋 昱，謝颯英，蔡 岳

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花研究所，山西運(yùn)城 044000）

0 引言

近年來，中央一號(hào)文件對(duì)功能農(nóng)業(yè)和功能食品發(fā)展有較多關(guān)注。2017 年中央一號(hào)文件明確指出：“加強(qiáng)新食品原料，藥食同源食品開發(fā)和應(yīng)用。加強(qiáng)現(xiàn)代生物和營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化技術(shù)研究，挖掘開發(fā)具有保健功能的食品?！眱?yōu)質(zhì)特色黑小麥?zhǔn)呛瘫究埔荒暝耘嗟霓r(nóng)作谷物，屬于優(yōu)質(zhì)特色專用小麥谷物資源。黑小麥籽粒顏色呈現(xiàn)深黑色、紫色、深藍(lán)色等，不但具有普通小麥的一般特征，還具有獨(dú)特的營(yíng)養(yǎng)和保健功能，屬于重要的黑色谷物資源。黑小麥的加工與選育與近10 年來國(guó)際小麥品質(zhì)研究主題“營(yíng)養(yǎng)與健康”十分相符。目前，黑小麥主要作為標(biāo)記性狀在小麥遺傳育種研究中被廣泛應(yīng)用，在食品、醫(yī)藥等方面的應(yīng)用較少。當(dāng)代人的飲食結(jié)構(gòu)正在由溫飽型向功能型和保健型轉(zhuǎn)變，黑小麥以其獨(dú)特性質(zhì)及其可作為主糧食用的巨大優(yōu)越性，隱藏在籽粒中，促進(jìn)人體健康的天然生理活性物質(zhì)將逐漸被挖掘而得到最大利用。

1 黑小麥研究利用現(xiàn)狀

1.1 黑小麥起源發(fā)展史

自19 世紀(jì)起，科研工作者開始對(duì)四倍體黑小麥選育進(jìn)行研究，選育出系列紫粒小麥。20 世紀(jì)30 年代育種工作者發(fā)現(xiàn)六倍體紫粒小麥。長(zhǎng)穗偃麥草的4E 染色體攜帶的藍(lán)色糊粉層基因是藍(lán)粒性狀的主要來源。國(guó)內(nèi)外許多著名學(xué)者，如Knott、Sharman、李振聲等人均從長(zhǎng)穗偃麥草與普通雜交后代中獲得了藍(lán)粒小麥異代換系、異附加系和易位系等。20 世紀(jì)80 年初，我國(guó)育種專家開始深入研究黑小麥，并培育出許多優(yōu)良品種，如黑小麥76 號(hào)、河?xùn)|烏麥526、運(yùn)黑28、運(yùn)黑161、漯珍1 號(hào)、黑寶石1 號(hào)等。黑小麥具有抗逆性強(qiáng)、子粒大、產(chǎn)量高、品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，大多數(shù)品種的千粒質(zhì)量都在40 g 以上。據(jù)測(cè)定，黑小麥籽粒中蛋白質(zhì)的含量占14%～20%，18 種氨基酸的總含量為15.2%，高于普通小麥80%～90%，且8 種人體必需氨基酸平衡。黑小麥特殊的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)使其具有抗氧化、抗突變等功能。有研究證明，黑小麥在保健方面也有一定效果[1]。

1.2 黑小麥加工利用現(xiàn)狀

目前，市場(chǎng)上已出現(xiàn)黑小麥初級(jí)產(chǎn)品，如黑小麥饅頭、黑小麥片、黑小麥面條等，利用部分黑小麥及其副產(chǎn)品研發(fā)的發(fā)酵食品如高級(jí)醬油、富硒醋等黑色系列保健食品備受人們關(guān)注。通過配粉加工的面條耐煮、抗泡、有彈性、爽口、透明性較好、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高。強(qiáng)筋類型黑小麥的面包加工品質(zhì)較好，面包品質(zhì)均達(dá)到或超過了白小麥的水平。然而，對(duì)黑小麥功能性成分理論研究還處在起步階段，高建偉等人[2]研究了藍(lán)粒小麥色素的形成機(jī)制；孫群等人[3]研究了籽粒色素含量在黑粒小麥籽粒發(fā)育過程中動(dòng)態(tài)變化；楊兆艷等人[4]以黑小麥麩皮為原料，通過大孔吸附樹脂純化浸提液，采用光譜分析對(duì)黑小麥色素進(jìn)行初步鑒定，認(rèn)為黑小麥中的色素屬于花色苷類化合物，光穩(wěn)定性不高、抗氧化、較耐熱。李文多對(duì)黑小麥麩皮非淀粉多糖進(jìn)行了研究，為黑小麥麩皮的結(jié)構(gòu)和功能性研究奠定了一定的基礎(chǔ)。

1.3 小麥活性物質(zhì)研究進(jìn)展

酚酸和黃酮、葉酸、植物固醇、生育酚、γ - 氨基丁酸（GABA） 等是小麥籽粒中常見的生物活性物質(zhì)[5]。酚酸和黃酮是小麥粒中含量最多的酚類化合物，主要存在于種皮和糊粉層，抗氧化能力強(qiáng)，可維持人體內(nèi)氧化劑和抗氧化劑平衡，二者在谷物中均主要以結(jié)合態(tài)存在，通過酯鍵或糖苷鍵與細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)物質(zhì)纖維素、木質(zhì)素和蛋白質(zhì)等連接，在小腸中經(jīng)微生物發(fā)酵后被消化吸收[6-8]。生育酚在動(dòng)物的生殖、抗老化、神經(jīng)及免疫等系統(tǒng)中必不可少[9]。GABA 是一種胰島素，能夠有效預(yù)防糖尿病，參與多種代謝活動(dòng)，具有很高的生理活性。

2 小麥芽研究利用現(xiàn)狀

2.1 黑小麥芽利用現(xiàn)狀

黑小麥經(jīng)發(fā)芽制成小麥芽。目前，黑小麥芽主要應(yīng)用于生產(chǎn)小麥啤酒[10]。小麥籽粒中蛋白質(zhì)含量及蛋白質(zhì)組分對(duì)制麥、糖化、發(fā)酵及啤酒的泡沫、風(fēng)味和非生物穩(wěn)定性具有重要的影響。而黑小麥中賴氨酸、纈氨酸含量較高，可以減少啤酒酵母在合成纈氨酸代謝途徑中生成雙乙酰的量，從而有利于啤酒后發(fā)酵。20 世紀(jì)70 年代美國(guó)大麥研究所開始研制黑小麥啤酒，加拿大Alley Kat 啤酒公司已實(shí)現(xiàn)黑小麥啤酒的商品化，Glattrar J 等人[11]研究了將黑小麥作為啤酒輔料的可行性，并嘗試對(duì)其糖化工藝優(yōu)化，而且在中試條件下研究了所釀啤酒特性。我國(guó)黑小麥啤酒的研究起步較晚，1998 年黑龍江省齊齊哈爾啤酒廠利用黑小麥釀制啤酒，劉慧等人報(bào)道了黑小麥生產(chǎn)啤酒的發(fā)酵工藝。而小麥芽作為功能性食品原料研究較少，基本上處在對(duì)其特殊成分的理論研究階段。

2.2 小麥芽活性物質(zhì)研究進(jìn)展

小麥發(fā)芽過程中多種酶活力激增，還原糖、維生素、膳食纖維等含量均大有提高[12]。國(guó)內(nèi)外對(duì)發(fā)芽小麥中酶的研究主要有淀粉酶、蛋白酶、植酸酶和脂肪酶等。小麥芽酶類中，淀粉水解酶在食品行業(yè)應(yīng)用方面的研究較多，如面制品加工等[13]。Bohn L等人[14]研究發(fā)現(xiàn)小麥發(fā)芽過程中植酸酶活性增強(qiáng)，植酸被分解，因而發(fā)芽能夠提高小麥中礦物質(zhì)元素的生物有效性。小麥芽含有豐富的葉綠素和葉酸，Hefni M 等人[12]用不同品種的小麥做試驗(yàn)，得出發(fā)芽可以使小麥的葉酸含量增加4～6 倍，即使隨后對(duì)發(fā)芽小麥進(jìn)行烘干（50 ℃） 磨粉也不會(huì)影響葉酸的含量。張鐘等人[15]的研究結(jié)果表明，發(fā)芽小麥籽粒中多酚含量呈增加的趨勢(shì)，因而發(fā)芽提高了小麥的抗氧化性。Szwajgier D 等人[16]研究結(jié)果表明，小麥發(fā)芽后酚酸含量，特別是阿魏酸含量增加。此外，研究發(fā)現(xiàn)，通過發(fā)芽可以提高谷物中GABA 的含量。小麥芽是一種對(duì)健康較好的天然食材。開發(fā)小麥芽類食品特別是黑小麥芽類食品，可獲得具有更高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和更高保健功效的食品，完全與目前中國(guó)乃至世界食品行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)（健康、美味、方便、實(shí)惠）吻合。將黑小麥芽用于食品行業(yè)作為酶源、功能性食品原料，或進(jìn)行小麥芽類食品開發(fā)的前景廣闊。

3 結(jié)語

我國(guó)自古以來就有以黑色食品做滋補(bǔ)用的習(xí)俗，在“健康中國(guó)”戰(zhàn)略的大背景下，營(yíng)養(yǎng)豐富且具有特殊保健功能的黑小麥及其芽類制品研究意義深遠(yuǎn)。近年來，在黑小麥品種選育方面取得了較大進(jìn)展，在生產(chǎn)上也得到了一定的應(yīng)用，且對(duì)黑小麥的理論研究也逐漸成為研究熱點(diǎn)，但僅僅局限于對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分、色素和遺傳、加工等少數(shù)方面進(jìn)行了一些初步研究，而關(guān)于黑小麥特別是黑麥芽中的抗氧化成分的研究鮮有報(bào)道。因此，加強(qiáng)對(duì)黑小麥原料及黑小麥芽功能成分開發(fā)，并利用現(xiàn)代加工技術(shù)及分析技術(shù)對(duì)其功能成分變化深入研究，有利于促進(jìn)我國(guó)黑小麥及其芽類制品功能性食品天然化，有利于加快黑小麥深加工業(yè)的發(fā)展，從而促進(jìn)黑小麥產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。