全麥粉加工及穩(wěn)定化研究進展

李 靜

河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學院 (鄭州 451191)

小麥是人類最重要的大宗糧食作物之一，在我國小麥及其制品在主食和休閑食品的消費中占據(jù)著重要地位，近5年我國小麥的平均年產(chǎn)量達13 409.6萬t[1]，約占全國全年糧食總產(chǎn)量的20%。小麥籽粒主要由約13.5%～18.5%的皮層、78%～84%的胚乳和1.5%～3.9%胚芽這三部分組成，各類營養(yǎng)成分分布極不均勻。麩皮中含有大量的膳食纖維、優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)等營養(yǎng)素以及戊聚糖、酚酸、類黃酮等植物化學物。胚芽含有人體所必需的脂肪酸、優(yōu)質(zhì)蛋白、維生素E、B族、礦物質(zhì)以及谷胱甘肽、二十八烷醇、甾醇等，胚乳中主要含有淀粉和蛋白質(zhì)。

我國傳統(tǒng)小麥粉加工追求精、白、細，主要采用胚乳部分，雖然適口性和色澤較好，但意味著麩皮和胚芽所含有的大量營養(yǎng)成分被去除，造成了營養(yǎng)資源的浪費[2-3]。隨著健康消費、合理膳食的理念逐漸融入人們的生活，全谷物食品由于其對多種慢性疾病的改善和預(yù)防作用,成為了全球關(guān)注的熱點。

1 全麥粉定義

2021年10月,中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《糧食節(jié)約行動方案》，加強糧食產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的節(jié)約減損，推進面粉加工智能化改造和麩皮、胚芽等糧食資源綜合利用。我國每年因過度加工損失糧食75億kg以上[4]，加強全麥粉加工工藝的研究、開發(fā)優(yōu)質(zhì)全麥食品，防止因過度加工造成的營養(yǎng)、糧食和能源的浪費，從“保供”向“優(yōu)供”轉(zhuǎn)變，推進糧食“質(zhì)”的安全、滿足大健康產(chǎn)業(yè)消費升級需求是新時代優(yōu)質(zhì)糧食工程發(fā)展的重要方向。

2010年歐盟健康谷物協(xié)會提出了全麥粉相關(guān)的標準為：全谷物是指除去不可食用的外殼部分后，完整的、碾碎的、破裂的或壓成片的穎果，其基本組成成分包含胚乳、胚芽與麩皮，且相對比例與完整穎果基本一致；允許加工過程存在小量損耗，但不得超過谷物質(zhì)量的2%，在達到去除霉菌、細菌、重金屬和農(nóng)藥殘留等雜質(zhì)的同時，麩皮的損耗量不得超過麩皮總量的10%；全谷物的各解剖學部分相對組成比例應(yīng)把不同品種、不同年份、不同批次等的合理正常變幅列入考慮；全麥粉生產(chǎn)要求需遵循GMP[5]。

根據(jù)我國現(xiàn)行標準《全麥粉》(LS/T 3244—2015)定義：全麥粉是指以整粒小麥為原料,經(jīng)制粉工藝制成，且小麥的胚乳、麩皮與胚芽的相對比例與天然完整穎果基本一致的小麥全粉[6]。普通面粉的制粉是將小麥清理后，進行逐級的研磨破碎和篩理，分開麩皮和胚乳，并將胚乳磨成一定粗細度等級的面粉，而全麥粉則要求含有麩皮和胚芽的部分，目前的加工方法主要有整粒研磨法和回添法兩種。

2 整粒研磨法

整粒研磨法以整粒小麥作為原材料，不經(jīng)胚乳與麥胚和麩皮分離，整體研磨得到制品。工藝流程較短，出粉率高，設(shè)備占地小，能最大限度保存全麥籽粒的成分。周紅婷[7]等優(yōu)化黑小麥全麥粉的生產(chǎn)放法，流程為：小麥清理→潤麥→研磨、篩理→配粉，其小麥清理按常規(guī)的流程進行篩理、去石、打麥、風選、磁選、再篩理，入潤麥倉潤麥36～48 h、潤麥后水分達14.5%～15.0%，其研磨和篩理區(qū)別于傳統(tǒng)的皮磨、心磨、渣磨及麩皮、次粉等不同系統(tǒng)物料分磨分篩、分別各自走向或反復(fù)研磨篩理，改為物料分磨混篩，采用磨、篩一體設(shè)備，研磨過程使用3臺磨粉機，篩理過程使用1臺兩倉平篩機，將小麥顆粒經(jīng)過3次研磨和2次篩理分級，最后根據(jù)產(chǎn)品的不同用途配粉；產(chǎn)量提高20%的同時，能耗降低40%。

李偉[8]等的全麥粉加工流程為：小麥→除雜→氣爆小麥→烘干→初步粉碎→超微粉碎→過篩→成品，采用氣爆處理小麥籽粒后超微粉碎獲得全麥粉，最佳氣爆處理條件為氣爆壓力0.9 MPa，處理時間8 min，此條件下獲得全麥粉的脂肪含量、水分較小，總膳食纖維含量較之未氣爆處理組提高了3倍，水溶性膳食纖維的含量提高近7倍。由于小麥籽粒中的麩皮纖維素含量較高、韌性大，較之胚乳不易破碎成粉，整粒研磨法對磨粉機的要求較高，新式的碟巢磨可同時實現(xiàn)物料的粉碎與干燥，產(chǎn)能高出同功率的超微粉碎機2～3倍。

陳克明[9]等采用不同研磨方式比對分析得出，經(jīng)微粉機、輥磨處理的全麥粉，其麩皮相對細膩均勻，粉質(zhì)指數(shù)、拉伸阻力、延伸度及崩解值相對較小，適合作面條用全麥粉；碟巢磨處理的全麥粉，其麩皮相對較粗，粉質(zhì)指數(shù)、拉伸阻力、延伸度及峰值黏度相對較高，適合作面包用全麥粉。杜昱蒙[10]等使用工業(yè)沖擊磨微粉碎小麥全籽粒，隨粉碎粒徑降低，全麥粉水分含量由10.73%降低至9.42%、淀粉從73.14%降低至68.77%，損傷淀粉含量從4.07%增至5.74%，膳食纖維和灰分含量有較明顯下降；室溫下的保質(zhì)期逐漸縮短，從50 d降低到27 d。

3 回添法

回添法是國內(nèi)目前使用較多的全麥粉生產(chǎn)方法，是將胚乳與麩皮、胚芽分別研磨，將胚乳按原有流程制備精制面粉，將麩皮和胚芽進行單獨的研磨制粉和穩(wěn)定化處理后回添至胚乳精制面粉中混合均勻制得全麥粉?；靥矸ǖ膬?yōu)勢在于可利用面粉生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備，適當增加麩皮和麥胚的研磨和穩(wěn)定化處理設(shè)備，在盡量在減少麩皮和胚芽營養(yǎng)成分損失的前提下對其中含有的酶進行穩(wěn)定化處理，增加其儲藏性，然后根據(jù)不同下游食品加工企業(yè)的需求將麩皮和麥胚按不同的添加量和粗細度回添混合，針對性較強，可生產(chǎn)全麥粉、高纖維粉、麥胚粉等多種產(chǎn)品[2]。

劉小平[11]等的全麥粉加工流程為：小麥→前處理→破渣→粉碎研磨→篩理分級→滅酶→回添；其中前處理包括：清理除雜→色選→脫外果皮，脫去外果皮質(zhì)量占麩皮質(zhì)量的3%～5%；采用破渣機將麥仁破為2～4塊，去除其腹溝內(nèi)的雜質(zhì)及微生物；粉碎研磨依次采用3～4道皮磨、5～6道心磨、1道渣磨、1道尾磨，分離出麩皮粉碎物與胚芽粉碎物，并得到粗細度符合要求的胚乳粉碎物；篩理分級采用高方篩對分離出的麩皮粉碎物篩理精選，按照不同粒度要求將其分為不同等級；分別對麩皮粉碎物、胚芽粉碎物進行滅酶處理；將滅酶后的麩皮粉碎物及胚芽粉碎物與胚乳粉碎物根據(jù)產(chǎn)品需要混合均勻，制得全麥粉。

趙吉凱[12]等研究采用齒輥前路出粉和后路微粉碎的短粉路回添法制備全麥粉，效率相對較高，能耗較低，其研究表明皮磨磨輥的參數(shù)對全麥粉的理化指標、粉質(zhì)特性和糊化的影響程度順序為：磨輥軋距>3B 齒數(shù)>2B 齒數(shù)>1B 齒數(shù)。

楊思齊[13]等對比超微粉碎機直接粉碎和麩皮粉、小麥粉3∶7混合回添法所產(chǎn)的全麥粉，結(jié)果表明相較于回添法，整粒粉碎所產(chǎn)全麥粉的濕面筋含量、降落數(shù)值較高，水分含量和破損淀粉含量較低，但其面團的形成、穩(wěn)定時間以及粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)均低于回添法面團，其弱化度和各項拉伸指標高于回添法面團；隨著粉碎粒度的減小，直接粉碎制得全麥粉的白度和破損淀粉顯著增大，降落數(shù)值和水分含量顯著降低，濕面筋含量和灰分無明顯變化，而回添法全麥粉的破損淀粉顯著增大，白度、水分含量和濕面筋含量顯著降低，降落數(shù)值無明顯變化。

4 穩(wěn)定化處理的研究

不耐儲存、保質(zhì)期較短是制約全麥粉及其制品發(fā)展的主要因素。麩皮含有大量的多糖、酚酸、淀粉酶、氧化物酶、多酚氧化物酶等，胚芽中含有脂肪氧化酶、內(nèi)源性脂肪酶，同時含有大量脂肪，在儲藏和流通過程中極易發(fā)生脂類的水解酸敗和氧化酸敗，形成如氫過氧化物、酮、環(huán)氧醛、呋喃、內(nèi)脂等，產(chǎn)生哈喇味[14]。脂質(zhì)氧化還會影響到全麥粉中淀粉的變化和面筋的形成、導(dǎo)致類胡蘿卜素的氧化和維生素E含量的降低[15]。麩皮所含的酚類化合物被氧化后生成的醌類物質(zhì)使食品產(chǎn)生變色、變質(zhì)。不利于全麥粉的儲存穩(wěn)定性和制品的加工應(yīng)用特性。麩皮內(nèi)源性β-木糖苷酶對多糖的降解物使微生物的益生活性增加。此外，麩皮表面攜帶的污染性物質(zhì)、農(nóng)藥殘留、蟲卵、致病細菌霉菌等外源性微生物是影響全麥粉儲藏穩(wěn)定性和安全性的另一因素。

為保障全麥粉的儲存穩(wěn)定性，延長其貨架期，需對全麥粉進行穩(wěn)定化處理，國外對于全麥粉穩(wěn)定化處理研究起步較早，目前主要采用熱處理技術(shù)。熱處理可有效的殺害小麥中的微生物和害蟲，同時使生物酶失活，但是熱處理會導(dǎo)致全麥粉蛋白質(zhì)的部分變性，從而面筋含量也會受到影響，因此相對更適用于低筋全麥粉的生產(chǎn)。近五年國內(nèi)在全麥粉的穩(wěn)定化處理新技術(shù)的探索和研究主要在于微波輻照、擠壓處理、常壓蒸汽、過熱蒸汽處理、臭氧處理、真空堿液處理等方面。

張巖巖[16]等研究表明隨著微波功率及處理時間的增加，全麥粉菌落總數(shù)和脂肪酸值的增加速率受到抑制，當微波輻照功率400 W、處理時間120 s時，全麥粉具有更好的儲藏穩(wěn)定性，同時其面團的流變發(fā)酵特性、粉質(zhì)特性以及饅頭的品質(zhì)得了到改善。李雪杰[17]等綜合研究臭氧對全麥粉儲藏特性及品質(zhì)的影響，得出臭氧的最佳處理時間為15 min，能夠明顯改善全麥粉的色澤；臭氧處理后全麥粉的脂肪酸值在貯存期間雖逐漸升高,但3個月后仍在國家標準范圍內(nèi)；全麥粉破損淀粉少量增加，面團的穩(wěn)定時間、濕面筋含量、拉伸面積呈現(xiàn)先升后降的趨勢，并在臭氧處理15 min時達到最大。王明瑩[18]等研究表明真空堿溶液潤麥可降低小麥籽粒脂肪酶的活性，并有效改善全麥粉的品質(zhì)特性，當Na2CO3溶液的濃度為0.5%時，全麥粉脂肪酶活性最低，能夠顯著延長全麥粉的貯藏穩(wěn)定時間，增強其面團面筋的筋力和黏彈性，提高糊化特性。

劉艷香[19]等對麩胚粉采用擠壓穩(wěn)定化處理，可有效增強其儲藏穩(wěn)定性，經(jīng)處理的麩胚粉淀粉結(jié)晶度降低，同一添加量下擠壓處理麩胚的面團有更高的吸水率，其黏度峰值和回生值、穩(wěn)定時間、蛋白質(zhì)弱化度降低，有助于延緩面團的老化。張楠[20]等研究表明過熱蒸汽處理可抑制麥胚酸敗變質(zhì),提高其貯藏穩(wěn)定性，最優(yōu)條件為溫度220 ℃、Steam檔位處理時間30 s，可以滅活麥胚中82.74%的脂肪酶和87.03%的脂肪氧化酶，28 d加速貯藏試驗中顯示其脂肪酸值增加量較之未處理組降低了47.86%。葉國棟[21]等對比研究微波、常壓蒸汽和擠壓處理麥麩，根據(jù)其全麥粉的貯藏穩(wěn)定性和面團的品質(zhì)進行分析，常壓蒸汽穩(wěn)定化處理麩皮后，可顯著提升其全麥面團的粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)和穩(wěn)定時間，顯著降低全麥粉的弱化度，更適合于全麥粉加工；3種處理方式均可降低麥麩脂肪氧化酶及脂肪酶的活性，在貯藏期間，擠壓和蒸汽處理方式的全麥粉脂肪酸值較低且上升緩慢，可有效改善全麥粉的穩(wěn)定性，而微波處理的全麥粉脂肪酸值較高且上升較快；擠壓和蒸汽處理全麥粉的黃酮和多酚含量以及多酚對氧自由基吸收能力和ABTS+·清除能力均顯著低于微波處理。

5 結(jié)論

我國全麥粉生產(chǎn)及全麥食品的開發(fā)起步較晚，仍有較大的發(fā)展空間，研究與開發(fā)科學的全麥粉生產(chǎn)體系、提高產(chǎn)品的耐儲存性，改善全麥食品的食用品質(zhì)、增加新產(chǎn)品的開發(fā)、建立健全相關(guān)的標準體系，對于改善我國居民營養(yǎng)狀況、發(fā)展大健康產(chǎn)業(yè)，提高我國小麥糧食資源的有效利用與增值增效具有重要意義。