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藜麦产品的加工利用研究进展

时间:2023-04-04 08:45:08
摘要:介绍了藜麦营养成分,对藜麦在食品领域的研究进展进行综述,提出当前问题思考与展望,为今后藜麦的产品开发及研究提供科学依据。
关键词: 藜麦 产品加工 研究进展

藜麦产品的加工利用研究进展

藜麦(Chenopodiumquinoawilld)原产于南美洲安第斯山脉地区,耐寒、耐旱,对环境适应能力极强。藜麦除常规营养元素外,富含人体所需六大营养素及被归为第七营养素的膳食纤维,因不含麸质的特性,可作为乳糜泻患者(也称麦胶蛋白过敏性肠病)饮食受限后的优质蛋白来源。藜麦是目前唯一一种被联合国国际粮农组织(FAO)推荐为“全营养食品”的单体植物,可满足人体对于营养的基本需求,更有“黄金谷物”“超级谷物”之美誉。随着人们消费水平提高,消费者对以功能性谷物为原料开发的高附加值产品需求愈发强烈。文章综述了藜麦营养成分及相关产品开发研究进展,旨在为今后藜麦开发创新提供理论支撑。

1藜麦营养成分分析

1.1蛋白质

与大多数谷物相比,藜麦蛋白质含量高,达到12%~16%,其中包括35%白蛋白和37%球蛋白以及少部分醇溶蛋白,氨基酸比例较其他谷物更加均衡,不仅含有亮氨酸、异亮氨酸等必需氨基酸,还富含谷物蛋白质中含量甚少的第一限制性氨基酸—赖氨酸,其含量是小麦、水稻等谷物的2倍多,达到了国际粮农组织制定标准的96%。此外,藜麦蛋白质含量与牛肉相当,生物学价值与牛奶相似,具有高营养价值及高消化率,可在增强免疫力的同时,协助其他营养成分的消化吸收。同时,由于藜麦蛋白的生物活性具备极高的生物学价值,可作抗菌、抗糖尿病、抗肿瘤等药理作用研究。

1.2脂肪

藜麦脂肪价值由脂肪酸决定,其中必需脂肪酸,即多不饱和脂肪酸,是影响人体健康水平的重要因素。藜麦中多不饱和脂肪酸占不饱和脂肪酸干重的60.4%~70.6%,主要为亚油酸,对预防血栓等疾病有良好功效,此外,藜麦中富含ω-3和ω-6型多不饱和脂肪酸,二者平衡可有效降低健康风险,提高机体免疫水平。

1.3碳水化合物

藜麦中的碳水化合物主要由淀粉、抗性淀粉和膳食纤维构成,因此,藜麦全麦面粉的性质很大程度取决于淀粉的组成及性质。据报道,多数藜麦淀粉中直链淀粉占比为9%~11%,且根据不同环境及种植方式上下浮动,与谷物的胚乳淀粉相比,藜麦支链淀粉含有8~12个单位短链和13~20个单位长链,低含量的直链淀粉和独特的支链淀粉结构决定了藜麦淀粉的独特理化特性,即在低温环境下可以糊化,且具有高附水能力和溶胀能力。此外,藜麦所含膳食纤维中有78%的不可溶膳食纤维,可促进消化,改善肠道健康,对抑制肥胖有良好效果,可作为具有良好开发前景的高纤维作物加以研究。

1.4生物活性

藜麦含丰富的多酚、皂苷、黄酮等生物活性成分,对促进人体健康,提高免疫能力及应激水平有巨大价值。据报道,藜麦的总酚含量(TPC)范围为39.29mgGAE/100g~198.23mgGAE/100g,在发芽期间,生化、物力、酶活力等因素都会导致TPC增加。皂苷属糖苷,具有抗炎杀菌、抗癌等功效,主要存在于谷物的外层,是谷物呈苦味的供给成分,在谷物中含量为4.4%。黄酮是藜麦的主要次级代谢物,其抗氧化效果极强,是维生素E的10倍多,能有效缓解衰老、抗癌、改善血液循环等。基于此,以藜麦生物活性成分展开深度研究的热度将逐年攀升,使其充分发挥高价效,实现为人体生命活动消耗供给。

2国内外研究现状

2.1藜麦国外研究现状

藜麦是安第斯山脉主要粮食作物之一,因其卓越的营养价值及生物活性被引种到欧洲、非洲、亚洲等世界各地。藜麦的传统用途是将其制作成早餐,或磨成面粉后生产烤面包或其他焙烤类产品,其作物叶子食用方式与菠菜相似,可用作拌沙拉,整个植物也被选作喂养牲畜的饲料。由于产地优势,国外对于藜麦的研究更加深入,涉及领域更为广泛。近年来,小分子肽类因更容易消化吸收的特点,研究热度居高不下,在医学方面利用藜麦小分子肽的研究也备受瞩目。有学者从藜麦麸皮中提取白蛋白,辅以纤维素和半纤维素通过烷烃酶和胰蛋白酶水解产生生物活性肽,分离纯化后合成血管紧张素-I转化酶,饲喂自发性高血压大鼠,证明其可有效抑制高血压。

2.2藜麦国内研究现状

藜麦于20世纪末在中国引种试种,近年随着研究深入,开始种植专用型藜麦,包括食用型、饲料型及观赏型。据统计,目前国内多数研究仍集中于育种及种植,开发利用方面则多以藜麦作为辅料添加到产品中,用量少,依附其生物活性开展的深度研究属于空缺状态。据专利数据库检索,近年来藜麦相关专利申请数量整体呈稳步上升趋势,而在专利申报领域,藜麦食品以及饮料占比62%,由此可见,虽然国内藜麦研究尚处于探索阶段,但藜麦制品备受消费市场青睐。

3藜麦产品加工利用研究进展

藜麦作为唯一一种能够满足人体基本需求的单体植物,其自身的营养价值,与人体生命活动所消耗的基础物质完美匹配,在膳食中可调节机体营养平衡。随着人民生活水平不断提高,消费者开始注重饮食多元化追求,食品精细化程度也越来越高,藜麦为粮食市场发展提供更多选择性。消费市场对于藜麦及其制品的潜在需求量巨大,因此,加快开发进程显得尤为重要。

3.1主食中的应用

藜麦作为功能性杂粮,将其添加到食品中,能满足消费者对营养多样性需求。Cizeikiene等利用3种发酵剂制作藜麦-小麦复合面包,具有良好的感官特性以及营养强化特性,表现出高抗氧化活性。Bozdogan等利用藜麦粉代替玉米粉和马铃薯粉研制无麸质面糊和蛋糕,改善了面糊的流变性能,提高了面糊的稳定性、均匀性及机械强度,提升了蛋糕的营养性。

3.2肉制品中的应用

藜麦的高抗氧化活性,使其成为肉制品延缓腐败、保持感官品质的有效成分。Park等利用玉米淀粉、藜麦淀粉及藜麦相互组合制作藜麦鸡肉丸子,结果表明藜麦可作为鸡肉丸的天然抗氧化剂,最大限度减少酸败并延长产品的保质期。FernándezLópezJ等将藜麦添加到博洛尼亚型香肠中,使香肠在冷藏储存期间具有高抗氧化能力,且不会影响香肠本身的pH及微生物安全性。肉制品在储存及反复冻融中容易发生脂质氧化反应,导致营养流失,甚至会滋生病菌,产生致癌因素,藜麦的添加可有效缓解这一反应生成,提高肉制品品质及安全性。

3.3膨化食品中的应用

膨化食品是通过挤压膨化技术生产的一种口感丰富的新潮食品,以多孔蓬松、酥脆可口为特点,是广大消费者喜爱的一种休闲产品。Brito等将藜麦加工成藜麦粉和薄片,与玉米淀粉混合制成饼干,结果表明藜麦粉和藜麦薄片对饼干的硬度具有正向协同作用,可增加饼干酥脆口感,此饼干可作为乳糜泻患者获得膳食纤维、氨基酸、必需脂肪酸及矿物质的良好来源。将藜麦添加到膨化食品中,会改变面团的流变性,增强面团质地特性,同时藜麦淀粉中抗性淀粉可作为膨化食品的改良剂,使饼干气孔均匀,脆度适中。

3.4能量产品中的应用

能量产品是将原料的营养功能特性最大效开发利用,为特殊人群迅速、持续供应能量。能量食品面对的消费群体多为运动人群,可以快速调整人体状态,满足人体能量需求。González等利用膨化藜麦、苋菜、可可液和椰子油研制能量型零食,产品中碳水化合物含量高,可快速为特殊人群续充能量。Kaur等以藜麦为主要原料,糙米、亚麻籽、干果及蜂蜜为辅料开发针对麸质不耐症人群的无麸质谷物棒,测定的理化指标表明谷物棒的低含水量可防止微生物生长,延长产品的货架期,同时可为人体提供大量的蛋白质,脂肪等生物活性物质。

3.5即食产品中的应用

随着科技水平不断提升,人们生活节奏加快,越来越多消费者在饮食上开始倾向于即食产品。乐梨庆等以藜麦为主要原料,奇亚籽粉、玉米粉、燕麦粉和白砂糖为辅料,研制开发藜麦亚麻籽冲调粉,藜麦不仅改善了冲调粉的营养价值,还使冲调粉的颜色均匀,无分层沉淀,稳定性高,是极具商业价值的藜麦高附加值产品。梁霞等利用藜麦及其他谷类和豆类制作即食八宝粥,八宝粥质地黏稠,口感丰富,是一款高营养价值,对健康有潜在益处的即食食品。

3.6饮品中的饮用

以功能性谷物藜麦为原料开发的饮品,可在为人体补充水分的基础上,为身体提供一定能量及营养。Pamela等将一种新型植物乳酸菌用作藜麦饮料的发酵剂,研制出一款藜麦发酵饮料,研究表明,该产品口感丰富细腻,可促进肠道消化吸收,改善肠道功能。目前,市场上有许多基于替代牛奶开发的产品,但产品都存在一定局限性,豆奶因高蛋白质含量成为牛奶最常见的替代品,但人群中有60%对大豆有过敏反应,因此,Pineli等利用藜麦研制藜麦牛奶,发现藜麦牛奶的蛋白质含量比其他商业牛奶高36%,碳水化合物含量比报道过的大米牛奶高15%,作为牛奶的新型代替品,目前未对食用人群造成任何不良影响,且群众的接受性较高。当前藜麦饮品愈发盛行,不仅因为营养丰富,还因其是乳糜泻及乳糖不耐受人群的绝佳选择。

3.7保健产品中的应用

随着人们健康意识不断增强,对人体免疫系统产生良好影响的保健食品受到群众青睐。Zhang等从红藜麦中提取游离多酚和结合多酚,分析组合物构成,研究提取物对抑制α-葡萄糖苷酶及控制Ⅱ型糖尿病(T2DM)的效能,研究表明,藜麦结合多酚通过抑制α-葡萄糖苷酶延缓了淀粉消化,可有效抑制餐后高血糖,发挥保健功效。Yao等利用小鼠肥胖模型测试藜麦提取物皂苷对3T3-L1脂肪细胞的影响,结果表明,藜麦皂苷对脂肪细胞分化有抑制作用,降低了成熟脂肪细胞结构中的细胞活力,减少了脂肪细胞分化过程的脂质积累,是纯天然脂肪抑制剂。初级保健功效的产品中添加藜麦,可使制成品兼具营养与保健双重功效,起到维持宿主功能平衡作用。

4问题与展望

藜麦虽是营养价值丰富的谷物,但我国大部分地区依旧是以水稻、小麦为主食,消费者对于藜麦并不熟悉。当前藜麦发展仍存在以下问题,一是仍有许多地域的农作物种植者鲜少或没有藜麦的对称信息,导致地区优良品种培育缺失,因此未正式形成生产规模,更无完整的产业链条。二是由于藜麦属于引种作物,存在缺乏专业设备、种植体系不完善、生产加工尚不能深入等问题,导致生产加工初级阶段存在严重的浪费情况。三是产品结构单一,研究尚处于初级阶段,深加工品稀缺。近年来,随着功能性食品市场日益扩大,藜麦作为营养全面且具有高附加值的谷物,多被用以开发具有高营养价值的食品。因此,未来藜麦开发研究将以整体利用率为主方向,各领域专家学者将利用藜麦生物特性开发在多领域的应用机制,深度挖掘功能价值。藜麦制品研究将在解决当前问题的基础上,建立一系列严格的生产标准。实现藜麦活性成分高值化,开发出口感丰富、营养全面,且符合国人饮食习惯及膳食结构的功能性产品。我国藜麦产业的发展必将是挑战与机遇并存,寻求突破,不断探索以充分实现藜麦应用价值。

【参考文献】

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[3]乐梨庆,万燕,向达兵,等.藜麦奇亚籽冲调粉的研制及工艺优化[J].食品工业,2020,41(8):81-85.

[4]梁霞,周柏玲,王海平,等.藜麦八宝粥的制备工艺[J].现代食品科技,2020,36(12):143-152,197.

作者:杜乾 栗慧 孙丰梅 单位:河北北方学院