中国小米全谷物食品的研究现状及发展方向

李兴峰，宁亚维，缪 铭，王志新，谭 斌，贾英民

(1.河北科技大学生物科学与工程学院，河北石家庄 050018；2.江南大学食品科学与技术国家重点实验室，江苏无锡 214122；3.国家粮食局科学研究院，北京 100037)

中国小米全谷物食品的研究现状及发展方向

李兴峰1，宁亚维1，缪 铭2，王志新1，谭 斌3，贾英民1

(1.河北科技大学生物科学与工程学院，河北石家庄 050018；2.江南大学食品科学与技术国家重点实验室，江苏无锡 214122；3.国家粮食局科学研究院，北京 100037)

全谷物食品的研究目前主要集中在稻米和全麦等主食领域，全谷物小米的研究开发滞后。基于国内外全谷物的定义及中国实际，提出小米是一种重要的全谷物资源，小米全谷物食品在中国具有很大的发展潜力，分析了中国当前小米加工的现状和存在的问题，展望了小米全谷物食品的发展方向。

小米；全谷物；谷子；营养性质；发展方向

1 全谷物定义

目前，由于每个国家的谷物种类、种植条件、消费方式、加工技术等差别较大，使得全球范围内对全谷物食品还没有形成一个通用性强、可操作性强的定义和规范[1]。较为公认的全谷物定义是由美国谷物化学家协会(AACC)、美国食品药品监督管理局(FDA)、美国全谷物理事会(WGC)和欧盟健康谷物协会(Health Grain)描述的。

1999年，AACC最早提出全谷物定义：完整、碾碎、破碎或压片的颖果，基本组成包括胚乳、胚芽和麸皮，各个组成部分的相对比例与完整的颖果相同[1]。WGC于2004年提出了全谷物食品的定义[2]：全谷物食品应含有谷物种子中所具有的全部组分与天然营养成分，如果谷物是经过加工的(比如经过碾碎、压片、挤压或水煮处理)，其产品必须含有与原始谷物种子中相当的营养成分。WGC提出的全谷物食品品种包括籽粒苋、大麦、荞麦、玉米(包括全谷玉米粉和爆玉米花)、小米、燕麦(包括燕麦粉)、奎奴亚藜、大米(糙米和有色米)、裸麦、高粱、埃塞俄比亚画眉草、黑小麦、小麦等。这些谷物食品在被食用时必须含有种子中所有的麸皮、胚芽和胚乳成分，才能称为“全谷物食品”。2006年，FDA对全谷物的定义与AACC相同[2]，并且明确了全谷物食品的种类和范围，包括籽粒苋、大麦、荞麦、小麦、玉米、小米、昆诺阿藜、稻米、燕麦、高粱、埃塞俄比亚画眉草、黑小麦、小麦与野生稻米。此外，FDA规定豆类、油料和薯类不属于全谷物。2006年，欧盟健康谷物协会提出的全谷物定义是指去除谷物的外壳等不可食部分后的颖果，形式可包括完整、碾碎、破碎或压片，基本组成为麸皮、胚芽和胚乳且相对比例与天然颖果相同；为了去除细菌、霉菌、农药残留和重金属等杂质，允许在加工过程中少量损失，但损失量不能超过谷物的2%，麸皮的损失量不能超过10%[2-3]。

中国对全谷物食品研究尚处于起步阶段，目前还没有组织或机构正式提出统一公认的适合中国国情的全谷物定义。谭斌认为欧盟的全谷物定义具有更好的借鉴意义，并建议中国全谷物的定义至少应包含以下3个要素[4]：1)全谷物是指去除谷物的外壳等不可食部分后的颖果，基本的结构学组成中淀粉质胚乳、胚芽与麸皮的相对比例与天然完整颖果一样；2)允许在加工过程中少量损失，以去除细菌、霉菌、农药残留及重金属等杂质，但这个损失量的合理界定需要通过实践研究予以确定，以实现营养与安全的双重要求；3)中国全谷物的种类包括稻米、小麦、玉米及杂粮类，其中杂粮主要包括青稞、燕麦、荞麦、小米、高粱、黑米、大麦、黄米、薏苡和籽粒苋等，不包括薯类与豆类。

由此可见，无论是国际上AACC，FDA，WGC和欧盟健康谷物协会，还是中国学者，都把小米归为全谷物的范畴，如表1所示[4-5]。可见，小米是全谷物家族的重要成员。

表1 国内外全谷物食品的种类Tab.1 Kinds of whole grain in the world

2 小米全谷物食品在中国的发展潜力

2.1小米资源丰富，谷子种植面积和产量均居全球第一位

小米是谷子脱壳的产物，谷子起源于中国，栽培历史已有8 700多年。谷子具有生育期短、适应性广、耐干旱、耐贫瘠、易储存等特点，曾长期是中国北方的主要粮食作物[6]。但自20世纪80年代以来，随着种植面积的逐渐萎缩(由解放初期的1 000万hm2下降为目前130万hm2左右)，谷子由主要粮食作物变为杂粮作物，小米也从主粮变成了杂粮[7]。其原因是多方面的：一方面是稻米、小麦等大宗作物单产的提高和栽培的轻简化；另一方面是谷子本身栽培繁杂和市场需求的不足；同时也有小米本身的问题，如质地较硬，口感劣于精米和白面。

中国是世界上最主要的谷子生产国，目前种植面积和产量均居全球第一位。国家统计局最新数据表明，2011年中国谷子产量为156.72万t，播种面积为74.541万hm2。按照产量划分，全球谷子主要分布在中国、印度和东欧国家，中国谷子产量占世界产量的80%[8-9]。中国的谷子种植集中在北方干旱及半干旱地区，主要分布在河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、山东、河南等省份；其中，河北省谷子产量在中国排第一，占中国产量的1/3，种植面积占中国的1/4，贸易量占中国的1/2[7]。

2.2小米富含多种营养素，不亚于大宗粮食

小米营养非常丰富，富含碳水化合物、蛋白质、脂肪三大营养素和多种维生素、矿物质等微量营养物质[10-14]。小米和大米、小麦、玉米等大宗粮食的营养组成如表2所示[8]。

表2 小米的主要营养成分及与大宗粮食的比较Tab.2 Main nutrition of millet compared with staple grains

注：100 g谷物样品，水分质量分数为12%。

从表2可知：小米中碳水化合物含量(质量分数，下同)为74.62%，主要成分是直链淀粉和支链淀粉。小米富含多种矿物质，100 g小米中钙、磷、铁含量分别为21.80，268，6.00 mg，远高于大米中的含量。

小米中的蛋白质含量为9.28%，与小麦接近(9.40%)，远高于大米中的6.76%；蛋白质消化率为83.4%，生物价为57，高于大米和小麦[11]。小米蛋白质中含有人体必需的8种氨基酸，与大米和小麦相比，除了赖氨酸稍显逊色外，其他7种都超过了小麦和大米，尤其是色氨酸和蛋氨酸含量远高于大米、小麦和玉米，如表3所示[11]。

表3 小米中的氨基酸及与大宗粮食比较Tab.3 Amino acids of millet compared with staple grains mg

注：表中数值为100 g谷物样品含量。

3 中国小米加工现状

3.1小米加工日益追求精度，产生大量谷糠副产物

中国小米产业的现状是产业化程度较低，谷子的深加工处在初级阶段，产品主要以小米原粮形式流通、销售，消费方式以小米粥为主。小米的主要加工工艺是将谷子通过脱壳、碾米等手段去掉谷子的种皮和胚芽，加工成商品小米[15]。加工精度是小米等级划分的依据。所谓加工精度，是指粟脱掉皮层的程度，以100粒小米粒皮层基本去净的颗粒所占比例数来表示的。

中国现行的国家标准GB/T 11766—2008根据加工精度将小米分为3个等级[16]。其中，一级小米的加工精度不低于95%，说明100粒小米中至少有95粒小米的皮层基本去净；二级小米的加工精度不低于90%，说明100粒小米中至少有90粒小米的皮层基本去净；三级小米的加工精度不低于85%，说明100粒小米中至少有85粒小米的皮层基本去净。由此可见，现行小米标准中要求将谷子的麸皮和胚乳的绝大部分去除。因此，目前的小米加工不符合全谷物的要求，同时产生了大量的废弃物——谷糠。

到目前为止，中国共发布了2个小米国家标准[16-17]，分别是GB/T 11766—1989(小米) 和GB/T 11766—2008(小米)。在小米质量标准方面主要差异有2点：一是将原标准的加工精度指标进行了修改，二是取消了对水分指标的地域性区分，如表4和表5所示。1989年的国家标准根据加工精度，将小米分为3个等级，其中一级小米的加工精度不低于90%、二级小米的加工精度不低于70%，三级小米的加工精度不低于50%；而现行的国家标准将3个等级的加工精度提高，即一级小米的加工精度不低于95%，增加了5个百分点；二级小米的加工精度不低于90%，增加了20个百分点；三级小米的加工精度不低于85%，增加了35个百分点。这表明，小米加工产业越来越追求加工精度，当前生产企业中高精度、免淘洗小米占主体。

表4 中国现行国标中的小米质量标准(GB/T 11766—2008)Tab.4 Present GB of millet in China (GB/T 11766—2008)

表5 中国废止国标中的小米质量标准(GB/T 11766—1989)Tab.5 Abolished GB of millet in China (GB/T 11766—1989)

3.2小米糠含有大量营养物质，未得到充分利用

小米糠也称粟谷糠，是谷子(粟米)加工脱壳后产生的糠麸。小米糠有2种，谷子第1遍加工后产生的皮壳叫粗谷糠，也叫砻糠；脱壳后的糙米经进一步精制加工后产生的种皮、外胚乳和糊粉层的混合物叫磨光糠或米皮糠，也叫细谷糠[18]。目前，中国小米糠绝大多数被用作低附加值的饲料，少部分提取小米糠油，未将其所具有的营养价值和资源效益充分发挥出来。小米糠中含有丰富的蛋白质、脂肪、糖类、维生素、矿物质等营养素，其中蛋白质、粗纤维和脂肪的质量分数约占12.48%，51.69%，9.49%，灰分约占7.5%，水分含量约为8.29%[19]。李艳福等用气相色谱法测定了小米细糠油的脂肪酸组成[20]。结果表明：不同产地的小米细糠油的脂肪酸组成差别不大，其主要脂肪酸组成为棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸等，其中亚油酸的含量达60%以上。此外，小米糠中富含矿物质，常量和微量元素都很丰富[18]：K(2 368 mg/kg)，Na(29.4 mg/kg)，Mg(18 420 mg/kg)，Cu(11.4 mg/kg)，Fe(281.0 mg/kg)，Mn(47.1 mg/kg)，Zn(35.0 mg/kg)。除了基本营养物质，小米糠中含有丰富的生理活性物质，如膳食纤维、肌醇、谷维素、糠蜡等[21-23]。刘敬科等研究了小米糠膳食纤维对血糖和血脂的调节作用[24]，以小米糠膳食纤维为原料，测定空腹血糖、血清总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇等指标，结果表明小米糠膳食纤维对血糖和血脂具有一定的调解作用。

因此可见，目前的加工技术去掉了小米中绝大部分的表皮和胚芽，不仅损失了大量营养素和功能性成分，还造成了粮食的浪费。如果保留小米的表皮和胚芽，将得到全谷物小米食品，不仅最大程度保留小米的营养成分和功能物质，还提高了出米率。

4 小米全谷物食品需解决的问题和发展方向

4.1小米全谷物食品需解决的问题

尽管小米全谷物食品具有营养、安全和功能性方面的诸多优势，但也存在全谷物食品的共性问题[25-26]。

感官性质是全谷物食品最主要的问题，主要表现为口感粗糙、色泽晦暗，无法与精米和白面的细腻口感和亮白外观竞争，这也是全谷物食品面临的最大障碍[27]。其主要原因是由于全谷物的组织学特性所致[26]。此外，小米全谷物的保藏也是需要解决的一个关键问题。糙米的不稳定性主要体现在含有胚芽，会由于脂肪酶的活性，使油脂易发生氧化而酸败。

4.2小米全谷物食品的发展方向

借鉴国内外全谷物的发展趋势，结合小米全谷物的自身特点，笔者认为未来小米全谷物食品的发展方向应包括以下几个方面：1)着力研究全谷物小米的品质改良和保藏稳定性，将挤压加工技术、微粉化加工技术和生物技术等现代食品科技手段应用于小米全谷物；2)建立小米全谷物的相关标准，可从地方标准和行业标准开始；3)加强小米与大宗粮食及豆类的合理搭配，并与传统主食品及非传统新兴食品进行有效结合；4)加强小米全谷物食品的营养与健康功能评价研究，包括其生理活性物的分离鉴定与评价、加工食品的营养与健康作用评价等；5)在产品开发方面应多样化，在传统粥类的基础上开发冲调类和即食类新形式，重点研究开发小米全谷物食品的方便化；6)开展小米全谷物食品的科普与推广工作，通过科普宣传提高消费者的认识，改变长期形成的追求精度和口感的不良饮食习惯，开展有效的推广途径，拓展小米全谷物食品的产业链。

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Research status and development direction of millet
whole grain food in China

LI Xingfeng1， NING Yawei1， MIAO Ming2， WANG Zhixin1， TAN Bin3， JIA Yingmin1

(1. School of Bioscience and Bioengineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang Hebei 050018， China; 2. State Key Laboratory of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi Jiangsu 214122， China; 3. Academy of State Administration of Grain, Beijing 100037， China)

Recently, research of whole grain mainly focuses on rice and wheat, while less on millet. Millet whole grain's research and development lag behind. In this paper, the opinion that millet is an important member of whole grain family is provided based on the definition of whole grain and China's national conditions. Moreover, millet whole grain food has great development potential in China. The development direction of millet whole grain is put forward based on the current status and analysis of millet processing.

millet; whole grain; foxtail millet; nutrition character; development direction

2014-03-25；

2014-05-07；责任编辑：张士莹

国家科技支撑计划项目(2012BAD34B05)；国家农业科技成果转化资金项目(2013GB2A200032)；中国工程院重大咨询项目(2013-ZD-7-5)

李兴峰(1978-)，男，河北沧州人，副教授，博士，主要从事食品科学与安全方面的研究。

贾英民教授。E-mail：ymjia0311@hebust.edu.cn

1008-1542(2014)03-0250-05

10.7535/hbkd.2014yx03007

TS213

A

李兴峰，宁亚维，缪 铭，等.中国小米全谷物食品的研究现状及发展方向[J].河北科技大学学报,2014,35(3):250-254.

LI Xingfeng，NING Yawei，MIAO Ming，et al.Research status and development direction of millet whole grain food in China[J].Journal of Hebei University of Science and Technology,2014,35(3):250-254.