孟岳成，俞小良，浙江工商大学食品与生物工程学院，浙江杭州310035
摘要：杂粮在中国有着悠久的历史、丰富的内涵，并深深植根于中国人的饮食生活，中国人自古就十分重视五谷杂粮在日常膳食中的互配，并形成了五谷养身的饮食观。阐述了谷物杂粮的历史地位、营养价值、营养互补及其保健功能，并对利用现代科技手段开发杂粮复配产品的技术提出了看法。
关键词：谷物杂粮，复配技术，营养互补
1、谷物杂粮的历史地位
中华民族以谷物为主的饮食习惯已经沿袭了数千年的历史，并且是先有杂粮，后有主粮，杂粮是我们祖先最早的食物来源。如谷子，又称粟，古人称之为稗，“稗为百谷之长”。从人类饮食历史来看，粮谷类是人类最主要的食物。谷物杂粮主要包括谷类（稻米、玉米、小米、红米、黑米、紫米、大麦、燕麦、荞麦等）、杂豆类（黄豆、绿豆、红豆、黑豆、蚕豆、豌豆等）和块茎类（红薯、山药、马铃薯等）。在中国，大米和面粉以外的粮食作物被称作粗粮或杂粮，所以五谷杂粮也泛指粮食作物。
五谷在中华民族历史上占有非常重要的位置。早在《周礼》中就有对当时的宫廷御膳所谓“六食”（稻、黍、稷、粱、麦、瓜）的记载。即食医要从保健养生角度利用各种谷物为皇上安排每餐的营养搭配。2500多年前的中国医学专著《黄帝内经》里已经总结了健康饮食指南：“五谷为养，五果为助，五畜为益，五菜为充，气味合而服之，以补养精气”。这里的五谷指的是稻、黍、麦（麦类）、菽（豆类）、粟米（谷子）。
▲谷物小米
2、五谷为养的传统饮食与复配习惯
我国幅员辽阔，各地由于地理气候条件不同，种植着许多种类粮食作物，因此中国传统饮食就重视五谷搭配，以五谷为养。五谷养身的饮食观不仅历史悠久，而且成为中国饮食文化的基础，使得中国餐桌有“主食”和“副食”之分，而主食指的就是五谷。食五谷治百病，形成了中国多样的谷类食品，除常见的米饭、馒头和面条外，常有小米饭、小米粥、黑米粥、八宝粥、腊八粥、荞面饹饼、莜面卷和各种杂粮粥、糕等等，而且颇具地方特色，是人们传统饮食中最重要的一部分。
中华民族的传统膳食十分强调“药食同源，寓医于食”的食疗观。正是这种观念使中国人十分坚信“食五谷治百病”，自古就十分重视五谷杂粮在日常膳食中的互配。如江南一带十分流行的八宝粥就包括红豆、绿豆、豇豆、糯米、粳米、薏米、花生、莲子、金丝枣等；八宝饭有糯米、莲子、葡萄干、枣、青红丝、豆沙等；小米饭，主要在黄河中下游地区比较常见，在大米中放入部分小米一起煮食；米饭香味更浓郁；还有东北地区十分流行的大渣子粥，所谓大渣子就是指颗粒较大的玉米碎片，民间常会加入部分芸豆，这一方面改善了大渣子粥的口感，另一方面大大提高了大渣子粥的营养价值，因为玉米缺乏赖氨酸，而芸豆含有丰富的赖氨酸，起到互补的作用。
3、谷物杂粮的营养价值与营养互补
3.1谷类的结构和主要营养素分布
谷类虽然有多种，但其结构基本相似，由谷皮、糊粉层、胚乳、胚芽等4个主要部分组成，各种营养成分在各部分并非均匀分布。
▲谷类食品营养成分表
谷皮为谷粒的最外层，主要由纤维素、半纤维素等组成，含有一定量的蛋白质、脂肪和维生素以及较多的无机盐。糊粉层在谷皮与胚乳之间，含有较多的磷、丰富的B族维生素及无机盐，可随加工流失到糠麸中。胚乳是谷类的主要部分，含淀粉（约74%）、蛋白质（约10%）及很少量的脂肪、无机盐、维生素和纤维素等。胚芽在谷粒的一端，富含脂肪、蛋白质、无机盐、B族维生素和维生素E，其质地较软且有韧性，加工时易与胚乳分离而损失。
在中国，习惯上把大米和面粉称为细粮，其余的统称为粗粮、杂粮。事实上由于加工程度的不同，大米和面粉也有“粗”、“细”之分，糙米和全麦粉为“粗粮”，精白米、面为“细粮”，而我们日常食用的就是精白米、面，就是谷物中的胚乳（即米仁、麦仁），主要是淀粉，其他营养素较少。例如稻谷中维生素的含量外皮占29%，胚芽中占66%、胚乳占5%；小麦本含有丰富的镁元素，但加工成精白粉后，微量元素镁只剩下约15%；精白米中含微量元素镁只有糙米的三分之一。
3.2杂粮的营养
国际卫生组织和老人协会曾对长寿老人的饮食习惯作过调查，发现长寿老人中有50%常吃粗粮、杂粮。杂粮可贵之处就在于它的“杂”和“粗”，“杂”者说明它一般不会单一被食用，营养也就不会失衡；“粗”者是指一般杂粮食用方式不需要精细加工，这也正好保存了谷粒种子中最可贵的营养部分———胚芽和种皮。这些部分所含的营养为蛋白质、脂类、维生素、矿物质和膳食纤维等，是现代人普遍需要补充的营养元素。据我国现代营养学的数据表明：粗细粮搭配比单吃一种粮食营养价值要高出很多。如单吃大米，蛋白质的利用率只有58%，若与玉米混合食用，蛋白质的利用率则提高到71%；面粉、小米、大豆和牛肉单一食用，其营养成分利用率都在70%以下，而搭配食用，则可提高到99%。
由表1可以看出，一些杂粮在某些营养指标上比大米、小麦更有优势[1]。例如：莜麦（裸燕麦）、籽粒苋、薏米中的蛋白质含量都高出小麦和大米的113倍以上；尤为可贵的是莜麦、籽粒苋中的赖氨酸含量也很高。我国人均从主食中获得50%～80%的蛋白质，但作为主食的大米和小麦，其氨基酸组成中缺乏赖氨酸，易造成各种氨基酸之间的不平衡，导致蛋白质消化吸收率下降，利用率也不高。若能复配一定量的燕麦、籽粒苋、红薯，必能使氨基酸的构成更接近人体需要的模式，从而提高蛋白质的营养状况[2]。此外，大豆、花生含有较多优质蛋白，例如大豆蛋白质含量高达35%～39%，是谷物蛋白含量的3～4倍，还富含维生素、氨基酸、脂肪和铁、磷、钙等多种人体所需营养成分，因此谷物与豆类复配，彼此营养互补，能有效提高营养物质的利用率。
在脂肪和碳水化合物方面，除薯类外，多数杂粮均高于小麦和大米，有的甚至高出4～5倍。研究认为，各种米面中的脂肪均以不饱和脂肪酸为主，必需脂肪酸含量较高。如玉米脂肪含量4.3%，且多为不饱和脂肪酸，其中50%为亚油酸；荞麦含脂肪2.3%，其中单不饱和脂肪酸（油酸）占46.9%，亚油酸占14.6%；而燕麦的脂肪含量为6.1%～7.9%，其中必需脂肪酸（亚油酸）占35%～52%。必需脂肪酸在促进人体组织细胞的生成，调节脂质代谢尤其是胆固醇代谢，防止Χ-射线引起的皮肤损伤等方面有突出作用[2]。荞麦、燕麦的膳食纤维含量远高于大米和小麦，复配后可以提高谷物食品纤维含量。美国FDA推荐的总膳食纤维的摄入量为20～35g/d，我国营养学会2000年提出，成人膳食纤维适宜摄入量为30.2g/d。薏米中也含有较高的粗纤维，其中薏米多糖具有增强人体免疫功能、抑制癌细胞生长的作用[3]。
在重要的矿物质元素中，各种杂粮的钙、铁含量相差较大。杂粮中钙最多的是籽粒苋，是小麦、大米的近10倍，大麦、燕麦、薏米的钙含量也超过了大米。同时，这些杂粮中的铁含量也高于大米和小麦，但要注意食物中钙、铁的存在状态和植酸对其吸收率的影响。玉米中含有极为丰富的硒，具有很强的抗氧化活性，被国际公认为是一种抗癌的微量元素[4]。此外，镁含量也较为丰富。据报道，埃及人患癌率很低，仅为欧洲人的十分之一。这与埃及人食物中镁含量高有关，埃及人镁的日均摄人量约为欧洲人的一倍多。
杂粮中维生素丰富，其中硫胺素、核黄素的含量较高。如大麦中的核黄素为4.8mg/100g，是小麦粉的80倍，大米的48倍；甘薯富含维生素C，是苹果、梨、葡萄的10～30倍；玉米、小米含有较多的维生素E，而小米中还特别含有维生素A。
3.3杂粮的保健功效
据现代医学和营养学研究，许多杂粮含有特殊营养成分，对人体有良好食疗和保健作用。如荞麦具有药理功效的云香苷（芦丁）具有降脂、软化血管、增加血管弹性等作用[5]。WantanableM.和PrzybylskiR.等发现甜荞种子的醇提物表现出较高的抗氧化活性[6，7]；侯冬岩等对荞麦、大麦和燕麦的抗氧化性能进行了比较，发现荞麦的抗氧化性能最强[8]。而荞麦蛋白比大豆蛋白有更强的抑制胆固醇的作用，且对7，12-二甲基苯基（α）蒽诱导的雌性老鼠乳肿瘤发生有明显的抑制作用[9]。燕麦含有丰富的亚油酸，因此被称之为降脂佳品，对预防和治疗动脉粥样硬化、高血压、糖尿病、脂肪肝等也有较好的效果。有研究表明，燕麦具有良好的抗氧化效果，抗氧化成分主要是各种多酚类物质，如肉桂酸衍生物、对香豆酸、对羟基苯甲酸、邻羟基苯甲酸、4-羟基苯乙酸、香草醛、儿茶酚等[10]。燕麦中含有较多的膳食纤维，复合膳食纤维（DFC）能显著降低血胆固醇（TC）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）及肝胆固醇（LCH）水平。将燕麦麸、沙棘皮、豆胶等为主料制成的DFC也具有良好的降脂作用[11]。此外，在清除自由基方面，燕麦甲醇提取物显示出了极强的清除能力[12]。
小米中蛋白质含量9.28%，高于大米和小麦[13]。小米蛋白质中含有人体必需的8种氨基酸，除了赖氨酸逊色外，其他7种都超过了小麦、大米，尤其是色氨酸和蛋氨酸。同时，小米蛋白是一种低过敏性蛋白，特别适宜于孕产妇和婴幼儿食用[14]。Hegde等[15]对各种不同品种的小米中的多酚和单宁含量和抗氧化活性进行研究，结果发现，种皮上的酚类物质具有很强的抗氧化活性。美国医学界的研究指出，粗磨玉米面中含有丰富的氨基酸对抑制癌症有显著作用，玉米中的谷胱甘肽可清除体内自由基增强免疫力。用玉米胚芽制成的胚芽油是一种上等植物油，具有抗疲劳、降血脂、预防心血管疾病的神奇功效[16]，玉米中膳食纤维也具有良好的降血脂、降胆固醇的功能[17]。
研究发现[18，19]，植物性蛋白质对机体脂代谢能够产生有益的影响，如摄入大豆蛋白可以降低血清胆固醇和甘油三酯水平，从而减少心血管病发病的危险[20～22]。花生蛋白也具有类似功效[23]。甘薯是目前公认的健康长寿食品，含有丰富的其他谷类作物所缺乏的赖氨酸，将甘薯与米面搭配食用，可使蛋白质组成更全面[24]，并有防止动脉硬化的功能[25]。含有花青素的甘薯具有抗突变的功效[26]。薏米中的薏苡酯和多糖具有增强人体免疫功能、抑制癌细胞生长的作用[27]，用薏米配伍其他抗癌药物治疗肿瘤，并收到一定疗效。大麦中的尿氮素对促进顽固性溃疡愈合有积极作用[28]。
4、利用现代食品技术开发谷物杂粮复配食品
虽然中国有着悠久的食用杂粮的习惯，但随着现代人生活节奏的加快，人们已更多的习惯于食用精白米、精面。一方面是由于粗杂粮的口感比较差，不适应现代人的需求；另一方面也是由于粗杂粮的加工比较复杂，以及对杂粮的营养价值认识不足。因此应加强技术投入，采用先进的加工技术以解决杂粮复配食品的口感和食用的方便性问题。
4.1挤压技术
挤压技术在谷物食品生产中应用较多，工艺也较为成熟。文新华等[29]人用燕麦粉、小米粉、小麦粉、玉米粉和大米粉等谷物原料，对五谷杂粮营养早餐谷物食品的挤压工艺条件进行了研究。郝彦玲等[30]以优质的黑米、薏米、荞麦粉为原料，采用先进的现代挤压膨化技术，研制集营养、保健、食用为一体的五谷杂粮膨化粉及主食品。综合了黑米、薏米、荞麦的营养物质，改善了氨基酸构成，均衡了不饱和脂肪酸、膳食纤维、维生素、矿物质，且具有了芦丁、薏苡酯等特殊的营养成分，使谷物食品更符合现代人营养需求。
利用双螺杆挤压机，将大豆与谷物杂粮粉混合挤压，可制成口感良好、蛋白质营养均衡的杂粮食品[31]。大豆纤维、燕麦粉、小麦粉、荞麦粉等混合加热挤压成型，可制成高纤维早餐食品。挤压技术也能改善杂粮食品口感，以莜麦麸（裸燕麦）为原料，经挤压膨化技术处理麸皮，所得产品其粗糙口感有明显的改善[32]。Klopfensten等[33]以燕麦、大麦、小麦为原料挤压，对各类膳食纤维挤压前后做了动物实验，结果表明，它们具有明显降血清胆固醇的功效。而郑伟等[34]人选择富含膳食纤维的5种杂粮麦麸、豆渣粉、玉米、黑米、芥面等应用在曲奇饼干的制作，工艺上着重解决了因杂粮带来的曲奇外观和口感粗糙的问题。工业上比较成功的例子有，福建达利园生产的“好吃点”系列饼干，包括消化饼干、粗粮饼干、蔬菜饼干、高纤饼干等，就是以面粉为主料的基础上，添加了多种杂粮果蔬，如高粱、燕麦、荞麦、杏仁等，采用先进的粉碎、挤压、焙烤工艺，使杂粮饼干口感细腻，营养更加丰富平衡，受到了广大消费者的认可，取得了良好的销售业绩。
4.2超微粉碎技术
对于谷物杂粮来说，部分杂粮的口感较差，不被消费者所接受，但是经超微粉碎加工的面粉、豆粉、米粉的口感以及人体吸收利用率得到显著提高；而将麦麸粉、大豆微粉等加到面粉中，用来改造劣质面粉，也可制成高纤维或高蛋白面粉。超微粉碎技术在固体饮料和饮料制品上应用较多，若将脱脂大豆进行超微粉碎，可开发出可用开水直接冲饮的纯天然速溶豆浆粉[35]；目前市场上销售的五谷饮料——谷粒谷力，是以谷物杂粮为主料（如玉米、燕麦、荞麦、小麦胚芽、花生、芝麻、红豆、黑豆、芸豆等），辅以南瓜等果蔬，采用先进的超微粉碎技术，制成口感细腻柔滑的谷物饮料，保留了谷物中最珍贵的膳食纤维、不饱和脂肪酸、维他命和矿物质等天然营养素，有效平衡膳食营养。
此外，谷物杂粮含有大量的膳食纤维，超微粉碎技术在部分功能性食品基料（膳食纤维、脂肪替代品等）的制备上起重要作用。超微粉碎法还能改善麦胚膳食纤维的持水力、膨胀力、阳离子交换能力以及麦胚全粉水溶性[36]。脱脂花生蛋白粉经低温超微粉碎后，可不经传统的浸泡磨浆工序，直接用于花生蛋白饮料的生产[35]。
总之，我们应充分利用现代先进的食品技术，根据我国居民的膳食指南，结合谷物杂粮的营养和保健功能特性，进行科学复配，开发各种营养健康的方便食品、保健食品和食品配料。如谷物基质益生食品、挤压蒸煮方便食品、新型谷物饮料、功能性膳食纤维食品、速冻食品、方便休闲食品等，以改善我国居民的营养状况，满足市场需求。
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