《食品科学》：加工处理方式对玉米粉加工特性、营养特性和食用品质影响的研究进展

玉米是世界上种植最广泛的作物之一，也是我国产量最高的粮食作物。联合国粮食与农业组织官网的统计数据显示，2018年，我国玉米产量2.57亿 t，占世界总产量的22.4%。目前，玉米主要用作动物饲料、燃料或者其他工业原料，直接作为食品及原料为人类食用的仅占总产量的5%。玉米的成分主要包括淀粉（约72%）、蛋白质（约10%）和脂肪（约4%），能量密度为1 528 kJ/100 g，还含有VA、VE及微量元素硒（Se）等，能满足人们粗粮摄入和改善营养状况的需求。

目前国内外对玉米粉的研究主要有两个方面：在加工方面，已有一些发酵、挤压膨化、预糊化、干燥、微波和水煮、超微粉碎、发芽、碱热处理、酶法改性等技术处理对玉米粉理化加工特性、营养成分、功能特性和食用品质影响的相关研究，也出现越来越多其他谷物粉或淀粉、蛋白质与玉米粉混合对混合粉品质、面团及食品品质影响的研究；另一方面是食用安全性，研究主要关注玉米粉中真菌毒素的季节性变化、检测及定量方法，不同吸附剂对真菌毒素的吸附性比较。中国农业大学食品科学与营养工程学院，植物源功能食品北京市重点实验室的马 蕾、孙小红、梁建芬*等人整理和综述了近些年应用不同加工技术对玉米粉加工特性、营养特性和玉米粉食品感官及质构品质的影响。

1、玉米粉的加工特性

水合特性

水合特性是反映淀粉加工性能的重要指标，可用持水性、吸水性指数等不同的指标表征。持水性是指样品在不受任何压力的情况下保留水的量，用于表征糊化过程可利用水的量。水结合能力是指样品经一定的离心处理后保留水的量。在数值上，水结合能力小于持水性。吸水性指数、水溶性指数和膨胀势也是常用的评价水合能力的指标，分别用于评价样品在不同条件下的水分吸收能力、溶解在水中的能力以及在水中的膨胀能力。这些指标对各种食品，尤其是冲调谷物制品具有重要的意义。挤压、发酵、酶处理、粉碎等技术处理均会影响玉米粉的水合特性。如表1所示，不同技术处理会对玉米粉的水合特性产生不同的影响。

糊化特性

糊化特性是评价谷类原料品质的重要指标，通常用黏度（包括峰值黏度、谷值黏度、最终黏度）、崩解值、回生值和热焓值表征，其中，黏度、崩解值和回生值是原料在升温和降温过程中与黏度变化相关的指标，通常使用快速黏度分析仪（RVA）进行测定和评价。制备玉米粉所应用的技术和工艺会影响其糊化特性。

螺杆挤压会显著降低玉米粉的黏度，因为挤压过程中淀粉颗粒的膨胀趋势被抑制，而挤压的高温则促进淀粉糊化，糊化的淀粉会形成外壳阴止糊化的继续进行，降低原料黏度。以含玉米粉的无麸质意大利面为例，制作中挤压处理会降低产品的峰值黏度。研磨会使玉米粉的糊化变得更容易，峰值黏度显著增加，这是由于研磨处理使得玉米粉的颗粒粒径减小、水合能力和膨胀能力增加。

2、玉米粉的营养特性

淀粉含量

不同加工技术处理玉米粉，可使颗粒尺寸改变，从而影响其中的淀粉颗粒和其他大分子物质。研究表明，螺杆挤压、发酵、电子束辐照等处理均可能引起玉米粉中淀粉含量的变化。

螺杆挤压处理会显著降低玉米粉支链淀粉含量，有研究表明，玉米粉经单螺杆挤压后，直链淀粉含量无显著变化，经双螺杆挤压后直链淀粉质量分数总体下降3%～6%，下降程度较小。这主要是直链淀粉和支链淀粉不同的抗剪切性能决定的。直链淀粉的抗剪切能力强，导致挤压过程中的降解程度较小。也有研究表明，螺杆挤压可使普通玉米粉的直链淀粉含量增加，但会使高直链淀粉玉米粉的直链淀粉含量显著降低。主要由于高直链淀粉玉米粉中的直链淀粉和脂肪含量较高，挤压过程中直链淀粉浸出过多，与脂肪结合形成直链淀粉-脂肪复合物，导致直链淀粉含量降低。

蛋白质、脂肪含量

在谷物类原料中，蛋白质、脂肪的含量比较低，但是受到它们分子结构和组成的影响，蛋白质和脂肪的稳定性均比淀粉等碳水化合物类物质低。不同的处理加工技术也会对玉米粉的蛋白质和脂肪含量产生影响。

螺杆挤压处理会导致玉米粉蛋白质和脂肪含量降低，蛋白质含量降低主要是因为高剪切力作用下蛋白质会发生变性，且分子质量减小。脂肪含量降低是因为挤压过程的高温使游离脂肪酸发生氧化，同时，高压作用还会促进油脂同蛋白质、淀粉等物质分离，从而从物料中游离出来。

抗氧化特性

玉米粉含有酚类化合物、类黄酮、类胡萝卜素等具有抗氧化活性的物质，这也是近些年的研究热点。不同加工处理技术对玉米粉抗氧化物质含量及其抗氧化活性的影响如表2所示。

消化特性

加工处理技术还会影响玉米粉的消化特性，特别是淀粉的消化特性。依据淀粉在人体内的代谢速度，可将其分为快消化淀粉（RDS）、慢消化淀粉（SDS）和RS。SDS在人体内的消化速度较慢，使人的血糖上升速度较慢；RS在肥胖、2型糖尿病患者的饮食管理方面有潜在健康益处，高含量RS的食品摄入体内后，消化缓慢，可以刺激胰岛素分泌，能起到一定的降血糖作用。水热处理玉米粉时提前水化对RS含量无显著影响，粒径较小的玉米粉（小于0.35 mm的颗粒占88.8%）RS含量较高（202.0 mg/g），水热处理促进了类似5型直链淀粉-酚酸复合物的抗性淀粉的形成，这可能是通过影响α-淀粉酶对淀粉颗粒的酶解而影响玉米粉的体外消化率。

3、玉米食品品质及改良

玉米食品及其感官和质构品质

玉米具有丰富的营养成分和特有的香甜风味，是非常好的食品原料。但是玉米粉由于不含面筋蛋白，加工性能受到限制，通常和其他谷物粉混合使用。在食品加工中，玉米粉常以两种方式被利用，一种是以小麦粉为基础原料，以玉米粉为配料改善产品的营养品质；另一种是以玉米粉为基础原料，加入一些其他谷物粉，并通过添加胶体或蛋白质等物质或者通过加工技术（如发酵）协助形成食品的结构。这两种方式制作得到的食品包括蒸煮类产品（如馒头和面条）和焙烤类产品（如蛋糕、玉米圆饼、面包和饼干）等（表3）。

玉米食品品质改良

玉米粉除了和其他谷物粉混合使用以外，还可采用不同加工技术来改善玉米粉的品质，使之能更好地应用于各类食品中。不同技术处理对玉米食品品质的影响如表4所示。

结 语

不同技术处理会影响玉米粉的加工特性和营养特性，进而影响玉米食品的感官及质构品质。挤压处理可显著提高玉米粉的水结合能力、吸水性指数、水溶性指数和膨胀势，降低峰值黏度，显著增加其RDS含量，使之更易被消化。发酵处理可降低玉米粉的崩解值和回生值，改善老化特性，可提高总酚含量和抗氧化特性；研磨处理可提高其水合特性，增加破损淀粉含量；α-淀粉酶处理可显著增加其抗氧化活性等。不同技术处理对玉米食品的感官及质构品质具有一定的改善作用，使面包、发糕和蛋糕的比容增大，硬度减小，使饼干的抗拉强度增加，面条的拉伸和延展性提高等。可以根据需求及实际情况选择不同的加工技术以开发适合不同人群的玉米食品。不同技术在玉米粉加工应用中研究的深入，对进一步发掘玉米粉在食品中广泛应用的潜力具有十分重要的意义。

本文《加工处理方式对玉米粉加工特性、营养特性和食用品质影响的研究进展》来源于《食品科学》2021年42卷17期291-298页，作者：马蕾，孙小红，姜晶，梁建芬。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200729-383。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

图片来源于文章原文及摄图网

为进一步促进动物源食品科学的发展，带动产业的技术创新，更好的保障人类身体健康和提高生活品质，北京食品科学研究院和中国食品杂志社在宁波和西宁成功召开前两届“动物源食品科学与人类健康国际研讨会”的基础上，将与郑州轻工业大学、河南农业大学、河南工业大学、河南科技学院、许昌学院于2021年11月27-28日在河南郑州共同举办“2021年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”。欢迎相关专家、学者、企业家参加此次国际研讨会。