首頁資訊《食品科學》：華中農(nóng)業(yè)大學劉睿教授等：黑米儲藏與加工方式對其加工品質(zhì)及膳食多酚影響的研究進展

《食品科學》：華中農(nóng)業(yè)大學劉睿教授等：黑米儲藏與加工方式對其加工品質(zhì)及膳食多酚影響的研究進展

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2025年09月01日 01:33

黑米屬于有色稻米，富含必需氨基酸、膳食纖維、γ-谷維素、γ-氨基丁酸、花色苷等多種營養(yǎng)成分及生物活性物質(zhì)。由于營養(yǎng)價值高，黑米的健康效應(yīng)近年來越來越受到學者們的廣泛關(guān)注。同時，研究表明儲藏和加工方式對黑米品質(zhì)及膳食多酚等植物化學成分產(chǎn)生重要影響。

華中農(nóng)業(yè)大學食品科技學院的毋鑫、黃碧君、劉睿*等人綜述了不同儲藏與加工方式對黑米加工品質(zhì)、特征性營養(yǎng)成分影響的研究進展，并對黑米儲藏和加工中存在的問題進行了分析和展望，以期為黑米儲藏、加工及其健康效應(yīng)的深入研究提供參考。

熱加工方式對黑米成分、品質(zhì)的影響

擠壓膨化對黑米成分、品質(zhì)的影響

擠壓膨化是集混合、攪拌、破碎、加熱蒸煮、膨化成型于一體的連續(xù)過程，可作為一種強化技術(shù)，將物料與營養(yǎng)素混合后擠壓成型，制備富營養(yǎng)素的強化大米，并可鈍化粗糧中的不良因子，而且通過改變粗糧的組織結(jié)構(gòu)，細化其口感，并引起淀粉糊化、蛋白質(zhì)變性，從而提高其人體消化率。研究表明，經(jīng)擠壓膨化后，黑米吸水系數(shù)和水溶系數(shù)有所增加，淀粉消化率顯著提高。同時，擠壓膨化過程中的高溫、高壓剪切力會對黑米多酚含量及其抗氧化活性產(chǎn)生影響，且產(chǎn)生的影響與不同黑米原料（黑米、黑米糙米、黑米米糠）相關(guān)。經(jīng)擠壓膨化后，黑米中花青素含量由749.76 mg矢車菊素-3-葡萄糖苷（C3G）/100 g降低至60.96 mg C3G/100 g。盡管黑米糙米和黑米經(jīng)擠壓膨化后總酚含量分別下降了71.18%和46.64%，花色苷及其氧化自由基吸收能力（ORAC）分別下降了87.9%、88.5%和14.7%、33.1%，然而黑米米糠總酚、花色苷含量和ORAC卻相比于擠壓膨化前顯著上升，這可能與原料中的多酚組成形式有關(guān)。

干燥對黑米成分、品質(zhì)的影響

黑稻收割后由于水分含量較高導(dǎo)致其儲藏穩(wěn)定性差，故其入庫儲藏前需進行干燥處理。黑稻中多酚類化合物對熱敏感，故干燥過程中，黑稻中的花青素、酚酸等酚類物質(zhì)會發(fā)生熱降解、存在形式轉(zhuǎn)變。經(jīng)過最高溫度不超過35 ℃的日曬干燥后，黑稻的花色苷、γ-谷維素、β-生育酚和γ-生育酚含量均顯著下降，但其保留率顯著高于40 ℃的熱風干燥組，可見相對較低的干燥溫度對黑稻花色苷等活性成分的保留效果較好。當干燥溫度超過40 ℃時，除原兒茶酸會因花色苷的降解轉(zhuǎn)化而含量升高外，黑稻的花色苷和大部分游離酚含量會隨干燥溫度的升高而降低。

烹飪對黑米成分、品質(zhì)的影響

烘烤、油炸和蒸煮作為典型的熱烹飪處理會對黑米制品的質(zhì)地、多酚含量與穩(wěn)定性及其抗氧化活性產(chǎn)生影響，且不同烹飪方式和烹飪參數(shù)對其影響程度存在差異。焙烤后，黑米制品中花青素發(fā)生明顯熱降解，并伴隨有原兒茶酸的合成；此外，焙烤與油炸聯(lián)用會降低黑米制品中總酚含量、減弱其對α-葡萄糖苷酶的抑制活性及血糖指數(shù)的調(diào)控效果。蒸煮時，黑米淀粉顆粒吸水溶脹到一定程度會發(fā)生破裂，內(nèi)容物溶出并覆蓋在黑米表面，使其黏性增加，硬度和咀嚼性降低。同時，蒸煮會顯著降低黑米游離酚、類胡蘿卜素和花色苷含量，且其含量損失因黑米品種的不同而有差異。

蒸谷加工對黑米的成分及品質(zhì)的影響

蒸谷米的理化性質(zhì)、營養(yǎng)成分和生產(chǎn)工藝被學者們廣泛研究，近年來有色蒸谷米的品質(zhì)、多酚變化同樣引起了學者關(guān)注。經(jīng)浸泡、蒸煮后，蒸谷黑（糙）米由于淀粉糊化重結(jié)晶導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)致密性增加，使其蒸煮后的硬度小于生黑（糙）米，而其酚類物質(zhì)因水溶損失、熱降解及與其他食品成分（如多糖、蛋白質(zhì)等）的結(jié)合損失而導(dǎo)致可溶性總酚含量降低32.8%。但黑稻稻殼會一定程度地阻礙皮層和胚中的游離酚向外界環(huán)境流失，使其向內(nèi)部胚乳轉(zhuǎn)移，從而減少了游離酚在碾磨拋光環(huán)節(jié)的損失，然而并未被發(fā)現(xiàn)結(jié)合酚有向胚乳轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。

非熱加工對黑米的成分、品質(zhì)的影響

碾磨拋光對黑米的成分及品質(zhì)的影響

隨著碾磨度的增加（0～15%），黑米游離酚、結(jié)合酚、總黃酮、總花青素、基本化學組成（灰分、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)）含量和DPPH、2,2’-聯(lián)氨-雙-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)（ABTS）陽離子自由基清除能力會持續(xù)降低；當達到7%碾磨度時，黑米脂肪被除去了47%，總花青素、游離酚和結(jié)合酚含量分別降低了91%、64%、75%；碾磨度為9%時，黑米礦物元素、灰分、脂質(zhì)、總酚、總黃酮含量和DPPH自由基清除能力顯著降低，總酚損失率達85%以上；15%碾磨度除去了絕大部分黑米花青素，使其未能檢出。綜上，選擇適當?shù)哪肽ザ瓤山档秃诿祝ň祝┲|(zhì)含量，提高黑米的存儲穩(wěn)定性，又可一定程度地保留其營養(yǎng)成分，尤其是膳食多酚類化合物。

發(fā)芽對黑米的成分及品質(zhì)的影響

基于核磁共振、代謝組學、多元統(tǒng)計聯(lián)合分析，黑稻、紅稻和白稻在發(fā)芽過程中營養(yǎng)成分變化的分子代謝途徑得以揭示，其發(fā)芽代謝物與生物活性（α-葡萄糖苷酶抑制活性和DPPH自由基清除能力）的相關(guān)性也被建立。研究結(jié)果還表明3 種不同色澤發(fā)芽水稻中的酚類物質(zhì)、GABA、α-亞麻酸、γ-谷維素、谷氨酸、亮氨酸等代謝物含量對其生物活性有著巨大貢獻。

可見，發(fā)芽是一種有益的稻米加工方式，但由于其加工周期長，且發(fā)芽時的高水分環(huán)境容易導(dǎo)致稻米品質(zhì)不穩(wěn)定，所以近些年來學者們主要研究了發(fā)芽與其他加工方式聯(lián)合使用對稻米的影響。

微生物發(fā)酵對黑米的成分及品質(zhì)的影響

黑米米糠在發(fā)酵過程中在微生物代謝酶的作用下其多酚組成和含量會發(fā)生改變，其發(fā)酵效果與發(fā)酵時間有關(guān)。Aspergillus oryzae和A.awamori生長繁殖過程中可以產(chǎn)生α-淀粉酶、β-葡萄糖苷酶、木聚糖酶等多種碳水化合物水解酶。這些酶一方面可催化水解結(jié)合酚與細胞壁基質(zhì)之間的共價鍵；另一方面可破壞細胞壁結(jié)構(gòu)，從而促進結(jié)合多酚的釋放，使得黑米米糠的總酚含量在發(fā)酵4 d內(nèi)持續(xù)上升。

環(huán)境脅迫對黑米活性成分的影響

發(fā)芽黑糙米經(jīng)無氧處理10 h后，總酚、主要酚酸、花色苷、GABA和大部分氨基酸（天冬氨酸、谷氨酸除外）含量以及抗氧化活性（DPPH自由基、ABTS陽離子自由基清除能力）顯著增加；而發(fā)芽黑糙米經(jīng)輻照后，總酚和各酚酸含量均無顯著變化，而GABA含量有所降低。無氧脅迫和γ-射線輻照脅迫作為應(yīng)激因子可激活植物多酚合成途徑中的關(guān)鍵酶（如苯丙氨酸裂解酶等），有助于酚類物質(zhì)前體物——苯丙氨酸的合成；同時可活化糖化酶，促使與細胞壁多糖連接的結(jié)合酚釋放，對植物多酚有積極影響。然而，γ-射線輻照脅迫也會促使植物自由基的產(chǎn)生，從而使多酚物質(zhì)消耗增加，對植物多酚同樣存在消極影響。由上可知，環(huán)境脅迫方式可以對植物多酚產(chǎn)生不同程度影響。

酶處理對黑米制品的成分及品質(zhì)的影響

無麩質(zhì)產(chǎn)品是為了滿足麩質(zhì)過敏群體的需要而生產(chǎn)的低面筋食品或無面筋食品，通常采用酶處理、米粉代替面粉等方法制作。其中，轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶可以降低面粉中面筋含量，修飾蛋白質(zhì)功能和促進食品成分（如賴氨酸）的交聯(lián)，被用于無麩質(zhì)產(chǎn)品生產(chǎn)中改善此類產(chǎn)品的特性。但是將轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶應(yīng)用到黑米粉中，其氨基會與黑米酚酸之間形成共價、非共價作用，引起酶的構(gòu)象變化，并降低了黑米產(chǎn)品的總酚和大部分酚酸含量，但對黑米蛋糕的比體積和硬度無顯著影響。因此，在富含酚類化合物的黑米制品加工中，轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶可能并不能有效改善相關(guān)產(chǎn)品的感官和質(zhì)構(gòu)品質(zhì)。

儲藏對黑米成分及品質(zhì)的影響

黑米米糠，即黑米糙米的糊粉層經(jīng)碾磨加工精米時產(chǎn)生，在不同溫度（16～40 ℃）下存儲6 個月內(nèi)，花青素和總酚含量不受儲存溫度和時間的影響，在整個儲存過程中基本保持不變，而黑米在37 ℃下儲存6 個月過程中，游離酚含量先顯著上升后顯著下降，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是結(jié)合酚的化學鍵在黑米儲藏初期發(fā)生斷裂生成游離酚，導(dǎo)致游離酚的生成速率大于游離酚的氧化降解速率，而儲藏后期的游離酚生成速率減緩，以游離酚的降解為主導(dǎo)。除酚類物質(zhì)外，儲藏條件對黑米及黑米糙米的風味組成成分和品質(zhì)也有影響，黑米在儲藏過程中會發(fā)生脂肪酸的氧化酸敗，其脂肪酸值隨儲藏時間的延長而顯著增加。研究還發(fā)現(xiàn)由于脂質(zhì)氧化的影響，黑米米糠中的己醛、2-壬醛、辛烷、辛酸和2-戊呋喃等揮發(fā)性物質(zhì)含量會隨儲存時間的延長而增加，且增加幅度與溫度相關(guān)，黑米米糠揮發(fā)物含量在25 ℃下儲存6 個月時才開始大幅度增加，而在35 ℃下儲存僅一個月時便開始大幅度增加；上述研究表明，商品黑米糙米更不宜在高溫下儲存，否則不僅會導(dǎo)致酚類物質(zhì)的損失，并能促進黑米米糠層的脂質(zhì)氧化，使其產(chǎn)生不良揮發(fā)性化合物。

黑米研究展望與儲藏、加工建議

黑米中膳食多酚的組成及其在體內(nèi)分解、代謝、吸收規(guī)律

越來越多的研究表明，膳食多酚在體內(nèi)消化、分解、吸收、代謝具有多樣性和復(fù)雜性的特點，不僅與消化道中消化液、吸收轉(zhuǎn)運機制相關(guān)，而且與腸道微生物發(fā)生相互作用有關(guān)。谷物中的膳食多酚可分為游離酚和結(jié)合酚，游離酚主要通過消化液作用在胃和小腸釋放，并通過主動轉(zhuǎn)運和被動運輸?shù)葯C制被吸收。然而，結(jié)合酚以化學鍵與食品基質(zhì)連接，在胃和小腸中較難釋放，進入結(jié)腸后，在腸道微生物作用下游離化，從而進行釋放、代謝，其代謝產(chǎn)物又可調(diào)節(jié)腸道微生物組成。

黑米抗氧化活性的評價方法

目前，文獻報道的黑米抗氧化活性測定方法主要包括ABTS、DPPH、FRAP和ORAC法。ORAC法是國內(nèi)外廣泛使用的抗氧化評價方法，適用于多數(shù)谷物；ABTS法適合親水、親脂系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于果蔬；FRAP法既可應(yīng)用于化學樣品，又適用于生物樣品；DPPH法操作簡單且快速。

黑米加工后的膳食多酚及其活性變化

目前已知發(fā)芽、發(fā)酵、環(huán)境脅迫等加工方式對黑米中多酚的釋放、轉(zhuǎn)移、降解、合成、結(jié)合酚的游離化、游離酚的結(jié)合化（與食品基質(zhì)結(jié)合）產(chǎn)生重要影響，從而會影響到黑米加工產(chǎn)品的健康效應(yīng)。但鮮見學者基于加工對黑米多酚的影響，從多酚與腸道微生物互作的角度出發(fā)，探究加工對黑米多酚在體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)化以及發(fā)揮抗炎、調(diào)節(jié)血脂和血糖等活性的影響。

黑米儲藏與加工方法的建議

蒸谷米加工可能是黑米產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有益途徑，通過蒸煮濕熱處理的稻谷，黑米加工的碎米率降低，烹飪時米粒易糊化、出飯率高、米飯易消化，而且稻谷皮層的維生素和礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分擴散進入胚乳層，提高米飯的營養(yǎng)價值，同時，蒸煮過程中能殺死部分微生物，鈍化大米中的酶，延長了產(chǎn)品的儲存期。而采用擠壓膨化對黑米重組化加工是另一個有效途徑，擠壓膨化不僅可以制備營養(yǎng)強化大米，還可以提高產(chǎn)品的消化率和口感，但是需要注意優(yōu)化擠壓膨化方式和條件，以減少加工對花色苷等成分的破壞。發(fā)芽也是一種良好的稻米加工方式，不僅有利于改善谷物的適口性，也可以優(yōu)化谷物的營養(yǎng)組成，甚至有利于延長發(fā)芽糙米的貨架期。而采用微生物發(fā)酵黑米進行高附加值產(chǎn)品開發(fā)，如黑米發(fā)糕、黑米酒、黑米發(fā)酵面食等，不僅可以豐富黑米產(chǎn)品線，提高黑米的轉(zhuǎn)化利用率，也是我國黑米花色產(chǎn)品加工的常用方法之一。

本文《黑米儲藏與加工方式對其加工品質(zhì)及膳食多酚影響的研究進展》來源于《食品科學》2022年43卷3期362-370頁，作者：毋鑫，黃碧君，晏芳芳，黃艷春，魯群，丁士勇，劉睿。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20201116-162。點擊下方閱讀原文即可查看文章相關(guān)信息。

修改/編輯：袁藝；責任編輯：張睿梅

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