不同加工處理方式對(duì)燕麥營養(yǎng)成分影響的研究進(jìn)展

溫瑞雪，宋偉，羅卓婷，施琳，王鵬

(陜西師范大學(xué) 食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西 西安，710119)

燕麥(AvenaL.)屬于禾本科燕麥屬，是繼小麥、玉米、稻谷、大麥和高粱之后的第六大糧食作物[1]。我國主要種植裸燕麥(Avenanuda)[2]，面積約1 200萬畝(2016至2021年統(tǒng)計(jì))[3]，總產(chǎn)量約85萬t，位居世界第八。燕麥中含有50%～60%的淀粉，14%～20%的蛋白質(zhì)和5%～9%的脂肪，富含可溶性膳食纖維如β-葡聚糖(約占3.1%～7.4%)是國際公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)谷物[4]。燕麥含有多種酚類抗氧化物，其特有的燕麥蒽酰胺(avenanthramides)因極佳的抗氧化等生物活性功能成為近幾年的研究熱點(diǎn)[5-6]。燕麥具有降糖降脂、調(diào)節(jié)血壓、抗氧化、抗炎癥、調(diào)節(jié)腸道菌群、增強(qiáng)免疫、抗腫瘤增殖[6-9]等多種功能，市場(chǎng)需求量逐年增加，燕麥制品的開發(fā)也形成多元化產(chǎn)業(yè)[10]。但需要注意的是不同加工處理方式對(duì)燕麥產(chǎn)品營養(yǎng)組分影響甚大[11-13]。崔江明等[14]發(fā)現(xiàn)發(fā)芽和發(fā)酵可提升燕麥中總多酚的含量，增強(qiáng)抗氧化性，是提升燕麥營養(yǎng)功效的有效手段；在產(chǎn)品營養(yǎng)品質(zhì)對(duì)比上，龔玉圓等[11]發(fā)現(xiàn)經(jīng)過去皮(燕麥米)、蒸汽滅酶(燕麥片)、壓片(燕麥片)和粉碎擠壓(燕麥糊)后的燕麥產(chǎn)品中淀粉、氨基酸、β-葡聚糖等損失較多，降低燕麥產(chǎn)品的營養(yǎng)品質(zhì)。燕麥加工技術(shù)更迭迅速且工藝組合復(fù)雜多樣，各工藝環(huán)節(jié)改變燕麥品質(zhì)受多種因素影響，如何系統(tǒng)全面解析加工對(duì)燕麥營養(yǎng)品質(zhì)變化規(guī)律及機(jī)制成為近年來谷物加工研究熱點(diǎn)。

本文總結(jié)了燕麥中的主要營養(yǎng)成分以及常見燕麥產(chǎn)品的加工方式，著重探討了不同加工方式處理對(duì)燕麥營養(yǎng)成分與綜合品質(zhì)的影響，以期為燕麥及其加工副產(chǎn)物的高值產(chǎn)品綜合開發(fā)利用提供理論參考與指導(dǎo)。

1 燕麥中主要營養(yǎng)成分

1.1 宏量營養(yǎng)素

燕麥淀粉顆粒粒徑通常在2～10 μm，會(huì)隨油脂含量的上升而下降，易聚集形成60 μm大顆粒，但經(jīng)加工后易破裂[15]。支鏈淀粉約占總淀粉含量的75%，與其他谷物淀粉相比，燕麥淀粉具有不易回生、淀粉凝膠較黏、穩(wěn)定性好、容易糊化等特點(diǎn)[8]。燕麥中抗性淀粉含量居高，不僅能作為益生元促進(jìn)菌群生長，還有助于控制血糖反應(yīng)、預(yù)防糖尿病等疾病[16]。此外，燕麥中蛋白質(zhì)、β-葡聚糖和淀粉形成的聚合結(jié)構(gòu)減少了消化酶和淀粉的接觸，致使燕麥淀粉消化速率較其他谷物相對(duì)低[17]。

燕麥蛋白含量在谷物中相對(duì)較高，是小麥和大米等谷物的1.6～2.3倍，麩皮中就含有約30%的蛋白質(zhì)[4]。主要包括50%～80%球蛋白、19%～22%谷蛋白、1%～12%清蛋白和4%～15%醇溶蛋白[8]。燕麥含有人體所需的8種必需氨基酸，且氨基酸組成均衡，非常接近聯(lián)合國糧食和農(nóng)業(yè)組織推薦的氨基酸營養(yǎng)模式[15]。

燕麥中脂肪均勻分布在皮層和胚中，不飽和脂肪酸(如油酸、亞麻二烯酸等)含量約為80%，多不飽和脂肪酸含量較高(占所有脂肪酸的38%～52%)[15]，具有良好的抗氧化特性，是燕麥調(diào)節(jié)血脂、預(yù)防心血管疾病等多種生理功能的核心成分之一[7]。燕麥富含脂肪酶，為使燕麥產(chǎn)品貯存過程中脂肪不被分解，保證產(chǎn)品食用品質(zhì)、延長貨架期，燕麥加工時(shí)通常進(jìn)行滅酶處理[15]。

1.2 微量營養(yǎng)素

燕麥中含有水溶、脂溶性維生素和多種礦物質(zhì)。相比其他谷物，燕麥中B族維生素和維生素E含量較高，富含硫胺素(維生素B1)、生物素(維生素B7)、膽堿(維生素B4)、泛酸(維生素B5)、核黃素(維生素B2)和葉酸(維生素B9)[1]。燕麥中主要的礦物質(zhì)是鉀、磷、鈣和鎂。在膳食中增加鈣和鎂的比例能夠降低患Ⅱ型糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)[18]。燕麥中植酸含量較高，植酸本身對(duì)人體有益，但易與微量元素形成不溶性的復(fù)合物，導(dǎo)致其生物利用率降低[19]。

1.3 植物化學(xué)素

1.3.1 β-葡聚糖

β-葡聚糖作為可溶性膳食纖維，存在于谷物、大麥、酵母、細(xì)菌、藻類和蘑菇中，燕麥?zhǔn)铅?葡聚糖含量最高的谷物[8]。燕麥β-葡聚糖集中在麩皮和胚乳細(xì)胞壁中，麩皮中β-葡聚糖的含量是胚乳中的4.60倍，少量存在于胚芽中[20]。β-葡聚糖通過β-(1-3)和β-(1-4)糖苷鍵把β-D-吡喃葡萄糖單位連接在一起[8]。燕麥β-葡聚糖不能在小腸中被消化，但具有較高的黏滯性，可以增加食物黏度，延遲胃排空，減緩營養(yǎng)物質(zhì)的吸收[8,21]還可以在小腸內(nèi)和膽汁酸結(jié)合隨糞便排出，幫助體內(nèi)膽固醇分解，降低血清膽固醇[19]。燕麥β-葡聚糖還具有控制血壓、調(diào)節(jié)血糖穩(wěn)態(tài)、預(yù)防肥胖等多種生理功能[7-8,21-22]。因此，明確加工方式對(duì)燕麥β-葡聚糖的影響并降低燕麥β-葡聚糖損失是燕麥加工工藝技術(shù)的核心。

1.3.2 多酚化合物

燕麥富含酚酸(如阿魏酸、香豆酸、咖啡酸、香草酸、水楊酸及其衍生物)和特有的燕麥蒽酰胺，是燕麥抗氧化功能特性主要來源[1]。燕麥蒽酰胺，也叫燕麥生物堿，是一系列由羥基肉桂酸及其衍生物和鄰氨基苯甲酸及其衍生物通過酰胺鍵相連接而成的酚類化合物。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的20多種不同結(jié)構(gòu)的燕麥蒽酰胺主要分布在燕麥籽粒、麩皮外殼、糊粉層中，含量為2～300 mg/kg，天然燕麥中含量較高的是燕麥蒽酰胺2c(N-3′,4′-二羥基鄰氨基苯甲酸)，燕麥蒽酰胺2p(N-4′-羥基肉桂酰-5-羥基氨基苯甲酸)、燕麥蒽酰胺2f(N-4′-羥基-3-甲氧肉桂酰-5-羥基鄰氨基苯甲酸)，其主要區(qū)別體現(xiàn)在肉桂酸苯環(huán)的3位碳上分別連接了氫原子(燕麥蒽酰胺 2p)、氧甲基(燕麥蒽酰胺2f)和羥基(燕麥蒽酰胺2c)，不同的結(jié)構(gòu)提供了不同的抗氧化性[5]。燕麥蒽酰胺的抗氧化活性高于典型的谷類酚酸阿魏酸、香草酸等[5,23]，有助于控制動(dòng)脈粥樣硬化、降低膽固醇[6,24-25]。

2 燕麥加工方式

燕麥加工方式和產(chǎn)品形式多樣，傳統(tǒng)燕麥?zhǔn)称?燕麥面粉和莜麥面食等)滿足大眾需求，燕麥高附加值產(chǎn)物(燕麥肽、β-葡聚糖等)更能凸顯燕麥產(chǎn)品的有益功能[10]。燕麥加工可以分為物理加工和生物加工，物理加工包括去皮、磨粉、熱加工、紅外處理、脈沖電場(chǎng)處理和超高壓處理等[11,26-27]，發(fā)芽和發(fā)酵屬于生物加工(圖1)。燕麥窩窩、燕麥粉、燕麥發(fā)酵乳、燕麥甜醅等產(chǎn)品就是結(jié)合多種加工手段得到的產(chǎn)品[28-29]。這兩類加工方式為燕麥產(chǎn)品的精深加工提供基礎(chǔ)和可能性。

圖1 常見的燕麥加工方式

2.1 物理加工

燕麥去皮是打磨去除妨礙吸水的部分籽粒表皮，根據(jù)去皮程度的不同，產(chǎn)品分為整粒型燕麥米和破皮型燕麥米。整粒型燕麥米只經(jīng)過打毛、清理等簡(jiǎn)單處理，破皮型燕麥米去除了部分麩皮和胚乳[10]，口感更加細(xì)膩，燕麥籽粒營養(yǎng)成分的保留與其加工程度息息相關(guān)。

磨粉后得到不同粒度的燕麥粉常用來制作燕麥面制品。磨粉的損失多少與篩分程度相關(guān)，傳統(tǒng)燕麥制粉工藝磨粉后篩分會(huì)損失30%～35%的燕麥麩[30]。超微粉碎技術(shù)可以將粉體粒度降低到微米級(jí)甚至納米級(jí)，應(yīng)用到食品工藝中可以改善燕麥粉的理化品質(zhì)，在饅頭中添加20%的燕麥超微粉可改善口感[27,31]。

由于燕麥中脂肪和脂肪酶的含量較高，為了延長燕麥產(chǎn)品的保質(zhì)期需要進(jìn)行滅酶處理[10]。除了最常見的 “三熟工藝”(燕麥籽粒炒熟、和面時(shí)燕麥面粉燙熟、燕麥面團(tuán)產(chǎn)品蒸熟)外，還可以將滅酶方式細(xì)分為常壓干熱滅酶方式(炒制、焙烤、微波)、常壓濕熱滅酶方式(蒸制、煮制)、加壓熱處理滅酶方式(擠壓、高壓蒸制)，其中擠壓常用在燕麥片加工中[10,12-13,15,32]。此外，紅外處理和超高壓處理也有滅酶作用。脈沖電場(chǎng)是一種新型的非熱加工技術(shù)，除了用來滅酶滅菌，還會(huì)對(duì)燕麥粉的熱和糊化性能產(chǎn)生影響[26,33-34]。

2.2 生物加工

相較于物理加工，生物加工(發(fā)芽和發(fā)酵)聚焦在加工過程中燕麥營養(yǎng)成分的動(dòng)態(tài)變化、具有促進(jìn)健康功能的次級(jí)代謝物的產(chǎn)生和產(chǎn)品安全性。發(fā)芽過程中，胚乳被分解合成胚，通過分解大分子營養(yǎng)成分、釋放小分子營養(yǎng)成分為胚芽的生長提供營養(yǎng)和能量[19,35]。燕麥浸泡發(fā)芽分為清洗消毒、浸泡、發(fā)芽3個(gè)步驟。浸泡時(shí)間在12～24 h，或采用“斷四浸八法”浸泡，發(fā)芽時(shí)間在3～8 d，浸泡發(fā)芽的溫度比室溫低，通常在20 ℃以下，浸泡發(fā)芽的溫度和時(shí)間直接影響產(chǎn)品營養(yǎng)組成，隨后可以結(jié)合其他加工方式制作發(fā)芽面包等產(chǎn)品[36]。

燕麥可以直接用乳酸菌、根霉菌、冠突散囊菌等單菌[2]或復(fù)合菌[4]固態(tài)發(fā)酵，也可以用安琪酵母發(fā)酵甜醅的方式進(jìn)行液態(tài)發(fā)酵[29,37]，或直接在燕麥產(chǎn)品的基礎(chǔ)上再發(fā)酵[28]。發(fā)酵過程中微生物分解利用燕麥基料，一方面釋放燕麥組織中營養(yǎng)物質(zhì)，另一方面產(chǎn)生微生物代謝產(chǎn)物，繼而改變燕麥營養(yǎng)和風(fēng)味特性[14]。發(fā)酵后產(chǎn)品淀粉、蛋白質(zhì)、多酚化合物等營養(yǎng)物質(zhì)的含量提升，還可以作為益生菌的載體及益生元起到調(diào)節(jié)腸道菌群的作用[38]。

綜上，不論是采用物理加工還是生物處理，都會(huì)不同程度改變燕麥營養(yǎng)物質(zhì)組成。研究不同的溫度、濕度、壓力、發(fā)芽時(shí)間、發(fā)酵菌種等對(duì)燕麥特定營養(yǎng)物質(zhì)的影響及潛在機(jī)制有助于為生產(chǎn)加工提供更合理的指導(dǎo)。

3 不同加工方式對(duì)燕麥營養(yǎng)成分的影響

3.1 碳水化合物

碳水化合物是維持生命活動(dòng)的主要物質(zhì)，淀粉是食物中最大的碳水化合物來源，其消化速率與血糖水平相關(guān)，單糖、雙塘、低聚糖和多元醇的發(fā)酵消化對(duì)部分人群來說也是影響健康的重要因素，不同加工方式使燕麥中碳水化合物含量和結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化。

3.1.1 物理加工對(duì)燕麥碳水化合物的影響

熱處理會(huì)影響淀粉的微觀結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)[11-12,15,39]。常壓蒸制、炒制、擠壓、炒制磨粉和微波處理會(huì)使淀粉顆粒之間的氫鍵斷裂，淀粉團(tuán)降解為糊精和小分子還原糖，淀粉含量顯著降低(圖2-A)[11-12,40]。曹汝鴿等[33]研究炒制、常壓蒸制、高壓蒸制、微波處理和紅外處理對(duì)燕麥粉淀粉糊化特性的影響，發(fā)現(xiàn)微波組回生值最低，而紅外處理后的燕麥淀粉糊化性能較差，更易老化回生。王忱[26]研究發(fā)現(xiàn)超高壓處理后的燕麥淀粉回生值低。脈沖電場(chǎng)處理也被認(rèn)為能夠影響燕麥粉的熱和糊化性能，但將脈沖電場(chǎng)用于大規(guī)模生產(chǎn)還存在技術(shù)問題，目前應(yīng)用較少[41]。王珍[12]發(fā)現(xiàn)經(jīng)過濕熱處理和微波處理后燕麥中快消化淀粉含量增加，微波處理后慢消化淀粉含量下降最明顯；葉婷等[42]對(duì)比不同燕麥產(chǎn)品的血糖指數(shù)，發(fā)現(xiàn)加水受熱處理降低了淀粉的糊化溫度，糊化后會(huì)產(chǎn)生大量快消化淀粉，引起餐后血糖和胰島素濃度快速上升。

綜上，熱處理、超高壓處理、紅外處理和脈沖電場(chǎng)處理均會(huì)對(duì)燕麥糊化特性產(chǎn)生影響，其中微波處理對(duì)燕麥淀粉分子氫鍵的斷裂作用最顯著，濕熱和加壓處理也會(huì)改變燕麥淀粉結(jié)構(gòu)，促進(jìn)燕麥淀粉的糊化和消化，相較之下，紅外處理對(duì)淀粉特性影響最小。物理加工對(duì)燕麥淀粉結(jié)構(gòu)的改變也使其生理功能發(fā)生顯著變化。

3.1.2 生物加工對(duì)燕麥碳水化合物的影響

生物加工方式對(duì)燕麥碳水化合物的影響主要體現(xiàn)在物質(zhì)分解和合成的動(dòng)態(tài)變化中。劉靜等[43]研究發(fā)現(xiàn)發(fā)芽7 d，燕麥中可溶性糖部分溶于水，貯存在胚及皮層中的酶在吸水后轉(zhuǎn)化為游離態(tài)分解淀粉，為種子萌發(fā)提供營養(yǎng)，淀粉含量下降；鮑會(huì)梅[44]的研究中燕麥共發(fā)芽8 d，第4天時(shí)燕麥中還原糖含量到達(dá)頂峰，發(fā)芽后期還原糖不斷供能，含量呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化，整個(gè)發(fā)芽過程中淀粉含量下降(圖2-B)。燕麥發(fā)酵過程中淀粉和還原糖的變化與發(fā)芽類似(圖2-C)，在淀粉酶和糖化酶的作用下，燕麥中還原糖的含量先上升，發(fā)酵后期糖化酶活力降低，碳源被菌利用產(chǎn)生有機(jī)酸或被用于酒精發(fā)酵，還原糖含量下降[4,43,45-46]。周海龍等[37]和劉靜等[43]的研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過生物處理后燕麥快消化淀粉含量、抗性淀粉含量和淀粉消化速率無顯著變化，說明生物加工對(duì)燕麥血糖指數(shù)影響較小。

3.2 蛋白質(zhì)

燕麥中可溶性球蛋白和賴氨酸含量高，屬于氨基酸比例均衡、較易消化的植物蛋白。研究表明，物理加工中篩分和高溫處理通常造成蛋白損失，而生物加工能依靠淀粉-蛋白質(zhì)的相互作用和酶催化作用來提升蛋白質(zhì)和氨基酸含量。

3.2.1 物理加工對(duì)燕麥蛋白質(zhì)的影響

燕麥約有30%蛋白質(zhì)存在于麩皮中，超微粉碎對(duì)麩皮中蛋白質(zhì)含量影響不大[39]，但是籽粒去皮和磨粉之后的篩分處理造成麩皮損失，降低產(chǎn)品蛋白質(zhì)(圖2-D)[27]。龔玉圓等[11]的研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過常壓蒸制、擠壓、炒制磨粉等處理過程中的麩皮損失和高溫下的美拉德反應(yīng)使得燕麥的總蛋白含量、總氨基酸含量和必需氨基酸含量下降。舒恒等[47]也發(fā)現(xiàn)對(duì)燕麥全顆粒進(jìn)行擠壓處理后總氨基酸含量和各種氨基酸含量整體呈下降趨勢(shì)。

A-熱處理;B-發(fā)芽;C-發(fā)酵;D-去皮

3.2.2 生物加工對(duì)燕麥蛋白質(zhì)的影響

發(fā)芽和發(fā)酵2種生物加工會(huì)促進(jìn)燕麥蛋白質(zhì)的溶解和降解。經(jīng)過發(fā)芽和發(fā)酵處理燕麥淀粉降解，蛋白質(zhì)與其相互作用力減弱，溶解度增加，燕麥總蛋白含量升高，可溶性蛋白含量升高；另外，發(fā)芽和發(fā)酵激活了谷物內(nèi)源性蛋白酶，增加了蛋白質(zhì)的降解，游離氨基酸和總氨基酸的比例上升，必需氨基酸指數(shù)和生物價(jià)提高[44,48-50]；發(fā)酵甜醅中醇類和酯類物質(zhì)增多，顯著改善了燕麥原料的風(fēng)味[45]。相較于物理加工，生物加工后燕麥蛋白的利用度更高，同時(shí)豐富風(fēng)味物質(zhì)，是開發(fā)新型燕麥產(chǎn)品的重要手段。

3.3 脂肪

燕麥中不飽和脂肪酸含量較高，油酸、亞麻酸健康功能廣為人知，但燕麥含有豐富的脂肪酶，對(duì)燕麥產(chǎn)品的保存造成威脅。高溫、高壓常用來對(duì)燕麥進(jìn)行滅酶處理，延長產(chǎn)品保質(zhì)期，而生物加工則是利用脂肪酶的催化作用，通過提升多不飽和脂肪酸含量增強(qiáng)燕麥的抗氧化性。

3.3.1 物理加工對(duì)燕麥脂肪的影響

脂肪和脂肪酶處于不相互接觸的部位，當(dāng)燕麥以完整形式保存時(shí)，脂肪酶對(duì)脂肪影響很小，但在切斷和粉碎過程中，脂肪酶會(huì)和胚乳、胚芽、糊粉層中的脂肪接觸，加快氧化酸敗[51]。蒸制、烤制和超高壓處理處理后結(jié)合態(tài)脂肪游離，燕麥籽粒的脂肪含量升高[11,26,40]。

3.3.2 生物加工對(duì)燕麥脂肪的影響

在浸泡發(fā)芽過程中燕麥吸水后脂肪酶被激活，甘油三酯被降解為游離脂肪酸，同時(shí)為萌發(fā)提供物質(zhì)和能量保證，因此燕麥中脂肪含量處于動(dòng)態(tài)變化[19]。戚向陽等[52]研究發(fā)現(xiàn)發(fā)芽后燕麥脂肪含量略有下降，多不飽和脂肪酸含量在發(fā)芽過程中上升，燕麥油脂的羥自由基、DPPH自由基和超氧離子自由基清除率提高，燕麥的抗氧化性提升。

3.4 礦物質(zhì)和維生素

燕麥中豐富的B族和維生素E能提供良好的生理功能，但是大多數(shù)維生素的穩(wěn)定性較差，在物理加工中容易被破壞。李慧[53]研究發(fā)現(xiàn)不同品種的燕麥經(jīng)過碾磨之后植酸含量均顯著降低，有利于礦物質(zhì)的吸收利用。但是，去皮和熱處理均會(huì)造成燕麥中的K、Ca、Mn、Cu和B族維生素的損失[11]。相反，生物處理發(fā)芽可顯著增加產(chǎn)品Fe、Ca、維生素C和B族維生素含量[44, 50,54-55]，這可能是因?yàn)榘l(fā)芽增強(qiáng)植酸酶活性，促進(jìn)了植酸的降解，更利于礦物質(zhì)的釋放[56]。CAI等[57]利用米根霉和乳酸菌混合固態(tài)發(fā)酵燕麥，顯著提升Ga、Mg的含量，是植酸酶和微生物共同作用的結(jié)果[4]。

3.5 β-葡聚糖

β-葡聚糖主要分布在燕麥麩皮中，其生理功能與其流變性能有關(guān)。加工不僅會(huì)影響燕麥中β-葡聚糖的含量，還會(huì)改變?chǔ)?葡聚糖的流體性能，繼而影響燕麥營養(yǎng)品質(zhì)。

3.5.1 物理加工對(duì)燕麥β-葡聚糖的影響

陳中偉等[20]發(fā)現(xiàn)研磨燕麥米所得的第4道麩皮和第5道麩皮中β-葡聚糖含量遠(yuǎn)高于第2道麩皮，去除多道麩皮的去皮方式會(huì)損失大量的β-葡聚糖，說明燕麥米生產(chǎn)中適度加工才能更好地保留燕麥營養(yǎng)。劉先隆等[58]在優(yōu)化燕麥濃漿的工藝中發(fā)現(xiàn)擠壓提高產(chǎn)品中可溶性β-葡聚糖含量。劉文勝等[40]發(fā)現(xiàn)燕麥籽粒經(jīng)紅外烘烤、炒制和蒸制處理后β-葡聚糖含量變化不顯著。而王珍[12]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明炒制能提高β-葡聚糖的含量，常壓蒸制、高壓蒸制和微波處理降低β-葡聚糖的含量。綜上，紅外滅酶處理對(duì)燕麥β-葡聚糖影響不大，擠壓可能提高燕麥產(chǎn)品中β-葡聚糖的含量，而熱加工滅酶處理對(duì)于燕麥中β-葡聚糖含量的影響還沒有一致結(jié)論。王忱[26]的研究發(fā)現(xiàn)β-葡聚糖的含量和超高壓處理時(shí)間有關(guān)，5～15 min的超高壓處理有助于β葡聚糖的溶出，再延長超高壓時(shí)間可能會(huì)導(dǎo)致β-葡聚糖結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，含量下降。

3.5.2 生物加工對(duì)燕麥β-葡聚糖的影響

鮑會(huì)梅[44]發(fā)現(xiàn)原燕麥種子中β-葡聚糖的含量是4.5 g/kg，種子萌發(fā)過程中酶活性增強(qiáng)，β-葡聚糖水解后含量下降，發(fā)芽8 d后降至1.6 g/kg，該結(jié)論與羅艷平等[59]和崔江明等[14]的發(fā)現(xiàn)一致，β-葡聚糖分別下降了80.38%和2.47%。不僅如此，現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)靈芝菌等食用真菌和干酪乳桿菌也可降解燕麥β-葡聚糖[28,60]；相反，燕麥甜醅中β-葡聚糖含量相較于原材料提升了4.94%[14]。發(fā)酵燕麥中β-葡聚糖變化可能是部分菌種將其作為益生元分解利用導(dǎo)致的結(jié)果，菌種和發(fā)酵條件在β-葡聚糖含量變化中起到的作用還需更多深入的研究探討。

3.6 多酚化合物

多酚是一類芳環(huán)結(jié)構(gòu)上連接羥基基團(tuán)的化合物，具有良好的抗氧化性，燕麥多酚多以綴合態(tài)和結(jié)合態(tài)存在[61]。高溫、高壓的物理加工抑制了燕麥中酶的作用，失去了從頭合成多酚的可能性，而生物加工中源自微生物的酶卻可以參與代謝活動(dòng)，釋放燕麥原料中的結(jié)合態(tài)多酚，增強(qiáng)燕麥產(chǎn)品的抗氧化活性。

3.6.1 物理加工對(duì)燕麥多酚化合物的影響

燕麥麩皮中香豆酸和阿魏酸的含量分別是胚乳中相應(yīng)含量的24和48倍，去皮會(huì)顯著降低燕麥中酚酸含量[20]。CLINOIU等[13]發(fā)現(xiàn)經(jīng)過10 min 80 ℃水煮處理后燕麥麩皮中總酚含量升高，燕麥蒽酰胺和二羥基苯甲酸的含量也有提高，說明熱處理有助于麩皮中多酚的釋放。但對(duì)于籽粒，SHARMA等[62]發(fā)現(xiàn)經(jīng)過20 s 280 ℃沙烤處理后燕麥總酚含量降低，而趙霞[32]發(fā)現(xiàn)經(jīng)過20 min 175 ℃焙烤處理后燕麥中游離總酚含量上升，短時(shí)干熱處理可能會(huì)導(dǎo)致燕麥中熱不穩(wěn)定的游離型多酚發(fā)生降解或化學(xué)氧化形成醌類化合物，而較長時(shí)間的干熱處理則可以鈍化燕麥中的多酚氧化酶，有助于結(jié)合型多酚的分解釋放。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)10 min 100 ℃的煮制處理會(huì)使燕麥中游離酚含量降低，30 min常壓蒸制和15 min高壓蒸制卻不會(huì)對(duì)游離酚含量產(chǎn)生顯著影響[32]。說明濕熱處理中水分的存在能加速水溶性多酚的氧化損失，相比于干熱加工更不利于多酚的保留，而其他物理加工方式是否會(huì)對(duì)燕麥多酚(尤其是燕麥蒽酰胺)產(chǎn)生影響還需更多的研究探討。

3.6.2 生物加工對(duì)燕麥多酚化合物的影響

發(fā)芽使燕麥蒽酰胺合成酶的活性升高，促進(jìn)多酚類物質(zhì)的合成，發(fā)芽6 d后，燕麥總酚含量提高了181%～469%，游離型總蒽酰胺含量是原樣的4.97～21.3倍，蒽酰胺t2和t3含量顯著上升[32,44,59]。劉善鑫[2]用冠突散囊菌固態(tài)發(fā)酵燕麥，發(fā)酵體系pH下降利于結(jié)合酚的釋放，發(fā)酵4 d，多酚含量達(dá)到為未發(fā)酵的2.3倍，阿魏酸含量相較于未發(fā)酵的提升了3.3倍。BEI等[63]和劉燕[64]分別用紅曲霉和米根霉發(fā)酵燕麥，發(fā)酵后總酚含量上升，游離酚中兒茶素、結(jié)合酚中阿魏酸含量都提升100倍以上，產(chǎn)品抗氧化性顯著提升，且總酚含量和α-淀粉酶、纖維素酶和β-葡糖苷酶密切相關(guān)，說明微生物酶系代謝活動(dòng)影響燕麥多酚含量的重要作用。

表1 不同加工方式對(duì)燕麥中營養(yǎng)成分的影響

4 總結(jié)與展望

燕麥具有較高含量的可溶性纖維和獨(dú)特的燕麥蒽酰胺等多種有益健康生物活性物質(zhì)，加工方式及其對(duì)燕麥營養(yǎng)成分的影響是當(dāng)前研究熱點(diǎn)。燕麥物理加工通常導(dǎo)致燕麥中蛋白質(zhì)、微量元素等下降，造成營養(yǎng)損失。去皮和磨粉篩分程度與燕麥麩皮中營養(yǎng)的保留程度相關(guān)；微波處理、超高壓處理和濕熱加工顯著破壞燕麥淀粉顆粒間的氫鍵，改變燕麥淀粉糊化特性和消化特性；紅外處理作為一種有效的滅酶手段，能夠在不顯著影響燕麥淀粉結(jié)構(gòu)的同時(shí)，起到延長燕麥產(chǎn)品保質(zhì)期的作用，但是有關(guān)紅外處理對(duì)燕麥其他營養(yǎng)特性的研究還較少。然而，上述的物理加工對(duì)于燕麥β-葡聚糖和多酚化合物的含量影響尚沒有一致結(jié)論。盡管有不少研究做了幾種物理加工的橫向?qū)Ρ龋菍?duì)同一種加工處理方式缺乏展開縱向分析，多數(shù)加工方式對(duì)燕麥營養(yǎng)成分影響的具體機(jī)制也不清楚，還需深入研究探討。

發(fā)芽是常見的營養(yǎng)富集生物加工方式，發(fā)酵是一種較新的燕麥加工手段。已有的研究表明發(fā)酵和發(fā)芽能夠有效提高燕麥的蛋白質(zhì)、氨基酸、微量元素和酚酸含量，多項(xiàng)發(fā)芽、發(fā)酵燕麥產(chǎn)品的研究也表明發(fā)酵產(chǎn)品在理化性質(zhì)、營養(yǎng)和感官方面有很大潛力，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)物理加工降低燕麥營養(yǎng)損失，但是最佳的發(fā)芽條件和不同發(fā)酵菌種對(duì)于燕麥營養(yǎng)的影響機(jī)制未明，更多燕麥產(chǎn)品還需要毒性試驗(yàn)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其安全性和產(chǎn)品的健康作用。不僅如此，大多生物加工工藝仍然還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，大規(guī)模加工過程中如何保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性、安全性、營養(yǎng)品質(zhì)以及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一等瓶頸問題亟待解決。此外，發(fā)芽和微生物發(fā)酵技術(shù)可以作為富集燕麥β-葡聚糖和蒽酰胺的有效手段，提高燕麥附加價(jià)值，拓寬應(yīng)用領(lǐng)域。

如何把握健康和良好口感風(fēng)味之間的平衡也是優(yōu)化、改進(jìn)燕麥加工方式的一大挑戰(zhàn)。未來可采用高通量組學(xué)技術(shù)手段(代謝組學(xué)、揮發(fā)組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)等)有針對(duì)性地研究加工方式對(duì)燕麥特征風(fēng)味和營養(yǎng)物質(zhì)基礎(chǔ)的影響，以及風(fēng)味與消費(fèi)者接受度之間的關(guān)系，為風(fēng)味營養(yǎng)兩全的燕麥健康產(chǎn)品的開發(fā)奠定科學(xué)基礎(chǔ)，助力開發(fā)滿足不同人群需求的燕麥健康產(chǎn)品。