青稞营养特性与加工品质研究进展

摘要：目的：为青稞功能性食品的研发提供科学依据。方法：对青稞特性及分类、青稞的营养特性以及加工品质等研究内容进行梳理。结果与结论：青稞营养均衡且富含β-葡聚糖、酚类物质等物质，是很好的全谷物食品开发原料，但目前青稞食品研发还处于初级阶段。

关键词：青稞；营养特性；加工品质青稞是西藏种植面积最大、产量最多的农作物，2020年西藏青稞产量为79.50万t，约占到粮食总产量的76%。青稞一般应用于食品加工、酿酒和饲料加工等生产。青稞作为一种富含β-葡聚糖的谷物，随着β-葡聚糖营养价值的发现，其食用价值逐渐引起人们的关注。青稞营养均衡，富含多种酚类物质，以及钙、磷等丰富的矿物质元素。全面系统地了解青稞的营养特性和加工品质特性，可为青稞功能性食品的研发提供科学依据。

1青稞特性及分类

青稞是植物适应极端环境条件进化的典型代表作物，在尼泊尔、巴基斯坦、印度的高海拔地区以及我国的西藏、青海、四川甘孜和阿坝州、甘肃甘南、云南迪庆藏族自治区以及内蒙古等地区都有种植[1-3]。青稞属于禾本科大麦属，内外颖壳分离，籽粒裸露。研究表明，RNA介导的Cas9核酸内切酶靶向敲除皮大麦中的NUD基因（编码乙烯响应因子家族中的一个转录因子）会导致表型从皮大麦转化为裸大麦[4]。青稞籽粒与大麦籽粒结构相似，主要由皮层、胚乳和胚芽构成，其中，皮层主要包括果皮、种皮、糊粉层和亚糊粉层，胚乳主要由蛋白基质以及被包裹的胚乳细胞构成[5]。根据其籽粒颜色，青稞可分为白青稞、黑青稞、蓝青稞、紫青稞、花青稞等[6-7]。根据其棱数的不同，青稞可分为二棱、四棱和六棱青稞，其中六棱青稞主要种植在西藏地区，而四棱青稞主要种植在青海地区。二棱青稞因其淀粉易糊化、粘度高、回生慢、易降解，不仅具有潜在的加工优势，其GABA含量也高于其他青稞，且更有利于功能性产品的开发[8-9]。根据其直链淀粉和支链淀粉的组成差异，将直链淀粉含量小于10%的青稞称为糯青稞。目前，关于糯青稞品质形成机理、应用优势研究报道还比较少，但其淀粉也具有易糊化、粘度高、回生慢且易降解的特点，有利于独特新型青稞食品的研发和高效、低耗青稞产品新技术体系的形成[10-11]。

关于青稞的品种分类目前还没有系统性的研究报道，青稞品种的名称多而杂乱，在不同的种植地区品种差异较大。西藏青稞主推品种有喜马拉雅22、藏青320、藏青2000、藏青280、甘农大7号、藏0081、青稞08-1127、青稞08-1128、青稞12-10556、青稞13-5171-7、青稞04-2894-1等[12]。在青海省有关于青稞品种的地方标准，主要包括昆仑系列、北青系列和其他类型青稞品种[13]。研究发现，可以利用青稞中香气成分信息对不同青稞进行分类和判别，GC-IMS 技术可望发展成为快速高效的青稞指纹信息鉴别技术[14]。

2青稞的营养特性

2.1蛋白质

青稞营养均衡且富含β-葡聚糖、酚类物质等物质，是一种营养丰富且均衡的谷物，但青稞蛋白无法形成面筋限制了青稞产品的开发。青稞品种以及种植环境都会影响青稞蛋白质的含量，研究人员通过测定12个青稞品种（系）籽粒的粗蛋白含量，结果显示，青稞粗蛋白含量为9.29%～13.79%，平均含量为11.65%，其中，蛋白质组分平均占比为清蛋白12.59%、球蛋白8.44%、醇溶蛋白21.38%、 谷蛋白23.26%[15]，青稞谷蛋白的组成和结构对于面筋能否形成起到更为关键的作用，与小麦谷蛋白相比，青稞谷蛋白中高分子质量谷蛋白亚基的数量较少，二硫键、游离巯基和总巯基含量均比较低，且青稞谷蛋白变性峰值温度高于小麦谷蛋白，为71.28 ℃[16]。有研究检测72份青稞籽粒的氨基酸总含量，结果显示，平均为87.45 mg/g DW，青稞蛋白中必需氨基酸总和平均值为317.048 mg/g，接近世界卫生组织（WHO）/世界粮农组织（FAO）的推荐值[17-18]。从氨基酸比值系数（RC）来看，91.67%的青稞的第一限制性氨基酸为赖氨酸[18]。贴近度（U）反映样品与模式蛋白的必需氨基酸组成的接近程度，U越接近1，样品蛋白质越接近模式蛋白，青稞氨基酸的贴近度（U）为0.903，与FAO/WHO/联合国大学（UNU）提出的模式蛋白质的必需氨基酸组成较接近。总体看，青稞蛋白含量和氨基酸含量在谷物中不是最高的，但青稞的氨基酸比值系数分SRC为73.14，优于水稻（SRC=70.50）、小麦（SRC=72.47）、玉米（SRC=55.14），营养均衡性好，不同地域相比，西藏青稞蛋白质质量较高[18]。

2.2脂肪和淀粉

青稞的脂肪含量相对比较低，相比玉米（约3.8%）、小米（约3.1%）等谷物来说比较低，但要高于小麦（约1.3%）和稻谷（约0.9%）的脂肪含量。一项测定29种西藏青稞样品的研究结果显示，其脂肪含量为2.44%～4.48%，平均含量为2.89%，品种之间存在显著性差异[19]。青稞淀粉与小麦淀粉相比，透光率较大、凝沉作用强、冻融稳定性较好、溶解度较好，但膨胀度较差、热稳定性和冷稳定性都较好[20]。研究人员测定来自青稞主产区的38个青稞样品，结果显示，总淀粉含量为49.14%～68.62%，平均为59.79%，变异系数较小[17]。淀粉以支链淀粉为主，一般含量为74%～78%，有些品种更高，接近100%[21]。有研究人员通过新的技术方法来改变青稞淀粉特性，使其更适合于应用生产，其中发芽和红外干燥相结合被认为是改变青稞淀粉特性，以促进其在食品工业中应用的一种有前途的方法[22]。比较发芽青稞通过热风干燥和红外干燥后青稞中淀粉的结构、理化特性和功能特性的变化，相比于原始青稞，经过发芽干燥处理的青稞淀粉颗粒表面出现凹痕，淀粉有更好的持水性、水溶性、粘度和糊化温度，分子量、支链淀粉长链和相对结晶度下降，并且相比于热风干燥，红外干燥可以激活青稞粉中的酶，使淀粉颗粒更大程度地被水解。

2.3维生素

青稞中的水溶性维生素主要是B族维生素，其中，贵南产区和都兰产区青稞B族维生素的含量分别为6.98～7.51 mg/100 g和8.82～9.15 mg/100 g，均远高于不同出粉率小麦中的B族维生素含量（0.8～5.7 mg/100 g）[23-24]，并且青稞中的维生素B3含量显著高于其他维生素。青稞中富含的维生素E等脂溶性维生素容易被人体吸收并且能够在热加工过程中保持稳定而不被分解。

2.4β-葡聚糖

β-葡聚糖属于可溶性膳食纤维，是青稞籽粒胚乳细胞壁中的一种多糖，具有高黏性、易成凝胶等特性，在降低胆固醇、降血糖和血脂、预防结肠癌等方面有一定的作用[25]。青稞中的膳食纤维主要存在于青稞麸皮中的糊粉层中，总纤维含量约16%，几乎是农作物中含量最高的。24份日喀则市青稞材料的膳食纤维含量在14.70～21.70 g/100 g，平均含量为17.98 g/100 g[26]。有研究发现，在青稞籽粒中约75%的β-葡聚糖存在于胚乳中，其余的25%存在于糊粉层中，并且青稞的β-葡聚糖含量要高于大麦[27]。青稞品种基因和环境都会对青稞β-葡聚糖含量产生影响[28]，研究表明，西藏高原与其周边地区所种植青稞的β-葡聚糖含量高于其他地区[29]。徐菲等[17]对５个主产区（青海、西藏、四川、甘肃、云南）的38个不同粒色青稞品种进行营养评价，β-葡聚糖含量为3.88%～6.78%，其中西藏品种的β-葡聚糖含量最高，可达到 5.18%。

2.5酚类物质

青稞富含酚类物质，且酚类物质的含量随籽粒颜色不同而有所差别。酚类物质可以将自由基转化为稳定的物质，具有抗氧化、增强免疫力、预防心脑血管疾病、抗菌等作用。酚类化合物是指芳香烃中苯环上的氢原子被羟基取代所生成的化合物，根据其分子所含的羟基数目可分为一元酚和多元酚。青稞中多酚类物质主要包括类黄酮、酚酸等几大类，通过检测4种粒色（白、黄、黑、蓝）青稞的酚类物质分布，结果显示，有156种酚类物质，包括17种单酚、112种类黄酮、17种酚酸、9种其他酚类物质[5，30]。

花青素具有抗氧化、抗炎、抗血小板聚集等作用，不仅可以清除细胞中的自由基，而且还具有结合重金属（如铁、锌和铜）的功能[31]。一项检测268份西藏地区不同粒色青稞的花青素含量的研究显示，不同粒色青稞的花青素含量差异显著，花青素含量最高的青稞品种可达到1 183.96 μg/g，其中紫青稞花青素含量均值为341.81 μg/g、蓝青稞136.74 μg/g、褐青稞119.3 μg/g、白青稞8.31 μg/g，表明有色青稞的花青素含量具有一定的优势[32]。

2.6γ-氨基丁酸

γ-氨基丁酸（GABA）具有镇静神经、抗焦虑、降低血压、调节心血管疾病等多种生理功能。在一项检测180个不同地域大麦籽粒的GABA含量的研究中，结果显示，青稞籽粒GABA含量均值为15.28 mg/100 g高于皮大麦籽粒8.56 mg/100 g[33]。萌发能够提高青稞籽粒的GABA含量，在发芽过程中，青稞GABA含量总体呈现先增加后减少的趋势，在发芽前期（0～24 h）积累较慢，到发芽中期（24～48 h）GABA积累最快，到发芽后期（48～72 h）GABA含量降低，-20 ℃低温胁迫萌发，萌发48 h青稞籽粒的GABA含量可以达到98.35 mg/100 g，是未萌发青稞籽粒含量的3倍，-20 ℃低温胁迫萌发青稞籽粒可以促进青稞GABA的大量富集[34]。

3青稞的加工品质

青稞是藏族同胞的主要粮食，以青稞为主食的藏族同胞占西藏和四川藏区总人口的80%以上。青稞蛋白无法形成面筋限制了青稞产品的开发，目前大多数青稞食品是用青稞粉替换部分小麦粉加工而成，以青稞为原料的食品加工产品有糌粑、青稞面条、青稞饼干等。

3.1糌粑

糌粑是指将青稞籽粒炒熟后再磨粉而成的产品，一般会辅以酥油茶冲饮或辅以酥油、曲拉、糖等搅拌均匀后捏团食用[35]。糌粑是藏族牧民传统主食之一，不仅香味浓郁还保留了全谷物的特点，满足了人们营养健康的消费需求。糌粑生产的基本工艺流程[36]：青稞原料经过除杂、清理、润麦、熟化、筛分、冷却、磨粉后再进行包装，一般用布袋对糌粑进行分装，保质期一般为３～６个月。熟化是糌粑加工的关键点，能够使青稞表面轻微裂开，青稞的爆腰率一般要求达到70%以上，一般认为爆腰率越高越有利于糌粑香味的散发，口感也越好。对熟化的青稞进行不同程度地脱皮能够去除粘附在裂口的细沙，从而减少含沙量，增加糌粑白度。但目前来看，糌粑的主要销售地还是在西藏和青海，属于特色地方食品。

3.2青稞面条

青稞面条是目前研究比较多的一类青稞产品，单纯使用青稞全粉制成的面条往往缺乏良好的口感和色泽，食用品质和外观品质都比较差。通过正交试验对青稞面条蒸煮吸水率、蒸煮失落率、弹性、延展性的极差与方差分析，并结合感官评价，采用青稞粉30%、谷朊粉4%、黄原胶0.3%、食盐1.5%、水40%制作的面条综合品质较好[37]。通过改进配料混合工艺也可以改善青稞面条品质特性，提高青稞粉的添加量，同等条件下相较于青稞粉和小麦粉1∶1混合和面、压片制作面条，用青稞和小麦粉面絮混合压片来制作面条，能够弱化纤维的阻碍作用，使面团形成更均匀和致密的面筋网络结构，面条硬度弹性更好，口感更佳[38]。有研究采用湿热和干热处理青稞粉后，青稞粉添加量为50%、谷朊粉添加量为5%制作的面条烹煮性能和质构性能与普通小麦面条相媲美[39]。有研究以青稞生粉为基础制作出感官评价达93.65分的青稞低GI挤压面条，GI值为42.73，并且具有较高的抗氧化活性[40]。

3.3青稞饼干

青稞饼干是比较受欢迎的一类产品，目前提高青稞饼干质量多是通过优化配方来实现，研究表明，青稞粉60 g、普通面粉40 g、水25 g、起酥油10 g、蛋糕油8 g、小苏打2 g、植物油18 g、食盐1 g、白砂糖20 g、奶粉10 g、鸡蛋10 g，通过上下火温度150 ℃，烘烤13 min，后转上下火温度180 ℃，烘烤2 min，在此条件下出品率达到81%，青稞饼干外形完整，口感酥松细腻，有青稞特有的香味[41]。也有单纯使用青稞粉制作饼干的优化工艺，在青稞面粉的基础上加水28%、起酥油25%、木糖醇20%、泡打粉1.0%、小苏打1.6%、鸡蛋10%、色拉油4%，用此配方制作的饼干带有青稞特有麦香味、口感酥松，风味纯正[42]。