任彩霞

（陜西學(xué)前師范學(xué)院，陜西 西安 710100）

小米（北方稱谷子）是禾本科狗尾草屬粟（Setaria itatica Beauv）脫殼制成的糧食，直徑在1 mm 左右。作為雜糧之首，小米種植區(qū)域廣泛，我國(guó)占世界總種植面積的80%，年產(chǎn)量約為450 萬(wàn)t，主要分布在黑龍江、遼寧、吉林、內(nèi)蒙古、河北、陜西、山西、河南等省份[1]。小米是目前公認(rèn)的全谷物食品原料之一，其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)極為豐富，富含蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪，還有人體所需的氨基酸、磷、鐵和VA、VB、VC、VD 等，具有多種生理調(diào)節(jié)功能[2]。

最新研究表明，嬰幼兒攝入全谷物食品與兒童期的骨骼發(fā)育密切相關(guān)[3]，小米作為一種全谷物食材，可預(yù)防與飲食相關(guān)的慢性疾病[4-5]，人類在生命早期階段就可形成對(duì)食物的偏好，并能持續(xù)到兒童乃至成人以后[6]，因此，在生命早期攝入全谷物，對(duì)于引導(dǎo)人們形成科學(xué)飲食習(xí)慣具有重要意義。基于其較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和獨(dú)特的功能特性，以及對(duì)健康的影響作用，小米適宜生產(chǎn)嬰幼兒輔食（如米糊、米粉類等）、幼兒食品（如米餅、面包、蛋糕類）以及作為原料添加到乳制品、面制品等各類食品中。隨著人們生活水平和健康意識(shí)的提升，小米特色嬰幼兒食品前景可觀，上述小米食品將是拓寬小米應(yīng)用渠道的重要途徑。

1 小米的營(yíng)養(yǎng)成分及其特性

1.1 碳水化合物

碳水化合物是植物最重要的儲(chǔ)能物質(zhì)，馮耐紅等[7]測(cè)定了10 個(gè)山西主推小米品種的營(yíng)養(yǎng)成分，小米的碳水化合物含量為81.30%～84.60%，其中淀粉是最主要的組成部分，所占比例約為60%，戊糖占5.5%～7.2%，纖維素占0.7%～1.8%，還原糖占0.46%～0.69%[8]。淀粉中直鏈淀粉和支鏈淀粉的比例會(huì)直接影響谷物的食味品質(zhì)及蒸煮品質(zhì)，理想的直鏈淀粉含量范圍為20.0%～25.0%，而小米淀粉中的直鏈含量約為27.2%，其表現(xiàn)為小米淀粉糊的凝膠穩(wěn)定性好，持水力較強(qiáng)，熱烙變化大，膨脹力和糊化溫度相對(duì)高，但是透明度低，凍融穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性均相對(duì)較差[9]。

由于嬰幼兒的消化能力較弱，容易出現(xiàn)腹瀉、消化不良等問題，通過改性處理，淀粉的消化特性、黏度、黏稠性、透明度、抗老化性等均可以得到改善。近年來(lái)，小米淀粉改性處理也成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。Mohammed 等[10]通過使用豬胃蛋白酶（EC 3.4.23.1）和SO2浸泡處理使小米淀粉的黏度提高，體積密度降低，水分吸收能力和脂肪吸收能力降低，淀粉得率得到提升。Sandhu 等[11]采用濕熱處理將小米淀粉含水量調(diào)整至25%，在110 ℃下烘烤3 h，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，小米淀粉的熱穩(wěn)定性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值均得到不同程度的改善。劉振宇等[12]的研究表明，高靜壓處理有助于改善小米的淀粉顆粒結(jié)構(gòu)和糊化特性，600 MPa、20 min 處理后小米淀粉的偏光十字結(jié)構(gòu)完全消失，使小米全粉中淀粉的崩解值、回升值、糊化溫度降低。胡萌萌等[13]則圍繞小米淀粉合成調(diào)控方面進(jìn)行了研究，篩選出含淀粉合成相關(guān)基因數(shù)目較多的模塊，以及谷子籽粒淀粉合成的主效基因Si4g02980。

1.2 蛋白質(zhì)、氨基酸

小米中的蛋白質(zhì)含量為7.25%～17.5%，平均11.42%[14]，其中必需氨基酸種類齊全，含量豐富（表1）[7，15]，可見小米是優(yōu)良蛋白質(zhì)的來(lái)源。

表1 幾種糧食的8 種必需氨基酸含量比較Table 1 Comparison of eight essential amino acids in several grains 單位：mg/100 g

小米蛋白屬于低過敏性蛋白，主要有醇溶蛋白、谷蛋白、清蛋白、球蛋白和其他不溶性蛋白[16]，非常適合于嬰幼兒食品開發(fā)。不同提取方法得到的小米蛋白在種類、提取率、生物活性方面有所不同。張凡等[17]研究發(fā)現(xiàn)，酶法提取小米分離蛋白（Millet protein isolate，MPI）比傳統(tǒng)堿法效果更好，采用三酶復(fù)合法（α-淀粉酶、糖化酶及復(fù)合纖維素酶）所得MPI 提取率及蛋白質(zhì)含量更高，MPI 蛋白質(zhì)含量達(dá)69.49%±0.23%，且酶法提取對(duì)MPI 的分子質(zhì)量分布及二級(jí)結(jié)構(gòu)無(wú)影響。以小米蛋白為原料，經(jīng)蛋白酶酶解或微生物發(fā)酵等方法可制得小米蛋白肽，其具有抗氧化、抗菌、調(diào)節(jié)免疫、降血糖、降血壓、抑制淀粉酶活性等多種生物活性功能[18]。

1.3 脂肪

小米的脂肪含量為3.75%～5.34%，其中不飽和脂肪酸含量豐富，約為82.02%～90.39%，不飽和脂肪酸成分見表2[19-20]。不飽和脂肪酸是嬰幼兒生長(zhǎng)發(fā)育的重要物質(zhì)，其中亞油酸和α-亞麻酸對(duì)促進(jìn)嬰幼兒視網(wǎng)膜和大腦發(fā)育、預(yù)防過敏性反應(yīng)具有重要作用[21]。

表2 小米脂肪中不飽和脂肪酸的組成Table 2 Composition of unsaturated fatty acids in millet fat

小米中的脂肪成分對(duì)小米粥感官品質(zhì)有重要影響，在一定范圍內(nèi)，油脂含量越高，小米的膨脹率越小，透光率越大，光澤越好，香味越濃，滋味和適口性等感官品質(zhì)越佳[22]。郄倩茹等[23]指出，肉豆蔻酸、順-11-十六碳烯酸和2,4-二叔丁基苯酚含量與小米粥感官品質(zhì)呈顯著正相關(guān)，而硬脂酸、α-亞麻酸、花生酸、二十三烷酸含量與小米粥感官品質(zhì)呈顯著負(fù)相關(guān)；劉欣等[24]以感官評(píng)分、可溶性固形物含量和碘藍(lán)值為指標(biāo)，探索出一條適合吞食困難人群食用的小米粥油生產(chǎn)工藝路線；閆舟等[25]采用加速氧化試驗(yàn)探究小米及方便小米粥在儲(chǔ)存過程中油脂物化特性的變化，其過氧化值、酸價(jià)、硫代巴比妥酸值和皂化值均呈上升趨勢(shì)，碘值則呈下降趨勢(shì)。以上研究為小米油脂工業(yè)化生產(chǎn)提供了重要理論基礎(chǔ)。

1.4 礦物質(zhì)和維生素

小米富含多種維生素和礦物質(zhì)，其中B 族維生素含量可觀，VB1含量居糧食之首，平均含量為3.6 μg/g[26]。小米VE 的含量也較高，為12.74～90.97 μg/g，平均含量為52.00 μg/g[27]。礦物質(zhì)中Mg、P 含量最高，分別為1 098、2 287 mg/kg，其次Fe 含量較高，為67.2 mg/kg[26]。Fe 是人體內(nèi)含量最多的一種微量元素，膳食中長(zhǎng)期攝入不充足會(huì)發(fā)生缺鐵性貧血，使幼兒智能發(fā)育遲緩，小米是Fe 的優(yōu)良植物來(lái)源，經(jīng)常食用可以改善兒童體內(nèi)的血紅蛋白水平[28]。小米中的Se 以有機(jī)硒的形式存在，含量為0.045 μg/g[26]。由于小米通常以全谷物食用，不需要過分精制，減少了各種維生素及礦物質(zhì)的流失，非常適合孕婦、兒童、老人和病人食用。

土壤是影響小米礦物質(zhì)元素積累的主要因素[14]，不同加工方式也會(huì)對(duì)其營(yíng)養(yǎng)成分產(chǎn)生不同影響。靳志強(qiáng)等[29]發(fā)現(xiàn)濕熱處理可顯著增加小米中鋅元素的生物可給性，降低鐵元素的生物可給性，發(fā)酵則可增加鐵、鋅元素的生物可給性。王岸娜等[30]研究了烘焙對(duì)小米VE 含量的影響，結(jié)果表明：經(jīng)175 ℃，烘焙5 min，小米中VE 含量平均值為74.50 μg/g，證明小米VE 的穩(wěn)定性較好。

1.5 小米黃色素

小米黃色素的主要成分為葉黃素、玉米黃質(zhì)、少量的隱黃質(zhì)和β-胡蘿卜素等類胡蘿卜素，可作為著色劑應(yīng)用于各類食品，安全無(wú)毒，具有水溶性較好，著色力好，色澤明亮自然，在酸、堿、金屬離子、氧化劑、蔗糖等添加劑中穩(wěn)定性較好的特點(diǎn)[31]。此外，小米黃色素還具多種生物活性，有保護(hù)視力、提高人體免疫力、防治多種癌癥、抑制食用油脂光敏氧化、淬滅與清除機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生的自由基、延緩衰老等功能，在作為保健食品的功能性成分方面有著極大的開發(fā)價(jià)值，其含量的高低也是評(píng)判小米品質(zhì)的重要指標(biāo)[32]。品種基因型是決定小米黃色素含量的最重要因素。此外，氣候因素及時(shí)空分布的差異是小米黃色素含量變化的重要原因，較高的生育期氣溫和灌漿中后期充足的光照有利于小米黃色素的積累[33]。

2 小米在嬰幼兒食品中的應(yīng)用

2.1 小米米粉

米粉是嬰幼兒生長(zhǎng)發(fā)育中最常見和重要的輔食，4 月齡嬰兒的胰淀粉酶已基本達(dá)到成人水平，母乳不足的嬰兒可以開始嘗試添加米粉類食品。與普通米粉原料大米相比，小米富含蛋白質(zhì)、膳食纖維、鐵和B族維生素等，且有清熱、清渴、滋陰、補(bǔ)脾腎和腸胃、利小便、治水瀉等功效，適于嬰兒脾胃虛弱和腹瀉時(shí)食用，這是其他谷類作物所不及的。據(jù)報(bào)道，嬰兒谷類食品與全谷類食品和精制谷類食品的可接受性非常相似，未來(lái)小米米粉有望成為兒童早期生活中的重要輔食[34]。

目前，常見米粉制備的方法有：擠壓膨化法、滾筒干燥法、噴霧干燥法、焙炒法等。谷物經(jīng)擠壓膨化可以提高吸水性指數(shù)、水溶性指數(shù)，但與谷物成分含量相關(guān)，應(yīng)合理控制蛋白質(zhì)及脂肪含量[35]。李惠荔等[36]通過控制物料水分含量13%～18%，以60%大米粉與40%小米粉進(jìn)行擠壓膨化，膨化后物料粉碎過40～60 目篩，以膨化物料100 為基準(zhǔn)，按植脂末20、奶粉30、白砂糖20 的配方生產(chǎn)小米米粉，實(shí)現(xiàn)氨基酸互補(bǔ)，提高谷物營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。鄭燕丹等[37]在滾筒干燥筒體溫度（130±5）℃，蒸汽介質(zhì)0.30～0.35 MPa，料液流速8.6 L/min，轉(zhuǎn)速2～6 r/min 條件下通過線性規(guī)劃法設(shè)計(jì)主體骨架配方，再進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化，生產(chǎn)出一種添加小米的嬰幼兒谷物輔助食品。趙紅霞等[38]對(duì)比研究了不同干燥方法對(duì)速食小米粉品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，微波熱風(fēng)干燥法較微波真空干燥、熱風(fēng)干燥和傳統(tǒng)烤制法能更好地保持產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)成分，品質(zhì)最好，可作為制備小米粉的適宜干燥新方法。在此基礎(chǔ)上，采用酶解處理能夠不同程度地改善小米粉的沖調(diào)性和消化率[39]。

加工方式不同，小米的營(yíng)養(yǎng)成分、功能、理化特性方面性質(zhì)有顯著差異。小米經(jīng)發(fā)芽、烘焙可以改善功能和糊化特性，發(fā)芽還可降低抗?fàn)I養(yǎng)因子水平；經(jīng)發(fā)酵和萌芽，小米粉的膨脹能力和吸油吸水能力可得到提高[40]。Tumwine 等[41]針對(duì)6～59 月齡兒童生產(chǎn)以小米為主的兒童補(bǔ)充食品，以添加脫脂奶粉和蔬菜的小米復(fù)合粉為原料，常溫發(fā)酵48 h，品質(zhì)達(dá)到最佳，大大提高了蛋白質(zhì)和微量營(yíng)養(yǎng)素含量。Dong 等[42]以烘焙型和擠壓型藜麥、小米粉為主要原料，添加果寡糖（Fructooligosaccharides，F(xiàn)OS）、低聚半乳糖（Galactooligosaccharides，GOS）混合物，研制出兩種配方斷奶食品，均能提供足夠的能量和礦物質(zhì)，其消化液可促進(jìn)益生菌生長(zhǎng)，體外淀粉和蛋白質(zhì)消化率也較市售產(chǎn)品有所提高。這些研究成果是開發(fā)嬰兒斷奶輔助食品的重要基礎(chǔ)。

2.2 小米烘焙產(chǎn)品

近年來(lái)，以餅干、面包、蛋糕等烘焙糕點(diǎn)為主的小米烘焙產(chǎn)品不斷面市，但存在小米添加量低、市場(chǎng)占有率低等問題。烘焙在一定程度上可以改善小米粉的功能特性，例如水溶性指數(shù)和吸油能力[43]。Bi 等[44]研究了谷物粉對(duì)餅干感官可接受性和香氣的影響，認(rèn)為小米粉具有開發(fā)符合風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)要求餅干的潛力。周占富[45]將小米粉和山藥粉混合替換低筋面粉用來(lái)生產(chǎn)桃酥，制得的產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)豐富，適于不同人群食用。

2.3 乳制品

目前報(bào)道的小米乳制品可分為發(fā)酵型和非發(fā)酵型。非發(fā)酵型乳制品是以小米粉添加牛乳或牛乳制品為主料，不經(jīng)微生物發(fā)酵，按照一定配比生產(chǎn)的；發(fā)酵型乳制品是以小米粉和乳液為原料，接種乳酸菌等微生物發(fā)酵而成的乳酸產(chǎn)品。楊健等[46]以小米漿和牛乳為原料，經(jīng)調(diào)配、均質(zhì)，接種保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌發(fā)酵，研制出適合嬰幼兒及孕婦、老年人食用的小米營(yíng)養(yǎng)乳，最佳工藝參數(shù)為：小米漿與牛乳體積比為1∶2，白砂糖8%，接種量2%，溫度42 ℃，發(fā)酵8 h。鄭堅(jiān)強(qiáng)等[47]以小米和鮮乳為基本原料，開發(fā)了一款新型雜糧無(wú)糖酸乳制品，最佳配方工藝為：小米原漿30%，鮮乳70%，添加穩(wěn)定劑卡拉膠0.02%，黃原膠0.04%，復(fù)合發(fā)酵劑（丁二酮乳酸鏈球菌0.7%，嗜酸乳桿菌1.3%，嗜熱鏈球菌0.6%）接種量3%，發(fā)酵溫度41 ℃，發(fā)酵時(shí)間4.0 h。Sandip 等[48]以脫脂奶和小米為原料，接種了一種從谷類發(fā)酵乳制品中分離篩選出的具有較強(qiáng)植酸降解能力和抗菌活性的菌株，與高產(chǎn)酸的兼容性嗜熱鏈球菌復(fù)配發(fā)酵劑，并考察了產(chǎn)品的脂肪、蛋白質(zhì)、水分、灰分、酸度和鹽酸可萃取性（作為礦物質(zhì)生物利用率的指標(biāo)），成功開發(fā)出以小米為主的谷類發(fā)酵脫脂乳制品，不僅豐富了產(chǎn)品種類，而且促進(jìn)了各營(yíng)養(yǎng)素的吸收，這對(duì)快速生長(zhǎng)發(fā)育的嬰幼兒來(lái)說(shuō)更為重要。

2.4 其他

近年來(lái)，以小米粉為原料研制開發(fā)的面制品、小米飲料、小米發(fā)酵醋[49]、油茶等食品不斷面世，為小米的深加工應(yīng)用拓寬了渠道。如何提升小米在主食中的比例，使其既能滿足營(yíng)養(yǎng)需求，又可平衡口感品質(zhì)，是小米加工應(yīng)用中亟待解決的重要問題。李嘉欣等[50]成功將小米粉應(yīng)用到面團(tuán)生產(chǎn)中，所制小米面條感官品質(zhì)佳、可接受度高，且面團(tuán)熱力學(xué)特性表現(xiàn)較好。馮明會(huì)等[51]用小米全粉生產(chǎn)饅頭，結(jié)果表明，小米粉添加量在15%時(shí)品質(zhì)最佳，添加量過高對(duì)饅頭的劣變作用顯著。Arora 等[52]用小米代替?zhèn)鹘y(tǒng)乳制品作為益生菌的載體培養(yǎng)基，通過發(fā)芽、高靜壓滅菌及發(fā)酵顯著提高了產(chǎn)品中硫胺素、煙酸、總賴氨酸、蛋白質(zhì)、糖、可溶性膳食纖維的含量和鈣、鐵、鋅的體外有效性。在提高感官品質(zhì)的同時(shí)，滿足營(yíng)養(yǎng)需求，這些產(chǎn)品的開發(fā)將有助于提高嬰幼兒對(duì)小米的接受度，培養(yǎng)成長(zhǎng)后期攝入全谷物食品的健康飲食模式。

3 展望與思考

近年來(lái)，隨著人們對(duì)健康問題越來(lái)越重視，膳食結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化，小米對(duì)身體健康的益處日益突出，人們對(duì)小米的需求也將越來(lái)越大。雖然目前對(duì)小米的研究較多，開發(fā)應(yīng)用范圍較廣，但加工技術(shù)還不夠成熟，很少形成規(guī)?；a(chǎn)。

小米淀粉中的直鏈淀粉含量約為27.2%，其表現(xiàn)為凝膠穩(wěn)定性好、持水力較強(qiáng)，蒸煮品質(zhì)好；小米蛋白主要有醇溶蛋白、谷蛋白、清蛋白、球蛋白和其他不溶性蛋白，屬于低過敏性蛋白；小米的脂肪含量為3.75%～5.34%，其中不飽和脂肪酸含量豐富；小米黃色素穩(wěn)定性好，著色力較強(qiáng)，具有保護(hù)視力、提高人體免疫力等多種功效。且小米常以全谷物食用，各種營(yíng)養(yǎng)素?fù)p失率低，作為生產(chǎn)嬰幼兒食品的原料，具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和衛(wèi)生安全方面的突出優(yōu)勢(shì)，其發(fā)展前景可觀，今后可從以下方面開展生產(chǎn)研發(fā)工作：①以米粉為主的嬰幼兒輔食類食品；②米、面制品類的兒童主食；③兒童健康零食，包括乳制品、飲料、烘焙類初級(jí)加工食品等；④提取小米生物活性物質(zhì)，開發(fā)具有增強(qiáng)體質(zhì)、提高免疫力等功能的兒童保健產(chǎn)品。