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我国早餐谷物食品发展综述

湖南农业大学课程论文

学院：

食品科技学院班级：

***

姓名：

***学号：

***

课程论文题目：

我国早餐谷物食品发展综述

课程名称：

食品加工工艺学

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日期：

年月日

我国早餐谷物食品发展综述

学生：

***

（食品科学技术学院*级食品科学与工程C班，************）

摘要：

本综述首先对早餐谷物类食品的发展现状、主要原料、营养成分做了一个大体的分析，然后分析了加工工艺原理，并对现有的几种加工工艺进行了分析和总结，最后对我国的谷物早餐加工工艺发展的前景做了展望。

关键词：

早餐谷物；加工工艺；发展现状

SummaryofDevelopmentofChina'sBreakfastCereal

Student:

******

（CollegeofFoodScienceandTechnology,ClassCof***FoodScienceandEngineering,******）

Abstract:

Thisreviewfirstbreakfastcerealinthedevelopmentofthestatusquo,themainrawmaterial,nutritionalingredientmadeageneralanalysis,andthenanalyzestheprincipleofprocessingtechnology,andseveralexistingprocessingtechnologytoanalyzeandsummarizethefinaloftheChina'sBreakfastCerealsprocessingtechnologymadetheprospectsofdevelopmentprospects.

Keywords:

Breakfastcereals;processingtechnology;DevelopmentStatus

谷物早餐（BreakfastCereals）是以谷物玉米、大米、小麦、燕麦等为主要原料加工成片状再加入牛奶（冷食）或稍煮沸片刻（热食）就可食用的早餐食品。

这类食品特点是：

（1）有益于身体健康。

早餐谷物食品原料是各种五谷杂粮，富含食物纤维，对身体有一定保健作用。

（2）营养均衡。

多种谷物组合加牛奶，营养呈均衡性。

（3）天然品质。

这类食品基本上是天然原料，一般不加人工添加剂。

（4）食用方便。

早餐谷物食品不论是即食或速煮，食用都很方便。

在欧美等大多数发达国家发展已有相当长的历史，他们已根据各国的原料特点和人们的饮食习惯，开发了各具特色的谷物早餐食品。

据报导，世界谷物早餐的年产量达到320万吨，销售金额为166亿美元。

美国是早餐谷物最大市场，占了数量的一半左右和销售金额的60%左右。

欧洲早餐谷物的市场也很大，有法国、德国、西班牙和英国等五大市场，约产早餐谷物81.5万吨和销售金额40亿美元以上。

功能性早餐谷物在各国均有很大发展，在美国和英国等欧美国家都获得了很高的市场地位，而在我国，只有少数白领等阶层的人对谷物早餐比较熟悉[1]。

一、我国早餐谷物发展现状和趋势

中国烹饪协会发布的《2009年早餐市场趋势与机会》报告显示，我国早餐市场面临年增幅14%的发展空间，但早餐工程和连锁快餐企业仅占早餐市场17.6%。

根据中国烹饪协会对目前早餐市场的调查显示，北京、上海等一级城市的早餐市场规模平均在50.6亿元左右，其中，连锁快餐企业占14.7%、早餐工程企业占2.9%、无品牌早餐车和小摊档占67.7%、其他业态占14.7%。

早餐谷物在我国说到底就是粥。

粥对我国每个家庭来说，几乎是天天离不开。

我国盛产五谷杂粮，若从多样性和营养互补性而言，我们比欧美国家更有优势；然而，我国传统粥品，长期以来都处于原始厨房劳作熬粥状态，与先进国家相比差距很大。

改革开放以后，1986年我国第一家燕麦片加工厂在内蒙古建成，早餐谷物食品正式进入工业化生产。

经近10年发展，加上挤压技术在国内推广应用，国内市场出现不少“方便粥”，有粉状、粒状，也有片状。

但由于我国挤压设备性能局限及缺少系统性研究，早餐谷物生产仍处于零散小规模、低水平状态。

这不仅不能满足我国社会发展需要，且一旦国外企业以其先进技术和设备进入我国，并以国内廉价原料和劳动力为基础进行大规模早餐谷物加工厂建设，那么，我国早餐谷物食品市场可能将会被其占领。

中国早餐谷物食品市场究竟有多大?

随着经济发展，生活水平提高，生活节奏加快，保健意识增强，家用微波炉普及，预见早餐谷物市场前景广阔。

仅以4亿城市人口，l亿户城市家庭计，若每户每月消费0.5kg早餐谷物，每年消费量为6亿kg，年消费额约30亿元。

这个数字若按全国人均消费量计，也只是美国1/20。

到2010年，若我国早餐谷物人均消费量为美国1/6，那时中国早餐谷物市场消费额将达100亿元[2]。

二、早餐谷物主要原料及其营养成分

（一）小麦

小麦是人类生活重要粮食作物，地球上约有一半人口食用小麦，全世界约有273个品种小麦，我国是世界上生产小麦最多国家，其年产量约占世界总产量15%左右。

小麦通常含有70%碳水化合物，9%～14%蛋白质，2%脂肪，1.8%矿物质及12%食用纤维；小麦籽含有81%～84%胚乳、6%～7%糊粉层、7%～8%表皮及3%胚芽。

小麦胚芽含有30%蛋白质，10%脂肪，并含有相当数量糖，它含有占小麦总量60%以上维生素B1，20%～25%维生素B2及维生素B6，胚芽中富含VE、亚油酸、肌醇、胆碱、烟酸、叶酸、卵磷脂等，约占小麦总矿物质含量10%～20%非常重要矿物质，如铁、钙、磷等存在于胚芽中。

糊粉层位于胚乳外层，为单细胞结构，它含有占小麦总量80%以上尼克酸，巧%蛋白质，小麦赖氨酸含量30%及小麦矿物质含量60%存在于糊粉层中。

（二）燕麦

营养与保健是当代人们对膳食基本要求，燕麦作为谷物中最好全价营养食品，恰恰能满足这两方面需求。

美国著名谷物学家罗伯特在第二届国际燕麦会上指出：

“与其它谷物相比，燕麦具有抗血脂成分、高水溶性胶体、营养平衡蛋白质，它对提高人类健康水平有着非常重要价值。

”

燕麦中蛋白质、脂肪、膳食纤维含量均高于其它谷类作物。

燕麦蛋白质含量为13%～25%，脂肪含量为6%～8%，碳水化合物含量为62%～68%，膳食纤维含量为3%～5%，燕麦维生素B1、维生素B2、VE、铁、钙含量也均高于其它谷类作物，燕麦中含有大量燕麦胶是很好降血脂物质。

（三）荞麦

荞麦是一种重要药食同源天然绿色谷物，与其它谷类粮食所不同的是它富含生物活性成分黄酮类化合物。

荞麦营养丰富，蛋白质、脂肪、维生素、微量元素含量高于大米、小麦等大宗粮食，且含有其它禾谷类粮食所没有叶绿素和芦丁（维生素P）。

荞麦蛋白质内在品质极佳，其中人体所必需八种氨基酸含量丰富，精氨酸、色氨酸、赖氨酸、组氨酸含量较高，特别是我国居民常食用谷物中第一限制氨基酸赖氨酸在荞麦中含量很丰富。

荞麦中脂肪含量约为3%，不饱和脂肪酸含量丰富，其中油酸和亚油酸含量最多，占总脂肪酸80%左右。

同时荞麦矿物质含量也十分丰富，钾、镁、铜、铬、锌、钙、锰等含量都大大高于禾谷类作物，还含有硼、碘、钻、硒等微量元素。

（四）玉米

关于玉米营养价值，欧、美和前苏联等国家一些营养学家和谷物化学家从上世纪初开始就一直在进行研究，玉米不仅营养价值高，安全性好，且有降低体重和预防心肌病变等保健作用。

玉米胚具有很高营养价值，且有很多保健功能因子，如膳食纤维、胡萝卜素、VA、VE、锌、硒等含量都很高[3]。

三、我国谷物加工与消费形式的发展过程与特点

在中国的传统饮食文化中，谷物一直是我们的主食，在我国居民膳食营养“宝塔”中，大米、面制品及玉米等谷物类食品位居金字塔的底层。

因此，谷物消费在我国居民膳食营养结构中占有非常重要的地位。

3.1以求温饱和能量供应为特征的全谷物阶段

我国粮食消费的内涵在不同的社会发展时期经历了诸多变化。

从三皇五帝开始，谷物就是我们祖先最主要的食物来源，而且古老的谷物加工技术只是将稻、麦等用简单木制工具去皮食用，其后有了除杂风车、土砻、土碾、石磨、撞机等，加工成粒状的大米和粉状的面粉，由此可以看出，我们的祖先食用的是全谷物产品。

3.2以追求口感和风味等感官特性为主的“食不厌精”阶段

随着机械砻谷、碾米及机械制粉设备的发展，不同加工精度的谷物食品也随之出现。

建国初期，国家为减少粮食浪费，保护百姓身体健康，从科学营养观的角度出发，推广食用“九二米”、“八一粉”的群众性口粮消费活动，即每50kg糙米要出46kg白米，每50kg去杂小麦要出40.5kg面粉。

这在一定程度上既保护了谷物中诸多天然营养源，又提高成品粮出率减少浪费。

伴随粮食加工的精细化发展，谷物经过精加工后，尽管口感大大改善，但在求精、求白的过程中，造成了谷物中大量的维生素、微量元素及植物化学素的损失。

如精白面粉中的膳食纤维、矿物元素与维生素等的含量不到全麦粉的1/3。

3.3营养强化食品快速发展的阶段

2004年国务院发布全国营养与健康调查结果表明：

最近10年我国城乡居民的膳食、营养状况有了明显改善，营养不良和营养缺乏患病率继续下降，但同时我国仍面临着营养缺乏与营养失衡的双重挑战。

居民营养与健康问题不容忽视。

钙、铁、锌、维生素B1、维生素B2与维生素A等微量营养素缺乏是我国城乡居民普遍存在的问题。

因此，谷物营养强化成为一种重要的公众营养改善手段。

我国于2000年启动面粉强化战略研究与技术性实验工作。

2002年开展营养强化面粉的试点工作。

目前，全国已经有近80家面粉厂加入面粉强化工作。

我国目前确定强化面粉中添加维生素B1、维生素B2、叶酸、烟酸、钙、铁、锌共7种微量营养素，维生素A可由企业自行决定是否添加。

同时大米的营养强化工作也在逐步开展。

3.4健康全谷物食品及谷物食品多样化发展的新阶段

近年来，随着人们健康意识的增强，我国的糙米、发芽糙米、全麦粉、燕麦片等全谷物食品也开始崭露头角，但是发芽糙米等目前规模尚小，产量还极少，而且主要以出口为主，国内市场产品很少见。

全麦粉的生产方面，仅有少量企业有些生产，而且由于目前我国全谷物食品的定义、标准等规范缺乏，市场上的全麦粉产品质量参差不齐。

在全麦产品方面，品种更是稀少，市场上仅有的少量全麦面包等产品也是以外资企业产品为主。

尽管目前刚刚起步，但是也代表着一个新的发展方向。

相信随着社会各界的呼吁努力及潜在市场的推动，我国全谷物食品的发展将有一个美好前景。

此外，我国谷物食品的多样化发展与国外差距甚大，传统谷物食品、营养强化食品及全谷物食品全面发展是我国粮食加工发展的一个重要方向[4]。

四、营养谷物早餐食品产品配方设计

最初的谷物早餐是采用蒸煮、压片、焙烤工艺生产的燕麦片。

欧美发达国家于20世纪70年代开始运用挤压技术生产谷物早餐，并且谷物早餐食品得到了迅速的发展与更新；我国于20世纪80年代初才开始研究食品挤压技术，主要将挤压技术用于生产膨化休闲食品及组织蛋白，谷物早餐食品的生产还处在起步的阶段。

目前，谷物早餐食品加工工艺有许多种，如：

间歇式湿热蒸煮加工工艺、传统的喷爆加工工艺、压片蒸煮加工工艺、谷物破碎蒸煮加工工艺、焙烤和气流膨化加工工艺、挤压膨化加工工艺和微波真空膨化加工工艺等。

早餐对于人体健康和人们一天的精力都十分重要，据有关调查表明：

我国33%的人不吃早餐或很少吃早餐，57%的人对现在的早餐市场不满意，我国大、中小学生中有43.5%不能保证每天吃早餐，我们的早餐食品品种少、营养不全，蛋白质、维生素、矿物质等营养素摄入量明显不足。

因此，中国营养学会已把新型早餐食品的研制开发作为重点研究方向。

谷物早餐食品在发达国家发展已有相当长的历史，他们已根据各国的原料特点和人们的饮食习惯，开发了各具特色的谷物早餐食品。

我国是一个农业大国，盛产稻谷、小麦、玉米、燕麦、高粱、大麦、小米、荞麦等五谷杂粮。

谷物原料资源具有丰富的蛋白质、维生素、矿物质等营养素，根据中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所提供的谷物营养成分的分析情况，选择小麦、燕麦、玉米、苦荞、赤小豆、大米、面粉等作为营养谷物早餐配方的基料，同时充分利用脱脂大豆粉、膳食纤维、全脂奶粉、蔗糖、棕榈油、小麦淀粉、大豆磷脂、蜂蜜、碳酸钙作为配料进行产品配方设计[5~6]。

五、营养谷物早餐食品加工工艺原理

（一）压片蒸煮加工工艺、焙烤和气流膨化加工工艺的加工原理

原料先经过蒸煮糊化、质构转化和特定的工艺成型等单元操作步骤；谷物中大量淀粉颗粒在蒸煮后破裂，淀粉糊化形成一种胶粘化淀粉基质，包围和维系着其他化学成分和各种加入成分；这种半均相物质在适当温度和水分下，经特定工艺处理直接形成所需要的形状，再通过一定的方式使产品中的水分汽化形成多孔状食品。

（二）挤压膨化加工工艺的加工原理

其原理是物料被送入挤压膨化机中，在螺杆、螺旋的推力作用下，使物料向前成轴向移动，同时螺旋与物料、物料与机筒以及物料内部的机械摩擦，物料被强烈的挤压、搅拌、剪切，物料进一步细化、均化；随着机腔内部压力的逐渐增大，温度相应的不断升高，在高温、高压、高剪切力的条件下，物料有粉状变成糊状，淀粉发生了糊化、裂解，蛋白质发生变性、重组，纤维发生部分降解、细化，致病菌被杀死，有毒成分失活；在强大压力差下，糊状物料由模孔瞬间喷出，水分急骤汽化，物料膨化，形成酥松、多孔、酥脆的膨化产品。

（三）微波真空膨化加工工艺的加工原理

其是利用微波加热膨化的一个过程，微波是一种无温度梯度的加热过程，并且微波功率输出可调和微波加热的瞬时性，使得物料被加热时其内部蒸汽压梯度和蒸汽向外层迁移速率也具有可调和性，当环境压强降低时，水分扩散速率加快，物料的沸点温度降低，并在内部积累形成压力梯度，若物料质构不能承受这个压力，使得食品物料中的水分在短时间内迅速蒸发汽化，就会造成体积的膨胀，产生膨化效应[7~8]。

六、营养谷物早餐食品加工工艺

（一）压片蒸煮加工工艺

压片蒸煮加工工艺是早期的营养早餐加工工艺。

首先是用传统的蒸汽蒸煮方法将物料熟化，调制成团状，再进行挤压、冷却、切割、压片成半成品，然后焙烤和涂上营养的外衣，这样制成了早期的营养早餐食品。

1、原料处理

最好选用硬质马齿型玉米，因其角质胚乳含量较高，淀粉糊化后透明性好，产品外观好看。

采用干法脱胚，先用热蒸汽和90℃以上热水调节水分，再用碾米机粗碾，使玉米破糁，胚脱下来。

混合物经振动平筛筛理，即分离出玉米糁。

2、配料、蒸煮

在玉米糁中加入食盐、麦芽等调味料和水，使玉米糁含水达20%～35%，然后用1.47X105p的蒸汽蒸煮玉米糁至完全糊化（呈半透明状），形成糊化面团。

3、成型

玉米糁在66℃下干燥至水分19%～20%，冷却至30～40℃，然后经钢辊轧成厚度为0.7～lmm的玉米片。

轧前应将物料破成分散状，以保证出片均匀。

4、焙烤

温度250～350℃，时间为20～150s，使水分降至10%左右。

如再经油炸（油温不超过200℃），则可得到口感松脆的酥香片。

5、喷强化剂

可喷涂营养素制成强化玉米片或根据需要涂以糖、风味剂等。

（二）挤压膨化加工工艺

挤压膨化加工技术是现代食品工程的高新技术之一。

它的主要设备是挤压机，目前主要存在的挤压机类型：

活塞式、辊式和螺杆式。

已经应用的膨化技术主要包括：

挤压膨化、气流膨化、微波膨化、油炸膨化等，现在较常使用的是将挤压与膨化工艺结合在一起的螺杆式挤压膨化。

1、粉碎

为了使物料混合均匀、挤压蒸煮时淀粉充分糊化，各物料（玉米应先除去皮和胚芽）粉碎至30～40目颗粒大小，双螺杆挤压机的用料粉碎至60目以上。

2、混合调理

在0.4MP（绝）的净化水和0.6MP（绝）的水蒸汽的作用下，物料在预调制器内吸水、糊化、混合调理，时间控制在100s，温度控制在60℃，再依据温度将物料水分控制在13%～18%。

3、挤压膨化

挤压膨化是整个流程的关键，直接影响到产品的质感和口感。

影响挤压膨化的参数较多，包含物料的水分含量、挤压过程中的温度、压力、螺杆转速、物料的种类及其配比等。

挤压机出口温度控制在150℃～190℃，螺杆转速90～150r/min（DS32型挤压机）。

同时，物料的成分队膨化效果的影响也是比较大的，支链淀粉含量高的原料，膨化后产品的α度（糊化度）高，膨化效果较佳；原料中蛋白质及脂肪含量不同也对膨化效果产生影响，蛋白质含量高的原料膨化率低；脂肪含量超过10%时，会影响到产品的膨化率，而一定量的脂肪可以改善产品的质构和风味。

不同类型和型号的挤压机，其挤压膨化的最佳工艺参数也有不同。

4、切割、整形

膨化物料从模孔挤出后，经紧贴模孔的旋转刀具切割成形或经牵引至整形机，经辊压成形后，有切刀切成长度一致、粗细厚度均匀的不同形状（鱼、雪人、星星、环等）的膨化食品。

5、烘烤、冷却

膨化食品进入浮化床干燥器中依次经烘干、冷却两个过程，通过调节液化石油气燃烧气流的温度使烘干温度控制在120℃，并采用通空气冷却至室温，干燥后成品水分含量控制在2%～4%，以延长保质期，同时烘烤后产生一种特殊的香味并提高品质。

6、调味

在旋转式调味机中进行。

按一定比例混合的植物油和奶油加温至80℃左右，通过雾状喷头使油均匀地喷洒在随调味机旋转而翻滚的物料表面。

喷油的目的一是为了改善口感；二是为了使物料容易粘附调味料。

随后喷洒调味料，经装有螺杆推进器的喷粉机将粉末状调味料均匀洒在不断滚动的物料表面，即得成品。

为了防止受潮，保证酥脆，调味后的产品应及时包装。

（三）微波膨化加工工艺

微波真空技术是将微波和真空的特点结合在一起，用微波加热，同时快速降低微波加热系统的压强，使物料内包裹的气体急速释放出来，产生瞬间的压力差，从而促使物料膨化。

其加工工艺主要分为：

原料预处理、微波膨化、喷强化剂3个步骤。

1、原料预处理

称取一定量的玉米原料，分别放入装有200ml水的烧杯中。

浸泡24h后取出，放入干燥箱中，烘至水的质量分数为11.5%后进行均湿处理，重复3次。

2、微波膨化

物体吸收微波能量转化成热量后，物体温度升高，物体内含的水分蒸发，脱水，干燥；若适当地控制脱水速度，就能让物体的结构松疏，膨化。

3、喷强化剂

根据需要可喷涂营养素、糖、风味剂等，制成含丰富水溶性纤维，蛋白质，多种维生素，无论从口味、外观和营养价值上都是人们喜爱的谷物早餐食品[9~12]。

七、早餐谷物食品加工工艺分析

（一）压片蒸煮、焙烤和气流膨化加工的谷物早餐食品

与压片蒸煮、焙烤和气流膨化加工工艺相比，挤压加工极大地改善了谷物早餐食品的加工工艺，缩短了工艺过程，丰富了谷物食品的花色品种，降低了产品的生产费用，减少了占地面积，大大降低了劳动强度，同时也改善了产品的组织状态和口感，提高了产品的质量。

蛋白质在挤压过程中会发生很多变化，如功能性变化、营养性变化、在水和稀盐溶液中溶解性下降、赖氨酸损失、组织结构化、可消化性提高等，其中蛋白质变性是最重要的。

高温、高压、高剪切作用使蛋白质的分子结构发生伸展、重组，分子表面的电荷重新分布，分子间氢键、二硫键部分断裂，导致蛋白质变性，但蛋白质的消化率明显提高。

淀粉在挤压膨化过程中，主要发生了两方面的变化。

一方面是淀粉糊化，其本质是水分进入微晶束结构，拆散淀粉分子间的缔合状态，淀粉分子或其聚集体经高度水化形成胶体体系。

另一方面是淀粉降解，在高温和高剪切环境条件下，淀粉链被部分打断，淀粉主要发生降解现象，生成小分子寡糖（产生麦芽糖、糊精等小分子物质）。

淀粉的糊化过程主要表现为晶体融化崩溃现象，其实质就是自由水分子作用下氢键大量断裂，半晶体解体过程。

脂肪在挤压膨化过程中水解生成单甘油和游离脂肪酸，这两种产物与直链淀粉、蛋白质形成了复合物，从而降低挤出物中游离脂肪酸的含量。

同时还使原料中脂氧酶、脂解酶钝化，对提高食品贮藏的稳定性非常有利。

同时，Venou等研究认为挤压可提高蛋白质和脂类的可吸收性。

VC和VA在挤压膨化过程中变化较大，但由于腔体高温作用时间短，与氧接触机会少，而成品在被挤出模具的瞬间，温度急骤降低。

所以仍有约70%的VC和50%以上的VA被保留下来。

挤压膨化过程中发生的美拉德反应也是膨化食品风味的来源之一。

在调味过程中，也可以对挤压谷物食品喷涂一些调味，如洋葱味、咖啡味、巧克力味、麻辣味等，来增加膨化食品的风味。

（二）微波膨化加工的谷物早餐食品

微波膨化就是利用微波的内部加热特性，使得物料的内部迅速受热升温产生大量的蒸汽，内部的大量蒸汽向外冲，形成无数的微小孔道，使物料组织膨胀、疏松。

微波膨化常作为加工工艺的后续工艺使用，生产的谷物早餐食品咀嚼性都比较好，特别是燕麦片具有很好的咀嚼性，克服了一般加工工艺所存在的谷物早餐浸泡后易烂的缺点，使谷物早餐有较好的咀嚼口感。

同时微波膨化工艺既可将原料中的脂肪氧化酶钝化，又使淀粉糊化，形成胶凝状，能最大限度地保持谷物早餐营养和风味。

微波膨化后，谷物早餐食品的淀粉含量减少，低聚糖含量增加，蛋白质含量无变化，提高淀粉的消化率，同时能使鼓舞早餐具有更好的可冲调性，克服了谷物早餐复水难的缺点，同时原料中具有更多的膳食纤维，可使微波膨化后的谷物早餐食品具有更好的咀嚼性。

与挤压膨化一样都是新型的食品加工工艺，生产出来的谷物早餐食品都具有很高的营养价值[13]。

八、营养谷物早餐加工工艺的发展与展望

目前，欧美已根据他们各国的原料特点和人们饮食特点，发展了他们各具特色的挤压早餐谷物品种。

我国食品工业主要运用挤压技术生产膨化休闲食品及组织蛋白，而运用挤压技术生产早餐谷物食品，可以说还处在刚刚起步的阶段。

微波膨化技术主要应用于物料后期处理，如营养膨化食品、蛋白质膨化食品、加工抗性淀粉等。

微波膨化作为食品物料后期处理技术已经较为成熟，但作为物料的预处理技术仍需要进行大量的研究，作为一种新的加工工艺拓宽了谷物食品加工工艺的新思路，具有很大的实用和学术意义。

营养谷物早餐加工工艺经历了有传统的工艺到新型工艺的变革，营养谷物早餐作为人们日常生活中的必需品，需要在品种上、风味上和营养上来满足人们的更高要求。

同时，技术上的进步是营养早餐食品发展的内在动力，挤压膨化技术、微波真空膨化技术作为现代新型的食品加工技术，更应该大力研究其机理和应用，开发出更好、更完善的加工工艺[14]。

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[11]杜双