大麥若葉苗粉研究進展

王 煒,劉春泉,劉春菊,李大婧,李建軍

(江蘇省農業(yè)科學院農產品加工研究所,國家蔬菜加工技術研發(fā)專業(yè)分中心,江蘇南京 210014)

大麥若葉苗粉研究進展

王 煒,劉春泉,劉春菊,李大婧*,李建軍

(江蘇省農業(yè)科學院農產品加工研究所,國家蔬菜加工技術研發(fā)專業(yè)分中心,江蘇南京 210014)

大麥若葉苗粉是具有多重保健功能的堿性食品,在日韓、北美、澳大利亞等地長銷不衰,我國的大麥資源豐富,適合在我國進行規(guī)模化生產加工。本文介紹了大麥若葉苗(粉)的藥用歷史、營養(yǎng)品質及保健功效、主流生產技術、產品開發(fā),并分析了產業(yè)內存在的主要問題。在當今飲食保健化的消費背景下,大麥若葉苗粉作為大麥類加工的高端產品,在我國的市場前景廣闊,應科學合理的引導其產業(yè)健康發(fā)展,從而推動大麥產區(qū)的多元化可持續(xù)發(fā)展。

大麥,若葉苗粉,加工

大麥(Hordeumvulgare),屬大麥屬(Hordeum)早熟禾科(Poaceae),麥屬禾本科一年生草本植物,是人類栽培的遠古作物之一,其嫩苗富含葉綠素、類黃酮、維生素、抗氧化酶及蛋白質等多種功能營養(yǎng)成分[1]。國外研究表明,大麥不僅是中東、北非、歐洲和亞洲等地重要的食物來源,也是抗逆性最強和綜合利用率最高的禾谷類作物,是防治人類慢性病最佳的功能性食品,但其作為功能性食品長期未引起人們的充分重視[2],直到近50年來,通過現代科學研究,大麥若葉苗才開始為廣大消費者所了解和接受。

1 大麥若葉苗的藥用歷史

大麥若葉苗(Young barley grasses)是指苗高15～30 cm的新鮮大麥嫩莖葉(以下簡稱大麥苗)。大麥苗兼具藥食兩用的作用,自古就有用于醫(yī)療治病的案例。《普濟方》中記載:唐代戊辰己巳年,藥王孫思邈以冬霜大麥葉熬汁治好了疫區(qū)的傳染性肝病[1]。明代李時珍在《本草綱目》中亦論述,認為“麥苗主治消酒毒暴熱,酒疸目黃;又解盅毒,除煩悶,解時疫狂熱,退胸隔熱,利小腸[3]”。但現代研究認為,李時珍所載麥苗應包括大、小麥苗,小麥苗可利尿解酒,大麥苗主要是抗氧化與排毒,而且礦物質和葉綠素含量也高于小麥苗[4]。公元前四世紀,西方醫(yī)學鼻祖希波克拉底利用大麥苗汁治療皮膚、肝臟、血液疾病及腸胃功能失調,古希臘人用大麥中提取的黏性物質治療腸胃發(fā)炎,羅馬醫(yī)師普林尼還將大麥苗用于治療疔瘡[3]。

經過現代科學研究,大麥苗的醫(yī)療保健功效得到了某些驗證。上世紀60年代,日本藥理學家荻原秀義研究后認為,大麥嫩苗的營養(yǎng)最豐富均衡,并在日本藥學會發(fā)表了《關于禾本科植物綠葉的成分及其穩(wěn)定的藥品、食品化研究》[4]。美國營養(yǎng)學家Swope所撰寫的《大自然神奇的返老還童劑—大麥的嫩葉》一書中,提到大麥嫩葉具有“增進體能和精力,提高睡眠質量”等12項功效,她認為大麥嫩苗可以加快排泄腸胃中食物消化代謝所產生的廢物和毒素,防止腸道中毒引起早衰[5]。近20年來,“麥草食品熱”風靡日本、韓國、北美、澳大利亞、臺灣等地,也帶動了大麥若葉苗粉(以下簡稱大麥苗粉)的銷售[4]。

2 大麥若葉苗的營養(yǎng)品質與保健功效

大麥苗用于加工苗粉或鮮食,其營養(yǎng)品質與大麥品種、產區(qū)環(huán)境、種植管理和采收時間均有關:第一,大麥品種。不同大麥品種自身的遺傳特性和對環(huán)境條件反應不同,像成熟期、株高、旗葉面積等主要農藝性狀、抗病性及抗倒伏都有較大差異,而大麥苗中的營養(yǎng)成分,如葉綠素、總黃酮等差異也較大[6];第二,產區(qū)環(huán)境。產區(qū)環(huán)境包括氣候條件、土壤肥力、污染程度,是直接影響麥苗生長品質和安全性(藥殘、病原菌)的重要因素;第三,種植管理。種植管理涵蓋播種、施肥等技術環(huán)節(jié)。陳劍鋒等[7]研究發(fā)現,適當增加播種量對提高麥苗產量有顯著效果,但當播種量達到225 kg/hm2后,再增加播種量則對產量影響不大,葉綠素、可溶性蛋白、SOD(過氧化物歧化酶)活性隨播種量提高而下降。張英秋等[8]認為:復合肥搭配量以適宜為原則,施肥量增加的增產效果不顯著,同時大麥苗中的葉綠素、SOD活性卻顯著下降;第四,采收時間。張英秋通過5次割苗實驗發(fā)現,第二次收割的麥苗營養(yǎng)品質最好,第三次收割的麥苗產量最高,之后麥苗明顯拔節(jié),生長點遭到破壞,再生能力變弱,后續(xù)產量迅速下降;不同收割批次的大麥苗的葉綠素、蛋白質和SOD活性等都存在明顯差異。因此,張英秋認為:采收高質量大麥苗,可采取適期早播,以控制最佳的采收時間[9]。

大麥苗營養(yǎng)豐富,與中國食物成分表(2010年版)相比較,其主要營養(yǎng)成分的含量都較高:蛋白質含量不僅遠高于常見果蔬,而且是牛肉的1.6倍、大米的4.2倍[10];維生素中的VC、VE含量較高,可達15.2 mg/100 g[11]和6.94 mg/100 g,分別是蘋果含量的3.7倍、3.3倍[12];微量元素中以K和Ca含量最豐富,其次是Fe、Mg、Zn等元素,Ca含量是牛奶的4倍[13];膳食纖維含量甚至是普通青菜的50倍[14]。

研究發(fā)現[13-14],大麥苗的保健功效主要集中在5點:第一,抗肥胖;第二,排毒,降低血液中脂質過氧化物、甘油三脂和膽固醇含量;第三,提高血液中高密度脂蛋白含量、SOD活性;第四,保護胃腸道,減少酒精對胃粘膜的損傷;第五,抗疲勞、增強體力,人體服用后能改善睡眠、增強體力、提高免疫力和促進傷口愈合等。王曉潔等[15]通過小鼠實驗發(fā)現大麥苗具有提高機體免疫力、抗疲勞、增強耐力的作用。研究顯示,我國14個省市的3000名自愿者食用大麥苗粉后,均有不同程度的改善睡眠、調節(jié)血糖、改善血壓、增強免疫力和肝功能、防便秘、改善腸胃功能的保健作用[16]。大麥苗具備這些保健功效可能與其含有較多的抗氧化酶類(如SOD)[17]、葉綠素(提取量達13.622 mg/g)[18]、黃酮類O-葡萄糖異牡荊苷(O-glucosyl isovitexin)等功能物質有關[19-20]。

3 大麥若葉苗粉的加工

盡管大麥苗粉的保健功效較好,但直接食用的口感粗糙,而且營養(yǎng)吸收較差,將其加工成麥苗粉后,具有改善風味口感、增加營養(yǎng)吸收、保存攜帶方便、充作食品配料的作用。在上世紀70年代,日本就有粉末狀麥苗制品出售,食用方便。

3.1 大麥苗粉、麥綠素粉的區(qū)別

大麥苗粉和麥綠素粉都是以大麥苗加工而成的速溶型粉狀食品,但實際上是兩款不同的產品。大麥苗粉是選用苗高15～30 cm的新鮮大麥嫩莖葉,經割青、清洗、殺青、干燥、粉碎等工序所制成,水分含量在4%～5%,常溫貯存期為12個月以上的粉狀制品。麥綠素粉是大麥葉綠素濃縮粉的簡稱,由大麥苗青汁經割青、清洗、消毒、破碎、榨汁、過濾、濃縮、干燥等工藝,濃縮加工所制成[21-22]。兩個產品都是沖泡食用,其區(qū)別在于:第一,營養(yǎng)成分。麥綠素粉主要以水溶性營養(yǎng)成分為主,營養(yǎng)易吸收,大麥苗粉以全麥苗加工,營養(yǎng)成分保留較完整,纖維素含量較高;第二,沖泡性能。麥綠素粉的速溶性好,口感順滑,大麥苗粉由于纖維素較多,溶解性不如麥綠素粉,營養(yǎng)物質的復溶性也較差,口感上可能有“沙礫感”;第三,加工工藝。麥綠素粉對濃縮設備和噴霧干燥的要求較高,而大麥苗粉的技術難點在于高溫殺青與超微粉碎,殺青影響感官質量和營養(yǎng)品質,粉碎決定破壁程度和水溶性能。

3.2 大麥苗粉的加工工藝

大麥苗粉的加工主要包括采收(割青)、篩選、清洗、切分、殺青、烘制、粉碎等工序。

最好的大麥苗是冬至之后、苗高15～20 cm的嫩麥苗,但基于生產成本考慮,一般選用15～30 cm之間的麥苗,長度低于15 cm的麥苗生長時間短,纖維含量低,食用口感較好,但營養(yǎng)物質積累不足;長于30 cm的麥苗營養(yǎng)物質開始衰減,纖維含量多,制粉后風味、口感、溶解性均較差。

麥苗采收后進行篩選、清洗,去除受凍,黃枯的麥苗,剔除雜草,清洗去除泥沙雜質,切成2～5 cm左右的麥苗段進行高溫殺青。

殺青分為沸水殺青和蒸汽殺青,由于大麥苗在沸水浸泡過程中色素、可溶性營養(yǎng)物質損失嚴重,因此普遍采用對色素和營養(yǎng)影響小,參數容易控制、成本適中的蒸汽殺青。研究表明,PPO(多酚氧化酶)和POD(過氧化物酶)是大麥苗中主要的氧化酶,其中PPO是引起大麥苗粉褐變的主要酶類,POD則與大麥苗粉的“青草味”有直接關系[21]。另外,葉綠素能被PPO氧化形成脫鎂葉綠酸。脫鎂葉綠酸通過血液進入人體組織細胞,通過光氧化形成過酸化脂質,破壞細胞膜的組織細胞,提高毛細血管的透過性,引發(fā)皮膚搔癢[23]。因此,采用高溫蒸汽短時殺青,鈍化PPO和POD活性,可以抑制酶促褐變發(fā)生,防止色變和被氧化,優(yōu)化風味,提高麥苗組織細胞通透性,加速水分擴散以縮短干燥時間,同時殺死麥苗表面的微生物和寄生蟲卵。

表1 大麥若葉苗粉品質評定標準Table 1 Scale for quality evaluation of barley leaf powder

根據筆者研究,殺青時根據麥苗組織硬度、低溫凍害程度和進料量對殺青溫度和時間進行調整,控制溫度在180～230 ℃,殺青時間20～40 s。

烘制采用熱風干燥,可以采用單一溫度干燥或變溫組合干燥,但由于麥苗受熱的不均勻性,局部過熱和產生內應力導致組織細胞孔室塌陷,從而引起麥苗皺縮和褐變。單一溫度干燥工藝簡單,以水分含量為判定標準,采用80～95 ℃的溫度進行干燥,需要工人掌握翻動頻率,防止麥苗高溫褐變。筆者將變溫組合干燥用于烘制階段,將整個階段分成快速失水期、緩速失水期和水分均衡期等3個階段,每個環(huán)節(jié)設置不同的溫度和風速,可以起到均勻干燥、降低褐變和營養(yǎng)損耗的作用。干燥后大麥苗水分含量控制在5%±0.5%。

大麥苗粉商品的粒度多在300～400目,此時的產品粒度分布窄、均勻度高、質量易控,而且沖泡溶解性好,口感較佳。超過500目以上的粉碎對設備要求極高,生產成本增加,而且產品外觀、溶解性并無明顯改善;低于250目的產品顆粒感強,溶解度差,品嘗時有“沙礫感”,市場接受度差。但王麗萍等[24]研究了麥苗微粉休止角、堆密度、粒徑大小對色澤以及浸出物含量的影響,確定麥苗微粉粒度在80～90 μm(約170目)時綜合品質較好,利于產品的生產應用。

筆者通過研究,將大麥苗粉感官指標分成4個(見表1),其中產品風味可能會帶有當地自然環(huán)境的特殊風味,大麥香氣也會有較大差異。

4 大麥若葉苗粉的產品開發(fā)

大麥苗粉最早在日本開發(fā)成功,日本厚生省最早制定了該類產品的國家標準[25],后來為了改善風味,又以大麥苗粉為主料,添加了糊精、高麗參粉、胡蘿卜素等其他成分,生產了系列化產品。目前,開發(fā)的大麥苗粉產品主要包括純粉和復合產品兩大類,前者就是單純的超微細粉,后者細分為口含片、復合飲料、面點制品、保健休閑產品等四大系列產品。

4.1 口含片

含有大麥苗粉的口含片是市場最多的產品,具有工藝成熟、風味多變、營養(yǎng)復合、攜帶方便等特點。范召林[24]研發(fā)了一種常青片,其中含有大麥苗粉和天然蜂花粉。劉昆侖等[26]以大麥苗粉為主要基料,經復配、制軟材、造粒、干燥、壓片、滅菌和包裝工序,制得外觀光潔、色澤翠綠、清脆爽口的大麥苗粉咀嚼片。王麗萍[27]研發(fā)了復合壓片,將大麥苗粉與香菇微粉以5.96∶4進行配比,以乳糖、甘露糖醇和木糖醇(4∶1∶4)作為甜味劑,添加比例37.57%,制成的產品口感清涼。

4.2 復合飲料

大麥苗粉(青汁粉)復合飲料的種類較多,根據產品形態(tài)可分為固體飲料、液體飲料兩大類,固體飲料攜帶保存方便,在食用時以熱水沖泡飲用。

4.2.1 固體飲料 李偉[28]發(fā)明了一種大麥若葉茶,將原料清洗、脫水、超微粉碎、殺菌和封裝即可制成。筆者認為,這種大麥若葉茶其實還是純粉產品,只不過命名卻是屬于飲料的范疇。

大麥若葉苗青汁粉因為其生產工藝成熟、配方組合多樣、攜帶飲用方便而成為開發(fā)最多的一款固體飲料產品。張會崢[29]發(fā)明的大麥若葉青汁粉固體飲料,在大麥若葉青汁粉中添加中藥原料、糖類及飲料配料,營養(yǎng)價值豐富,具備多種保健功能,可滿足不同人群健康需求。寧俊[30]開發(fā)了一種調理腸道的益生元青汁粉,由大麥若葉青汁粉30～90份、菠菜青汁粉10～50份、甘藍嫩葉青汁粉10～50份、低聚木糖2～20份、低聚果糖3～40份、糖醇1.5～30份所配比而成,由于添加糖醇物質作為甜味劑調制口感,適宜糖尿病及肥胖人群食用,具有調節(jié)腸道菌群、通便的功能。王一江[31]開發(fā)了復合大麥若葉青汁粉,以有機大麥若葉、芹菜、青椒、山苦瓜、青蘋果和蘆薈為原料所制成,運用了超聲波清洗、蒸汽爆破、機械剪切式超微粉碎等先進技術加工而成。該產品為高堿性的天然食品,具有排毒、釋放能量、改善酸性體質、調節(jié)人體機能的作用。

4.2.2 液體飲料 徐春[32]研制了麥苗汁營養(yǎng)酸奶,最佳添加量為麥苗汁5%、蔗糖8%,同時加入0.2%的PGA和0.1%的CMC-Na,在42 ℃下發(fā)酵4 h,此工藝條件下制備的麥苗汁營養(yǎng)酸奶具有感官品質佳、穩(wěn)定性好和營養(yǎng)豐富等特點。張會崢[33]開發(fā)出一款大麥若葉青汁液體飲料,在大麥若葉漿汁中添加純凈水、中藥原料、益生菌、糖類和飲料配料,具有增進體能和精力、提高睡眠質量、增強免疫調節(jié)、延緩衰老、有效排除毒素、降低血脂、調節(jié)血壓等多種保健功效。

4.3 面點制品

大麥若葉苗粉在面點制品的生產中主要以食品添加劑的形式加入,起到調整營養(yǎng)結構、豐富產品風味的目的。高飛虎等[34]以超微綠茶粉、超微大麥苗粉、小麥面粉作為原料,添加品質改良劑,采用獨特工藝加工微粉營養(yǎng)面條,產品外觀色澤翠綠,煮后清香四溢,口味獨特,具有較高的保健作用和食療效果。姚熠等[35]研發(fā)出麥苗微波蛋糕,最佳配方為玉米淀粉10 g、低筋粉4 g、白砂糖16 g、泡打粉3 g、檸檬酸0.4 g、奶粉2 g、麥苗粉0.8 g、雞蛋65 g,以微波加熱80 s,制得的蛋糕品質最佳。

4.4 保健休閑產品

由于大麥苗粉的天然保健性,開發(fā)的保健休閑產品也多樣化。章燎源[36]發(fā)明了一種大麥若葉口香糖,原料包括粉糖、醋酸乙烯酯、葡萄糖、聚異丁烯、丁酞酰丁基醇酯、碳酸鈣、香料、大麥若葉苗粉和微晶蠟。雷春生[37]研發(fā)出大麥若葉青汁面膜,采用天然的大麥若葉,經清洗、輕微沖洗、浸泡、紫外線殺菌滅活、榨汁、水解等制得大麥若葉青汁,再與奶粉、蜂蜜混合制成。該產品無任何化學藥劑添加,在使用停用后無副作用,并含有多種天然維生素及礦物質,成本低、效果好,適合不同消費群體使用。

5 大麥若葉苗粉產業(yè)的問題與發(fā)展

5.1 大麥苗粉產業(yè)的問題

近10多年,大麥苗粉在國內市場已被逐漸接受,網絡電商也帶動了其銷售,但是筆者經過研究,發(fā)現產業(yè)內仍然存在以下問題:

5.1.1 國內市場認知有限 盡管大麥苗粉在國際市場上銷售火爆,但在國內與大眾化的功能食品相比,市場關注度依然很低,消費者的認知力度遠遠不夠,總認為大麥應該是食用大麥籽粒,或是媒體宣傳較多的大麥胚芽,而忽視了大麥苗粉。此外,不少大麥苗粉帶有一股“草腥味”,在沖泡食用時不少人在口味上難以適應,這讓很多消費者對大麥苗粉的印象淡漠。

5.1.2 產品質量差異極大 市場銷售的大麥苗粉質量良莠不齊、價格也相差極大。從日本進口的大麥苗粉價格最高,可達1.5～2.5 元/g,國內優(yōu)質苗粉售價在1 元/g左右,如果摻有劣質的苗粉,售價甚至不到0.5 元/g。國內不少企業(yè)為了增加利潤,將受凍、枯邊和下腳料,以及長度在30～45 cm的不合格原料加工打粉,摻進質量較好的大麥苗粉中以次充好。由于劣質大麥苗的市場收購價僅為0.2～0.25 元/kg,而優(yōu)質大麥苗的收購價一般都在0.5 元/kg,巨大的利差讓很多不法企業(yè)鉆了空子。這使得不少消費者在網上購買的大麥苗粉質量差,長期飲用并沒有任何保健作用,與夸大的廣告宣傳形成鮮明對照,嚴重損害了大麥苗粉的產品信譽。

5.1.3 核心技術難以掌握 我國由于缺乏相關的基礎技術研究和行業(yè)生產標準,導致大麥苗粉的種植、采收、保鮮、加工的工藝技術落后、生產標準缺失,生產企業(yè)大都各自為戰(zhàn),工藝與標準五花八門,導致產品質量不穩(wěn)定,品質較差。

大麥苗粉加工中的核心技術是高溫殺青和超微粉碎,是決定產品質量的最關鍵環(huán)節(jié)。高溫殺青能有效保持產品的色澤、降低酶活,防止熱敏性營養(yǎng)物質的過度損耗;超微粉碎直接決定產品的感官品質與沖泡性能。目前,國內企業(yè)所用的殺青機大都從日本進口,不但生產性能穩(wěn)定,而且質量堅固耐用,優(yōu)質的大麥苗粉幾乎都是日本殺青機所產。國產殺青機的主要問題是生產不穩(wěn)定,返修率高,給生產企業(yè)帶來諸多不便。日本的制藥企業(yè)(大麥苗粉在日本多在藥品級生產車間內完成)也壟斷了超微粉碎技術,產品目數可達500目以上,而國內企業(yè)的粉碎加工普遍只能達到200～400目的水平,多數只能在250～300目,這使得產品的沖泡性能遠不如日本產品,溶解時間長,沉絮多,口感有“沙礫感”等感官品質硬傷。

5.2 大麥苗粉產業(yè)的發(fā)展

大麥苗粉產業(yè)今后將朝著市場合理化、生產標準化的方向發(fā)展,這兩個發(fā)展方向也是當前最需要關注的地方,需要政府、企業(yè)和科研院所的共同努力。

5.2.1 科學宣傳引導市場 大麥苗粉屬于堿性食品,對高脂飲食所形成的酸性體質有較好的保健功效,但絕不是某些廣告上鼓吹的包治百病的食品,這不符合大麥苗粉產業(yè)健康發(fā)展的要求。因此,相關的政府部門要加強宣傳監(jiān)管,對夸大事實的宣傳予以取締;生產企業(yè)要注意自律自重,以實事求是的態(tài)度來宣傳大麥苗粉,正確引導市場輿論,使廣大消費者真正認識、理解、接受和消費這種產品,不被歪曲夸大的宣傳所誤導;同時科研院所還要普及科學知識,讓消費者學會甄別大麥苗粉的品質優(yōu)劣,才能使大麥苗粉具有健康的發(fā)展環(huán)境。

5.2.2 不斷加強技術研究 基礎和關鍵技術研究的缺失使得大麥苗粉加工嚴重依賴進口設備和國外技術,國內生產企業(yè)缺少核心競爭力,利潤率低,經濟效益難以提高,也導致了以次充好的假冒行為。大麥是我國的大宗農作物,研究成果極多,但大麥苗粉作為大麥的高增值產品,卻長期處于研究斷層的境況,這是一個嚴重的技術缺失。目前急需加強大麥苗粉的基礎性研究和關鍵技術、設備的攻關,制定相關行業(yè)(生產)標準,爭取從種植到加工建立自己的生產技術體系,增強企業(yè)的技術實力,降低對外依賴,讓大麥苗粉產業(yè)的發(fā)展更具有可持續(xù)性。

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Research progress in barley leaf powder

WANG Wei,LIU Chun-quan,LIU Chun-ju,LI Da-jing*,LI Jian-jun

(Institute of Agro-processing Research,Jiangsu Academy of Agriculural sciences,National Vegetable Processing Technology R&D Sub-centers,Nanjing 210014,China)

Barley leaf powder is a kind of alkaline food with multiple health care functions.Barley leaf powder has been selling well in Japan,South Korea,North America,Australia,and other countries and regions for a long time. China is rich in barley resource,hence it is suitable for large-scale production and processing of barley leaf powder.The medicinal history,nutritional quality,health care functions,mainstream production technology,and product development of barley leaf powder were investigated in this article,as well as the main problems of the industry.Nowadays,consumers pay more and more attentions to a healthy diet. As a kind of high-end processing product,prospects for barley leaf powder market is bright in our country.Barley industry should be guided in a scientific and reasonable way to promote the diversified and sustainable development of barley production.

barley leaf powder;progress

2016-08-19

王煒(1980-)，男，碩士，助理研究員，研究方向：果蔬加工，E-mail:a68800830@cta.cq.cn。

*通訊作者:李大婧(1976-)，女，博士，研究員，研究方向：果蔬精深加工與綜合利用，E-mail：lidajing@163.com。

中央財政農業(yè)技術推廣資金項目[TG(15)078]。

TS218

A

:1002-0306(2017)03-0395-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.03.070