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糯玉米的食品开发应用现状及前景

2023-03-21樊环环李文静段栓成成东梅赵紫薇

农产品加工 2023年1期
关键词:糯玉米鲜食口感

樊环环,李文静,段栓成,成东梅,赵紫薇

(济源市农业科学院,河南 济源 459000)

玉米是世界三大作物之一,也是我国最重要、最为广泛食用的粮食作物之一,根据国家统计数据显示,2020 年我国玉米产量约26 000 万t,占粮食作物总产量的38.93%。作为玉米的优质品种,糯玉米营养丰富、口感独特,随着生活水平的提高和对食品品质要求的提升,越来越受到人们的喜爱。糯玉米种植面积及产量逐年上升,至2016 年我国的糯玉米面积及产量已跃居世界榜首且仍在上升[1],2020 年全国糯玉米种植面积已达67 万km2左右。糯玉米加工产出的食品色泽好、营养均衡,不仅可以鲜食,在面制品、肉制品、饮料、酒等食品加工业中也占有一席之地,还可应用于工业及饲料加工业等,糯玉米的精深研究将大有可为。主要从鲜食糯玉米、糯玉米粉制类食品、糯玉米发酵类食品、糯玉米发芽类食品及其他糯玉米食品几个方面对我国的糯玉米食品开发应用现状进行简述。

1 营养功能

糯玉米(Zea mays L.ceratina Kulesh) 又称黏玉米、蜡质玉米,属于高蛋白低脂肪类食物,营养丰富全面,不仅可以提供数十种膳食营养和能量,蛋白质、氨基酸、粗脂肪等含量还均高于普通玉米,尤其赖氨酸含量,比普通玉米高30%~60%[2]。由于糯玉米第9 染色体短臂上存在单隐性基因wx,该基因活性受到抑制而无法合成直链淀粉,导致糯玉米中基本全为支链淀粉,因此与普通玉米相比,糯玉米的消化率高,约为85%,高出普通玉米约16%[3]。糯玉米中还含有功能性的活性成分,品种不同,总酚、花色素苷、胡萝卜素等含量也会有差别,其中白玉米的总黄酮含量低于红玉米,暗红色玉米的花青素含量最高[4]。黑糯玉米作为糯玉米的优质代表,其中有高含量的谷胱甘肽、微量元素等,特别是有机硒,是普通玉米的5~10 倍,钾、锌、钙、磷含量也是其他谷物的3 倍以上,蛋白质含量高达11.09%[5]。糯玉米营养丰富、口感独特,兼具了食用、药用、菜用功能,极具开发利用价值。

2 起源与发展

我国是糯玉米的世界起源中心,据史籍记载,早在1760 年之前糯玉米已经在中国形成并有相关记录。糯玉米主要起源于广西和云南等地,是原产自美洲的普通玉米引入中国后发生变异而形成的一种特殊品种,籽粒颜色多样,有黑、白、红、紫、黄之分[6]。

美国是研究和利用糯玉米最多的国家,其中70%以上作为淀粉加工,30%左右用作饲料。我国糯玉米的相关研究起步相对滞后,从20 世纪70 年代才开始杂交育种工作,1975 年育成第1 个糯玉米杂交种烟单5 号[7]。随着人们生活水平提高及对健康食品的追求,我国糯玉米研究进入快速发展时期,2012—2019 年就通过审定了308 种糯玉米品种,研究发现其遗传多样性指数无较大波动,品种选育所用的遗传种质资源已趋于稳定。随着糯玉米品种的发展与丰富,我国对糯玉米的研究日趋多元化,糯玉米食品也由简单使用糯质玉米粉加工传统食品到如今的品类多样。

3 加工现状

3.1 鲜食糯玉米

糯玉米鲜食口感、质感俱佳,是颇受人们喜爱的一种重要的初级农产品。影响糯玉米鲜食品质的有以下几个方面。第一是品种。不同区域适宜种植的糯玉米品种会有一定差别,朱锦乐[8]筛选了11 个鲜食糯玉米品种,发现浙白糯702、荟甜糯2 号等6 个品种产量高、产品性状好,可进一步在莆田区试验种植。有研究人员在贵州地区也做了相关品种的测试与筛选。第二是种植技术。糯玉米的种植过程会影响其鲜食口感,从选种、选地、整地、播种、田间管理、收获等多个环节均要有相关的技术要求,尤其是要注意适时收获,一般在授粉后24~26 d 进行采收,不然会影响籽粒品质,进而影响口感[9]。第三是保鲜与贮藏。糯玉米果实水分含量高,且采收后仍在进行呼吸作用,会消耗自身的有机物和糖分,若再加上保鲜不到位、远距离运输等因素影响,鲜食品质易下降。因此,鲜食糯玉米在进入市场时,面临的最大问题就是保鲜与贮藏。采收后的鲜糯玉米一般采用速冻法、盐渍法、袋贮法等技术进行保鲜,以保证其食用品质和经济品质[10]。有学者研究发现,糯玉米经95~105 ℃烫漂10~15 min,在-30~-45 ℃下速冻后效果最好,速冻糯玉米可在-18 ℃下最长贮藏1 年,且口感、营养成分基本未发生变化,保鲜效果明显,这可以保障鲜食糯玉米的周年供应[11]。糯玉米罐头也是保鲜与贮藏的一个重要途径,主要包括鲜粒糯玉米罐头、整段糯玉米罐头和预煮糊化后的糯玉米糊罐头,可保持鲜食口感,延长糯玉米的货架期。姚国民[12]以万糯2000 的糯玉米为原料,经真空包装、高压灭菌等环节,形成了一套整段糯玉米真空罐头生产工艺流程。

糯玉米鲜食加工的另一个重要途径是将糯玉米削粒、榨汁,无菌处理后得到鲜糯玉米汁。牛丽影等人[13]将生鲜糯玉米粒真空密封包装后,在-80~-20℃速冻并在-20~-18 ℃下冻藏,将冻结的玉米粒解冻至5~20 ℃后进行压榨,得到的玉米浊浆进行离心分离,上层玉米浆液加热即得糯玉米清汁,成分简单,不需复配,保持了良好的糯玉米口感。

3.2 糯玉米粉制类食品

糯玉米直接制粉后在食品加工中有相当多的应用。影响糯玉米制粉的因素首先是干燥方式。目前糯玉米粉干燥方式主要有真空冷冻干燥、热风干燥、喷雾干燥、膨化干燥、微波干燥等,其中喷雾干燥后黑糯玉米粉是形状最好,热风干燥的色泽最好,真空冷冻干燥的蛋白质含量高。因此,不同的干燥方式对糯玉米的功能性质有不同的影响,在生产过程中应根据不同产品的要求进行选择[14]。将黑糯玉米膨化干燥制粉处理后,复配得到了速食黑糯玉米粉,食用方便,营养丰富[15]。其次,影响糯玉米制粉的因素是粉碎粒度。不同粉碎粒度对糯玉米粉持水力、色泽、流动性、体外消化特性等均有影响,粒度在74~178 μm 时,黏度、休止角、酶解率逐渐增大,持水力不变,当粒度小于74 μm 时,黏度、休止角、酶解率、持水力迅速下降;粒度越小,松密度和紧密度越小,可为糯玉米粉的加工提供理论依据[16]。超细粉碎技术可使粉体的表面积和孔隙率的增加,糯玉米经超微粉碎处理后,除了改善口感外,其溶解性、高温持水力、酶解率等大幅提高,冻融稳定性降低,凝沉性能加大。利用超微粉体的加工特性,制作的超细糯玉米全粒微粉奶冻色泽美观,易消化吸收[17]。此外,许梅等人[18]通过使用4%乳酸菌发酵的方法,改变了糯玉米粉的蛋白质和淀粉性质,增加了糯玉米面团的黏弹性、柔韧性和产品风味。姜涛等人[19]通过将糯玉米粉与高筋面粉不同比例混合的方法制作面包,当添加量为8%时,面包的比容和综合感官较好,水分含量符合国家面包品质要求。

糯玉米中基本全为支链淀粉,与普通玉米淀粉相比,糯玉米淀粉易糊化,糊化后稳定性好,不易老化,且透明度高、冻融稳定性强、成膜性好等,因此糯玉米淀粉及其改性淀粉因其高支链淀粉特性,可作为乳化剂、黏着剂等被广泛应用于面制品、肉类行业等食品加工业中。付艳武[20]将糯玉米淀粉分别添加至面条、馒头、面包中,当面条和馒头中添加量为4%,面包中添加量为6%时,面条具有良好拉伸特性和韧性,断条率低,馒头的硬度和弹性增加,色泽良好,面包的质构特性提高,感官品质提高,糯玉米淀粉可不同程度提高面条、馒头、面包的适口性和品质特性。醚化酯化改性得到的乙酰化羟丙基糯玉米淀粉有增稠的作用,且低温贮藏性好,杨世雄等人[21]将其应用于制作速冻汤圆,当与糯玉米以1∶4 的比例添加时,蒸煮损失率和冻裂率低,汤汁透光率好,感官评价高,营养功能高于常规食品,可为速冻汤圆品质的改良提供一定的参考。另外,也有将糯玉米改性淀粉应用到肉制品中的相关研究,将糯玉米交联淀粉应用于午餐肉中后,与添加普通玉米变性淀粉、普通玉米淀粉相比,肉色明显,组织细腻,弹性好,口感佳。当添加量10%时性状最佳,且不论是常温还是冷冻贮藏后均可保持良好的组织状态,为糯玉米改性淀粉在肉制品中的应用提供依据[22]。

3.3 糯玉米发酵类食品

作为一种独特的食品加工方法,发酵技术满足了人们对不同风味、口感、营养等多方面的需求。糯玉米中支链淀粉含量几乎100%,糊化后黏性强,发酵工艺则可改善其“黏而不弹”的问题,马佳歌[23]利用优势乳酸菌,改善传统糯玉米发酵食品黏豆包,当添加4%乳酸菌,在25 ℃时发酵7 d 时,得到的糯玉米黏豆包黏着性较大,口感较好。

糯玉米可作为液态发酵类食品的原料。以糯玉米为原料,可优化制得黄酒、米酒、保健茶醋、保健醋、醪糟、甜酒酿等产品,兼备发酵风味和独特的玉米风味。黑糯玉米浆经乳酸菌发酵制得饮品,其中的赖氨酸、蛋氨酸增加数倍,并产生大量乳酸,口感良好,营养易于吸收[24]。将预煮过的糯玉米打浆后与脱脂奶粉以8∶1 的比例混合发酵,由于糯玉米中基本全为支链淀粉,可起到稳定增稠作用,少量添加乳清蛋白作为乳化稳定剂,制得兼具糯玉米和酸奶风味的发酵乳制品,质地均匀、口感细腻,还实现了动物蛋白和植物蛋白的营养价值互补[25]。

此外,还可以制得糯玉米鸡肉发酵香肠、糯玉米葡萄醋饮、紫糯玉米绿豆复合发酵乳饮等糯玉米复合发酵产品,口感独特,绿色天然,同时富含多种营养价值和食品风味,且符合回归自然的饮食需求,为开发新型发酵型糯玉米食品提供一定的理论基础。

3.4 糯玉米发芽类食品

发芽是一种有效改善粮谷类营养成分和加工品质的新思路。谷物发芽中,会发生一系列显著的生物化学变化。发芽可对氨基酸组成、蛋白质利用率、B 族维生素含量有积极影响,赖氨酸和色氨酸含量增加,复杂的化合物可被分解为简单成分或转化为必需成分或分解为非必需成分,也会产生丰富的植酸酶,植酸被分解,抗营养因子的水平降低,金属元素得到释放,矿物质元素的含量得到了提高[26]。黑糯玉米发芽后,其还原糖、粗蛋白及Fe,Mn,Cu,Zn,Se 等显著上升,淀粉、脂肪、植酸等显著下降,蛋白质消化率、矿物质和维生素的生物利用率均有所提高,这在一定程度上改变了黑糯玉米的营养结构[27]。此外,糯玉米种子经过30 ℃浸泡6 h 并在30 ℃恒温发芽培养48 h 后,所得种芽的SOD 活性最高,因此发芽可在一定程度上提高了糯玉米的SOD 活性和DPPH 自由基消除率,这为开发新型抗氧化糯玉米食品奠定了一定的理论基础。

玉米在30 ℃下浸渍2 d,发芽6 d,去脐烘干后,其可溶性蛋白质含量提高至3.87%,脂肪含量降低至0.94%,基本可作为啤酒酿造的原料。将浸泡过三氯化铬溶液的糯玉米粒于25 ℃发芽5 d 后,烘干得到糯玉米富铬糯玉米芽粉,与麦芽糊精、豆奶粉、蔗糖以70∶11∶10∶9 比例得到的富铬糯玉米芽快餐营养粉感官优良、冲调性好。将发芽后的糯玉米经α - 淀粉酶酶解后,添加2.4%木糖醇,0.022%柠檬酸,0.01%食盐及0.09%玉米香精,复配得到的糯玉米饮料颜色鲜亮、酸甜可口[28]。张钟等人[29]将黑糯玉米经浸泡、发芽后,50 ℃恒温干燥48 h 后粉碎,过70 目筛,得到发芽黑糯玉米粉,与小麦粉混合制得饼干,当发芽黑糯玉米粉添加量为9.31%时,饼干的感官品质最佳。

3.5 其他糯玉米制品

此外,糯玉米还有其他加工应用。张丛卓[30]以黑糯玉米和白糯玉米花丝为原料,以腊熟期为最佳采收期,经微波杀青后,加工制作了糯玉米花丝茶,花丝茶以1∶75 的比例用100 ℃水冲泡后,浸润15 min,制得花丝茶口感最佳,且具有利尿、降压、利胆的功效。杨月通[31]结合了糯玉米和果冻各种优点,添加17%黑糯玉米粒,辅以卡拉胶、白砂糖等制果冻的物质,制成了风味独特、营养丰富的黑糯玉米果冻。盛玮等人[32]复配开发了黑糯玉米红枣复合保健饮料,当黑糯玉米汁与红枣汁的体积比为2.2∶1.0 时性状最佳,色泽橙红,风味突出,兼具黑糯玉米和红枣的品质。

4 结语

糯玉米具有营养丰富、适口性好、黏滞性高、消化率高等特性,在直接鲜食、利用糯玉米粉或糯玉米淀粉、发芽糯玉米、发酵糯玉米等方面均有相当的成果,但也存在一些问题。第一,我国对于糯玉米的要求不高,主要还是以鲜食为主,糯玉米未能像小麦、大米等以“大众类”的食物走上人们的餐桌;第二,深加工方面的研究不少,但推广应用受限,理论可转化为实际成果有限。因此,如何在加大加深糯玉米的加工研究基础上,与企业、工厂对接开展深加工工作,完成产品推广是糯玉米食品加工的当务之急。

在以食品安全为基础、以食品质量为要求的前提下,糯玉米的食品开发工作可以在以下几个方面有所作为。第一,做好糯玉米食品研究与开发工作。充分利用糯玉米的功能特性,以特色、功能为中心,创新开发新型功能性食品,丰富糯玉米研究的理论基础。第二,加大与企业间的横向合作力度,与食品企业尤其是龙头食品企业形成有力交流合作局面,不仅可以加快成果转化,还能增加经济效益。第三,增加宣传推广力度。糯玉米的生产周期相对较短、种植效益相对较高,通过宣传推广让更多人参与到糯玉米的种植与加工上来,实现糯玉米产业的高质量发展。糯玉米产业的发展符合未来食品发展的绿色、健康模式,实现“糯玉米+ ”式的深加工模式,进而实现糯玉米更多的经济价值,对推动我国乡村振兴战略实施和促进农业高质量发展具有重要的现实意义。

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