谷类食品的营养价值

　　谷类主要指单子叶禾本科植物的种子，包括稻谷，小麦，大麦，小米，高粱，玉米，糜子，燕麦等，也包括少数虽然不属于禾本科，但是习惯于作为主食的植物种子，如属于双子叶蓼科植物的荞麦。谷类种子中储备有丰富的养分，以便供第二代植物萌发时使用。其中最重要的养分是淀粉。也含有蛋白质等其他营养成分。

　　谷类在膳食中占有突出重要的地位，每日摄入量在250-500g之间。按干重计算。是各种食物中摄入量最大的一种，故而被称为主食。在正常情况下，主食提供了膳食中的50%-70%的能量，40%-60%的蛋白质和50%以上的维生素B1。

　　谷粒结构的共同特点是具有谷皮、糊粉层、谷胚和胚乳4个主要部分。谷皮包括植物学上的果皮和种皮，糊粉层紧贴谷皮，处于胚乳的外层;胚则处于种子下端的一侧边缘。

　　稻米和小麦在除去外壳之后称为糙米和全麦，再经过碾白，除去外层较为粗硬的部分，保留中间颜色较白的胚乳部分，便成为日常食用的精白米和精白面粉，此时种皮、糊粉层和大部分胚随着糠麸除去。

　　稻米和小麦是世界上最重要的两种谷类作物。因为它们可以被“精磨”或“碾白”，精制之后口感细腻柔软，因此被称为“细粮”。除了稻米和小麦之外，玉米、小米等其他谷类没有经过精白处理，完整地保留了外层部分，因而口感较粗，被称为“粗粮”。

　　谷类种子是糖类的丰富来源，其中淀粉含量达70％以上。一般来说，每百克谷类种子中所含能量达12.5k(300kcal)以上，是人体能量的良好来源。

　　各种谷物的口感不同，在很大程度上取决于其中淀粉的特性差异。不同谷类和品种之间淀粉的性质差异影响到谷类的消化速度，以及摄入后血糖上升的速度。

　　除淀粉之外，谷类种子中尚含有少量可溶性糖和糊精。一般来说，可溶性糖的含量低于3％，包括葡萄糖、果糖、麦芽糖和蔗糖。含可溶性糖最多的部分是谷胚。

　　谷类食物含有较多的非淀粉多糖(NSP)，包括纤维素、半纤维素、戊聚糖等，果胶物质比较少。谷粒中的膳食纤维主要存在于谷売、谷皮和糊粉层中。其中纤维素主要存在于谷皮部分，往往损失于精磨时的糠麸之中，胚乳部分的纤维素含量不足0.3％，故而长期偏食精米白面容易引食纤维不足的问题。各种未精制的谷类都是纤维素的良好来源。

　　半纤维素的化学成分较为复杂，包括β-葡聚糖和戊糖、己糖、糖醛酸、蛋白质和分类的复杂多聚体。大麦和燕麦中富含β-葡聚糖。β-葡聚糖经功能研究认为它具有降低血糖、降低血清胆固醇和预防慢性疾病发生的效应。

　　谷类种子的蛋白质含量在7％-16％之间，品种间有较大差异。

　　按照蛋白质的溶解特性，谷类中的蛋白质可以划分为谷蛋白、醇溶谷蛋白、球蛋白和清蛋白四个组分。多数谷类种子中醇溶谷蛋白(也称麦胶蛋白)和谷蛋白所占比例较大，清蛋白和球蛋白含量相对较低。醇溶谷蛋白和谷蛋白属于储藏蛋白质，而醇溶谷蛋白中赖氨酸、色氨酸和蛋氨酸的含量均低于清蛋白和球蛋白，使得谷类蛋白质的生物价值较低。谷蛋白的氨基酸组成则变化较大，在小麦中，谷蛋白与醇溶谷蛋白的组成相似，而在玉米当中，谷蛋白中的赖氨酸含量远高于醇溶谷蛋白。随着品种蛋白质含量的提高，增加的主要是储藏蛋白，因此总体蛋白质质量会有所下降。

　　多数谷类种子的第一限制氨基酸是赖氨酸，第二限制氨基酸往往是色氨酸或苏氨酸。燕麦和荞麦的蛋白质是例外，其中赖氨酸含量充足，生物价值较高。如果与少量的豆类、奶类、蛋类或肉类同食，则可以通过蛋白质互补作用有效提高谷类蛋白质的生物价值。

　　谷类的脂防含量较低，多数品种仅有2%-3%、主要集中于外层的胚、糊粉层和谷皮部分。这一部分被称为非淀粉脂类。其中含有丰富的VE和亚油酸，并含有磷脂和谷固醇等成分。谷胚油常常被作为营养补充剂使用，具有防止动脉硬化的效果。

　　某些谷类品种或组分是油脂的重要来源，如高油玉米的胚中脂肪含量达10％以上，可榨取玉米胚油；米糠和小麦胚也是高档油脂的来源。

　　胚乳部分的脂肪多以与淀粉结合的形式存在，称淀粉脂类，也称为淀粉-脂防复合物，此结合物十分稳定，常温下难以分离。其中以磷脂为主，约占总淀粉脂类的85％。此外，糠麸中还含有少量蜡质。

　　谷类中脂肪含量较低，故而脂溶性维生素的含量也不高。黄色籽粒的谷类含有一定量的类胡萝ト素，可以在人体内少量转化成维生素A，但β-胡萝ト素含量比较低，黄色主要来源于叶黄素类。谷类中不含有维生素D，只含有少量维生素D的前体麦角固醇。其中维生素K的含量也很低。然而，谷胚油中的维生素E含量较高，以小麦胚芽含量最高，玉米胚芽中含量次之。而且，胚芽中的维生素E以生物活性最高的α-生育酚为主，还含有一部分生育三烯酚。故而，全谷类食品也是维生素E的来源之一，而精白处理后的米面维生素E含量极低。

　　谷类中不含有维生素C，但B族维生素比较丰富，特别是维生素B1和烟酸含量较高，是膳食中这两种维生素的最重要来源。此外，尚含一定数量的维生素B2、泛酸和维生素B6。

　　谷类籽粒中的维生素主要集中在外层的胚、糊粉层和谷皮部分，其中维生素B1和维生素E主要存在于谷胚中，尼克酸、维生素B6和泛酸主要集中于糊粉层中。随加工精度的提高，含量迅速下降。

　　谷类中含有30多种矿物质，但各元素的含量，特别是微量元素的含量与品种、气候、土壤、肥水等栽培环境条件关系极大，而且在籽粒中主要集中在外层的胚、糊粉层和谷皮部分，胚乳中心部分的含量比较低。

　　在矿物质中，以磷的含量最为丰富，占矿物质总量的50％左右；其次是钾，约占总灰分的三分之一到四分之一。镁的含量也较高，但多数谷类钙含量低。锰的含量在各类食物中是比较高的。

　　在谷类的精制加工中，将外层的胚、糊粉层和谷皮部分基本除去，甚至可以用矿物质的含量来测定加工的精度。因此，加工精度越高，其矿物质的含量就越低。

　　从矿物质的生物利用率来说，谷类中矿物质的化合状态并非人类直接可以利用的形式，主要以不溶性形态存在，而且含有一些干扰吸收利用的因素。例如，粮食中所含的植酸常常与钙、铁等形成不溶性的盐类，对钙、铁、锌等元素的吸收有不利影响。植酸是一种磷的贮藏形式，在种子发芽时由植酸酶水解，可以被幼芽利用。植酸和矿物质的分布类似，在谷粒的外层较多，胚乳中几乎不含植酸。所以，加工精度过低时，谷物的钙、铁、锌等矿物质利用率降低。

　　不同谷类种子的营养价值：

　　1、稻米

　　稻米是我国产量最大的粮食，按照品种不同分为籼米、粳米和糯米，还有早稻和晚稻之分，但其糖类和蛋白质含量大致相似，脱壳后淀粉含量在75%以上，蛋白质含量在7%～9％之间。稻米的蛋白质含量虽然相对较低，但因其中醇溶谷蛋白含量相对较低，其生物价值较高，因此蛋白质的综合利用效率接近其他粮食品种。

　　稻米中脂类的含量与加工精度有关。稻谷的脂肪含量在2.6％-3.9％之间，而精制大米中仅含0.3％-0.5%，80％以上的脂防分布在稻米的外层部分。大米胚芽油中含6％-7％的磷脂，主要是卵磷脂和脑磷脂。

　　稻米的B维生素含量较其他谷物低，而且越靠近米粒中心的部分维生素的分布越少。故而精白米是各种谷物主食中B族维生素含量最低的一种。长期以精白米为主食，如果菜肴搭配不当，则容易发生缺乏维生素B族所引起的脚气病。

　　稻米的矿物质中以磷含量最高，其次是钾和镁，其中90％以植酸盐的形式存在。精白米中矿物质含量很低，而且矿物质中磷的比例最高，因此属于成碱性食品，不利于维持人体的酸碱平衡。黑色、紫色、红色等有色稻米中的矿物质含量高于白色大米。

　　2、小麦

　　小麦是世界上第一大栽培作物，也是各种面食品的原料，按品质可分为硬粒小麦和软粒小麦两类，栽培时间也分为冬小麦和春小麦。

　　小麦籽粒含淀粉约75％、，可溶性糖约2.8％，胚乳中的可溶性糖含量甚少，只有在发芽时，可溶性糖オ会大幅度上升。然而，小麦胚芽的含糖量高达24％，其中以蔗糖为主，约占其中的60％，其余为棉籽糖。一片全麦粉烤制的面包约可提供1.5克膳食纤维。

　　小麦蛋白质的含量差异比较大。普通小麦品种含蛋白质8％～13％、含量高的品种可达18％，低蛋白质品种的含量仅有8％左右。硬粒小麦面筋含量较高，适合用作面包、面条、饺子等食品的原料；软粒小麦面筋含量较低，适合制作糕点类产品。春小麦的蛋白质含量通常高于冬小麦。

　　小麦含有几乎等量的谷蛋白和醇溶谷蛋白，能够形成独特的面筋结构，从而能够加工成品种丰富的面食品，特别是发酵后具多孔结构的面包。面筋的含量和质量高时，面包的品质也随之提高。

　　小麦蛋白质的第一限制氨基酸是赖氨酸。糊粉层和谷胚中所含蛋白质的氨基酸比例合理，生物价值高；越而胚乳内部，蛋白质中赖氨酸的含量越低。然而，外层质量较高的蛋白质在谷类的加工精制中大部分被损失了，精白米面中被保存下来的多是胚乳内部质量较低的蛋白质。

　　小麦蛋白质的生物价值虽然比大米蛋白质略低，但是经过与豆类的互补，其数量上的优势就表现出来。因此，在混合膳食中，小麦的蛋白质营养价值仍然高于大米。

　　小麦籽粒含有微量的类胡萝ト素，包括胡萝ト素和叶黄素等，因而未漂白面粉呈现淡淡的黄色，被氧化后面粉颜色变白。

　　麦胚中含有大量B族维生素，常作为营养强化剂添加于食品中。由于精制小麦粉中的维生素B1含量比精白米中高，因此在副食不够丰富的情况下，以面粉为主食者比以精白米为主食者较少患脚气病。

　　小麦中的矿物质含量高于大米，但也集中于谷粒的外层。锌、铜、镁、锰等元素在胚乳中的含量不足全粒的10%。

　　3、玉米

　　玉米属于粗粮，淀粉含量达70%以上，膳食纤维较为丰富。其蛋白质含量在7%-10%之间。普通玉米的蛋白质以醇溶谷蛋白为主，缺乏赖氨酸，色氨酸也不足，生物价值比小麦蛋白低，但玉米胚的蛋白质质量较高。

　　一些特殊的玉米品种具有较高的蛋白质营养价值。例如，高赖氨酸玉米的赖氨酸含量是普通玉米的2倍左右，色氨酸含量和蛋白质总量也有所提高。高油玉米不仅具有较高的油脂含量，蛋白质品质也有一定改善。

　　普通玉米的脂肪含量可达3％-4％。玉米胚是食用油脂的一个重要来源，其中不饱和脂肪酸的含量达85％，并含有丰富的维生素E。

　　玉米未经精制，其中的B族维生素得以充分保留，维生素B1和B2较为丰富。玉米中的尼克酸含量也较高，但以结合形式存在，而且其中色氨酸不足，故而以玉米为主食又缺乏其他副食可能导致癞皮病。

　　玉米中的矿物质以磷、钾、铁等为主，其钾含量高于大米白面。

　　4、燕麦

　　燕麦的蛋白质含量最高，可达15％-17％。燕麦的钙、铁含量大大高于一般谷物。燕麦中含有大量的可溶性半纤维素，主要是β-葡聚糖，含量可达燕麦总重的4%-6%，占燕麦半纤维素成分的70％-87％。

　　谷类精制加工的主要方式是适当碾磨，去除糠麸，使其便于烹调并利于消化吸收。

　　谷粒中维生素、矿物质和生物价值较高的蛋白质集中在谷粒的外部，而胚乳内部则逐渐降低。在出粉率90％时，B族维生素的含量便大大下降，到出粉率为70％时，B族维生素的保存率一般仅为总量的35％以下。据测定，经过3次碾磨之后，市售大米中的维生素B1含量从糙米的0.40mg/100g下降到0.07mg/100g。

　　但是，如果出粉率过高，产品中带有大量谷皮，又使纤维素和植酸增高，对蛋白质和矿物质的吸收利用产生不利的影响。

　　先进的加工机械能够减轻精制中的营养损失，例加提胚技术使得在精制米、面的同时又能够提取谷胚部分，制取谷胚油、谷胚食品等产品，充分利用其中的营养成分；小麦分层碾磨技术可以保留较多的糊粉层部分，提高了精粉的产出率，同时提高了B族维生素保存率，并改进了面粉的烘焙性能。

　　为了适合不同的消费需要，目前有许多新型谷物产品问世，对营养价值产生不小的影响。

　　制面包的高蛋白面粉在碾磨之后通常使用化学氧化剂如过氧化苯甲酰、二氧化氯、溴酸钾等进行处理，但同时也会使面粉中的B族维生素受到一定损失。自发面粉中加入了磷酸氢钙和碳酸氢钠等膨发剂，使钙营养价值得到提高，但维生素B1受到一定程度的破坏。营养强化面粉中添加了维生素B族、铁、钙、赖氨酸等营养素，使面粉的营养价值大大提高。

　　蒸谷米是稻谷经过浸泡、汽蒸、干燥和冷却等处理之后再碾磨制成的米，处理后，稻谷中的维生素和矿物质等营养素向内部转移，因此蒸谷米比普通米的营养价值高，而且容易消化吸收。免淘米无需淘洗即可直接烹调，从而避免了淘洗过程中营养成分的流失。“含胚精米”可以保留米胚达80％以上，保存了较多的营养成分。营养强化米是在普通大米中添加营养素的成品米，强化剂往往是B族维生素、赖氨酸和苏氨酸、铁和钙等。

　　传统的主食加工品主要是米饭、馒头、挂面、糕点、饼干、面包等。由于它们大多属于日常主食，对营养供应的意义格外重大。在加工过程中既发生营养素的损失，也因为添加各种辅料而改善营养价值。

　　酵母发酵消耗了面粉中的可溶性糖和游离氨基酸，但增加了维生素B族的含量，并使各种微量元素的生物利用性提高。酵母菌所含植酸酶水解了面粉中的大部分植酸，伴随酵母发酵的轻微乳酸发酵所产生的乳酸与钙、铁结合，可以形成容易为人体利用的乳酸钙和乳酸铁，从而大大提高了钙、铁、锌的吸收率。

　　焙烤过程中，蛋白质中赖氨酸的ε-氨基与羰基化合物（主要是还原糖）发生美拉德反应产生褐色物质，使蛋白质中赖氨酸的生物利用率降低，例如烤面包时会损失10％-15％的赖氨酸。这个过程中产生烘烤的特有香气，但是会加剧谷类食品中赖氨酸的不足。如果能够从辅料中获得外加的赖氨酸，则对营养价值不会有太大影响。烘培中维生素的破坏较少，如面包焙烤过程中，维生素B1约损失10%-20%，维生素B2损失3％～10％，尼克酸的损失低于10％。

　　油炸的高温会使谷物中的维生素B1损失殆尽，维生素B2和尼克酸损失50%以上，是各种加工方式中营养损失最大的一种。方便面中以油炸方便面占据统治地位，含油量高达20％-24%，面粉中的维生素经油炸后损失严重，使方便面的营养素不平衡，而且储数过程中容易发生油脂氧化，不利健康。非油炸方便面的营养价值大大优于油炸面。

　　方便食品的制作应用了淀粉的预糊化技术，其营养损失依所采用的脱水方法不同而异，以冷冻干燥方法对营养价值的影响最小，油炸影响最大。在膨化工艺中，除蛋白质的利用率降低之外，其他营养素损失不大。许多口感粗的“粗粮”经过膨化后口感得到改善，丰富了矿物质和维生素的来源。通过膨化后喷涂调味品的工艺，可以方便地对其进行营养强化。

　　粉皮、粉丝、凉粉、酿皮等食品是由谷类或薯类提取淀粉制成的。在加工过程中，绝大部分的蛋白质、维生素和矿物质随多次的水洗涤而损失殆尽，剩下的几乎是纯粹的淀粉，仅存少量矿物质，营养价值很低。

　　制作优质挂面需要较高的蛋白质含量。为提高耐煮性，往往加入氯化钠和钙盐。近年来有许多营养型挂面问世，如赖氨酸挂面、蔬菜挂面、荞麦挂面、海藻挂面、鸡蛋挂面等，进一步改善了挂面的营养价值。

　　在家庭烹调中，使谷类淀粉糊化，蛋白质变性，便于消化吸收。但是营养素也有一定提失。(按食物论，一切淀粉都是植物的淀粉颗粒，不加热就不被机体消化!)

　　米在淘洗中即可发生营养素的损失，据报道，用力淘米时，维生素B1可以损失30％-60％，维生素B2和尼克酸可损失20％-25％，矿物质损失70％，蛋白质损失15％，脂类损失43％，糖类损失2％。用水越多，时间越长，水温越高，越用力搓洗，营养素的损失就越严重。

　　米和面在烹调中主要损失B族维生素，特别是维生素B1。蒸、烤、烙等方法营养损失较少；由于扩散作用，水煮面条和饺子有一半左右的水溶性维生素溶入汤中，故而应将面汤一起食用。同理，捞蒸米饭的营养素损失也十分严重。制作油条油饼等煎炸食品的营养素损失最大，因为其中加入碱和明矾。又经高温油炸，使维生素B1受到很大破坏。一般面食的维生素B1保存率在50％-80％之间，而炸油条的维生素B1保存率为0。

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