综述:烹饪技术对全谷物品质、营养、安全性及结构变化的影响

《Food Research International》:Influence of cooking techniques on whole grains quality, nutrition, safety and structural changes

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月20日 来源:Food Research International 8.8

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   •大分子转化决定全谷物的整体质构和消化率。•烹饪方法对全谷物的品质、营养和安全性具有差异性影响。•预处理与烹饪的组合能提升全谷物的整体品质。引言全谷物(WGs)保留了麸皮和胚芽,因此富含膳食纤维(DF)、多酚、维生素、矿物质及其他生物活性化合物。全谷物的摄入与改善血糖调节和降

  
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    大分子转化决定全谷物的整体质构和消化率。
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    烹饪方法对全谷物的品质、营养和安全性具有差异性影响。
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    预处理与烹饪的组合能提升全谷物的整体品质。

引言

全谷物(WGs)保留了麸皮和胚芽,因此富含膳食纤维(DF)、多酚、维生素、矿物质及其他生物活性化合物。全谷物的摄入与改善血糖调节和降低全身性炎症相关,使其成为全球主要膳食指南的重要组成部分(Khan, Gul, Rashid, Li, & Liu, 2024; Qin, Chen, Liu, & Ren, 2024)。然而,全谷物的摄入量通常仍低于推荐水平。除了消费者认知和膳食偏好之外(Chea & Mobley, 2019),其更广泛的消费还受到固有加工和感官挑战的限制。麸皮层导致粗糙的质构并限制水分渗透,植酸等抗营养因子会降低矿物质的生物利用度,而胚芽中的不饱和脂质易氧化(Wang et al., 2022; Wu, Li, Li, & Tan, 2022; Yan et al., 2023)。因此,将营养密集的全谷物转化为可口且便捷的食品,需要一种兼顾食用品质、营养价值和加工适应性的加工策略。
烹饪在此过程中是一个关键步骤,因为它同时改变了全谷物主要组分(包括淀粉、蛋白质和膳食纤维)的结构和理化性质。蒸煮、沸腾、烘烤和油炸等常见方法通过水分迁移、淀粉糊化和蛋白质变性来塑造全谷物的品质。例如,压力烹饪可降低糙米的硬度并提高黏性,同时增加可溶性膳食纤维并促进结合态酚类物质的释放(Yu et al., 2021);而过水烹饪后沥干可能会因水分流失而限制糊化并增加硬度(Zou, 2025)。压力烹饪还可显著降低燕麦中的植酸(Xia et al., 2025),而微波处理已被报道可减少全谷物中的农药残留(Medina, Page, Maldonado, Resnik, & Munitz, 2023)。这些发现表明,烹饪的影响不能仅从加热强度来理解;而是取决于加工条件如何调控全谷物多种组分的结构组织和相互作用。
然而,由于全谷物保留了麸皮和胚芽,单一的烹饪处理通常无法同时优化质构、营养、消化率和安全性。长时间沸腾可能导致多酚等水溶性化合物的损失(Buratti, Giovanelli, Benedetti, & Marti, 2022);高温油炸可能促进丙烯酰胺等不良化合物的形成(Long, 2025);而烘焙产品往往需要添加大量的糖和脂肪(Mir et al., 2023)。发芽、发酵、酶解、超微粉碎、微波处理和过热蒸汽等预处理可以在烹饪前改变全谷物的结构,从而改善后续加工。例如,超微粉碎改变膳食纤维的物理结构并软化烘焙产品(J. Zhang, Wang et al., 2025);而发芽结合研磨促进不溶性膳食纤维向可溶性膳食纤维的转化,释放结合态酚类物质,改善营养和消化特性(Yan et al., 2025)。因此,理解全谷物的烹饪不仅需要关注单独的烹饪方法,还需要考虑烹饪前的结构调控以及烹饪后发生的变化。
已有若干综述涉及全谷物加工的相关方面。Qin 等人总结了生物学和物理绿色加工技术,强调膳食纤维和酚类化合物的变化,但未关注这些技术如何辅助后续烹饪(Qin et al., 2022)。Nocente 等人综述了提高全谷物加工性、营养品质和感官接受度的物理和生物加工技术,但其讨论主要集中在加工链上的技术干预,而非系统地考察烹饪诱导的多组分结构变化(Nocente & Gazza, 2025)。Zhou 等人特别关注谷物麸皮和外层组织在烹饪(尤其是压力烹饪)过程中的结构、理化及功能变化,但未对完整全谷物的主要组分变化进行详细比较(Zhou, Wu, Tan, & Yi, 2025)。Sharma 等人全面综述了加工对藜麦营养品质和健康相关特性的影响,但结论主要局限于单一谷物(Sharma, Kashyap, & Singh, 2025)。Liu 等人比较了不同烹饪技术对食品品质、消化率和健康风险的影响,但其对全谷物的讨论相对有限(Liu et al., 2023)。总体而言,现有综述往往侧重于特定的谷物、加工技术或某一类营养组分,而对湿热、干热和挤压烹饪诱导的多组分结构变化及其对品质、营养、消化率和安全性的综合影响进行系统比较的研究仍然有限。
为解决上述不足,本综述做出了四点主要贡献(图1)。首先,我们不再将烹饪技术作为孤立过程来描述,而是以水分迁移和细胞壁屏障的破坏、淀粉重组、蛋白质网络重构和膳食纤维转化作为统一的机制框架,来解释烹饪诱导的结构变化如何决定质构、营养素释放和消化率。其次,我们从加工特性、结构效应、营养和消化后果、安全性关注、优势与局限,以及适用于不同产品和消费群体的角度,系统地比较了湿热、干热和挤压烹饪。这种比较为根据特定的加工和营养目标选择烹饪技术提供了依据,而非确定一种普适的最优方法。第三,我们在一个连续的加工框架内整合了预处理、烹饪和烹饪后储存,通过考察生物和物理预处理、它们的组合应用以及烹饪后发生的结构变化,阐明了烹饪前后结构调控如何影响最终产品的品质和消化率。第四,我们从机制理解扩展到实际应用,将加工条件和结构转化与感官品质、消费者需求、工业可扩展性、储存包装和可持续性联系起来。总之,这些视角旨在为全谷物烹饪和加工策略的选择与优化提供更为综合的基础。

各章节摘要

全谷物烹饪过程中结构演变的机制

全谷物(WGs)具有一种分层组织的结构,包括麸皮、糊粉层、胚乳和胚芽,其中淀粉、蛋白质、膳食纤维(DF)及其他成分在细胞和组织水平的屏障内空间排列。因此,烹饪不仅涉及单个组分的热转化,还涉及多尺度上的协调结构演变。热传递和水分可用性决定了这些结构

烹饪技术对全谷物品质、营养和安全性的影响

基于上述结构机制,不同的烹饪技术通过热传递、水分迁移、压力和机械剪切的特定组合来影响全谷物。这些加工环境决定了谷物基质内结构变化的程度和空间分布,进而影响其质构和风味、营养素的保留与释放、消化率以及安全性。如图3所示,湿热烹饪的特点是大范围的

预处理辅助烹饪技术

尽管优化烹饪条件可以改善全谷物的品质,但仅靠烹饪可能无法在最小化营养素损失和过度热处理的同时克服完整谷物的结构抗性。因此,预处理在烹饪前提供了额外的结构调控层级,通过改变麸皮屏障和内部谷物基质,改变水分的可及性以及淀粉、蛋白质和膳食纤维后续的热响应。这类

结论与展望

全谷物烹饪的核心挑战在于将全谷物的营养优势与消费者对理想感官品质和整体产品品质的期望相协调。不同的烹饪方法改变水分迁移以及淀粉、蛋白质和膳食纤维等关键组分的结构和相互作用,从而影响全谷物食品的质构、风味、营养保留、消化吸收和食品安全。对于全谷物产品

作者贡献声明

孟宁:撰写-审校与编辑、监督、资源获取、经费获取、概念构思。刘兴宇:撰写-审校与编辑、撰写-原稿、形式分析。杨文辉:监督。谭斌:监督。陈霞:监督、方法学。

未引用参考文献

Fan et al., 2026
Yang et al., 2019
Zhang et al., 2024

利益冲突声明

作者声明不存在已知的会看似影响本论文所报告工作的财务利益或个人关系。

致谢

本研究由中国扬州大学科研基金和西藏林芝市科技项目资助(LZZX2026-07)。
孟宁|刘兴宇|杨文辉|谭斌|陈霞
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