
撰稿人:黃閔裕 / 臺灣穀物產業發展協會秘書處助理
前言:
部分穀物產品經烘焙或高溫擠壓後,易產生具潛在健康風險的丙烯醯胺(Acrylamide, AA)。為此,歐盟已發布多項法規與產業指引,以協助食品製造商監控並降低製程中的AA含量。AA主要源自「梅納反應」:在120°C以上且低濕度的環境下,還原糖的羰基與游離天門冬醯胺(Asparagine, Asn)發生反應所致。在穀物產品中,游離Asn的濃度對AA生成的影響極大,因此選用低Asn含量的小麥,是抑制AA生成的有效策略。
然而,游離Asn主要集中在小麥穀粒的外層組織(如麩皮)。若為了降低Asn而減少全穀或麩皮的比例,將會犧牲產品的膳食纖維與營養價值。為解決此困境,本文獻探討將「分離與重組技術」應用於麵粉的製粉階段。透過分析游離Asn在不同粉流(milling streams)中的分布情形,並結合灰分含量進行麵粉流的重新組合,期望能在維持麵粉既有商業特性與營養價值的同時,生產出游離Asn含量極低的客製化麵粉。
材料與方法:
為比較不同游離Asn含量的差異,研究團隊在小麥種植期間,刻意施用兩種不同的氮肥劑量,成功培育出兩個游離Asn濃度顯著不同的小麥批次:低濃度(L-Asn)與高濃度(H-Asn),以利後續進行製粉分離實驗。為確保研究結果能應用於實際食品工業,實驗採用試驗工廠級的設備來模擬商業製粉流程。研究將兩個批次的小麥分別碾磨,並精確收集了 8 種不同製粉階段的粉流,包含:
- 3 種粗磨階段粉體(B1, B2, B3,Break streams)
- 3 種細磨階段粉體(C1, C2, C3,Reduction streams)
- 麩皮(Bran)與細麩(Shorts)
針對上述 8 種不同粉流,分別測量其水分、灰分、蛋白質,並透過層析技術(HPAEC-PAD)精準定量其中的游離 Asn 含量。最後透過統計分析(雙因子變異數分析),觀察這兩個小麥批次在經過碾磨分離後,其 Asn、灰分與蛋白質在各個粉流中的分布情形與差異。
結果與討論:
- 游離Asn在麥粒中的分布極度不均:分析八種粉流後證實,游離Asn高度集中於小麥的代謝活躍組織,即糊粉層與胚芽。因此,製粉過程中產生的麩皮與細麩含有最高的Asn,其濃度甚至可達內部胚乳(如細磨階段粉體)的五倍之多。
- 高Asn小麥之健康風險被顯著放大:統計數據顯示,小麥批次與粉流之間存在交互作用,高Asn與低Asn小麥兩者的濃度差距,在麥粒的外層組織中被嚴重放大。表示若使用高Asn小麥來生產保留外層的全麥麵粉,將成為丙烯醯胺生成的重大隱患,且單純依照灰分濃度剔除部分麩皮的方式,已被證實並非降低Asn的最佳策略。
- 粉流重組技術能有效改善營養與食品安全:透過精準挑選並結合特定粉流,低Asn批次能加工出符合法規的全麥麵粉,且Asn含量比原麥粒低26%;即使面對高Asn批次,也能透過這項技術大幅降低麵粉Asn濃度,客製化生產兼顧高纖營養與低潛在風險的麵粉。
- 該技術具備極高的產業應用潛力:雖然育種是降低Asn的最佳解方,但容易受環境波動影響;而粉流重組技術能接軌現代製粉廠的自動化設備。未來只需將游離Asn濃度列為常規篩選指標,業者便能以極低的轉換成本,直接量產低丙烯醯胺麵粉。
結論:
本文獻證實,單純剔除麩皮無法有效降低全麥產品中的游離Asn。然而,透過粉流重組技術,便可在不犧牲營養價值與商業規格的前提下,精準調控麵粉的Asn含量,進而降低丙烯醯胺的生成風險。綜上所述,將製粉策略作為食品安全控管工具,能有效配合相關法規的變動與更新,並能夠具體落實歐盟的防範建議,為小麥食品的安全性做出實質貢獻。
文獻來源:國際穀物科學與技術協會(ICC)官方科學期刊 第130卷 (2026.08)
Quiquero, M., Gaeta, I., Trivisonno, M. C., Cuomo, F., Marconi, E., Blandino, M., & Messia, M. C. (2026). Milling strategies to reduce free asparagine in wheat flours. Journal of Cereal Science, 104502. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2026.104502