全谷物是指谷物或假谷物的可食籽粒,在去除不可食用的外层后,其麸皮、胚芽和胚乳的相对比例与原始籽粒大致相同。全谷物可以是完整、碾碎、压片、制片或研磨成粉的:“全”描述的是其成分构成,而非要求谷粒保持完好无损。它们与精制谷物不同,后者的麸皮和胚芽已被去除大部分。其例子包括全麦、燕麦、糙米、全谷玉米和藜麦。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
全谷物在营养中十分重要,因为它们提供碳水化合物、膳食纤维、蛋白质以及一系列微量营养素。其营养成分因谷物品种和加工方式而异。世界卫生组织在其 2023 年的膳食指南中,将全谷物列为主要的碳水化合物食物来源之一。关于其健康效应的研究涵盖了人群研究和受控进食实验,这两类研究提供了不同类型的证据,必须分别进行解读。(fns-prod.azureedge.us)
理解全谷物需要将全谷物原料与含有全谷物的成品食品区分开来。研磨和食品加工会改变其物理结构,而定义、标签法规以及摄入量衡量方法则决定了在商业和科研中如何界定全谷物。这些区分对于解读食品标签以及有关健康结局的科学证据都至关重要。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
定义与籽粒解剖结构
全谷物保留了谷物籽粒的主要可食解剖组分——麸皮、胚芽和淀粉质胚乳,且各组分的相对比例与原始籽粒保持一致。在植物学上,谷粒属于颖果,是一种果皮与种皮愈合的单籽果实。这些外层组织包裹着胚和胚乳。在小麦中,胚约占成熟籽粒干重的 2%–3%,外层组织约占 13%–17%,淀粉质胚乳约占 80%–85%;这些仅是解剖学上的大致范围,并非适用于所有谷物的通用固定比例。(fda.gov)
麸皮由数层起保护作用的外层组织构成,而非单一的表皮。在制粉术语中,小麦麸皮包括果皮、种皮、残余珠心组织和糊粉层。糊粉层在植物学上属于胚乳的一部分,但在制粉加工过程中通常仍附着在外层种皮上,这也是植物解剖学和制粉加工对其归类不同的原因。胚芽是发育出新植物体的胚;在小麦中,它包括胚轴和称为盾片的特化子叶。体积大得多的淀粉质胚乳是储存组织,含有淀粉颗粒和蛋白质。麸皮还须与谷壳(或颖壳)区分开来:例如在水稻中,稻壳主要由位于颖果外部的外稃和内稃等花器官结构组成。去除这一不可食用的外壳后便得到糙米,而无需去除其麸皮或胚芽。(onlinelibrary.wiley.com)
比例要求针对的是原料的组分构成,而非其各组织在物理上是否保持相连。因此,将分别研磨得到的富含胚乳的面粉、麸皮和胚芽重新混合,也可以生产出全谷物面粉。扬·威廉·范德坎普(Jan Willem van der Kamp)及其同事于 2014 年发表的 HEALTHGRAIN 定义明确认可了这种重组方式,无论是在面粉厂进行还是在食品制造过程中进行均可。仅向白面粉中添加麸皮,若仍缺少胚芽或各部分的复原比例不当,则不能构成全谷物。不同谷物品种和收成之间的天然差异意味着,参考标准应当是相应原粮的天然组分比例,而非适用于所有谷物的固定“麸皮-胚芽-胚乳”比例。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
精制谷物则不同,因为碾磨加工去除了大部分麸皮、胚芽或两者皆去,留下的原料主要由淀粉质胚乳组成。单独分离出的麸皮和胚芽属于谷物分离组分,本身不能算作全谷物。同样地,营养强化也无法逆转解剖学上的分离:添加了特定营养素的精制面粉与含有完整谷物组分的面粉仍有本质区别。例如,美国对强化面粉的标准规定了硫胺素、核黄素、烟酸、铁和叶酸的强化要求;补充这些营养素本身并不能恢复麸皮组织、胚芽组织及其与胚乳的原始比例关系。(fda.gov)
因此,外观完整并非必要条件。碎粒、压制麦片、粗粒粉和细磨面粉,只要其解剖组分比例符合定义,均可归类为全谷物。美国食品药品监督管理局(FDA)2006 年 2 月的指导原则草案同样认可完整、研磨、压碎和压片等形式;其条文描述的是成分的完整性,而非粒度大小。“全麦”将这同一原则专门应用于小麦,而“全谷物”则是涵盖小麦及其他符合条件谷物的更广泛类别。因此,全麦面粉即便不含肉眼可见的完整麦粒,也可以是全谷物;而去除了麸皮和胚芽的小麦粉,绝不能仅仅因为其原料是小麦就被称作全谷物。(fda.gov)
谷物品种及其全谷形态
用作全谷物的主要谷物包括小麦、稻米、玉米、燕麦、大麦、黑麦、高粱、粟类(小米)、画眉草(苔麸)和菰米(野米)。这些作物均属于禾本科植物,但它们的名称并不完全对应同等的植物学分类层级:例如“粟类”涵盖了多种小粒作物,而菰米属于菰属(Zizania),不同于栽培稻所属的稻属(Oryza)。它们的全谷形态包括整粒小麦、糙米、全粒玉米、去壳燕麦粒、脱壳大麦、整粒黑麦,以及完整的高粱、粟米、画眉草和菰米。判定是否属于全谷物,取决于其是否保留了籽粒的所有食用成分,而非植物学分类。(wholegrainscouncil.org)
荞麦、藜麦和籽粒苋属于假谷物,即非禾本科但种子食用方式与禾谷类相似的植物。尽管荞麦的英文名称中含有“wheat”,但它并不是小麦的一种。这些作物因具有类似谷物的烹饪用途和营养成分,而被纳入营养学意义上的全谷物分类中。例如,美国食品药品监督管理局(FDA)在2006年2月的行业指南草案中明确指出,只要荞麦、藜麦和籽粒苋的主要解剖学成分保留了原本的相对比例,即可视为全谷物。这种纳用属于食品分类学上的约定,并不代表在植物学上将其归入禾本科。(wholegrainscouncil.org)
在稻米加工中,糙米和精白米展示了“脱去不可食用外壳”与“精制食用籽粒”之间的区别。将收获的稻谷脱去外壳后即得到糙米,其麸皮(米糠)和胚芽完好无损。进一步碾磨除去麸皮和胚芽后,便成为白米。国际水稻研究所将这些归为不同的加工阶段;因此,一颗外观完整的精白米籽粒并不会仅仅因为未经破碎或研磨就属于全谷物。(knowledgebank.irri.org)
在玉米加工中,全玉米粉在研磨后依然保留了籽粒的麸皮、胚芽和胚乳,而脱胚玉米粉则经过了组分分离。国际食品法典委员会针对脱胚玉米粉制定的标准中,明确提到了对麸皮和胚芽的去除,并将其与全玉米粉严格区分开来。因此,颗粒粗细并不是判断标准:精细研磨的粉末同样可以保留整粒籽粒的成分,而粗玉米粉或粗碎玉米糁却可能是精制产品。关键的区别在于哪些部分被去除了,而不是谷物被粉碎到了什么细度。(fao.org)
大麦也存在类似的区别。脱壳大麦在加工时仅脱去了坚硬且不可食用的外稃(外壳),而保留了完整的麸皮,因而属于全谷物。而珍珠麦(精选大麦)则经过磨蚀籽粒外表面的工序,去除了可食用的麸皮。根据 FDA 的2006年指南草案,珍珠麦不被归类为全谷物。尽管这两种产品可能都保留了可辨认的籽粒外形,但“脱壳”与“精磨(珍珠麦)”并不能混为一谈。(fda.gov)
诸如斯佩耳特小麦和硬粒小麦等名称,标识的是小麦的品种,而非面粉或其他配料的完整程度:两者都可以加工成全谷物形态或精制形态。“古代谷物”这一概念同样不能证明其具有全谷成分。全谷物委员会指出,该表述缺乏官方定义,通常泛指数百年来基本未发生改变的古老谷物。斯佩耳特小麦、单粒小麦和二粒小麦常被归入此类,但仅凭“古代谷物”的名称,并不能证明其麸皮和胚芽在碾磨过程中得以保留。(wholegrainscouncil.org)
碾磨传统与现代定义的演变
传统谷物碾磨采用多种不同的物理方式。手工舂捣是通过在石臼中反复杵击使谷粒破碎;石磨碾磨则利用石磨表面之间的挤压与剪切作用碾碎谷粒。机械动力的磨盘机利用相对放置的磨盘进行研磨,而锤片式粉碎机则利用旋转的锤片配合多孔筛网来控制排出颗粒的粒度。研磨与分选是两道独立的工序:舂捣或研磨能减小粒径,随后的过筛则可去除较粗的物料。因此,单凭石磨研磨本身并不能决定产物是否符合全谷物组成;是否保留或去除了可食部分同样至关重要。(fao.org)
辊式碾磨系统使组分的分离成为一个可控且可重复的过程。谷物穿过连续多对轧辊,各阶段之间进行筛理,从而能够将麸皮、胚芽和富含胚乳的物料流分别收集。联合国粮食及农业组织(FAO)记录的系统中,连续碾磨阶段可多达十道。主要保留来源于胚乳的面粉可生产精制面粉,但分离并不必然决定最终产品的属性:磨坊可以将各组分按原本的天然比例重新混合,以制成全谷物面粉。“全谷物倡议”(Whole Grain Initiative)也认可在食品制造厂内进行的重组,而非仅限于磨粉厂。因此,关键的区分在于所得原料的成分组成,而非仅仅取决于使用的是辊磨还是石磨。(fao.org)
术语发展史上的一个重要里程碑是美国谷物化学家协会(后更名为 AACC International)于 1999 年制定的定义。该定义规定,只要淀粉质胚乳、胚芽和麸皮仍保持其天然的相对比例,完整的谷粒以及研磨、碾碎或压片的谷物均属于全谷物。这一标准确立了解剖学结构准则,包容了面粉和压片谷物,而不仅局限于肉眼可见的完整未碎谷粒。它还提供了一个通用参考基准,使得碾磨产品无论采用何种研磨工艺均可据此进行分类。(canada.ca)
由扬·威廉·范德坎普(Jan Willem van der Kamp)、凯萨·波塔宁(Kaisa Poutanen)、克里斯·J·希尔(Chris J. Seal)和戴维·P·理查森(David P. Richardson)于 2014 年发表的 HEALTHGRAIN 论文,记录了欧洲 HEALTHGRAIN 项目所制定的定义。相关讨论始于 2008 年,该定义于 2010 年 5 月 7 日在瑞典隆德正式公布。该定义保留了天然比例这一准则,同时明确考量了工业加工的实际情况。它允许因安全和质量要求而产生加工损耗,具体规定为损耗不超过原谷粒的 2% 且不超过麸皮的 10%。这一有限的容差适应了去除受污染外层物质等实际操作,但并不代表允许随意去除麸皮。(healthgrain.org)
全谷物倡议共识于 2021 年 12 月 29 日在线发表后,刊登于 2022 年出版的《营养学》(Nutrients)期刊上,进一步在国际范围内推进了这种统一步伐。其定义工作组汇集了来自全球六个地区的 40 多位学者、政府机构人员及产业界专家。该原料定义明确涵盖了完整、研磨、碾碎、压片或经过其他加工的谷粒,同时保留了各解剖学组分必须符合原始比例的要求。它还将全谷物原料的定义与全谷物终产食品的定义区分开来——后者针对混合配料产品构成了一个独立的分类问题。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
这些举措解决了相同术语在不同实际场景下的应用需求。磨坊需要符合组分分离与重组工序的操作准则;研究人员在对比膳食暴露量时需要原料界定保持一致;标签管理机构则需要明确的依据来识别并定量全谷物含量。HEALTHGRAIN 项目明确致力于实现欧洲术语与其他地区既有定义之间的兼容。随后达成的国际共识将科学协会与产业参与者纳入了同一个共享框架之中,但该共识本身并未成为具有普遍约束力的法定标签标准。(healthgrain.org)
营养成分
淀粉质胚乳含有谷粒的大部分淀粉和大量贮藏蛋白,而麸皮和胚芽则不成比例地贡献了绝大部分的纤维、脂质和微量营养素。这种分布并非绝对:胚乳细胞壁也含有纤维,而在植物学上属于胚乳外层、制粉时通常随麸皮一同分离的糊粉层,不仅含有蛋白质和贮藏脂质,还富含矿物质与维生素。对面包小麦品种“Hereward”制粉组分的脂质组学分析表明,富含脂质的糊粉层与富含淀粉的中心胚乳之间存在明显差异。因此,去除麸皮和胚芽会同时改变多种营养组分,而不仅是单纯降低纤维含量。(pubs.acs.org)
谷物膳食纤维包含数种化学结构各异的细胞壁成分。纤维素由通过 β-(1→4) 糖苷键相连的线性葡萄糖链构成,主要为不溶性。阿拉伯木聚糖拥有带有阿拉伯糖侧基的木糖主链;其水提取性因分子结构以及与其他细胞壁成分的结合情况而异。谷物β-葡聚糖则含有混合的 β-(1→3) 和 β-(1→4) 键。小麦和黑麦特别富含阿拉伯木聚糖,而燕麦和大麦则含有明显更多的 β-葡聚糖。1987年一项针对小麦、大麦、燕麦和黑麦各两个品种的测定研究发现,全谷物中的纤维浓度通常高于胚乳中的浓度,但大麦中的 β-葡聚糖在两部分中的浓度相近。因此,不能将纤维仅仅视为麸皮特有的成分,也不能认为等重的不同全谷物能提供成分相同的纤维混合物。(cerealsgrains.org)
微量营养素同样具有组织特异性的分布特征。2015年一项利用同步辐射X射线荧光技术和电感耦合等离子体质谱法对小麦开展的研究发现,镁、磷、铁、锌、铜和钾主要集中在糊粉层中,而钙和锰在最外层的麸皮组织中更为富集。这些分布规律有助于解释为什么去除不同的解剖层会导致不同种类的矿物质损失。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov) 维生素E类化合物的分布同样不均匀:小麦胚芽中特别富含生育酚,而外层组织则含有谷粒中大部分的生育三烯酚。不应将这些相关的化合物族群简单等同于单一的 α-生育酚分析测定值。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
《2005年美国居民膳食指南》基于美国农业部标准参考数据库第17版(USDA Standard Reference Release 17),给出了针对具体品种和原料的营养对比。以数据所列的每100克面粉为基准(而非每100克无水分干重或成品面包),全麦粉含有12.2克纤维、138毫克镁、405毫克钾以及3.9毫克铁;强化漂白通用小麦粉中上述成分的含量则分别为2.7克、22毫克、107毫克和4.6毫克。全麦粉可提供0.5毫克硫胺素、0.2毫克核黄素和6.4毫克烟酸;对应的强化面粉数值分别为0.8毫克、0.5毫克和5.9毫克。这些数值均为参考食品数据,并不代表所有小麦品种或加工面粉的硬性规格。(health.gov)
精加工会优先去除含有纤维、油脂和诸多微量营养素的组织,而强化或营养补充工艺则会重新添加特定物质。因此,精制产品中各类维生素或矿物质的含量并不一定都低于全谷物:在同一份美国农业部的对比中,以膳食叶酸当量计,强化白面粉含有291微克叶酸,而全麦粉仅含44微克。额外添加的叶酸和强化营养素解释了为何某些特定营养指标能够在未还原被切除组织的情况下达到甚至超过全谷物水平。然而,这种人工添加并不能复原原本由细胞壁多糖、脂质和微量营养素构成的天然复合物。(health.gov)
加工与全谷物食品
商业全谷物形态的颗粒大小和形状各有不同,但在解剖学完整性上并无本质差异。去壳谷粒(Groats)是指去除了不可食用外壳的籽粒;通过切割或破碎可得到较小的碎籽粒,而压延则可制成谷物片。粗粉(meal)和细粉(flour)属于研磨产品,其中粗粉通常指质地较粗的物料。这些形态适用于不同的食品应用场景:去壳燕麦粒、钢切燕麦粒和压片燕麦可煮成麦片粥;全谷物粗粉和细粉可用于制作面包及其他烘焙食品;硬质全麦粉可用于制作意式面食。只要所需的解剖学组成成分仍保持其原有的相对比例,无论是精细研磨还是肉眼可见籽粒形态的消失,都不会自动剥夺其全谷物属性。
燕麦加工展示了同一种可食用籽粒如何转化为多种商业产品。经过清理和去壳后,去壳燕麦粒可以保持整粒,也可以用钢刀切割,或经蒸煮后压延。传统压片燕麦以完整的去壳谷粒为原料,而快熟燕麦片则以切碎的谷粒为原料;压片厚度和蒸汽处理的进一步差异会改变烹调要求。即食早餐谷物还涉及额外的工序,包括蒸煮、干燥、烘烤、膨化或挤压。这些操作会改变质构和物理结构,但加工方法本身并不能确立全谷物属性:进入并留在产品中的谷物原料的成分构成才是决定性因素。
脱壳必须与对可食用籽粒的碾磨磨损区分开来。去除燕麦壳或稻壳会露出可食用籽粒,但不会故意剥去其麸皮或胚芽。糙米经精碾会去除麸皮层并制成精米;大麦经碾皮制成珍珠麦同样会去除可食用的外层组织。因此,美国食品药品监督管理局(FDA)2006年2月的指南草案在其全谷物示例中排除了珍珠麦。然而,不同定义对加工过程中少量损耗的处理方式有所不同:2014年的 HEALTHGRAIN 定义允许在符合安全与品质要求的加工过程中,谷物总损耗小于2%,且麸皮损耗小于10%。这种有限的容许限度并不等同于将常规精碾或碾皮的谷物视为全谷物。
发芽、制麦或发酵后的谷物是否具有全谷物资格,需要依据明确界定的定义,而不能想当然地认为任何源自谷物的产品均符合条件。全谷物倡议组织(Whole Grain Initiative)在其2022年共识出版物中提出的原料定义指出:只要保留了原有的全部麸皮、胚芽和胚乳,且营养价值未降低,发酵、制麦和发芽的谷物均属于全谷物原料。对于制麦或发芽谷物,该定义还特别规定芽长不得超过籽粒长度。因此,发芽全谷物原料与从发芽谷物中分离出的原料不可归为同类。该定义还允许在研磨过程中将各组分暂时分离后再按原比例重组,包括来自同一种物种不同批次的组分。
复合配料食品则引出了另一个成分比例问题。面包、早餐谷物或零食可能同时含有全谷物原料以及精制面粉、糖、脂肪、盐和水。因此,全谷物在谷物原料中所占的比例,与全谷物在整个成品食品中所占的比例是不同的。例如,在一个含有 30 克全麦粉和 20 克精制面粉的假想 100 克产品中,全谷物占谷物原料重量的 60%,但仅占产品总重量的 30%。单凭这两个百分比中的任何一个,都无法明确其膳食纤维浓度、能量含量或糖盐含量。因此,全谷物原料含量与成品食品的营养成分需要分别予以说明。
消化与生理效应
解剖结构上的完整性与物理形态的完整性是截然不同的特性:全谷物面粉虽然能保留麸皮、胚芽和胚乳,却不一定能保留完整谷粒的细胞结构。研磨会破坏细胞壁,增加供消化酶附着的表面积,从而使淀粉更容易被分解。凯瑟琳娜·爱德华兹(Cathrina Edwards)及其同事在2015年进行的一项随机交叉试验中证明了物理结构的重要性,该研究涉及9名身体基本健康的回肠造口术受试者。试验分别使用粒径约为2毫米的粗颗粒小麦胚乳和小于0.2毫米的细颗粒制成粥糜,每份均提供约55克淀粉。结果显示,食用粗颗粒粥后,受试者2小时增量血糖(葡萄糖)反应降低了33%,胰岛素反应降低了43%。尽管这只是针对胚乳而非全谷物的对比试验,但它揭示了与全谷物食品密切相关的机制:保留原有的细胞结构可以在不受营养成分影响的情况下延缓消化。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
谷物膳食纤维通过持水性和抗微生物分解等特性来改善肠道功能。粗麦麸的特性清楚地说明了为何仅凭纤维含量无法决定具体的生理反应。在1978年的一项试验中,粗麦麸与细麦麸的纤维组成相近,但测得的持水量分别为每克7.3克水和3.9克水。粗麦麸比细麦麸更能显著增加粪便重量,但在排便频率上,两种麦麸之间并无显著差异。这些测量反映的是粪便体积与肠道功能的变化,并不代表任何一种全谷物食品都能预防便秘或产生同等的效果。(gut.bmj.com)
进入结肠的可发酵谷物碳水化合物能为肠道菌群的发酵提供底物,从而生成乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸。萨莉·瓦内加斯(Sally Vanegas)及其同事在2017年的一项对照饮食随机对照试验中对这一代谢途径进行了研究。经过两周的导入期后,49名男性和32名40至65岁的绝经后女性分别接受了为期六周的富含全谷物或精制谷物的饮食干预,期间通过调整食物供给量以维持体重恒定。与精制谷物组相比,全谷物组受试者的粪便重量和排便频率更高,粪便中的乙酸及总短链脂肪酸变化幅度也更大。然而,饮食干预对肠道菌群组成的影响微弱,且测得的其他全身及肠道炎症标志物均未发生改变。因此,粪便脂肪酸的测定结果仅证实了相应的生理反应,并不能推导出具有普适性的抗炎作用。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)
相较于“全谷物”这一宽泛分类,可溶性燕麦β-葡聚糖与血液胆固醇之间的关联更具针对性。其生理活性部分取决于它溶解于肠道内容物后所形成的黏度。有关胆汁酸机制的证据来自2007年的一项回肠造口术研究:与β-葡聚糖已被水解的麦麸相比,含有天然β-葡聚糖的燕麦麸促进了胆汁酸的排泄,并提高了血液中胆汁酸合成的标志物水平。这些结果支持了“干扰肠道胆汁酸重吸收循环”这一具体机制,而非单纯归因于麦麸成分或“全谷物”的名号。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)
在托马斯·沃尔弗(Thomas Wolever)主持的2010年一项多中心试验中,367名低密度脂蛋白(LDL)胆固醇在3.0至5.0 mmol/L之间的成年人被随机分配食用特定的早餐谷物,干预为期四周,共有345人完成了研究。与小麦纤维对照组相比,每天提供3克高分子量燕麦β-葡聚糖的谷物使受试者的LDL胆固醇降低了0.21 mmol/L,降幅约为5.5%(组间差异的95%置信区间为−0.30至−0.11 mmol/L)。中分子量制剂同样降低了LDL胆固醇,而每天4克的低分子量制剂则未引起具有统计学意义的降低。由此可见,剂量、分子大小以及溶解性能都会影响最终效果;该证据针对的是特定纤维成分与血脂指标的关系,并不代表所有全谷物食品都具备相同的降胆固醇功效。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)
长期健康结局的证据
在2020年的一项分析中,Yang Hu及其同事研究了来自美国三个队列的158,259名女性和36,525名男性的2型糖尿病发病情况,这三个队列分别为:护士健康研究(Nurses’ Health Study,1984—2014年)、护士健康研究II(Nurses’ Health Study II,1991—2017年)和卫生专业人员随访研究(Health Professionals Follow-up Study,1986—2016年)。基线时,参与者均无糖尿病、心血管疾病和癌症。在4,618,796人-年的随访期间,共有18,629名参与者罹患糖尿病;报告的诊断均通过经过验证的补充问卷进行了核实。在校正饮食和生活方式因素后,全谷物总摄入量最高五分位数组的糖尿病发病率比较低五分位数组低29%,95%置信区间为26%~33%。不同食品之间的关联存在差异:与每月摄入少于一次相比,每天至少食用一次全谷物早餐麦片的风险比为0.81(95% CI 0.77~0.86),而爆米花的相应估计值为1.08(1.00~1.17)。这些发现涉及的是观察到的饮食模式,并不代表所有全谷物产品都具有一致的作用。(researchconnect.suny.edu)
在冠心病方面,1999年护士健康研究的一项报告对1984年至1994年间基线年龄为38~63岁的75,521名女性进行了随访。参与者最初均无心血管疾病或糖尿病。研究人员共记录了761起冠状动脉事件:553例非致死性心肌梗死和208例冠心病死亡。比较全谷物摄入量最高与最低五分位数组,校正后的相对危险度为0.75(95% CI 0.59~0.95)。该终点合并了致死性和非致死性冠状动脉疾病;它并不代表所有心血管疾病(后者还包括卒中等疾病)。(sciencedirect.com)
Hongyu Wu及其同事在2015年发表的死亡率分析纳入了1984—2010年随访的74,341名护士健康研究参与者,以及1986—2010年随访的43,744名卫生专业人员随访研究参与者。死亡情况通过家属报告、邮政部门和国家死亡指数进行确认;根本死因根据死亡证明书以及适当时参考医疗记录来判定。比较最高与最低摄入五分位数组,全因死亡率的校正风险比为0.91(95% CI 0.88~0.95),心血管死亡率的校正风险比为0.85(0.78~0.92)。癌症死亡率未显示出明确关联:0.97(0.91~1.04)。对照物的选择具有重要影响:模型模拟每日用一份全谷物替代一份精制谷物时,与心血管死亡风险比0.92(0.88~0.97)相关;而替代红肉时,风险比则为0.80(0.75~0.86)。这些均为统计替代模型的估计值,而非随机饮食置换试验的结果。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
随机对照试验则在较短时期内探讨不同问题。2017年的一项对照供餐试验在导入期后,将81名40~65岁的成年人分配至富含全谷物或精制谷物的饮食组,为期六周,同时维持体重不变。两组饮食分别提供每日约207克对比0克的全谷物,以及40克对比21克的膳食纤维。研究终点包括静息能量消耗、粪便能量损失和血糖指标——而非新发糖尿病诊断、心脏病发作或死亡。这类试验可以在受控条件下检验生理反应,但某项生物标志物或能量平衡指标的改变,本身并不能证实数十年后疾病发病率的降低。同时存在的纤维含量差异,也限制了将效果归因于除纤维之外的其他全谷物成分。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)
解读队列研究结果时,需要注意残留混杂和饮食测量误差。全谷物摄入量较高的人群往往吸烟更少、运动更多,整体饮食也更健康;统计校正无法保证彻底消除这些差异。重复的食物频率问卷有助于提高对习惯性摄入量的估计精度,但在报告频率、份量大小和产品成分方面仍存在误差。在死亡率分析中,对生活方式和饮食因素的校正大幅削弱了仅按年龄校正时的关联强度,体现了这些混杂因素的重要性。所报告的相对估计值和置信区间描述的是特定人群和模型中的关联;它们既不是绝对风险的降低,也不是因果关系的证明。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
摄入量测定与研究可比性
全谷物摄入量可表示为全谷物原料的干重、含有全谷物的食品总重,或标准化份量计量单位;这些量值之间不能直接换算。成品的总重包含水分和其他成分,而熟谷物的重量则取决于吸水程度。阿拉斯泰尔·B·罗斯(Alastair B. Ross)及其同事在2015年的方法学建议中举例说明了这种差异:一份40克面包约含15克全谷物原料,而一份200克燕麦粥约含36克全谷物原料。仅去除水分并不能消除这一区别,因为食品脱水后剩余的干物质中仍可能含有糖、脂肪以及非全谷物配料。(ajcn.nutrition.org)
谷物“盎司当量”(ounce-equivalents)是膳食模式中的核算单位,而非均一的全谷物质量。美国农业部的《2015–2016年膳食模式等量数据库》(Food Patterns Equivalents Database 2015–2016)对面包、马芬蛋糕、玉米饼等面粉类制品,以16克面粉定义为一个谷物盎司当量;而对大米、燕麦、意面以及即食谷物等类别,则以28.35克谷物为一个谷物盎司当量。全谷物与精制谷物的贡献是分开分配的。因此,若将每个盎司当量均换算为16克全谷物,就会曲解该数据库的方法学。其日常熟悉的份量示例(例如一片面包或半杯熟米饭)也与构建数据库所采用的基于原料的计算方法截然不同。(ars.usda.gov)
食物频率问卷通过结合报告的摄入频率、指定份量以及分配的全谷物含量来评估习惯性摄入量。在杨虎(Yang Hu)及其同事2020年对护士健康研究、护士健康研究II和卫生专业人员随访研究的分析中,问卷调查前一年的摄入情况,通常每四年更新一次。早餐谷物品牌与生产商的成分信息进行了匹配,总全谷物摄入量则是根据各类含谷物食品中全谷物原料的干重计算得出的。然而,该研究单独划分的早餐谷物类别采用了按重量计至少含25%全谷物或麸皮的阈值——这是一种操作性分类,不应与其基于原料计算的总量相混淆。(bmj.com)
相比之下,24小时膳食回顾记录的是特定一天内摄入的食物种类与数量。在NHANES(美国国家健康与营养调查)中,经过培训的调查员采用多步回顾法,并将报告的食物与成分数据库相关联。配料记录允许将复合菜肴拆解分析:三明治或米饭蔬菜拼盘中的谷物与馅料或蔬菜分开赋值,并保留各自的全谷物和精制谷物成分比例。这样可以避免将整道菜肴的总重量直接计为全谷物。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
然而,分类阈值的不同仍会改变摄入量估算结果。杜梦溪(Mengxi Du)及其同事在2022年的一项分析中,将五种定义应用于2003–2018年间受访的39,755名美国成年人的膳食回顾数据。这些标准包括:谷物成分重量中至少50%为全谷物、每30克产品中至少含8克全谷物,以及每标签标示份量中至少含8克全谷物。对于2017–2018年,不同定义下估算的全谷物食品摄入量在每2,000千卡/天0.53至1.05个盎司当量之间浮动。这些差异源于对相同膳食记录的重新分类,而非膳食本身的不同。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
因此,研究的可比性要求具备明确的定义、原料重量与水分基准,并透明报告谷物品种、产品类型及加工方式——例如完整籽粒还是细磨面粉。罗斯及其同事还明确指出,应分别报告外加麸皮和胚芽的量,并在干预研究中优先选择精制谷物作为对照,而非未作明确界定的“日常膳食”。谷物纤维摄入量必须作为单独的暴露因素对待:它可能包含来自精制谷物食品或外加麸皮的纤维,因此不能作为全谷物原料摄入量的可互换替代指标。(ajcn.nutrition.org)
膳食指南与公共卫生政策
世界卫生组织(WHO)于2023年发布的指南《成人和儿童碳水化合物摄入量》(Carbohydrate intake for adults and children)强调了碳水化合物的质量,而非将所有含碳水化合物的食物在营养上一视同仁。该指南强烈建议,从2岁起,碳水化合物应主要来自全谷物、蔬菜、水果和豆类。因此,全谷物位列优先推荐的食物来源之列,但并非用来替代其余三类食物。该指南并未为全谷物摄入量设定通用的每日克数目标;其定量建议主要针对果蔬摄入量和天然存在的膳食纤维。其适用场景包括制定国家膳食指南以及开展旨在减少饮食相关非传染性疾病的人群层面干预措施。(who.int)
关于膳食纤维的建议与关于碳水化合物来源的建议互有区别。世卫组织建议成人每日至少摄入25克天然膳食纤维,并建议2至5岁儿童的最低摄入量为15克、6至9岁儿童为21克、10岁及以上人群为25克。针对儿童的建议为有条件推荐,而针对成人的建议则为强推荐。这些摄入量指标是指由蔬菜、水果、豆类和全谷物等食物共同提供的纤维总量,而非全谷物配料本身的重量。因此,25克全谷物并不等同于25克纤维,达到纤维摄入目标本身也并不意味着遵循了全谷物食物来源的建议。(ncbi.nlm.nih.gov)
各国指南将这些原则转化为不同形式的公众宣传信息。加拿大《2019年膳食指南》采用基于食物的餐盘模型:图示餐盘中约四分之一为全谷物食品,四分之一为蛋白质食品,二分之一为蔬菜和水果。这传达的是食物的相对比例,而非全谷物原料的每日固定重量。相比之下,《2020—2025年美国居民膳食指南》以“盎司当量”(ounce-equivalent)表示谷物摄入量,并规定谷物中至少有一半应为全谷物。盎司当量是一种膳食模式计算单位,例如约一片面包,或半杯煮熟的米饭、意面或谷物片。因此,它不能与一盎司全谷物原料或一盎司煮熟食物直接划等号。(publichealthontario.ca)
丹麦2024年官方膳食指南资料提出了每日90克全谷物的目标。这是一个原料含量目标,而非建议只吃90克面包、粥或意面。丹麦的宣教示例具体说明了这一区别:255克煮好的燕麦粥提供约34克全谷物,而一片黑麦面包提供约20克。图示将原料总量转化为直观可辨的食物搭配组合,使不同含水量和配方的食物能够共同计入同一目标。因此,餐盘比例、盎司当量和配方克数代表了不同的政策衡量指标,未经换算无法直接进行数值比较。(foedevarestyrelsen.dk)
操作性定义还将营养教育与公共卫生评估联系起来。加拿大卫生部于2022年6月发布了食物分类系统,以配合对2019年指南执行情况的评估;该系统根据加拿大营养素数据库(Canadian Nutrient File)中的食物与指南的契合程度,将它们划分类别和等级。各层级还综合考量了钠、饱和脂肪和游离糖,因此仅凭全谷物标识并不能决定某种食物的总体分级。此类系统通过明确统计内容和食物分组方式,使人群监测具备可重复性;它们衡量的是与膳食政策的契合度,而非开具个体化食谱或治疗剂量。(canada.ca)
标签、标准与商业标识
在美国,食品药品监督管理局(FDA)于2006年2月发布的《行业与FDA工作人员指南草案:全谷物标签声明》(Draft Guidance for Industry and FDA Staff: Whole Grain Label Statements)提出的是建议而非具强制力的要求;文稿中明确标注“不用于实施”。这与依法确立的特定食品特性标准有所不同。例如,该草案列出了全麦面粉以及全麦面包、小圆面包与餐包的标准,但同时指出,并不存在涵盖整个“全谷物产品”大类的特性标准。对于符合标准的标准化全麦面包,允许使用的面粉原料包括全麦面粉、溴化全麦面粉或两者的混合物——不得使用精制面粉。(fda.gov)
相比包装正面的诸多描述,配料表能更具体地标明产品成分。美国法规通常要求配料按重量由多到少的顺序列出其通用名称或常用名称。然而,第一种配料的排序本身并不能证明全谷物的百分比含量:几种分别列出的精制谷物配料相加,其总重量可能超过排在第一位的全谷物配料。“多谷物”(Multigrain)仅表示含有多种谷物,并不意味着必须是全谷物;“小麦”(wheat)仅标明了谷物种类,并未说明其是否具有完整的解剖结构。这些术语既可能出现在精制谷物产品上,也可能出现在全谷物产品上。(fda.gov) FDA的指南草案建议,标为“100%全谷物”的产品中除全谷物外不应含有其他谷物配料。这一建议针对的是谷物配料本身,并非断言面包中完全不含水、盐或其他非谷物配料。(fda.gov)
全谷物倡议组织(Whole Grain Initiative)在2022年发表的一篇期刊论文中提出了共识定义,建议“全谷物食品”按干重计应含有至少50%的全谷物配料。这是一项旨在实现科学协调的倡议,而非普遍适用的法律规定。其计算分母包含食品中的全部干物质,而不仅是谷物部分;因此,非谷物固形物也会影响其达标资格。排除水分可防止因含水量差异而影响即食麦片粥等食品是否合规。该提议还单独允许在干重计全谷物配料至少达到25%时,在包装正面声明含有全谷物,但不允许在产品名称中直接冠以“全谷物”字样。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
全谷物数量声明、营养素含量声称与疾病风险声称所传达的信息各不相同。诸如“10克全谷物”的事实性声明标示的是配料的具体数量;FDA草案指出,该声明必须真实、不具误导性,且不得暗示尚未确立标准的技术术语,例如全谷物的“高含量”或“极佳来源”。(fda.gov) 相比之下,有关膳食纤维的声称则涉及法定受控的营养素含量水平。根据美国《联邦法规汇编》第21篇第101.54条(21 CFR 101.54),“良好来源”(good source)通常要求每份常规食用参考量(RACC)达到适用每日摄入参考值(DV)的10%–19%,而“高含量”(high)则要求达到至少20%。这些阈值并不能确定食品中全谷物的实际比例。(govinfo.gov)
另一条独立的历史演进路径涉及将饮食模式与疾病风险挂钩的健康声称。1999年3月10日,通用磨坊(General Mills)依据1997年《食品药品监督管理局现代化法案》,援引美国国家科学院的一份权威声明向FDA提交了一份全谷物通报。在FDA决定不予以禁止或修改后,该健康声称于1999年7月8日获准使用。它涉及富含全谷物食品及其他植物性食品且低总脂肪、低饱和脂肪和低胆固醇的饮食,与降低心脏病及某些癌症风险之间的关联。该声称的使用资格要求每份常规食用参考量(RACC)按重量计至少含有51%的全谷物配料,并且合格的纤维含量须依据全麦每100克含11克纤维的标准进行推算。例如,FDA的标签指南列出,RACC为55克的产品最低需含3.0克纤维,RACC为50克的产品最低需含2.8克纤维。这些特定声称的准入条件,既有别于单纯的数量声明,也不同于全谷物倡议组织基于干重的定义。(fda.gov)
面筋相关病症与食品安全考量
谷物是否属于全谷物,取决于其是否保留了麸皮、胚芽和胚乳,而非是否存在面筋(麸质)。小麦、大麦和黑麦无论作为全谷物还是普通精制加工品食用,均含有面筋;将小麦精制成白面粉并不能使其成为无面筋食品。稻米、玉米、荞麦、藜麦和苋菜籽天然不含面筋,同样可以作为全谷物形式食用。因此,“全谷物”与“无面筋”描述的是两个互不相关的特征:二者互不成立前提,而一种原料天然不含面筋,也不能直接决定混合配方成品的面筋含量。(niddk.nih.gov)
乳糜泻是一种自身免疫性疾病,易感人群摄入面筋会引发小肠损伤。这种损伤可能阻碍营养吸收,并对消化系统以外的机体产生影响。小麦过敏则是另一种不同的食物过敏,是由对小麦蛋白产生的免疫反应引起的;其症状多表现为瘙痒和呼吸困难,而非乳糜泻特有的慢性肠道损伤。这两种病症均与谷物是全谷物还是精制谷物无关。全麦面包和普通的白小麦面包均含有小麦和面筋,而全谷物糙米天然不含面筋。因此,“全谷物”这一宽泛的营养分类并不能作为判断其是否适合相关患者的依据。(niddk.nih.gov)
在种植、收获、运输、储存、研磨和食品加工过程中,均可能发生面筋交叉接触。轮作以及共用收割机、运输工具、筒仓或生产线,都会将小麦、大麦或黑麦混入原本不含面筋的谷物中。燕麦便是一个尤为典型的例子:美国食品药品监督管理局(FDA)将其归为不含面筋的谷物,但美国国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所指出,燕麦极易与含面筋的谷物发生交叉接触。该研究所的评估还将这种污染问题与“研究表明大多数乳糜泻患者能耐受适量纯燕麦”这一事实区分开来。根据 FDA 的标签规定,标有“无面筋(无麸质)”声明的燕麦,其面筋含量必须低于 20 ppm;该规定本身并不强制要求第三方认证。而“全谷物”这一标识完全无法提供有关交叉接触的相应信息。(fda.gov)
类似地,对化学污染物的评估也需要针对具体的谷物种类。例如针对稻米中的砷进行检测分析时,会将无机砷与总砷区分开来,因为化学形态直接决定了毒性大小。浓度指食品中污染物的含量,通常以微克/千克()表示;暴露量还取决于该食品的摄入量和食用频率,通常结合体重进行计算。风险关注的是在特定暴露模式下发生不良反应的概率,而不仅仅是实验室是否检出了该污染物。FDA 在 2016 年发布的稻米风险评估中,专门针对稻米及其制品研究了这些关联,并未将所有全谷物笼统归为单一类别予以评估。(fda.gov)
2020 年 8 月 5 日,FDA 发布了最终指导原则,为婴儿米粉中的无机砷设定了 (相当于 100 ppb)的行动水平。这项不具约束力的指导原则适用于由白米或糙米制成的谷物米粉,但并非适用于所有稻米制品或所有谷物制品的通用限量标准。该机构指出,婴儿白米粉中的无机砷浓度往往低于婴儿糙米粉。然而,此类针对特定产品的检测结果既不能证明每一份糙米样本的砷浓度都高于白米样本,也不能说明其他全谷物具有相同的污染物分布特征。(fda.gov)
参考来源
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