5 加工と食物としての利用
5.1 第１の加工技術
5.1.1 製粉
困難な事は世界中の全てのヒエ品種を一般化することであるが、ヒエは伝統的には製粉して全粒食品としては食べられてないようだ。
むしろ粒は制限した程度に精製する。もしあれば卵形嚢タイプのヒエ（finger, foxtail、proso millet）中の（fonio のような）外皮が緩い果皮、あるいは穎果-タイプのヒエ（例えばpearl millet）の果皮および胚（ふすま）外側部は除去される。一つの例外はteffのようで、普通は全粒粉に製粉する。これは結局、非常に小さい粒サイズの結果である。しかしながらteff粉ですらある程度、荒っぽい粒をふるって精製する。
粒の精製プロセスは、脱皮あるいは脱外皮と呼ばれるが、伝統的な粒の製粉は手動で乳鉢を使って、あるいは単に石臼で製粉するもので、２本の垂直のミルストーンで行う。1970年代より機械的脱皮が、続いて機械的製粉が次第に伝統的な製粉に置き換わった。脱皮は摩耗により行い、アングルグラインダータイプの研磨デスクの車軸（トップチェンバー）にセットされたもので研磨する。研磨の考え方は、実際には全てのタイプの機械脱皮が一般である。
セネガルのpearl millet脱皮装置では、精製したぬかは次に円筒状篩中で回転するバー（底にブラシが着いている）の手段で分離される。脱皮した粒は円筒状篩からでる、そしてぬかはふるいを通して押し出され集められる。或る他のタイプの脱皮装置ではぬかは吸引ファンによって除去されサイクロンで集められる。機械的に脱皮した粒は次に粉に製粉されるが、ハンマーミルあるいは垂直鋼板ミル板を使う。
5.1.2 乳酸発酵
アフリカ中で全粒ヒエは、脱皮、あるいは粉にされ、伝統的に広く乳酸菌発酵されるが、しばしばサワープロセスと言われる。
よく知られたこのサワー製品の例として、uji finger milletベースの東アジアのかゆがあり、さらにエチオピアとエリトリアのインジェラサワー膨化フラットパン、これは一般にteffで作るが、それと不透明に濁ったビールは亜サハラアフリカでpearl millet あるいはfunger millet で作られる。反復可能な素早くそして完全な発酵はバックスロッピングプロセスで成就するが、一方事前にうまく発酵した液体の少量のものは粒あるいは粉の新しいバッチの種付けに使われる。ここで特異的な微生物が次第に選択されて来た。それは困った培養ではないが、一般に乳酸菌たとえばLactobacilliとイーストの両方からなるモノである。こうしたサワードウ発酵はヒエ食品製造の魅力的サワー味で有る。それはまた、品質保持がpHが一般にpH4.0以下のため微生物の腐敗を抑える。最も重要な点は、特にpHの低下で製品安全を病原菌の生長阻止で可能にする点である。更に発酵微生物の幾つかはプロバイオテックスであるとわかった。発酵プロセスはまた、食品の栄養品質を変え、栄養成分をより生理的利用性のある、しかも抗栄養素を低下させ、更に定量的に影響を与えおよび植物生理活性物質の利用性に影響を与える。
5.1.3麦芽
アフリカ、インドを通してヒエ、特にfinger millet とpearl milletsは麦芽にされる（発芽）。これは一般に小スケール（2-3kg）で行われるが、大スケール（数トン）ヒエの麦芽はジンヴァブーで行われている。ヒエ麦芽（pearl millet とfinger millet）は、伝統的に濁ったビール発酵が亜サハラアフリカを通して用いられ、更に東と西アフリカでのかゆに用いられる。麦芽には水につけ、そのことで粒は水を吸い続け一定の発芽を約4-5日間行う。"green麦芽"は次に真空乾燥し、長期保存可能な製品を作る。麦芽の間、内部酵素、特にアミラーゼ、プロテアーゼは活性化し、粒デンプンやタンパク質を加水分解し各成分の糖とアミノ酸各々にする。乳酸発酵と同様、麦芽は一般に食品の栄養品質を改良し、栄養成分をより生理的利用性を上げ、更に幾つかの抗栄養素を低下し、更に植物生理活性物質への影響を与える。更に麦芽のアミラーゼ活性はかゆの粘度を低下し、それは乳児用補完食品更に老人用、病人用に用いられる。粘度の低下はかゆをより美味しく、かゆを高固形（栄養）含量にし、それはより低水分化含量であり、それを不可食にする過剰な粘度を持つモノではないようにする。麦芽加工の困難さは加温、水分条件下の発芽がカビの増加を引き起こすことだ。これは単に麦芽製品をだめにするだけでなく麦芽にカビ毒のコンタミを引き起こし、消費に対し適合しなくする。ここで麦芽は一件簡単そうだが、かなりオペレーターの経験が安全と良好な品質の製品を得るためには必要で有る。
5.2 伝統的な食品と飲料製品
ヒエ中にはグルテンがないけど世界中で非常に広い範囲で伝統的食品、飲料食品がそこから作られている。食品製品にタイプがあるのは；全粒製品--米とかゆ、粉ベース半液体製品--かゆ（麦芽かゆをふくむ）と団子、凝集粉食品--クスクスとアレイ（かゆ用のための粉ボール）、平パンー未発酵、発酵、ビスケット。ノンアルコール（しばしば酸っぱい）と濁ったタイプのビールやワインの両方はヒエで作る。
インジェラ、発酵した平パンは多分最もよく知られた伝統的ヒエ食品で国際的である。インジェラの加工プロセスは、小麦粉から作るふくらんだパンケーキの様なパンだが、それはグルテンを作るのではなく、複雑で技術的に独創的なものである。粉は初めサワードータイプの発酵を行い二酸化炭素を作る。ある場合は粉一部のデンプンを事前に糊化調理する。これを次に発酵した粉に戻し、薄めてバッターとし、更に発酵する。バッターは熱い粘土の平鍋に注ぎ、鍋のフタをしめべーキングの間生じた蒸気をトラップする。二酸化炭素は溶液から生じるが小さなセルのテクスチュアを形成し、目"と読んでいるがバッターの糊化したデンプンであり、パンケーキをセットする。このアワのようなテクスチュアの形成は、事前に糊化したデンプンにより生じた粘度増加で助けられる。
多くの伝統的ヒエ食品製品の味とフレーバーは、西欧タイプの穀物食品の正常のものよりも強い。またあるヒエ食品のテクスチュアは、初めに食べた時期待することがかなり出来ないものである。
食品製品で、赤、茶ヒエで作られるものは、たとえば殆どのfinger millet品種、幾つかのteff品種といったものは、何か苦く、渋味が有りそれは高レベルのポリフェノールによるものである。Pearl-millet食品は 土臭く、酸味とフレーバーを持ち、時に
"mousy like=マウスのような（？）"と呼ばれ、それは多分C-glycosyl flavone polyphenolによるものであろう。しかしながら3-acetyl-1-pyroolineも関係があり、それは香米タイプの香りに関係のある物質で有る。すでに説明したように、多くの伝統的ヒエ食品は乳酸発酵に供している。酸性は一般にヨーグルトに似ていて、しかし特にインジェラteff平パンに関係がある。サハラ地域では、pearl milletかゆはしばしばタマリンドでフレーバーをつけ、甘味と酸っぱみをタマリンドの含む酒石酸でつける。マリでは、木灰添加でゲル状のかゆはアルカリ性が強く、フレーバーは伝統的なニクスタマライズしたトウモロコシトルテアに似たフレーバーである。テクスチュアに関してはfinger milletのかゆは明らかに粘り、小粒デンプンの膨化によるモノである。
インジェラはソフトなスポンジのゴム状テクスチュアで多分それはteffデンプンの小粒の膨化によるものである。Foxtail millet とproso millet 食品はかなり柔らかである。これは比較的proso millet 大粒に関係があり、多分西欧諸国でのグルテンフリー粉を作るのに用いられる理由であろう。
5.3 現代食品と飲料製品
ヒエ粉、特に白いteff 、proso milletからのものは西欧諸国でグルテンフリー粉としてベーキング商品およびパスタの工場で生産が増えている。パフした全粒proso millet は、パン用穀物にgun puffingの技術を用いて生産されている。ヒエはまたパフされ、次にグルテンフリーベーキング用製品用に事前に糊化した粉として製粉される。
ヒエ米（雑穀米）はfoxtail millet やproso milletから作る。ヒエはまた麦芽にされ、グルテンフリービールの利用にある程度用いられる。
アフリカでは伝統的ヒエ・ベース食品の便利タイプのスモールスケール産業が広がっている。これらの製品は都市中級クラスの消費者でかなりの便利さと栄養の価格プレミアムに支払う準備している人々の数の増加のニーズに応じる。それらはまた、西欧諸国のアフリカ人に輸出される。たとえばセネガルでは乾燥したpearl millet クスクスとアレイ（かゆ用のための粉ボール）の製造工場がかなり有る。ミネラルと大豆強化されたfinger millet粉はケニヤ、タンザニアでソフトな朝食お粥製造用にそれぞれ作られている。また大きな関心がエクストルージョン料理の技術でインスタントかゆ粉の調理済みかゆの製造にでている。この製品はpearl millet がベースであり、ナイジェリアで製造され、セネガルで研究開発されている。最も顕著に、大部分の国際的食品会社により、製造成分としてpearl milletが今や西アフリカでインスタントー幼児用かゆ製造用に用いられている。
5.4食品製造の栄養と植物生理活性物質への影響
5.4.1デンプン
限度はあるが、ヒエ加工でその中に異常に高い抵抗性デンプンの生じるというはっきりした証拠はない。抵抗デンプンは上部消化管でグルコースにまで加水分解されないデンプンであり、多分低グルセミックインデックス（GI）を持つ食品製品になるだろう。Finger milletをいろいろな方法を用いて加工し、そこにはroti (平パン)のようなベーキングによる伝統食品も含むが、本質的に抵抗デンプンレベルを上げない。低水分処理はfoxtail millet starch消化性を低下するとわかっているが、同じ効果が米でもこれまで見つかった。
5,4,2 タンパク質
すでに説明したように、全てのヒエは他の穀物同様リジンが欠乏している。乳酸発酵と麦芽の伝統的食品加工技術はヒエタンパク質品質を幾分改良した。リジンは約12%まで増加し、それはリジンの貧弱なプロラミン貯蔵タンパク質の加水分解と新タンパク質の合成によるためである。タンパク質消化性もまた大きく変わり、約30%同じ加工で変わる。麦芽の欠点は呼吸の結果のためで、粒中の炭水化物は大きな損失となる。
伝統食品の中で、約ヒエ70%に対し30%の豆類の比率で豆が広くヒエと伴に消費される。重要な事は、この穀物--豆成分の食事では欠かせないアミノ酸の全てを必要な比率で供給出来ることであり、最も栄養的にリスクの高いグループである幼児の必要性を満たすことが出来る。その結果、穀物--豆成分食品開発の多くの研究が行われ、インスタントとすぐ食べられるかゆが幼児用食事用ででき、更にエクストルージョンクッキング技術を用いて粘稠の子供食事用スナック食品ができた。例えばSumathi et al., (2007)は、pearl millet-大豆（85:15比）とpearl millet -Bengal gram と緑豆（70:30比）の合成がゆを研究した。小動物試験では、これらの製品は約70%のミルク粉のタンパク質品質に相当し、同様食品とタンパク質の摂取で体重の約80%を得た。ヒエのタンパク質消化性（タンパク質の生化学的利用性）は、データに制限あるが、湿調理でタンパク質消化性を逆にしない証拠があり、それはモロコシの場合とは違う。Ejeta et al., (1987)は、湿調理する時pearl millet -タンパク質消化性の最少の低下の生じる事を観察し、Ravindran (1992) は調理でタンパク質消化性が、finger、foxtail、 prosomilletにおいて改良されることを見出した。
5.4.3脂質
ヒエ食品中脂質含量は脱皮によって多少低下しするが、ぬか除去レベルの結果である。例えば研究室装置を用いて20％脱皮すると、pearl millet 粒の脂質含量は大きく低下して比率で約30%ほどとなる。
しかしながら脱皮による脱脂のロスは他のヒエよりpearl milletでより大きくなりがちで、他のヒエfoxtail やproso millet ではその粒の型が丸より、涙型であるからである。pearlmillet粉で脂質悪臭はまた特別の問題であり、それは高脂質含量のためである。研究で示されたが、製粉前の粒の湿加熱処理がこれを大きく防ぐ事が出来た。
5.4.4 ミネラル
既に示したように、全粒ヒエは本質的に最も不可欠ミネラルの量が多く含む。しかしながら脱皮の結果顕著なロスが起こり、抗栄養素の存在によりそれらの利用性は低下する。記憶せねばならぬ事は、これらはヒエだけではなく全ての穀物粒にとり一般的である。ミネラル含量に関し脱皮の影響は、鉄がふすまに集中しているので、脱ふすまの程度が特に直接その低下と関係する。たとえばHama et al., ( 2011) は、5%と10% の pearl millet粒の外層の除去ではその結果約38%と50%の鉄の各低下となったが、しかし亜鉛は僅か約5%と10%の低下であった。
大きなデーターの本体があり、乳酸発酵と麦芽の伝統的加工技術でミネラルの生化学的利用性の改良ができているという事である。
たとえばAntony and Chandra (1998)はfinger milletの発酵はCa、 P、Fe抽出性を（試験管測定で生理的な利用を予測）20%-30%まで増加する事を示した。これはフィチン酸塩、全フェノール、タンニンの付随的減少によるためである。
フィチン酸の減少は、発酵粉のフィターゼ活性とパラレル（平行）で有る。同様にJha et al., (2015) は次の事を見出した．即ちpearl millet のふすま区分中のFe、Znの透析性（試験管中で他の方法で生化学利用性を測定）は、48時間発芽後約150%と63%まで各々増加した。しかしながらミネラルの全金属は多少減り、多分粒からそれらは染み出るためであろう。この比率で、フィチン酸の付随的減少があり、しかしポリフェノールあるいはフラボノイド中の減少はない。
しかしながらある研究者らはフィチン酸塩の低下は内部のフィターゼによってもたらされるが、多分全粒ヒエ食品中のミネラルが生化学的利用性改良するには不十分であろうと述べた。Lestienne et al., (2005)はpearl millet を用いて脱皮粉を水につけて内部フィターゼ処理し、鉄、亜鉛の生理的利用性（試験管中生化学的利用性の評価）を改良するが、ふすま区分ではしかし外部酵素フィアーゼ添加ですらミネラルの生理的利用性は改良されない事を示した。彼らは最後の結果はミネラルが繊維、タンニンに結合し、結局否タンニンポリフェノールによるものとした。
煮ること、一方全粒をスチームにかけることは一般に米で行われるが、結果ふすまから内胚乳へミネラルを移行する事ができ、それらの粉を脱皮した時のロスを低下した。
しかしながらfonioでの仕事は煮ることは物理的ミネラルロスを低下しないので、その結果製粉あるいは調理中の滲出損失と成る。この発見は多分fonio粒の非常に小さいサイズの結果である。
加工中のミネラルロスの防止とミネラル生化学的利用性に関するフィチン酸塩、繊維、ポリフェノールの悪影響の緩和がこれら小さい穀物粒中での挑戦である。鉄生化学的利用性改良の１つの有望な大きな接近は、脱皮粒（たとえばフィチン酸、繊維、ポリフェノール、鉄の様なミネラルもまた低下レベルの製品）に外部フィターゼ添加して作ったかゆを扱うものである。Koreissi-Dembele et al.,（2013b）はfonioかゆにphytase 源の多い小麦粉をインキュベートして研究した。彼らの見い出したことは、かゆを食べている若い女性では、鉄強化してもフィターゼ処理しないでfonioかゆを消費する人に比べて、機能する鉄吸収の３倍増加が起こったことである。
5.4.5 ビタミン類
ヒエへのビタミン加工効果の研究はずっと少ない。Ochanda et al., (2010) は、pearl milletの乳酸発酵を１週間行うとビタミンB1、B3、B5含量 が8-9倍増加し、同時にビタミンB２、B６は２−3.6倍各々増加することを見い出した。彼らはこれは微生物によるビタミン生合成のためとした。Malleshi and Klopfenstein (1988)は４日間のpearl millet麦芽でビタミンB2含量が4倍に増え、finger milletでは2.5倍に増えることを見い出した。しかしながらビタミンB１とB3レベルは本質的には影響なかった。類似の結果はOchanda et al., ( 2010)によりpearl milletで見い出された。これらの後の著者らは、発酵に比べて麦芽による小さな効果は、種子が成長のために栄養供給し、新しい合成は少ないと述べた。
5.4.6 フェノール性植物化学物質
これまで示したように、ヒエ粒は一般に大部分の穀物類よりもずっと多くのレベルのフェノール物質を持つ。加工に関し、フェノール物質はふすまに集中するため脱皮することで本質的にフェノール類レベルを低下する、特にポリフェノール類（finger millet中のフラボノイド、タンニン）である。この事にも関わらず、一般のレベルは大部分の穀物レベルからの精製した製品中より高いレベルである。
データーには制限があるが、伝統的乳酸発酵後にはまた本質的にフェノール類のレベルを低下するようだ。モロコシの場合、これまで示された事は発酵に関するバクテリアが、抗バクテリア効果を低下させるためにあるフェノール類（フェノール酸、フェノール酸エステル、フラボノイドグルコサイド）をメタボライズできることが示された。
フェノールレベルに関する麦芽の効果は、初めの兆候は報告されるレベルでは減少と増加の両レベルで矛盾的である。低下はまず未結合水溶性フェノール類の溶出のためである。矛盾の見つかる大きな理由は、ある研究者は分析したものは全麦芽は完全に外部根と芽も入れて行い、一方他のものは正に麦芽"実"を分析し、それには根と芽を除去したものであった。ラガータイプのビール醸造のために、ノーマルな物は外部の根と芽は除去したがしかし伝統的アフリカビールと否アルコール飲料ではそのまま保持したままである。フェノール類の測定増加は、多分anthocyaninタイプの色素が根、芽中にできたのであろう、それは水分ストレスと微生物的感染に対する応答メカニズムニより生じたものである。
熱加工技術は実際に全ての穀物食品のデンプンを糊化するために用いられる。熱技術は２つに分けられ、湿熱と乾熱で有る。前者にはボイルが入り、蒸気、エクストルージョンべ一キングが入り、後者にはベーキングとローストが入る。フェノール類のレベルと成分への影響は非常に複雑であり、完全に理解されてない。そこのメカニズムには、結合フェノール類の放出、他の食品成分の結合、重合化、酸化、熱分解、脱重合化およびメーラードタイプ反応が入る。ここで驚くべき事ではないが，ヒエが熱処理された時に報告されたいろいろの成分同様、全フェノール類、特異的フェノールグループも増加と低下の両方があった。
関連の重要事項はヒエ食品製品中でフェノール類が生化学的利用性があるかどうかであり、他の言葉で言えば、食品が消化される時フェノール類が生理的効果を働かせるかどうかである。より特異的に言うと、生化学的利用性とは食品中の成分の何％が腸細胞膜を通ったかで決まるあるいは作用したかで利用性で決まる。Shahidi and Chandrasekara (2013)は、ヒエ粒フェノール類は生化学的利用性があると言う意見であった。しかしながら彼らはハイドロキシシンナッッミック酸（穀物中の大部分のフェノール類）の生化学利用性に関する研究は非常に少ないと言っている。Acosta-Estrada et al., ( 2014)は、穀物中のフェノール類の大部分は不活性の結合状態であることを観察している。彼らのレビュー研究は、結合フェルラ酸 (ヒエと他の穀物中の大部分のハイドロキシシンナミック酸) の遊離は結腸中の微生物発酵で起き、僅か数％は胃、小腸で遊離するというものである。起きらのレビューでは、またフラボノイドは結腸中で大きく分解すると言っている。試験管中のヒエの消化性は、脱皮してあり、湿調理、凍結乾燥、製粉すると、一般に5種ヒエ類（finger、foxtail、koda、pearl、proso）は可溶性全フェノール類、および全フラボノイドを含んでいるが、本質的には胃消化相、腸消化相、結腸発酵相で増加する。フェノール類はこれらの相の中で可溶化するという基本に立っており、著者らはそれらに化学的利用性があり、それらが生化学活性を示すと考えているようだ。
て来た。これらC-glycosyl flavones はhormone thyroxine のdeiodination（脱ヨウ素化）を阻害する事で、活性化した型のtriiodothyronineにすることを阻害する。