米糠

米糠原料品质稳定技术研究摘要：米糠是稻谷碾白后的副产品，含稻米64%的重要营养成分，是极具开发价值的优良资源，我国每年产量约1000万吨。

碾米后，未经合理包装处理米糠品质易迅速变差，极易酸败，极大影响了其加工利用，成为生产面临的主要问题，目前米糠酸败控制技术有研究报道，但关注点比较分散不够全面，缺乏相对系统的研究和完整配套的技术方法。

本试验通过对新鲜米糠、陈谷米糠、稻谷耐贮性品质变化关系的研究，掌握米糠、稻谷贮藏期间品质变化状况，探明稻谷包装贮藏对保持米糠资源的品质稳定性的作用；关键词：米糠原料；加工利用；品质稳定性；1米糠资源概述1.1 米糠资源简介米糠是指在稻谷加工成大米的过程中，除去糙米仁外部的棕色层部分[1]，其组成成分不一，由果皮、种皮、珠心和糊粉层构成[2]，随着碾白加工过程的进行，米糠逐层剥离米胚，各级米糠的成分也因此不同，选出具有代表性的三级米糠，分别为统糠、油糠及滑米糠，这三级米糠不是由单一的成分构成，是混合物，且没有非常明显的区分界限；其中统糠由稻壳、果皮及种皮混合而成，油糠是由种皮、珠心及少量糊粉层构成，滑米糠是由大量的糊粉层和少量的米胚构成。

1.2米糠营养及生理功能据资料显示，米糠中含有脂肪、蛋白质、水溶性多糖、膳食纤维、矿物质及多种维生素[3]。

稻谷64%的营养都包含在米糠中[4]，米糠含有丰富的营养因子，其中蛋白质含量约15%~20%，脂肪含量约16%~24%，脂肪酸多为亚油酸等不饱和脂肪酸，米糠油为优良的保健食用油，可有效地降低血液中低密度胆固醇浓度[5]。

米糠还含有多种功能因子，如生育酚、生育三烯酚、脂多糖、可食纤维、角鲨烯、γ-谷维醇等，这些生理活性物质对预防人体心、脑血管疾病、抗癌、增强免疫力、降低血脂、预防便秘和肥胖症具有显著的功能作用[6]。

Thunnop[7]研究发现米糠含有的花青素，酚醛酸和γ-谷维素具有很高的抗氧化活性。

近年来，米糠在国际上被作为健康食品原料进行深度加工，并开发出各种保健食品，用以预防心血管病、预防肿瘤、降血糖、降血脂、减肥、抗疲劳、美容等[8]。

2米糠资源的加工利用稻谷是我国的主要粮食产物之一，是我国60%以上人口的主要粮食[9]。

2010年我国稻谷总产量约为19958万吨，居世界第一位，预计到2020年产产量为20700万吨[10]，米糠是稻谷加工过程中产生的重要副产品，约占稻谷重量的5%～8%，米糠资源极其丰富，目前我国米糠利用率很低，除约5％~10％的米糠用于制取米糠油或提取植酸钙等产品外，大部分被用作畜禽饲料[11]。

2.1米糠油米糠中含有16%～24%的油脂，米糠油中的油酸和亚油酸含量的比例大约为1:1，符合WHO推荐的最佳比例，是国际上公认的健康营养油。

同时，米糠油含有较多的类脂质，主要有维生素E、谷维素、谷甾醇等，可以降低人体胆固醇、防治心血管疾病。

除了米糠油自身的营养价值外，还可以用米糠油制取生物柴油。

生物柴油是一种可以替代石化柴油的生物能源，因其具有可再生、无毒、可生物降解等优点[12]，成为世界各国新能源开发的热点。

由于活性脂肪水解酶的存在，使得米糠中的米糠油发生水解产生大量游离脂肪酸，导致米糠油脂肪酸值较高，提炼出来的米糠油食用价值降低[13]。

利用高酸值米糠毛油制取生物柴油将大大降低生产成本，具有广阔的应用前景。

2010年韦公远[14]研究了用米糠油为原料，甲醇为酯化剂，在催化剂的作用下制取生物柴油的方法。

同年，高培钧[15]等人在固体酸催化剂的基础上用固体碱催化剂补充酯交换反应，采用响应面法优化反应条件，得到最佳反应条件：催化剂用量3.8%，甲醇质量分数26.8%，反应温度66.5℃，反应时间4.4h，在该条件下转化率可达到98%以上。

2.2米糠在食品中的利用资料显示[16]，米糠蛋白中必需氨基酸齐全，生物效价较高，是一种低过敏性蛋白，可作为婴幼儿食品的原料。

米糠蛋白质及其系列水解产物，可以用在很多食品中，如焙烤制品、咖啡伴侣、搅打奶油、糖果、填充料、强化饮料、汤料以及其它调味品。

米糠中含约50%的膳食纤维，其中实用纤维源含量可达25% ，营养价值较高，具有很好的稳定性、高吸水能力，较好的发泡能力及降低胆固醇的特性，可作为一种很好的功能性食品基料，开发生产多种营养与疗效食品[17]。

米糠可作为原料来制备各种功能性健康食品。

如水溶性米糠营养素、米糠面包、米糠酸奶、米糠乳酸饮料、食品香料和水果保鲜涂膜剂等[18]。

美国等发达国家已把稳定米糠制成多种营养丰富、生理功能卓越的食品或食品原料，应用于多种食品，如面包、饼干、蛋糕、早餐谷物、快餐、小吃以及挤压食品等[19]。

2.3米糠在医药领域中的应用研究表明可在米糠中提取多糖，其活性多糖被认为具有人参、当归等中草药多糖相类似的功效。

汪艳等研究证明米糠多糖是一种α-结构抗肿瘤活性多糖，能有效抑制小鼠Meth-A纤维肉瘤的生长。

张玉通过对米糠多糖提取工艺的研究，从米糠中提取活性多糖可达米糠总量的2.29%.2010年张丙华[27]等关于用脱脂米糠制取植酸的研究中证实采用离子吸附洗脱法从脱脂米糠中提取植酸的方法是可行的，植酸提取率高达82.40%。

植酸可以加快氧合血红蛋白中氧气的释放，改善血红细胞功能，并能在人体内水解为具有抗衰老作用的物质。

在医药、食品工业中，植酸能有效降低尿中的钙离子浓度、减少胃酸分泌、防止动脉硬化、肝硬化及脂肪肝等抗氧化作用[20]。

米糠可用来提取多糖、菲丁、肌醇、六磷酸肌醇酯、神经酰胺、谷维素、抗肿瘤剂、蛋白质、降胆固醇药剂、抗癌物质“EGMP”等[21]。

米糠还可制取阿魏酸，阿魏酸具有抑制血小板聚集、促进血小板解聚、抗血栓形成、解除血管平滑肌痉挛、抗氧化和自由基、提高膜稳定性以及抗炎，镇痛、调节免疫功能、利肝保湿等药理作用[22]。

周彩荣等通过微波辅助提取法对米糠中的阿魏酸进行了提取，确定了影响提取的因素。

另一研究则先将米糠用淀粉酶和蛋白酶处理以除去部分淀粉和蛋白质，通过正交试验确定了碱解米糠制备阿魏酸的最佳工艺条件：氢氧化钠浓度0.5%，水解温度55℃，水解时6h，添加0.03%亚硫酸钠，最终获得阿魏酸427.3mg。

我国米糠资源极其丰富，但利用率很低，只有10%左右的米糠用于饲料中，限制了米糠的应用范围，所以在米糠深加工技术方面的研究对于我国解决米糠资源不能有效利用的问题有着积极的意义。

2.4米糠在化妆品中的利用米糠在化妆品上的应用[24]：一是直接作为基础原料利用；二是从米糠中提取精华素。

国际上有些国家已经在米糠类化妆品方面的开发利用上取得了不少成果，比如日本的早稻田化妆品公司从米糠中提取水溶性精华，能延缓肌肤衰老，增加肌肤的细嫩、光泽。

米糠中的油脂[25]经过深加工，可广泛应用于日化工业中，谷甾醇[37]常用作皮肤组织促进剂、抗炎剂、伤口愈合剂和非离子乳化剂；甾醇具有抗紫外线和防止色素沉积的功能，可用作化妆品的抗氧化添加剂,另外，米糠中所含的抗氧化成份以及能促进肌肤血液循环的功能性成份非常丰富，因此还可直接用作化妆品。

试验表明，米糠经过清水洗涤、蒸煮、曲霉接种发酵后与可溶性淀粉、硬脂酸、胆甾等混合成糊状，可得护肤品[26]。

米糠中B族维生素的含量也很丰富，维生素VB6及VB3在美容方面的应用早有报道，但在化妆品中的大规模应用还在起步阶段。

VB3和维生素C共同作用，能有效抑制黑色素细胞的生成。

最近联合利华公司新推出的护肤品中蕴含VB3具有美白的功效。

另外大部分B族维生素具有抗炎作用。

3米糠稳定化技术3.1 加热稳定法通常加热稳定发有干热法和湿热法两种。

据报道米糠在100℃以下的温度处理，达不到稳定的作用。

朱正鹏等研究中表明干热法能量消耗大，无法完全抑制脂酶的活力，并且会破坏米糠中的部分营养素，相比之下的湿热法的灭酶效果比干热法的好。

微波加热运用从内部开始加热的技术，在食品工业上得到广泛的应用。

对于米糠稳定性的研究也有一定作用，经研究表明微波加热可以有效降低米糠的脂肪酸值，防止水解酸败，降低过氧化值，同时对米糠蛋白的溶解性影响较小。

杨进的研究结果表明，微波处理150~200s、料层厚度30~70mm、初始水分15.8%~21%的米糠，经处理后强化贮藏6周内游离脂肪酸的增长率在12%以下。

为了探讨干热法、湿热法和微波加热法对米糠稳定性的效果的差异，耿然等做了相应试验，通过三组不同方法处理后的米糠中所含的游离脂肪酸的变化，证明微波加热米糠是一种较为有效的处理方法。

N.Rao将欧姆加热法利用在米糠稳定性的研究上，水分经过调整的米糠在电阻加热后其中的脂酶活性得到有效抑制，游离脂肪酸值明显低于未处理米糠，并且米糠油的提取率提高到了92%，尽管该法在米糠的利用上较少，但也开辟了一条新的研究方向。

3.2 挤压技术挤压技术利用高温、高压和高剪切作用使脂解酶和脂肪氧化酶失活，米糠组份会发生化学和物理两方面变化，包括淀粉糊化和降解，蛋白质变性以及V E和γ-谷维醇分解失去活性等[27]。

刘宜锋所做的研究表明挤压后米糠中残留的酶会使米糠油继续分解，使酸价升高和米糠油得率降低。

挤压技术可以提高米糠中不溶性膳食纤维（DF）的持水力，从而改善其食用性。

但是，虽然挤压加工工艺已成为获取高质量稳定米糠的较有效的加工方法，但同时会使热敏营养物损失。

3.3 焦亚硫酸钠或者亚硫酸钠法焦亚硫酸钠和亚硫酸钠是常用的酸性防腐剂，能抑制霉菌、酵母和细菌的生长。

焦亚硫酸钠还具有强还原性，能消耗食物组织中的氧，抑制嗜气菌的活性。

张开诚研究发现，添加2%焦亚硫酸钠的米糠在夏季气候条件下储藏1个月后，游离脂肪酸含量不超过1%。

2007年马涛等人将亚硫酸钠稳定法与微波法相结合，以弥补了微波对营养价值的损失，也增加了单纯化学稳定法稳定米糠的效果。

4.4 其他除了上述的物理和化学稳定法，还可以利用酶作用的专一性，在有效破坏脂肪氧化酶及解脂酶的活性的前提下，又完全不会破坏米糠其他营养成分，也不影响米糠的风味及其他感官指标。

研究表明低浓度的钙离子溶液会米糠中的脂酶具有激活作用，亦可用CaCl2溶液从脱脂米糠中提取脂酶。

为了找出更有效的稳定米糠性质的方法，王静通过6组对照试验将挤压膨化、干热、湿热、化学、湿热—化学、微波辐照共6种方法进行了比较分析，并得出挤压膨化法效果最好的结论。

也表明了挤压膨化这种较新的米糠稳定技术有很好的效果，在杀灭微生物的同时，也使酶及胰酶抑制剂失活[28]。

无论是干热还是湿热还是化学法，都只是依靠单一的影响因素来抑制或者灭火脂酶，其中湿热法对过氧化物酶的灭火效果优于干热法。

而湿热—化学法是结合了湿热法和化学法的一种多项的稳定方法，通常采用先湿热、再化学的方法。

王静[56]的研究表明湿热—化学法稳定效果与挤压法接近。

而微波加热和挤压加工是多方面的抑制。