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1、米糠中功能性成分的研究现状与发展趋势WWW.SFNCC.ORG.CN2006-12-21国家食物与营养咨询委员会 王永斌蚌埠学院食品科学与工程系，蚌埠 233000摘 要：米糠是具有很高营养价值和开发前景的稻谷加工副产品。本文重点介绍了米糠功能成分的研究现状与发展趋势，为米糠的综合利用提供参照。关键词：米糠；功能成分；研究现状：发展趋势；综合利用米糠是禾本科植物稻谷的外壳，是碾米过程中被碾下的皮层及米胚和少量碎米的混合物，约占稻谷的5%6%，它不仅来源丰富，而且营养全面。米糠中富含不饱和脂肪酸、生育酚、生育三烯酚、脂多糖、可食纤维、角鲨烯、-谷维醇等生理活性物质。这些物质关于预防人体心、脑血管
2、疾病，抗癌，加强免疫力，降低血脂，预防便秘和肥胖症具有显著的功能作用，是保健食品、医药、化工制造业的重要原料，在世界各国受到广泛重视。同时，米糠含有活性很强的脂肪酶，这种脂肪酶能很快分解米糠中所含的油脂，使酸价迅速上升，并有可能经受脂肪氧合酶的进一步氧化作用俗称“哈变，在较短的时间内产生一种令人难以接受的霉味。新鲜米糠，在常温下的几小时内，其酸价可由4mg KOH/g上升到10 mg KOH/g以上，25气温下，米糠的游离脂肪酸FFA含量以约为1%/h升速增大。米糠中夹杂的害虫和微生物的生命活动也会加速米糠酸败劣变。因此，必需钝化这种酶，使米糠稳定，米糠才可进行深度开发。米糠资源的深度开发利用
3、，必需集约经营，否则难以取得规模效益，工艺、技术及装备等条件也难以实现。国内米糠的总产量虽然很大，但由于稻谷加工企业比较分散，生产规模也不大，再加上新鲜米糠稳定性较差，不易贮存和运输，因此难以集中生产。目前，米糠有效利用率尚不够20%，大部分作为饲料，甚至作为废料，资源浪费严重。1 米糠的营养成分及生理功能米糠是糙米碾白加工过程的产物。糙米碾白时，米粒胚乳的表皮、米胚芽和少量破碎胚乳碎米、米粞的混合物，通常称为米糠。米糠重量虽然不够糙米的10%，但是糙米重要营养成分却大量地集中于米糠之中。米糠含有12%16%蛋白质、12%23%脂肪，8%10%粗纤维和7%12%的灰分，此外还含有丰富维生素和矿
4、物质，至少集中了糙米78%的VB1，47%的VB2，67%的VPP和80%铁元素。米糠蛋白质含有所有必需氨基酸，并且属低过敏性，适用于婴幼儿食品。米糠油的脂肪酸组成中油酸约占40%，亚油酸约占34%。米糠碳水化合物含量较高，但其中主要成分是膳食纤维。此外，米糠所含的-谷维素、生育酚、生育三烯酚和肌醇等生理活性物质是米糠具有保健功能的重要原因。据报道，米糠能够降低血清总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇含量、增加高发度脂蛋白胆固醇含量，具有降低血脂、调节血糖、预防癌症和脂肪肝等多种保健功能。目前在美国市场上，以米糠为原料的营养保健食品已有多种，如“Perfect Plus、“RiSoTriene、“RI
5、BUS米糠饮料等，具有优良的市场前景。2 米糠油的生理功能及其深加工产品的研究现状米糠中的油脂含量为14%24%，属功能性油脂，是优质植物油。米糠中脂肪的组成，主要是由三种脂肪酸构成：软脂酸约17%、油酸约40%和亚油酸约34%，此外，还含有亚麻酸约1%，它们的含量合计约占总脂肪酸的92%。2.1 米糠油的生理功能米糠油中不饱和脂肪酸含量达80%以上，必需脂肪酸含量达35.7%，可补充人体必需脂肪酸的不够。米糠油作为高级调和油、保健油等高档油的主要原料，对人体心血管疾病有较好的疗效作用。同时，米糠油中含有丰富的亚油酸，正常人天天摄入6g亚油酸，才干维持生理代谢。亚油酸与胆固醇结合转化为胆酸和类
6、固醇排出体外，从而防止胆固醇沉积在血管壁上，起到降低血脂、软化血管的作用。其中磷脂是人体神经系统正常运转所必需的健脑物质。含有的糖脂可起到降血糖、降血脂、抗肿瘤等功效。米糠油中不皂化的脂类总含量达4.2%，尤其是-谷维醇的含量居各种食用油之冠，具有重要的生理功能，能防止胆固醇的沉积，减少血浆中胆固醇、甘油三脂的含量，尤其是降低低密度脂蛋白与高发度脂蛋白的比值其值大，就表示容易得心脏病，起到防治心脑血管疾病的作用。Rukminid C.对米糠油进行的毒理实验说明，米糠油无毒副作用，对人体安全可靠。而Tamagawa M.等人对人鼠进行的致癌性研究则说明，米糠油无致畸变作用。2.2 米糠油精炼副产
7、品的深加工产物的生理功能及研究现状米糠提油后所剩余的糠饼或糠粕，是生产菲汀植酸钙镁的原料。菲汀经离子交换生成植酸肌醇六磷酸。植酸可用于预防结肠癌、肾结石和降低胆甾醇，还可作抗凝血剂，防噬菌体感染剂，VB2、VC和VE的稳定剂，能有效地治疗粉刺，也用作油脂及肉类等食品的保鲜剂。菲汀高压水解产物肌醇，属于维生素药物，对高血脂、肝硬化、脂肪肝和胆甾醇过高有显著疗效。肌醇在生化试剂、食品强化剂、保健食品、高级化妆品及水产饲料添加剂等领域广泛应用。因此，米糠油精炼副产品的深加工产物，很多具有显然的药理和临床疗效。2.2.1 谷维素 谷维素是数种脂肪醇与阿魏酯的混合物，具有多种生理功效，其主要的药理和临床
8、疗效是：关于自主的能独立存在和发生作用的神经系统，具有类似激素的作用。作为一种植物神经调节剂，关于植物神经功能失调，有较好疗效。关于总胆甾醇和低密度脂蛋白-胆甾酸，以及高发度酯蛋白-胆甾醇，分别具有降低和提升作用；具有抗高血脂和抑制自体合成胆甾醇的作用。活化能Ea高，Ea=33.1KJ/mol注：VA的Ea=13.0KJ/mol30.5KJ/mol；温升活性改变率Q10较低，Q10=1.30注：VE的Q10=1.121.28。抗脂质氧化作用的稳定性，稍低于VE，但高于VA。对肠胃神经官能症，有调节和改善作用。作为一种脂溶性维生素，对动物具有促进生长和繁殖作用。2.2.2 维生素E VE系指8种
9、天然存在的脂溶性营养素，即-、-、-、-生育酚T四个同系物和-、-、-、-生育三烯酚T3四个同系物。生育三烯酚T3能有效降低血清胆甾醇，尤其是其中与心血管疾病有直接联系的低密度脂蛋白胆甾醇LDL。T3是目前最有效的自由基连锁中断抗氧化剂，用于抗衰老。T3还是很好的抗血栓剂，其抑制肿瘤生长的功能也很诱人。2.2.3 烃类及甾醇 米糠油精炼副产品的深加工产物中总烃含量的50%60%为角鲨烯，它具有降血脂、降胆甾醇等生理活性。同时其中还含有植物甾醇，具有合成调节水、蛋白质、糖和盐代谢的甾类激素之生理功效。植物甾醇作为治疗心血管疾病、皮肤鳞癌和顽固性溃疡的药物，已被应用或正在作临床试验。它还可用于口服
10、避孕药和治疗高血压的类甾醇药物之原料。在化妆品工业上，甾醇也是一种原料。3 米糠中纤维素的功能性作用米糠纤维是一种具有很高生物价值的谷物纤维。近10多年来，食品中的膳食纤维引起了世界各国营养学家的极大关注，它可预防和控制一些与饮食有关的疾病。米糠中含有丰富的膳食纤维，特别是包涵可溶性和不溶性纤维的膳食纤维。不溶性膳食纤维可减少膳食在体内的输送时间，可溶性膳食纤维能降低血清胆固醇，影响食品的结构性质、胶凝性质、稠化性质和乳化性质。不仅如此，米糠还含有丰富的其它营养素，因此它可作为功能纤维素源，并且在传统食品中作为营养素源而不影响食品原有的风味和组织结构。米糠纤维素含有74种能消除体内活性氧自由基
11、的抗氧化剂，有广泛的生理功能，对预防和改善冠状动脉硬化造成的心血管病具有重要的作用。可抑制和延缓胆固醇和甘油三脂在淋巴中的汲取，比麦麸纤维素的吸附能力强，还具有吸附人体内有害农药，预防肝癌和大肠癌的重要作用。米糠纤维素中还有多种最新发现的具有强生理活性的维生素E，以及多种微量元素锌、硒、镁等。其功能：一是降低血脂；二是能防癌，促进肠道蠕动，有利于通便排便；三是能降低血浆胆固醇，预防心血管病；四是控制肥胖，提升免疫功能；五是对胰岛细胞功能的正常发挥至关重要，增加分泌功能，减少胰岛素的拮抗激素的产生，恢复胰岛素的降糖作用，对糖尿病具有预防、控制作用。米糠纤维素RBH约占米糠纤维的50%，可分为水溶
12、性和碱溶性RBH，由于水溶性RBH在米糠中含量相对较少，开发应用价值不大。碱溶性RBH又可分为RBHA由中和沉淀提取和RBHB在中和液中添加酒精沉淀提取，又称米糠半纤维素B，RBHA一般不溶于水，分子量较大，糖醛酸含量、粘度及持水力、膨胀力、离子交换能力都低于RBHB。不少研究已证实，米糠半纤维素B主要有抑制血清胆固醇上升，改善肠道内环境和抑制大肠癌发生等三大生理功能。在20世纪80年代末，米糠半纤维素B在日本就已有工业化规模生产，主要应用于焙烤食品、冰淇淋和饮料中产品研制和应用方法常以专利的形式出现，在日本市场上颇受欢迎。4 米糠维生素与矿物质的功能作用及研究现状4.1 米糠维生素米糠中富含
13、B族维生素和维生素E，但缺乏维生素A和维生素C，米糠的各种维生素含量mg/kg，通常为：VB11028，VB247，烟酸296590，VB61032，叶酸0.51.5，VB120.005，VE150。4.1.1 米糠VB13 日本将粗米糠饼与含HAC的甲醇一起加热，经中和，蒸馏除去甲醇后，将残余物用丙酮处理，经重结晶、酸性离子交换树脂后，即制得杀菌剂VB13晶体。4.1.2 米糠VB系列糖浆 日本成功地从米糠中提取了维生素B1，在100g己烷脱脂米糠中，不仅含有VB1l830mg，而且含有VB25.45.7mg，VB41932mg，VPP308590mg，可供制备VB系列糖浆。4.1.3 米糠
14、提取VE 米糠油含有一定量的生育酚，在毛油精制过程中生育酚富集于皂脚和脱臭馏出物中。皂脚用氢氧化钠、乙醇液补充皂化后再用甲醇、乙醇或丙酮等浓液萃取，经冷却、脱色可得含10%15%生育酚的浓缩物，再经分子蒸馏，便可得更高浓度的生育酚。天然生育酚在生理活性和安全性方面均优于合成生育酚，它能预防自身脂质代谢异常，特别是身体内器脏脂肪过氧化脂质的产生和膜脂质老化。防止人体衰老，延年益寿，而且只有天然复合生育酚才有营养生理效果。4.2 米糠矿物质米糠中矿物质以P为最多，其次为K、Mg和Se，其余为Ca、Mn和Si，Fe和Na含量最低。糠中的P主要存在于植酸、核酸和酪蛋白中，其中植酸中的P占米糠总P量的8
15、9%。米糠的各种矿物质含量mg/kg，有更大的变化范围，通常为：All53369，Ca2501310，Fel30530，Mg86012300，Mnll0880，P1480028700，K1320022700，Sel70016300，Na0290，Zn50160。4 2.1 米糠菲汀 植酸钙镁也称菲汀，是植物与钙、镁金属离子形成的一种复盐，广泛地存在于植物种子的菊粉层中，尤以脱脂米糠中含量最高，达10%11%，所以脱脂后的米糠饼粕是提取植酸钙的最正确原料。植酸钙镁的提取方法有醇类沉淀法、重金属分开法、稀酸萃取加碱中和法等。菲汀含有易被人体汲取的有机物、钙等化学物质，具有独特的生理药理功能和广泛的用途，菲汀能促进人体的新陈代谢和骨质组织的生长发育，恢复体内P的平衡，用于神经衰弱、佝偻病、手抽搐等的辅助治疗，还可解除铝中毒。另外，它还是提取植酸、肌醇的原料。4.2.2 米糠肌醇 米糠是提取肌醇的主要原料。肌醇，又名环己六醇，是白色结晶或结晶粉末，无臭，味微甜，密度为1.752，熔点225227，不溶于乙醇、乙醚和氯仿，水溶液呈中性，置空气中稳定属维生素类药物及降血药物，被广泛用于医药工业，此外还作为生化试剂、食品添加剂和饲料添加剂等。4.2.3 米糠植酸 植酸又名肌醇六磷酸，含磷28.16%，为淡黄色或淡褐色浆状液体。常以植酸钙为原料，用离子交换方法去除复
