邢俊德， 麻嘯濤， 胡宏偉， 段明房

(1.太原理工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院，山西 太原 030024；2.山西大禹生物工程股份有限公司，山西 芮城 044600)

引 言

大米和小米是人們?nèi)粘Ｉ畹闹魇?。米糠來源于小米、糯米和大米。水稻是世界上最重要的兩大糧食作物之一，我國是世界上最大的稻米生產(chǎn)國。山西小米種植歷史悠久，目前種植面積和總產(chǎn)量位居全國第二，若按谷糠占谷子的5%計算，則年產(chǎn)小米糠2.8萬t。由于谷物加工分散，所得谷糠價格便宜，并且容易酸敗而降低它的營養(yǎng)價值。目前米糠大多用作飼料，從而使得這種有效資源未能得到充分利用，造成極大的浪費。因此，聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織將其稱為一種未充分利用的原料。國內(nèi)外學(xué)者對米糠進(jìn)行了廣泛深入的研究[1-5]，米糠中粗纖維、粗脂肪、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、VB1和VB2含量較高，含有谷物64%以上的營養(yǎng)成分，它具有非常高的保健開發(fā)價值。目前，歐美、日本等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)有食用富含谷維素米糠油的一定規(guī)模市場，但我國由于人們對米糠油了解不多，影響到市場銷售，國內(nèi)僅有少數(shù)廠家生產(chǎn)。本文基于我們對米糠深加工的研究，剖析米糠綜合利用的發(fā)展思路。

1 米糠的營養(yǎng)保健作用

不同來源的米糠成分有一定的變化，以100 g米糠計，主要含有蛋白質(zhì)10 g～15 g，脂肪10 g～20 g，碳水化合物15 g～20 g，膳食纖維25 g～34 g，其它約有灰分8 g，肌醇1.5 g，植物甾醇0.3 g，維生素1.5 g，少量成分如角鯊烯、高烷醇、植酸、阿魏酸、肌醇六磷酸酯等。

米糠中含有單體，二聚體和聚合物中的花青素、芹菜素、氰化葡萄糖苷、氰化蕓香苷、兒茶素、厄碘醇、橙皮素、毛地黃黃酮、芍藥葡萄糖苷、麥黃酮、咖啡酸、香豆酸、阿魏酸、沒食子酸、羥基苯甲酸、甲氧基肉桂酸、樹脂酸、生育三烯酚、丁香酸、香草酸等，它們是強有力的抗氧化劑，能夠保護(hù)人體免受自由基等有害物質(zhì)的損傷，還能夠增強血管彈性，改善循環(huán)系統(tǒng)，增進(jìn)皮膚的光滑度，抑制炎癥和過敏，改善關(guān)節(jié)的柔韌性。類固醇化合物有乙酰甜葉菊苷、環(huán)青蒿素、菜油甾醇阿魏酸酯、2,4-亞甲基環(huán)己醇酯、γ-谷維素、β-谷甾醇阿魏酸酯、生育酚、生育三烯酚等，母育酚和谷維素是主要的抗氧化成分，生育三烯酚類的抗氧化作用是生育酚的40倍～60倍。它們具有降血糖、抗高血壓、促進(jìn)新陳代謝的作用；可以預(yù)防疾病，也可用于治療胃酸過多、自身免疫類疾病等。

米糠中的蛋白質(zhì)是非常重要的營養(yǎng)物質(zhì)[6]，而米糠提取米糠油后剩余的主要是清蛋白、球蛋白、谷蛋白以及醇溶蛋白，與大豆蛋白質(zhì)接近。米糠蛋白質(zhì)中的必需氨基酸齊全，與其它植物蛋白相比具有易消化的特點。米糠蛋白還有一個最大的優(yōu)點即低過敏性，它是已知谷物中過敏性最低的蛋白質(zhì)，可以起到抗癌的作用。米糠蛋白中含有賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、色氨酸、組氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、戊氨酸、苯丙氨酸9種必需的氨基酸。米糠蛋白質(zhì)不僅可作為營養(yǎng)強化劑，還有結(jié)合水或脂肪的能力，起到乳化性、發(fā)泡性、膠凝性等作用。日本還利用米糠蛋向質(zhì)的衍生物(乙?；嚯拟淃})作為化妝品的配料，它有很好的表面活性作用，且對皮膚的刺激性小，對毛發(fā)的再生和亮澤有較好效果。

米糠中的另一重要的營養(yǎng)成分是米糠多糖，有較顯著的生物活性和保健功能，受到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。從已有的研究結(jié)果表明，米糠多糖具有抗腫瘤、降血糖、降膽固醇、抗細(xì)菌感染和增強免疫力等多種活性功能，目前已有產(chǎn)品面市。米糠多糖大多與纖維素、蛋白質(zhì)等結(jié)合，屬于水溶性膳食纖維。由于它含有多種單糖，且互相結(jié)合方式多樣，表現(xiàn)出多種生理功能，且不同提取多糖的工藝會導(dǎo)致產(chǎn)物成分一定的差異。

將膳食植物化學(xué)物質(zhì)與健康益處聯(lián)系起來的大量重要證據(jù)促進(jìn)了開發(fā)米糠保健品、膳食補充劑和功能性食品的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2 米糠的深加工工藝

2.1 米糠的酸敗及穩(wěn)定化

米糠中脂肪酶和氧化酶的活性很高，在完整的稻谷中，脂肪酶、氧化酶與油脂分別位于不同部位，不會發(fā)生反應(yīng)。但在碾米后，兩者混合，極易使新鮮米糠因酶的水解作用油脂發(fā)生酸敗而變質(zhì)[7]。如果不經(jīng)任何處理，在碾米之后的短短幾個小時內(nèi)，米糠的酸價就會急劇上升。米糠存放的時間越長，溫度越高，酸敗程度也就越高。變質(zhì)后的米糠不僅風(fēng)味差，而且其中的營養(yǎng)成分也受到了破壞，并產(chǎn)生對人體和動物有害的物質(zhì)，不再適合作為食品原料和飼料。米糠的酸敗問題不能妥善解決，其實用價值就會大大降低。因此，新鮮得到的米糠必須盡快進(jìn)行滅酶處理，米糠的穩(wěn)定化是米糠資源開發(fā)利用的前提條件。米糠的穩(wěn)定化技術(shù),如表1所示。

表1 米糠的穩(wěn)定化的技術(shù)

2.2 米糠油

市場上銷售的米糠油主要是通過壓榨法獲得，是提取油脂的傳統(tǒng)方法，包括液壓冷榨、液壓熱榨、螺旋榨油機壓榨等制油方法。直接制取的毛糠油其中含有糠臘、磷脂、色素和較多的游離脂肪酸，不能直接食用，因此它作為食用油還要進(jìn)行進(jìn)一步的提純、精煉。一般而言，要經(jīng)脫膠、脫酸、脫色、脫蠟、脫臭等加工工序，最后得到精糠油，進(jìn)入市場銷售。

另一種方法是通過溶劑萃取得到米糠油[8]，所用溶劑有環(huán)己烷、異丙醇、乙醇等。從我們的實驗結(jié)果看，酒精萃取效果好于其它溶劑：收率高、極少量的酒精殘留對人體不會產(chǎn)生副作用。殘留的酒精還可以在酶的作用下與米糠油中的脂肪酸反應(yīng)生成油脂，降低油脂酸價。其反應(yīng)式為：

該工藝也可以作為除去米糠毛油中脂肪酸的方法，除酸效果較好。究竟應(yīng)該選用何種醇提取米糠油，以及何種醇進(jìn)行酯化反應(yīng)值得進(jìn)一步探討，因為涉及到所用酶的催化特性以及殘留醇的問題。用乙醇提取米糠油的一個不足之處是米糠毛油顏色較深。

盡管一些文獻(xiàn)報道采用超臨界萃取法所得米糠油得到質(zhì)量好、色澤淺，但該方法成本較高，目前還沒有實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

米糠油含有45%的單不飽和脂、33%的多不飽和脂和20%的飽和脂，具有降血脂、抗動脈硬化和抗糖尿病的作用[9]。米糠油除食用外，還可廣泛用于醫(yī)藥、保健品、化妝品等行業(yè)。米糠油具有很好的美容作用，還有祛風(fēng)、止癢、收斂的功效，可添加其他藥品制成軟膏用來治療皮膚疾病，療效顯著，民間還有使用這一傳統(tǒng)的治療辦法。此外，米糠油在鋼鐵表面具有良好的粘附性，對鋼鐵具有較好的抗腐蝕作用[10]。

2.3 菲汀的提取

圖1 菲汀的基本結(jié)構(gòu)式

菲汀廣泛存在于植物的果殼如米糠、麥麩、玉米皮、棉籽殼等中，以米糠中含量為最高，因而米糠是生產(chǎn)菲汀的主要原料。菲汀用于生產(chǎn)肌醇，在食品工業(yè)中還用于促進(jìn)酵母增殖。由于它的結(jié)構(gòu)中含有較多的氧，容易與金屬離子絡(luò)合，因而可以作為金屬清除劑。它是易為人體吸收的有機磷，可用于治療佝僂病、骨病，改善人體內(nèi)磷的平衡，并可促進(jìn)人體的新陳代謝、改善細(xì)胞營養(yǎng)、提高人體免疫力，是抗癌、治療心腦血管疾病，滋補強壯身體的輔助營養(yǎng)劑。由于它的抗氧化作用還可用于水果保鮮。

3 前景展望

米糠成分復(fù)雜，生理功能多樣。在米糠深加工的每一步應(yīng)盡量采取綠色化生產(chǎn)工藝，物盡其用，可以得到多種不同功能的產(chǎn)品，如面包、無反式脂肪的油脂、米糠餅、面條、蛋白質(zhì)補劑、米糠多糖保健品，生產(chǎn)乙醇、脂肪酸乙酯，特別是開發(fā)具有醫(yī)療價值的產(chǎn)品。伴隨著現(xiàn)代人生活水平的提高和對生活品質(zhì)的提升以及健康產(chǎn)業(yè)的興起，昔日傳統(tǒng)的谷物下腳料米糠逐漸成為新的資源，米糠進(jìn)行深加工將大大提升米糠的經(jīng)濟效益。