米糠深加工技術與開發前景

邢俊德， 麻嘯濤， 胡宏偉， 段明房

(1.太原理工大學生物醫學工程學院，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

大米和小米是人們日常生活的主食。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國。山西小米種植歷史悠久，目前種植面積和總產量位居全國第二，若按谷糠占谷子的5%計算，則年產小米糠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，聯合國工業發展組織將其稱為一種未充分利用的原料。國內外學者對米糠進行了廣泛深入的研究[1-5]，米糠中粗纖維、粗脂肪、蛋白質、礦物質、VB1和VB2含量較高，含有谷物64%以上的營養成分，它具有非常高的保健開發價值。目前，歐美、日本等發達國家已經有食用富含谷維素米糠油的一定規模市場，但我國由于人們對米糠油了解不多，影響到市場銷售，國內僅有少數廠家生產。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展思路。

1 米糠的營養保健作用

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，能夠保護人體免受自由基等有害物質的損傷，還能夠增強血管彈性，改善循環系統，增進皮膚的光滑度，抑制炎癥和過敏，改善關節的柔韌性。類固醇化合物有乙酰甜葉菊苷、環青蒿素、菜油甾醇阿魏酸酯、2,4-亞甲基環己醇酯、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、促進新陳代謝的作用；可以預防疾病，也可用于治療胃酸過多、自身免疫類疾病等。

米糠中的蛋白質是非常重要的營養物質[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，與大豆蛋白質接近。米糠蛋白質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點即低過敏性，它是已知谷物中過敏性最低的蛋白質，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。米糠蛋白質不僅可作為營養強化劑，還有結合水或脂肪的能力，起到乳化性、發泡性、膠凝性等作用。日本還利用米糠蛋向質的衍生物(乙酰化多肽鉀鹽)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，對毛發的再生和亮澤有較好效果。

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

將膳食植物化學物質與健康益處聯系起來的大量重要證據促進了開發米糠保健品、膳食補充劑和功能性食品的產業發展。

2 米糠的深加工工藝

2.1 米糠的酸敗及穩定化

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，不會發生反應。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生酸敗而變質[7]。如果不經任何處理，在碾米之后的短短幾個小時內，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。變質后的米糠不僅風味差，而且其中的營養成分也受到了破壞，并產生對人體和動物有害的物質，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行滅酶處理，米糠的穩定化是米糠資源開發利用的前提條件。米糠的穩定化技術,如表1所示。

表1 米糠的穩定化的技術

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行進一步的提純、精煉。一般而言，要經脫膠、脫酸、脫色、脫蠟、脫臭等加工工序，最后得到精糠油，進入市場銷售。

另一種方法是通過溶劑萃取得到米糠油[8]，所用溶劑有環己烷、異丙醇、乙醇等。從我們的實驗結果看，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生成油脂，降低油脂酸價。其反應式為：

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。究竟應該選用何種醇提取米糠油，以及何種醇進行酯化反應值得進一步探討，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。

盡管一些文獻報道采用超臨界萃取法所得米糠油得到質量好、色澤淺，但該方法成本較高，目前還沒有實現大規模工業化生產。

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，還可廣泛用于醫藥、保健品、化妝品等行業。米糠油具有很好的美容作用，還有祛風、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 菲汀的基本結構式

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，因而米糠是生產菲汀的主要原料。菲汀用于生產肌醇，在食品工業中還用于促進酵母增殖。由于它的結構中含有較多的氧，容易與金屬離子絡合，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，改善人體內磷的平衡，并可促進人體的新陳代謝、改善細胞營養、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

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