糙米与精米的营养价值与质构特性比较研究

于 巍，周 坚*，徐群英，汪 兰，孙启发，程琳娟

(1.武汉工业学院食品科学与工程学院，湖北 武汉 430023；2.湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，湖北 武汉 430064)

糙米与精米的营养价值与质构特性比较研究

于 巍1,2，周 坚1,*，徐群英1，汪 兰2，孙启发1，程琳娟1

(1.武汉工业学院食品科学与工程学院，湖北 武汉 430023；2.湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，湖北 武汉 430064)

通过检测糙米和精米营养素，对比其营养素成分含量差异，结果发现糙米主要营养素含量远高于精米，糙米的营养价值高于精米。利用质构仪对糙米和精米质构特性进行分析，糙米的硬度高于精米。利用动态流变仪对糙米粉和精米粉凝胶特性进行分析，精米粉凝胶强度高于糙米粉。差示扫描量热仪测试糙米粉和精米粉的热特性，发现升温过程中糙米粉糊化温度68.6℃高于精米粉糊化温度62.4℃，糙米粉难糊化；降温过程，精米粉在20℃的G′为17210Pa，高于糙米粉11350Pa，精米粉回生变硬现象较为严重。

糙米；精米；营养素；质构特性

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

糙米 福娃集团有机稻示范基地；精米(福娃集团提供的标一米)。

硫酸、盐酸、氢氧化钠、甲基红、次甲基蓝、硫酸铜、硫酸钾、乙醚、正己烷、碘、硼酸、盐酸等均为分析纯。

1.2 仪器与设备

Q10型差示扫描量热仪、AR100动态流变仪 美国TA公司；TA.XT2i物性分析仪 英国SMS公司；DELTA 320pH计 梅特勒-托利多称重设备系统有限公司。

1.3 方法

1.3.1 成分测定

水分的测定：GB/T 54 97—85《粮食、油料检验水分测定法》；灰分的测定：GB/T 55 05—85《粮食、

油料检验 灰分测定法》；脂肪的测定：GB/T 5512—85《粮食、油料检验 粗脂肪测定法》；蛋白质的测定：GB/T 55 11—85《粮食、油料检验 粗蛋白质测定法》)氮转换系数为5.95；粗纤维的测定：GB/T 5009.10—2003《植物类食品中粗纤维的测定》；不溶性膳食纤维(IDF)的测定：GB/T 12394—90《食物中不溶性膳食纤维的测定方法》；淀粉的测定：碘显色法；植酸的测定(GB/T 5009.153—2003《植物性食品中植酸的测定》。

糙米和精米主要营养元素送到湖北省产品质量监督检验研究院和湖北省农业科学院测试中心检测。

1.3.2 质构检测

质构仪检测参数见表1，每个样品在不同部位取样，测试3次后取平均值[2]。用物性测试仪分析软件分析读数，得到样品的硬度、弹性、黏附性等数据。

表1 质构仪检测参数设置Table 1 Setting parameters of texture analyzer

1.3.3 流变实验

米粉预处理：将精米和糙米粉碎至80目，密封保存。称取精米粉和糙米粉各1.0g，加入10.0mL去离子水，搅拌均匀，静置30min，待水分分布均匀后进行流变特性测试。

流变测试参数：间隙设置1.0mm应变力2%，角频率为5rad/s。

操作步骤：升温程序从20℃到110℃使淀粉体系糊化，然后降温至20℃测定淀粉冷却过程中的凝胶特性变化，升降温速率5℃/min，最后在25℃条件下进行频率扫描[3]。

1.3.4 差示热量扫描

将糙米粉和精米粉置于铝盒中，然后用配套铝盖密封，在4℃冰箱内平衡24h，以空白铝盒作为对照，以10℃/min的加热速率使铝盒温度从20℃上升到100℃[4]。记录并计算吸热曲线上的起始糊化温度(T0)、峰值温度(Tp)和热焓变化(ΔH)。

2 结果与分析

2.1 糙米与精米主要营养成分

2.1.1 糙米皮层不同部位营养成分含量

糙米由果皮、种皮、糊粉层、胚乳和胚组成，果皮占1%～2%，种皮和糊粉层占4%～6%，胚占2%～3%，胚乳占89%～93%。由表2可见，糙米籽粒皮层中含有大量的脂肪和膳食纤维，果皮膳食纤维含量高达30.91%，糊粉层淀粉含量较高。糙米皮层的各种营养元素较均衡，尤其膳食纤维含量高[5-6]。

表2 糙米皮层中不同部位成分含量Table 2 Nutritional components in different parts of brown rice

2.1.2 糙米主要营养素含量及与精米比较

表3 糙米与精米营养素含量比较Table 3 Comparison of nutritional components in brown rice and ordinary milled rice

从表3可以看出，糙米的营养素含量超过精米，微量营养素含量几倍于精米，其中糙米膳食纤维是精米的4倍、VB13.47倍、VB22.34倍、Fe 4.32倍。最引人注目的是游离γ-氨基丁酸(GABA)含量远远高于精米，是精米的3.94倍，GABA是一种广泛分布于动植物中的氨基酸，具有健脑、降血压、神经镇定等作用[7-8]。长期坚持食用糙米食品，不仅能满足人体营养需求，而且还具有一定保健功效。

2.2 糙米与精米硬度测试分析

表4 糙米与精米硬度测试结果Table 4 Hardness parameters of brown rice and milled rice

从表4和图1可以看出，糙米的硬度值和峰面积远

远大于精米，响应时间是压力达到最大时需要的时间，一般情况与相同性质样品的硬度成正相关，表明糙米的硬度要大于精米，测试糙米需要做更多的功，也就是需要更大的能量，原因是糙米与精米相比，外面有皮层包裹，在一定程度上提高了糙米硬度[9-10]。

图1 糙米和精米质构测试结果Fig.1 Texture imaging of brown rice and milled rice

2.3 糙米粉与普通精米粉流变特性分析

图2 糙米粉与精米粉升、降温过程中G′变化Fig.2 G′transformation of brown rice powder and milled rice powder

从图2可以看出，两种米粉在糊化和升、降温过程中储能模量G′的变化趋势基本一致。升温过程中，糙米粉的糊化起始温度和顶点温度都高于精米粉，糙米粉在68.6℃和84℃，精米粉在62.4℃和77.9℃。原因是糙米粉中脂肪含量高于精米粉，脂肪与淀粉形成复合物，抑制糊化，延缓老化，此外，蛋白质和一些微量元素可以抑制淀粉颗粒吸水膨胀，故糙米粉糊化温度高于精米粉，也反映了糙米粉的营养成分较精米粉高[11]。

在降温过程即回生过程，精米粉在2 0℃的G′(17210Pa)高于糙米粉(11350Pa)，此过程表明精米粉回生变硬现象较为突出[12]，也表明冷却后的糙米粥米粒较精米粥米粒柔软、口感较好。

图3 糙米粉与精米粉频率扫描图Fig.3 Frequency scanning of brown rice powder and milled rice powder

由图3可知，精米粉与糙米粉随频率变化凝胶强度趋势一致，凝胶强度随频率升高而增强。精米粉在不同频率下凝胶强度高于糙米粉，原因是精米粉较糙米粉含有较高比例的直链淀粉，精米粉体系直链淀粉相互交联缠绕的机率比糙米粉体系高，可以形成更多的空间网络结构，增强凝胶强度[13-14]。由此可以分析得出，相同料液比的精米粥的黏稠度比糙米粥高。

2.4 糙米粉与精米粉热量扫描分析

图4 降温冷却过程中的相转变Fig.4 Phase transformation during cooling process

由图4可以看出，精米粉糊化温度为64.38℃，糙米粉糊化温度为68.36℃，与流变仪测试结果接近。从温度和吸热焓看，糙米粉体系的糊化温度和吸热焓都高于精米粉体系，原因是糙米粉比精米粉含有较高的脂

肪、蛋白质、微量元素等物质，会产生更高的位阻，使得直链的交联聚合受到更大阻碍，需要更多能量才能使之糊化[14-15]。

3 结 论

3.1 糙米皮层的各种营养元素较均衡，膳食纤维含量较高。糙米的营养元素含量超过精米，微量营养元素含量几倍于精米，最引人注目的是游离GABA含量远远高于精米，是精米的3.94倍，GABA是哺乳动物脑和脊髓中抑制性神经传达物质，具有健脑、降压镇定功效。因此，糙米的保健功能远高于精米。

3.2 糙米硬度值13924.23g，精米硬度值8506.60g，糙米硬度远高于精米。升温过程，糙米粉的糊化起始温度68.6℃和顶点温度84℃都高于精米粉的62.4℃和77.9℃，在降温过程即回生过程，精米粉在20℃的G′为17210Pa高于糙米G′的11350Pa，表明精米粉回生变硬现象较为突出。精米粉与糙米粉受热凝胶强度趋势一致，凝胶强度随温度升高而增强，精米粉受热凝胶强度高于糙米粉。糙米粉体系的糊化温度和吸热焓都高于精米粉体系，表明糙米粉的糊化需要更多能量。

3.3 糙米硬度高，吸热焓高，不适合做为米制品的加工原料。应针对糙米的质构特点采取适当加工方法，采用生物技术和新的食品加工技术(如酶解法)，改变糙米原有的一些不适合加工的品性，取其精华，特别利用糙米的功能性成分，将糙米开发做为功能性大众食品原料。

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Comparison on Nutritional Values and Textural Properties of Brown Rice and Milled Rice

YU Wei1,2，ZHOU Jian1,*，XU Qun-ying1，WANG Lan2，SUN Qi-fa1，CHENG Lin-juan1
(1. College of Food Science and Engineering, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023, China；2. Institute for Farm Products Processing and Nuclear-Agricultural Technology, Hubei Academy of Agricultural Sciences, Wuhan 430064, China)

Nutritional components in brown rice and ordinary milled rice was determined and compared to evaluate their nutritional values. Results showed that nutritional value of brown rice was higher than that of ordinary milled rice. The hardness of ordinary milled rice was higher than that of brown rice through the examination by texture analyzer. The gel strength of ordinary milled rice powder was higher than that of brown rice powder through the determination by dynamic rheometer. In addition, thermal properties of brown rice powder and ordinary rice powder were also analyzed using differential scanning calorimeter. The gelatinization temperature of brown rice (68.6 ℃) was higher than that of ordinary milled rice (62.4 ℃). The retrogradation of cooked milled rice powder (17210 Pa) was more obvious than that of brown rice powder (11350 Pa) while cooled at 20 ℃.

brown rice；milled rice；nutritional components；textural property

TS201.7

A

1002-6630(2010)09-0095-04糙米是一种富含营养素的食品，其营养价值已被越来越多的人所接受。与精米相比，糙米中含有的膳食纤维、γ-氨基丁酸、维生素和微量元素等物质都对人体健康有着不同的促进作用[1]。糙米是最具有发展潜力的全谷食品，利用糙米开发新型食品有着广阔的前景。糙米的营养素含量不同于精米，糙米的质构和糙米粉流变特性与精米也存在差异，因此，糙米和精米的加工性能存在差异，通过研究糙米和精米营养素含量和质构特性，分析其成分组成和性质差异原因，为开发糙米食品提供参考。

2009-09-02

于巍(1982—)，男，助理研究员，硕士，研究方向为农产品加工。E-mail：yuwei_yuxiaomin@163.com

*通信作者：周坚(1960—)，男，教授，博士，研究方向为食品资源开发。E-mail：yw_whpu@163.com