小米加工副产物的成分分析和营养评价

张爱霞，刘敬科，赵 巍，李少辉，张佳丽，刘莹莹，张玉宗

（河北省农林科学院谷子研究所，河北省杂粮研究实验室，国家谷子改良中心，河北 石家庄 050035）

小米加工副产物的成分分析和营养评价

张爱霞，刘敬科，赵 巍，李少辉，张佳丽，刘莹莹，张玉宗*

（河北省农林科学院谷子研究所，河北省杂粮研究实验室，国家谷子改良中心，河北 石家庄 050035）

为了综合评价小米加工副产物的营养价值，以冀谷19脱去谷壳后的糙米进一步加工成精米过程中得到的米糠和碎米的混合物为试验材料，对其基本营养成分、部分维生素和矿质元素含量进行了测定，并对其氨基酸组成进行了分析与评价。结果表明：小米加工副产物富含蛋白质（16.20%）、脂肪（14.90%）、粗纤维（26.81%）和碳水化合物（30.83%），是制备小米油、米糠蛋白和膳食纤维的优质原料；含有多种维生素，包括β-胡萝卜素（0.248 mg/kg）、维生素B1（14.0 mg/kg）、维生素B2（0.9 mg/kg）、维生素E（19.0 mg/kg），是制备天然维生素的良好原料；富含多种矿物质，Ca、Mg、Fe、Zn、Se含量分别为771.8、4 800、202.4、48.0和0.020 mg/kg，是补充机体矿物质元素的安全材料；检测到17种氨基酸，氨基酸总量（TAA）为14.47%，其中人体必需氨基酸（EAA）含量5.70%、非必需氨基酸（NEAA）含量8.77%，EAA/TAA=0.39，EAA/NEAA=0.65，必需氨基酸组成贴近于FAO/WHO标准模式，小米加工副产物中的蛋白质接近于理想蛋白质的要求。

小米加工副产物；成分分析；氨基酸；营养评价

小米加工副产物是指谷子脱壳后得到的糙米进一步加工成精米过程中产生的米糠和碎米的混合物，主要包括种皮、糊粉层、胚和少量胚乳。随着谷子种植面积的扩大和产量的提高，小米加工副产物的产出量也大幅度增加。长期以来，这些副产物主要用作饲料喂养畜禽或作为肥料，利用率很低，真正价值未得到充分体现。研究表明，小米加工副产物富含蛋白质、脂肪、膳食纤维、维生素和矿质元素等多种营养物质，并含有水溶性多糖、谷维素、多肽等多种生理活性物质[1～3]，具有很高的营养和药用价值，开发利用潜力巨大。虽然前人在小米糠膳食纤维[4]、小米糠油[5]、小米糠蛋白[6，7]方面展开了一些工作，小米糠膳食纤维调节血糖和血脂功能方面有过文献报道[8]，但是，目前的成果仅限于实验室研究阶段，相关产品的开发和利用相对缺乏。鉴于此，作者对小米加工副产物的营养成分进行了分析与评价，以挖掘其潜在的营养和经济价值，可为今后小米加工副产物的深加工利用和高附加值功能产品的全面开发提供科学依据。

1 材料与方法

参试糙米为冀谷19（河北省农林科学院谷子研究所选育的谷子品种）脱去谷壳后的小米；小米加工副产物为该糙米进一步加工成精米过程中得到的米糠和碎米的混合物。

分别称取糙米和副产物样品各1 kg，经研磨机粉碎后过80目筛，筛上部分重新粉碎过筛，直至全部通过80目筛孔；然后，将过筛后的样品混合均匀，密封后4℃保存，备用。测定样品的主要营养成分含量，其中，水分含量测定采用干燥法[9]；蛋白质含量测定采用凯氏定氮法[10]；脂肪含量测定采用索氏抽提法[11]；粗纤维含量测定采用酸碱及溶剂处理后高温灼烧法[12]；灰分含量测定采用高温灰化法[13]；氨基酸含量测定采用氨基酸自动分析仪[14]；矿质元素含量测定采用原子吸收法[15]；β-胡萝卜素以及维生素B1、B2和E含量测定采用高效液相色谱法[16～19]；碳水化合物含量通过差减法[20]计算得到，计算公式为：碳水化合物含量=100-（蛋白质含量+脂肪含量+水分含量+灰分含量+粗纤维含量）；能量通过公式计算得到，计算公式为：能量（100 g样品，kJ）=蛋白质含量×17+脂肪含量×37+碳水化合物含量×17。

利用SPSS 17.0软件，对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 小米加工副产物的基本营养成分

粗纤维是生产膳食纤维的优良原料；灰分含量与矿物质元素含量紧密相关，灰分含量越高，表示矿质元素含量也越高。测定结果（表1）显示，小米加工副产物含有丰富的营养成分，其中，蛋白质含量为16.20%，较糙米高54.29%；脂肪含量为14.90%，是糙米的3.70倍；粗纤维含量为26.81%，是糙米的8.70倍；灰分含量为4.60%，较糙米高50.82%；而碳水化合物含量较低，为30.83%，不到糙米的1/2。100 g小米加工副产物含有能量1 351 kJ，较糙米（1 523 kJ）低11.29%。

可以看出，与糙米相比，谷子脱壳后的糙米在加工成精米过程中去除了富含蛋白质、脂肪、纤维和矿物质的麸皮以及胚，因此，造成了营养成分的大量流失。小米加工副产物的蛋白质、脂肪和粗纤维含量合计高达57.91%，该产品是生产食物蛋白和脂肪的良好原料。与重庆糯小米米糠[1]的营养成分含量相比，本研究的小米加工副产物中蛋白质和碳水化合物含量较高，脂肪、粗纤维和灰分含量较低。分析原因，可能与谷子品种以及种植区域不同有关，因为不同品种的谷子营养成分含量存在一定差异，即使同一品种谷子种植在不同区域时其营养成分含量也不相同[21，22]。

表1 小米加工副产物的基本营养成分含量（n=3）Table 1 Nutrient content of the by-product of millet processing

2.2 小米加工副产物的维生素和矿质元素含量

胡萝卜素在人体内可以转化为维生素A，对改善夜盲症具有重要作用；维生素B1对治疗“脚气病”，以及改善神经炎和消化不良效果显著；维生素E又称为生育酚，是重要的天然抗氧化剂，具有抗氧化、延缓机体衰老、预防流产等重要作用。测定结果（表2）显示，小米加工副产物含有多种维生素，β-胡萝卜素、维生素B1、维生素B2、维生素E含量分别为0.248、14.0、0.9和19.0 mg/kg，其中，维生素B1含量是糙米（2.3 mg/kg）的6倍以上。王小燕等[1]在糯小米米糠中也检测到了较高含量的维生素B1和B2。

矿物质对维持生物体正常的生理功能具有重要作用。测定结果显示，小米加工副产物含有非常丰富的矿物质，Ca、Mg、Fe、Zn、Se含量分别为771.8、4 800.0、202.4、48.0和0.020 mg/kg，与糙米相比，除Se含量较低外，其他4种元素含量均较高。分析原因，与矿物质元素大部分存在于小米的麸皮和胚中，而在糙米加工成精米的过程中胚被抛弃掉有关。本研究结果与王小燕等[1]的研究结果有一定差别，分析原因，可能与矿质元素含量受地域影响较大有关，因为不同区域种植的谷子，其矿物质元素含量存在一定差别[21]。

表2 小米加工副产物中部分维生素和矿物质的含量（n=3）（mg/kg）Table 2 The vitamins and minerals content of the by-product of millet processing

从维生素和矿质元素含量来看，小米加工副产物是补充机体多种维生素和矿质元素的良好来源。

2.3 小米加工副产物的氨基酸含量

测定结果（表3）显示，小米加工副产物含有17种氨基酸，与糙米所含的氨基酸种类相同，其中，人体必需氨基酸（Essential Amino Acids，EAA）8种，非必需氨基酸（Nonessential Amino Acids，NEAA）9种；氨基酸总量（Total Amino Acids，TAA）为14.47%，较糙米 （11.15%） 高29.78%，其中，EAA含量为5.70%，较糙米（4.52%）高26.11%。

小米加工副产物和糙米的EAA/TAA分别为0.39和0.40，与FAO/WHO标准规定的必需氨基酸含量（0.4）相当；EAA/NEAA分别为0.65和0.68，与FAO/WHO标准规定值（0.6）接近。可以看出，小米加工副产物和糙米中的蛋白质均较接近于理想蛋白质的要求。

在所检测到的17种氨基酸中，谷氨酸含量最高，小米加工副产物和糙米的含量分别为2.53%和2.60%；亮氨酸次之，小米加工副产物和糙米的含量分别为1.46%和1.37%。根据1973年FAO/WHO提出的必需氨基酸计分模式[23]计算必需氨基酸评分（Amino AcidScore，AAS），以评价氨基酸营养价值，结果显示，小米加工副产物除了异亮氨酸和蛋氨酸AAS较低外，其他几种必需氨基酸的AAS均接近或大于1，说明小米加工副产物中的必需氨基酸含量与人体需求接近。糙米中的第一限制氨基酸为赖氨酸（AAS=0.52）；小米加工副产物中的第一限制氨基酸为异亮氨酸（AAS=0.76），其赖氨酸含量高于糙米。可以看出，小米加工副产物中的蛋白质含有人体所需的8种必需氨基酸，必需氨基酸组成结构合理，而且蛋白质含量到达16.2%，因此，小米加工副产物是一种良好的植物蛋白资源。

表3 小米加工副产物的氨基酸含量与必需氨基酸评分（n=3）Table 3 Amino acid content and AAS of the by-product of millet processing

3 结论与讨论

以冀谷19脱去谷壳后的糙米及其加工副产物（糙米进一步加工成精米过程中得到的米糠和碎米的混合物）为试材，对其基本营养成分、部分维生素和矿质元素含量进行了测定，并对其氨基酸组成进行了分析与评价。基本营养成分分析结果显示，小米加工副产物富含蛋白质（16.20%）、脂肪（14.90%）和粗纤维（26.81%），三者含量占57.91%。建议将小米加工副产物中的脂肪进行提取制备小米糠油，丰富我国的植物油市场，而且谷子中富含不饱和脂肪酸（85%左右），而不饱和脂肪酸对降低心脑血管疾病的发生具有重要作用；进一步对脱脂后的产物进行蛋白质分离提取制备谷糠蛋白，谷糠蛋白是一种低过敏蛋白，满足易过敏人群补充植物蛋白的需求；剩余的成分可作为生产膳食纤维的良好原料，膳食纤维对肥胖症和消化不良患者具有重要作用。小米加工副产物中还含有丰富的维生素和矿质元素，尤其是维生素E含量较高，VE为天然的抗氧化剂，对延缓衰老具有重要作用，如果将VE进行分离提取，无论是在保健食品还是在化妆品产品开发中均具有广阔的发展前景。小米加工副产物中的氨基酸种类丰富、组成全面，且结构合理，含有人体所需的8种必需氨基酸，EAA/TAA=0.39，EAA/NEAA=0.65，必需氨基酸组成贴近FAO/WHO标准模式，其蛋白质较接近于理想蛋白质的要求，小米糠蛋白是一种良好的植物蛋白资源。总之，小米加工副产物富含多种营养成分，组成蛋白质的氨基酸结构合理，是一个具有极高营养价值和经济价值的可再生利用资源。

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［14］GB/T 5009.124—2003，食品中氨基酸的测定［S］.

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［16］GB/T 14700—2002，饲料中维生素B1的测定［S］.

［17］GB/T 14701—2002，饲料中维生素B2的测定［S］.

［18］ GB 54133.5—2010，婴幼儿食品和乳品中β-胡萝卜素的测定［S］.

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［21］刘晓东，张爱霞，王桂荣，王慧军.品种与地域因素对谷子中Fe、Zn、Mg和Se元素含量影响的研究［J］.河北农业科学，2011，15（10）：7-10，108.

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Component Analysis and Nutritional Evaluation on the By-product of Millet Processing

ZHANG Ai-xia，LIU Jing-ke，ZHAO Wei，LI Shao-hui，ZHANG Jia-li，LIU Ying-ying，Zhang Yu-zong*

（Institute of Millet Crops，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Minor Cereal Crops Laboratory of Hebei Province，National Foxtail Millet Improvement Center，Shijiazhuang 050035，China）

In order to comprehensively evaluate the nutritional quality of the by-product of millet processing，the mixture of bran and broken rice of Jigu 19 was analyzed on the nutritional components，some vitamins and minerals，and the amino acid.The analysis results of the by-product of millet processing showed that it is rich in protein（16.20%），oil（14.90%），crude fiber（26.81%），and carbohydrate（30.83%），which is the high quality raw material to made millet oil，millet protein and dietary fiber.It contains a variety of vitamins，including β-carotene（0.248 mg/kg），Vatamin B1（14.0 mg/kg），Vatamin B2（0.9 mg/kg），Vatamin E（19.0 mg/kg），which is a good raw material for the preparation of natural vitamins.It is rich in mineral elements Ca（771.8 mg/kg），Mg（4 800 mg/kg），Fe（202.4 mg/kg），Zn（48.0 mg/kg），and Se（0.020 mg/kg），which is the safety material for body.It was analyzed 17 kinds of amino acids.The contents of total amino acids（TAA），essential amino acids（EAA），and nonessential amino acids（NEAA）are 14.47%，5.7%，and 8.77% respectively，EAA/TAA=0.39，EAA/NEAA=0.65.EAA composition is closed to FAO/WHO standard mode，which indicated that the protein is close to the ideal protein.

The by-product of millet processing；Component analysis；Amino acid；Nutritional evaluation

S515

：A

：1008-1631（2017）01-0073-04

2016-09-13

国家现代谷子产业技术体系项目（CARS-07-13.5-A16）；河北省财政项目（F16R02）

张爱霞（1977-），女，河北卢龙人，工程师，博士，主要从事食品营养和食品加工研究。

张玉宗（1958-），男，河北保定人，研究员，主要从事谷物加工技术研究。