米糠深加工技术与开发前景

邢俊德， 麻啸涛， 胡宏伟， 段明房

(1.太原理工大学生物医学工程学院，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

大米和小米是人们日常生活的主食。米糠来源于小米、糯米和大米。水稻是世界上最重要的两大粮食作物之一，我国是世界上最大的稻米生产国。山西小米种植历史悠久，目前种植面积和总产量位居全国第二，若按谷糠占谷子的5%计算，则年产小米糠2.8万t。由于谷物加工分散，所得谷糠价格便宜，并且容易酸败而降低它的营养价值。目前米糠大多用作饲料，从而使得这种有效资源未能得到充分利用，造成极大的浪费。因此，联合国工业发展组织将其称为一种未充分利用的原料。国内外学者对米糠进行了广泛深入的研究[1-5]，米糠中粗纤维、粗脂肪、蛋白质、矿物质、VB1和VB2含量较高，含有谷物64%以上的营养成分，它具有非常高的保健开发价值。目前，欧美、日本等发达国家已经有食用富含谷维素米糠油的一定规模市场，但我国由于人们对米糠油了解不多，影响到市场销售，国内仅有少数厂家生产。本文基于我们对米糠深加工的研究，剖析米糠综合利用的发展思路。

1 米糠的营养保健作用

不同来源的米糠成分有一定的变化，以100 g米糠计，主要含有蛋白质10 g～15 g，脂肪10 g～20 g，碳水化合物15 g～20 g，膳食纤维25 g～34 g，其它约有灰分8 g，肌醇1.5 g，植物甾醇0.3 g，维生素1.5 g，少量成分如角鲨烯、高烷醇、植酸、阿魏酸、肌醇六磷酸酯等。

米糠中含有单体，二聚体和聚合物中的花青素、芹菜素、氰化葡萄糖苷、氰化芸香苷、儿茶素、厄碘醇、橙皮素、毛地黄黄酮、芍药葡萄糖苷、麦黄酮、咖啡酸、香豆酸、阿魏酸、没食子酸、羟基苯甲酸、甲氧基肉桂酸、树脂酸、生育三烯酚、丁香酸、香草酸等，它们是强有力的抗氧化剂，能够保护人体免受自由基等有害物质的损伤，还能够增强血管弹性，改善循环系统，增进皮肤的光滑度，抑制炎症和过敏，改善关节的柔韧性。类固醇化合物有乙酰甜叶菊苷、环青蒿素、菜油甾醇阿魏酸酯、2,4-亚甲基环己醇酯、γ-谷维素、β-谷甾醇阿魏酸酯、生育酚、生育三烯酚等，母育酚和谷维素是主要的抗氧化成分，生育三烯酚类的抗氧化作用是生育酚的40倍～60倍。它们具有降血糖、抗高血压、促进新陈代谢的作用；可以预防疾病，也可用于治疗胃酸过多、自身免疫类疾病等。

米糠中的蛋白质是非常重要的营养物质[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，与大豆蛋白质接近。米糠蛋白质中的必需氨基酸齐全，与其它植物蛋白相比具有易消化的特点。米糠蛋白还有一个最大的优点即低过敏性，它是已知谷物中过敏性最低的蛋白质，可以起到抗癌的作用。米糠蛋白中含有赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸、组氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、戊氨酸、苯丙氨酸9种必需的氨基酸。米糠蛋白质不仅可作为营养强化剂，还有结合水或脂肪的能力，起到乳化性、发泡性、胶凝性等作用。日本还利用米糠蛋向质的衍生物(乙酰化多肽钾盐)作为化妆品的配料，它有很好的表面活性作用，且对皮肤的刺激性小，对毛发的再生和亮泽有较好效果。

米糠中的另一重要的营养成分是米糠多糖，有较显著的生物活性和保健功能，受到国内外研究者的广泛关注。从已有的研究结果表明，米糠多糖具有抗肿瘤、降血糖、降胆固醇、抗细菌感染和增强免疫力等多种活性功能，目前已有产品面市。米糠多糖大多与纤维素、蛋白质等结合，属于水溶性膳食纤维。由于它含有多种单糖，且互相结合方式多样，表现出多种生理功能，且不同提取多糖的工艺会导致产物成分一定的差异。

将膳食植物化学物质与健康益处联系起来的大量重要证据促进了开发米糠保健品、膳食补充剂和功能性食品的产业发展。

2 米糠的深加工工艺

2.1 米糠的酸败及稳定化

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、氧化酶与油脂分别位于不同部位，不会发生反应。但在碾米后，两者混合，极易使新鲜米糠因酶的水解作用油脂发生酸败而变质[7]。如果不经任何处理，在碾米之后的短短几个小时内，米糠的酸价就会急剧上升。米糠存放的时间越长，温度越高，酸败程度也就越高。变质后的米糠不仅风味差，而且其中的营养成分也受到了破坏，并产生对人体和动物有害的物质，不再适合作为食品原料和饲料。米糠的酸败问题不能妥善解决，其实用价值就会大大降低。因此，新鲜得到的米糠必须尽快进行灭酶处理，米糠的稳定化是米糠资源开发利用的前提条件。米糠的稳定化技术,如表1所示。

表1 米糠的稳定化的技术

2.2 米糠油

市场上销售的米糠油主要是通过压榨法获得，是提取油脂的传统方法，包括液压冷榨、液压热榨、螺旋榨油机压榨等制油方法。直接制取的毛糠油其中含有糠腊、磷脂、色素和较多的游离脂肪酸，不能直接食用，因此它作为食用油还要进行进一步的提纯、精炼。一般而言，要经脱胶、脱酸、脱色、脱蜡、脱臭等加工工序，最后得到精糠油，进入市场销售。

另一种方法是通过溶剂萃取得到米糠油[8]，所用溶剂有环己烷、异丙醇、乙醇等。从我们的实验结果看，酒精萃取效果好于其它溶剂：收率高、极少量的酒精残留对人体不会产生副作用。残留的酒精还可以在酶的作用下与米糠油中的脂肪酸反应生成油脂，降低油脂酸价。其反应式为：

该工艺也可以作为除去米糠毛油中脂肪酸的方法，除酸效果较好。究竟应该选用何种醇提取米糠油，以及何种醇进行酯化反应值得进一步探讨，因为涉及到所用酶的催化特性以及残留醇的问题。用乙醇提取米糠油的一个不足之处是米糠毛油颜色较深。

尽管一些文献报道采用超临界萃取法所得米糠油得到质量好、色泽浅，但该方法成本较高，目前还没有实现大规模工业化生产。

米糠油含有45%的单不饱和脂、33%的多不饱和脂和20%的饱和脂，具有降血脂、抗动脉硬化和抗糖尿病的作用[9]。米糠油除食用外，还可广泛用于医药、保健品、化妆品等行业。米糠油具有很好的美容作用，还有祛风、止痒、收敛的功效，可添加其他药品制成软膏用来治疗皮肤疾病，疗效显著，民间还有使用这一传统的治疗办法。此外，米糠油在钢铁表面具有良好的粘附性，对钢铁具有较好的抗腐蚀作用[10]。

2.3 菲汀的提取

图1 菲汀的基本结构式

菲汀广泛存在于植物的果壳如米糠、麦麸、玉米皮、棉籽壳等中，以米糠中含量为最高，因而米糠是生产菲汀的主要原料。菲汀用于生产肌醇，在食品工业中还用于促进酵母增殖。由于它的结构中含有较多的氧，容易与金属离子络合，因而可以作为金属清除剂。它是易为人体吸收的有机磷，可用于治疗佝偻病、骨病，改善人体内磷的平衡，并可促进人体的新陈代谢、改善细胞营养、提高人体免疫力，是抗癌、治疗心脑血管疾病，滋补强壮身体的辅助营养剂。由于它的抗氧化作用还可用于水果保鲜。

3 前景展望

米糠成分复杂，生理功能多样。在米糠深加工的每一步应尽量采取绿色化生产工艺，物尽其用，可以得到多种不同功能的产品，如面包、无反式脂肪的油脂、米糠饼、面条、蛋白质补剂、米糠多糖保健品，生产乙醇、脂肪酸乙酯，特别是开发具有医疗价值的产品。伴随着现代人生活水平的提高和对生活品质的提升以及健康产业的兴起，昔日传统的谷物下脚料米糠逐渐成为新的资源，米糠进行深加工将大大提升米糠的经济效益。