米糠中功能性成分的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

1、米糠中功能性成分的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)WWW.SFNCC.ORG.CN2006-12-21國家食物與營(yíng)養(yǎng)咨詢委員會(huì) 王永斌（蚌埠學(xué)院食品科學(xué)與工程系，蚌埠 233000）摘 要：米糠是具有很高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和開發(fā)前景的稻谷加工副產(chǎn)品。本文重點(diǎn)介紹了米糠功能成分的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，為米糠的綜合利用提供參考。關(guān)鍵詞：米糠；功能成分；研究現(xiàn)狀：發(fā)展趨勢(shì)；綜合利用米糠是禾本科植物稻谷的外殼，是碾米過程中被碾下的皮層及米胚和少量碎米的混合物，約占稻谷的5%6%，它不僅來源豐富，而且營(yíng)養(yǎng)全面。米糠中富含不飽和脂肪酸、生育酚、生育三烯酚、脂多糖、可食纖維、角鯊烯、-谷維醇等生理活性物質(zhì)。這些物質(zhì)對(duì)于預(yù)防人體心、腦

2、血管疾病，抗癌，增強(qiáng)免疫力，降低血脂，預(yù)防便秘和肥胖癥具有顯著的功能作用，是保健食品、醫(yī)藥、化工制造業(yè)的重要原料，在世界各國受到廣泛重視。同時(shí)，米糠含有活性很強(qiáng)的脂肪酶，這種脂肪酶能很快分解米糠中所含的油脂，使酸價(jià)迅速上升，并有可能經(jīng)受脂肪氧合酶的進(jìn)一步氧化作用（俗稱“哈變”），在較短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生一種令人難以接受的霉味。新鮮米糠，在常溫下的幾小時(shí)內(nèi)，其酸價(jià)可由4mg KOH/g上升到10 mg KOH/g以上，25氣溫下，米糠的游離脂肪酸（FFA）含量以約為1%/h升速增大。米糠中夾雜的害蟲和微生物的生命活動(dòng)也會(huì)加速米糠酸敗劣變。因此，必須鈍化這種酶，使米糠穩(wěn)定，米糠才可進(jìn)行深度開發(fā)。米糠資源

3、的深度開發(fā)利用，必須集約經(jīng)營(yíng)，否則難以取得規(guī)模效益，工藝、技術(shù)及裝備等條件也難以實(shí)現(xiàn)。國內(nèi)米糠的總產(chǎn)量雖然很大，但由于稻谷加工企業(yè)比較分散，生產(chǎn)規(guī)模也不大，再加上新鮮米糠穩(wěn)定性較差，不易貯存和運(yùn)輸，因此難以集中生產(chǎn)。目前，米糠有效利用率尚不足20%，大部分作為飼料，甚至作為廢料，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。1 米糠的營(yíng)養(yǎng)成分及生理功能米糠是糙米碾白加工過程的產(chǎn)物。糙米碾白時(shí)，米粒（胚乳）的表皮、米胚芽和少量破碎胚乳（碎米、米粞）的混合物，通常稱為米糠。米糠重量雖然不足糙米的10%，但是糙米重要營(yíng)養(yǎng)成分卻大量地集中于米糠之中。米糠含有12%16%蛋白質(zhì)、12%23%脂肪，8%10%粗纖維和7%12%的灰分，此

4、外還含有豐富維生素和礦物質(zhì)，至少集中了糙米78%的VB1，47%的VB2，67%的VPP和80%鐵元素。米糠蛋白質(zhì)含有所有必需氨基酸，并且屬低過敏性，適用于嬰幼兒食品。米糠油的脂肪酸組成中油酸約占40%，亞油酸約占34%。米糠碳水化合物含量較高，但其中主要成分是膳食纖維。此外，米糠所含的-谷維素、生育酚、生育三烯酚和肌醇等生理活性物質(zhì)是米糠具有保健功能的重要原因。據(jù)報(bào)道，米糠能夠降低血清總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇含量、增加高密度脂蛋白膽固醇含量，具有降低血脂、調(diào)節(jié)血糖、預(yù)防癌癥和脂肪肝等多種保健功能。目前在美國市場(chǎng)上，以米糠為原料的營(yíng)養(yǎng)保健食品已有多種，如“Perfect Plus”、“Ri

5、SoTriene”、“RIBUS米糠飲料”等，具有良好的市場(chǎng)前景。2 米糠油的生理功能及其深加工產(chǎn)品的研究現(xiàn)狀米糠中的油脂含量為14%24%，屬功能性油脂，是優(yōu)質(zhì)植物油。米糠中脂肪的組成，主要是由三種脂肪酸構(gòu)成：軟脂酸（約17%）、油酸（約40%）和亞油酸（約34%），此外，還含有亞麻酸（約1%），它們的含量合計(jì)約占總脂肪酸的92%。2.1 米糠油的生理功能米糠油中不飽和脂肪酸含量達(dá)80%以上，必需脂肪酸含量達(dá)35.7%，可補(bǔ)充人體必需脂肪酸的不足。米糠油作為高級(jí)調(diào)和油、保健油等高檔油的主要原料，對(duì)人體心血管疾病有較好的療效作用。同時(shí)，米糠油中含有豐富的亞油酸，正常人每天攝入6g亞油酸，才能維

6、持生理代謝。亞油酸與膽固醇結(jié)合轉(zhuǎn)化為膽酸和類固醇排出體外，從而防止膽固醇沉積在血管壁上，起到降低血脂、軟化血管的作用。其中磷脂是人體神經(jīng)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)所必需的健腦物質(zhì)。含有的糖脂可起到降血糖、降血脂、抗腫瘤等功效。米糠油中不皂化的脂類總含量達(dá)4.2%，尤其是-谷維醇的含量居各種食用油之冠，具有重要的生理功能，能防止膽固醇的沉積，減少血漿中膽固醇、甘油三脂的含量，尤其是降低低密度脂蛋白與高密度脂蛋白的比值（其值大，就表示容易得心臟?。?，起到防治心腦血管疾病的作用。Rukminid C.對(duì)米糠油進(jìn)行的毒理實(shí)驗(yàn)表明，米糠油無毒副作用，對(duì)人體安全可靠。而Tamagawa M.等人對(duì)人鼠進(jìn)行的致癌性研究則

7、表明，米糠油無致畸變作用。2.2 米糠油精煉副產(chǎn)品的深加工產(chǎn)物的生理功能及研究現(xiàn)狀米糠提油后所剩余的糠餅或糠粕，是生產(chǎn)菲汀（植酸鈣鎂）的原料。菲汀經(jīng)離子交換生成植酸（肌醇六磷酸）。植酸可用于預(yù)防結(jié)腸癌、腎結(jié)石和降低膽甾醇，還可作抗凝血?jiǎng)?，防噬菌體感染劑，VB2、VC和VE的穩(wěn)定劑，能有效地治療粉刺，也用作油脂及肉類等食品的保鮮劑。菲汀高壓水解產(chǎn)物肌醇，屬于維生素藥物，對(duì)高血脂、肝硬化、脂肪肝和膽甾醇過高有顯著療效。肌醇在生化試劑、食品強(qiáng)化劑、保健食品、高級(jí)化妝品及水產(chǎn)飼料添加劑等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。因此，米糠油精煉副產(chǎn)品的深加工產(chǎn)物，很多具有明顯的藥理和臨床療效。2.2.1 谷維素 谷維素是數(shù)種脂肪

8、醇與阿魏酯的混合物，具有多種生理功效，其主要的藥理和臨床療效是：對(duì)于自主的（能獨(dú)立存在和發(fā)生作用的）神經(jīng)系統(tǒng)，具有類似激素的作用。作為一種植物神經(jīng)調(diào)節(jié)劑，對(duì)于植物神經(jīng)功能失調(diào)，有較好療效。對(duì)于總膽甾醇和低密度脂蛋白-膽甾酸，以及高密度酯蛋白-膽甾醇，分別具有降低和提高作用；具有抗高血脂和抑制自體合成膽甾醇的作用?；罨埽‥a）高，Ea=33.1KJ/mol（注：VA的Ea=13.0KJ/mol30.5KJ/mol）；溫升活性改變率（Q10）較低，Q10=1.30（注：VE的Q10=1.121.28）?？怪|(zhì)氧化作用的穩(wěn)定性，稍低于VE，但高于VA。對(duì)腸胃神經(jīng)官能癥，有調(diào)節(jié)和改善作用。作為一種脂

9、溶性維生素，對(duì)動(dòng)物具有促進(jìn)生長(zhǎng)和繁殖作用。2.2.2 維生素E VE系指8種天然存在的脂溶性營(yíng)養(yǎng)素，即-、-、-、-生育酚（T）四個(gè)同系物和-、-、-、-生育三烯酚（T3）四個(gè)同系物。生育三烯酚（T3）能有效降低血清膽甾醇，尤其是其中與心血管疾病有直接聯(lián)系的低密度脂蛋白膽甾醇（LDL）。T3是目前最有效的自由基連鎖中斷抗氧化劑，用于抗衰老。T3還是很好的抗血栓劑，其抑制腫瘤生長(zhǎng)的功能也很誘人。2.2.3 烴類及甾醇 米糠油精煉副產(chǎn)品的深加工產(chǎn)物中總烴含量的50%60%為角鯊烯，它具有降血脂、降膽甾醇等生理活性。同時(shí)其中還含有植物甾醇，具有合成調(diào)節(jié)水、蛋白質(zhì)、糖和鹽代謝的甾類激素之生理功效。植物

10、甾醇作為治療心血管疾病、皮膚鱗癌和頑固性潰瘍的藥物，已被應(yīng)用或正在作臨床試驗(yàn)。它還可用于口服避孕藥和治療高血壓的類甾醇藥物之原料。在化妝品工業(yè)上，甾醇也是一種原料。3 米糠中纖維素的功能性作用米糠纖維是一種具有很高生物價(jià)值的谷物纖維。近10多年來，食品中的膳食纖維引起了世界各國營(yíng)養(yǎng)學(xué)家的極大關(guān)注，它可預(yù)防和控制一些與飲食有關(guān)的疾病。米糠中含有豐富的膳食纖維，特別是包含可溶性和不溶性纖維的膳食纖維。不溶性膳食纖維可減少膳食在體內(nèi)的輸送時(shí)間，可溶性膳食纖維能降低血清膽固醇，影響食品的結(jié)構(gòu)性質(zhì)、膠凝性質(zhì)、稠化性質(zhì)和乳化性質(zhì)。不僅如此，米糠還含有豐富的其它營(yíng)養(yǎng)素，因此它可作為功能纖維素源，并且在傳統(tǒng)食

11、品中作為營(yíng)養(yǎng)素源而不影響食品原有的風(fēng)味和組織結(jié)構(gòu)。米糠纖維素含有74種能消除體內(nèi)活性氧自由基的抗氧化劑，有廣泛的生理功能，對(duì)預(yù)防和改善冠狀動(dòng)脈硬化造成的心血管病具有重要的作用?？梢种坪脱泳從懝檀己透视腿诹馨椭械奈?，比麥麩纖維素的吸附能力強(qiáng)，還具有吸附人體內(nèi)有害農(nóng)藥，預(yù)防肝癌和大腸癌的重要作用。米糠纖維素中還有多種最新發(fā)現(xiàn)的具有強(qiáng)生理活性的維生素E，以及多種微量元素（鋅、硒、鎂等）。其功能：一是降低血脂；二是能防癌，促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，有利于通便排便；三是能降低血漿膽固醇，預(yù)防心血管病；四是控制肥胖，提高免疫功能；五是對(duì)胰島細(xì)胞功能的正常發(fā)揮至關(guān)重要，增加分泌功能，減少胰島素的拮抗激素的產(chǎn)生，恢

12、復(fù)胰島素的降糖作用，對(duì)糖尿病具有預(yù)防、控制作用。米糠纖維素（RBH）約占米糠纖維的50%，可分為水溶性和堿溶性RBH，由于水溶性RBH在米糠中含量相對(duì)較少，開發(fā)應(yīng)用價(jià)值不大。堿溶性RBH又可分為RBHA（由中和沉淀提?。┖蚏BHB（在中和液中添加酒精沉淀提取，又稱米糠半纖維素B），RBHA一般不溶于水，分子量較大，糖醛酸含量、粘度及持水力、膨脹力、離子交換能力都低于RBHB。不少研究已證實(shí)，米糠半纖維素B主要有抑制血清膽固醇上升，改善腸道內(nèi)環(huán)境和抑制大腸癌發(fā)生等三大生理功能。在20世紀(jì)80年代末，米糠半纖維素B在日本就已有工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，主要應(yīng)用于焙烤食品、冰淇淋和飲料中（產(chǎn)品研制和應(yīng)用方法常

13、以專利的形式出現(xiàn)），在日本市場(chǎng)上頗受歡迎。4 米糠維生素與礦物質(zhì)的功能作用及研究現(xiàn)狀4.1 米糠維生素米糠中富含B族維生素和維生素E，但缺乏維生素A和維生素C，米糠的各種維生素含量（mg/kg），通常為：VB11028，VB247，煙酸296590，VB61032，葉酸0.51.5，VB120.005，VE150。4.1.1 米糠VB13 日本將粗米糠餅與含HAC的甲醇一起加熱，經(jīng)中和，蒸餾除去甲醇后，將殘余物用丙酮處理，經(jīng)重結(jié)晶、酸性離子交換樹脂后，即制得殺菌劑VB13晶體。4.1.2 米糠VB系列糖漿 日本成功地從米糠中提取了維生素B1，在100g己烷脫脂米糠中，不僅含有VB1l830mg

14、，而且含有VB25.45.7mg，VB41932mg，VPP308590mg，可供制備VB系列糖漿。4.1.3 米糠提取VE 米糠油含有一定量的生育酚，在毛油精制過程中生育酚富集于皂腳和脫臭餾出物中。皂腳用氫氧化鈉、乙醇液補(bǔ)充皂化后再用甲醇、乙醇或丙酮等濃液萃取，經(jīng)冷卻、脫色可得含10%15%生育酚的濃縮物，再經(jīng)分子蒸餾，便可得更高濃度的生育酚。天然生育酚在生理活性和安全性方面均優(yōu)于合成生育酚，它能預(yù)防自身脂質(zhì)代謝異常，特別是身體內(nèi)器臟脂肪過氧化脂質(zhì)的產(chǎn)生和膜脂質(zhì)老化。防止人體衰老，延年益壽，而且只有天然復(fù)合生育酚才有營(yíng)養(yǎng)生理效果。4.2 米糠礦物質(zhì)米糠中礦物質(zhì)以P為最多，其次為K、Mg和Se

15、，其余為Ca、Mn和Si，F(xiàn)e和Na含量最低?？分械腜主要存在于植酸、核酸和酪蛋白中，其中植酸中的P占米糠總P量的89%。米糠的各種礦物質(zhì)含量（mg/kg），有更大的變化范圍，通常為：All53369，Ca2501310，F(xiàn)el30530，Mg86012300，Mnll0880，P1480028700，K1320022700，Sel70016300，Na0290，Zn50160。4 2.1 米糠菲汀 植酸鈣鎂也稱菲汀，是植物與鈣、鎂金屬離子形成的一種復(fù)鹽，廣泛地存在于植物種子的菊粉層中，尤以脫脂米糠中含量最高，達(dá)10%11%，所以脫脂后的米糠餅粕是提取植酸鈣的最佳原料。植酸鈣鎂的提取方法有醇類

16、沉淀法、重金屬分離法、稀酸萃取加堿中和法等。菲汀含有易被人體吸收的有機(jī)物、鈣等化學(xué)物質(zhì)，具有獨(dú)特的生理藥理功能和廣泛的用途，菲汀能促進(jìn)人體的新陳代謝和骨質(zhì)組織的生長(zhǎng)發(fā)育，恢復(fù)體內(nèi)P的平衡，用于神經(jīng)衰弱、佝僂病、手抽搐等的輔助治療，還可解除鋁中毒。另外，它還是提取植酸、肌醇的原料。4.2.2 米糠肌醇 米糠是提取肌醇的主要原料。肌醇，又名環(huán)己六醇，是白色結(jié)晶或結(jié)晶粉末，無臭，味微甜，密度為1.752，熔點(diǎn)225227，不溶于乙醇、乙醚和氯仿，水溶液呈中性，置空氣中穩(wěn)定屬維生素類藥物及降血藥物，被廣泛用于醫(yī)藥工業(yè)，此外還作為生化試劑、食品添加劑和飼料添加劑等。4.2.3 米糠植酸 植酸又名肌醇六磷

17、酸，含磷28.16%，為淡黃色或淡褐色漿狀液體。常以植酸鈣為原料，用離子交換方法去除復(fù)鹽中的Na+、Mg2+、Ca2+等金屬離子和混雜的陰離子，經(jīng)活性炭脫色真空濃縮即可。植酸與Ca2+在很寬的pH值范圍內(nèi)都具有強(qiáng)鰲合性，這一性質(zhì)形成了其醫(yī)療應(yīng)用的基礎(chǔ)。它能預(yù)防和溶解多種疾病患者的鈣沉淀，降低尿中的鈣離子濃度，檢查腎結(jié)石的形成。在醫(yī)藥工業(yè)上，植酸是用發(fā)酵法生產(chǎn)核黃素的有效成分之一；作為發(fā)酵促進(jìn)劑，可提高慶大霉素及其他氨基糖甙類抗菌素產(chǎn)量；可在醫(yī)藥上制備一種用作器官閃爍掃描劑的專用植酸膠體；還可用作抗凝血?jiǎng)朗删w感染劑；高壓氧氣中毒的預(yù)防劑；VB2、VC、VE等的穩(wěn)定劑；可抑制結(jié)腸癌的發(fā)生，還

18、能有效地治療粉刺。實(shí)際上，不同的米糠料，具有不同的維生素和礦物質(zhì)含量，這是其稻谷品種、生長(zhǎng)環(huán)境條件和碾米加工程度及米糠含殼率的影響結(jié)果。很顯然，認(rèn)識(shí)這方面的規(guī)律，有很大的實(shí)用意義。因?yàn)?，可通過測(cè)定米糠料的某些維生素和礦物質(zhì)含量，作為稻谷加工質(zhì)量的品控指標(biāo)。還有許多經(jīng)濟(jì)價(jià)值比米糠直按用作飼料高得多的米糠產(chǎn)品，如米胚油、米糠蛋白、米糠蛋白飲料、肌醇、谷維素等等。世界各國，尤其是日本、南朝鮮及東南亞一些較發(fā)達(dá)國家對(duì)米糠的綜合利用進(jìn)行了大量的研究工作，我國最近幾年在米糠的深加工方面也有長(zhǎng)足的進(jìn)步。5 展望米糠是一種具有很大潛力的優(yōu)質(zhì)食品原料。米糠中的功能活性成分還在不斷地研究和開發(fā)中，還會(huì)有新的活性成

19、分出現(xiàn)。在認(rèn)識(shí)米糠功能成分的過程中，應(yīng)加大對(duì)功能成分的工業(yè)應(yīng)用，開發(fā)出更多更好的高附加值成品，相信米糠功能成分將會(huì)給各行各業(yè)帶來新的生機(jī)。米糠具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，是健康食品之源?？商崛∫幌盗芯哂斜＝」δ艿奈镔|(zhì)。功能性油脂、菲汀、谷維素、谷維醇、植酸、肌醇、VB和VE等。這些功能性成分具有抗腫瘤、降血脂、降血糖、降膽固醇、殺菌、消炎、增強(qiáng)免疫力等功能。米糠深加工技術(shù)及工藝方法很多，米糠深加工產(chǎn)品也很多，可以以食用商品米糠（穩(wěn)定全脂米糠或脫脂米糠）為一級(jí)產(chǎn)品，也可將其進(jìn)一步加工成精制米糠油、米糠蛋白水解物、米糠膳食纖維等功能性食品的二級(jí)產(chǎn)品，以及以米糠為原料的增效和增值傳統(tǒng)食品。以二級(jí)產(chǎn)品為原料，

20、可生產(chǎn)各種新型醫(yī)藥品，稱謂米糠加工的三級(jí)產(chǎn)品。米糠的開發(fā)利用范圍之廣、層次之深和增值潛力之大，有可能使傳統(tǒng)的稻谷碾米工業(yè)發(fā)生導(dǎo)向性的根本變化。在我國這樣一個(gè)擁有豐富米糠資源的大國，研制和推廣適合我國國情的米糠穩(wěn)定技術(shù)，布局合理地和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)地集中加工米糠，科學(xué)地和系列地利用米糠資源，以國際、國內(nèi)市場(chǎng)為導(dǎo)向，開發(fā)米糠加工的一、二、三級(jí)產(chǎn)品，將使米糠增值數(shù)十倍！這不僅有利于農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和糧油工業(yè)擺脫困境，而且，也是應(yīng)對(duì)加入WTO后的挑戰(zhàn)，克服全球經(jīng)濟(jì)國際化對(duì)我國欠發(fā)達(dá)的農(nóng)業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)負(fù)面影響的有力舉措。參考文獻(xiàn)1李友林，姚惠源.米糠多糖及米糠蛋白開發(fā)應(yīng)用研究.糧食與油脂，1998，2:2-6

21、.2張根旺，劉景順.油脂工業(yè)副產(chǎn)品綜合利用.北京：中國財(cái)經(jīng)出版社，1988：107-126.3Tanigami Y Partial degradation and biological activities of an anti-tumor polysaccharide from rice bran.Chem Pharrn Bull，1991，39（7）：1782-1787.4H. Gremli，B.O.Julian.Studies on alkali-soluble，rice bran hemicelluloses.Carbohydrate Research，1970， 12：273-276

22、.5Takeda Y et al.Augmentation of host defense against bacterial infection pretreated intraperitoneally with an alphajlucan RBS in mice Inmunopharmacol of Inmunotoxico，1990，12（3）：457-477.6Tatsunori Y，Takuma T et al.Potent Natural Immunomodulator，Rice Water-Soluble Polysaccharide Fractions withAnticom

23、plementary Actiity.Cereal Chemistry，2003，80（1）：5-8.7SAYRE R N，SAUNDERS R M.Review of rice bran stabilization system with emphasis extrusion cooking.Cereal FoodsWorld，1982，7:317-322.8陳正行.米糠：一種潛在的健康食品優(yōu)質(zhì)原料.糧食與飼料工業(yè)，1999，10：20-25.9Jariwalla R.J.Rice-Bran products：phytonutrients with potential applications in preventive and clinical medicine-Drugs under Experimental and Clinical Research，2001，27（1）：17-26.10WilsonT.A.10 AusmanL.M，Lawton C.M.，et a1.Comparative chdesterol lowering properties of vegetable oils：beyond fattyacids.Journal of the American College