稻谷加工副产物的营养及功能成分分析

  • 时间:2016-09-08

我国是世界上稻米生产量最大的国家,稻谷年产量约2亿t,米糠是稻谷加工成大米过程中产生的主要副产物。米糠是糙米的棕褐色皮层部分,占糙米重量的6%8%,含有糙米中64%的营养物质和90%以上的人体必需元素,被国外誉为“天赐营养源”。米糠是-种极具开发潜力的高附加值资源,被联合国工业发展组织称为“-种未充分利用的原料”。虽然我国米糠的年产量已经超过l 400多万t,但是目前我国对米糠的深度开发应用及相应基础研究尚处于较低水平,除了约lO%-15%的米糠用于制取米糠油或提取植酸钙等产品外,大部分被用作畜禽饲料。米糠粕是米糠经过浸提,脱脂后得到的副产物,它保留米糠的营养特性,灭活了抗营养因子,同时延长了保质期,增加了消化吸收率。白米糠是在大米精加工过程中由冷抛光工艺产生的米糠。若将这些稻谷加工副产物进行综合利用和增值转化,对充分利用我国的粮食资源、促进粮食工业的发展具有深远的意义。

韩秀丽、高经梁、刘丽、于秋生等分别就米糠的营养价值、米糠高效利用、米糠粕的营养价值、白米糠的综合利用等进行了研究,但是对目前市场上的稻谷加工副产物米糠、米糠粕、白米糠的品质状况、营养成分、功能性成分及其卫生状况并未进行系统研究。为了探明三者营养成分和功能性成分的差异,本研究收集了两家具有代表性的稻谷加工企业的米糠、米糠粕和白米糠,分析其主要营养及功能性物质的含量,并进行卫生学指标检测,以期为稻谷加工副产物的综合利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试剂

原料:米糠、米糠粕和白米糠由黑龙江某米厂和北京某米厂提供。

主要试剂:乙醚、丙酮、碘溶液、甲基红、浓硫酸、苯酚、硫酸铜、亚甲基蓝、酒石酸钾钠、亚铁氰化钾等均为分析纯;α-淀粉酶(酶活力大于等于3U/mg):北京奥博星生物技术有限责任公司;膳食纤维总量检测试剂盒:北京拜尔迪生物技术有限公司;黄曲霉毒素B。快速检测试剂盒:北京勤邦生物技术有限公司。

1.2 主要仪器与设备

电热恒温鼓风干燥箱:上海-恒科技有限公司;6110型电子分析天平:Tecator公司;soxtecTM2050脂肪分析仪:丹麦Foss公司;FibertecTM粗纤维测定仪:丹麦Foss公司;万用电炉:北京中兴伟业仪器有限公司;2300型蛋白质分析仪:丹麦Foss公司;BCN1360B超净工作台:哈尔滨市东联电子技术开发有限公司;Parr6300氧弹式热量计仪器:美国PARR公司;VORTIX振荡器:海门市其林贝尔仪器制造有限公司;HVE-50高压蒸汽灭菌锅:日本HIRAYAMA公司;SGD-Ⅳ全自动还原糖测定仪:山东省科学院生物中心;日立L-8800氨基酸分析仪:日立公司;膳食纤维分析仪:丹麦Foss公司;DHP-9272型电热恒温培养箱:上海-恒科技有限公司;Pulsifier脉冲式样品前处理器/微生物均质器:广东环凯微生物科技有限公司;氮吹仪:英国stuart公司;xMTD-8222数显恒温水浴锅:上海精宏实验设备有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 米糠、米糠粕、白米糠的营养成分测定

1.3.1.1 水分含量:按照AACC(200010th ed.)44-19,采用135℃干燥的空气烘箱法进行测定。

1.3.1.2 粗蛋白含量:按照AAcc(200010th ed.)46-11A,采用凯氏定氮法进行测定。

1.3.1.3 灰分含量:按照GB 5009.4_2010《食品中灰分的测定》进行测定。

1.3.1.4 粗纤维含量:按照AACC(200010th ed.)32-10进行测定。

1.3.1.5 粗脂肪含量:按照AACC(200010th ed.)30-25进行测定。

1.3.1.6 碳水化合物含量:碳水化合物含量的测定根据文献报道的“差值法”计算。

碳水化合物(%)=100%-蛋白质%-脂肪%-灰分%

1.3.1.7 淀粉含量:按照GB/T 5514-2008《粮食、油料中淀粉含量测定》进行测定。

1.3.1.8 热量:采用氧弹式热量计仪器进行测定。

1.3.2 米糠、米糠粕、白米糠的功能性成分测定

1.3.2.1 膳食纤维含量:按照GB/T 22224-2008《食品中膳食纤维含量的测定》,采用磷酸盐缓冲液法进行测定。

1.3.2.2 氨基酸含量:按照GB/T 5009.124-2003《食品中氨基酸的测定》,用盐酸水解法处理,采用氨基酸自动分析仪测定。

1.3.2.3 维生素E含量:参照GB/T 5009.82-2003《食品中维生素E的测定》进行测定。

1.3.3 米糠、米糠粕、白米糠的卫生指标测定

1.3.3.1 菌落总数:参照GB 4789.2_2010《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》进行测定。

1.3.3.2 黄曲霉毒素B1运用酶联免疫法,采用Elisa试剂盒进行测定。

2 结果与分析

2.1 米糠、米糠粕、白米糠的营养成分测定结果

米糠、米糠粕和白米糠中各种营养成分含量测定结果见表l。从表可以看出,黑龙江某米厂的米糠总灰分、粗脂肪的含量分别为10.02%18.09%;北京某米厂的米糠总灰分、粗脂肪的含量分别为8.72%12.43%。米糠中粗脂肪含量远高于白米糠和米糠粕中的粗脂肪含量,适于作为提取米糠油的原料。

黑龙江某米厂米糠粕的粗脂肪含量为1.25%;北京某米厂的米糠粕粗脂肪含量为3.53%。两个米厂的米糠粕的蛋白质含量均在18%以上,与姚慧源检测的结果相-致。此外,米糠粕的蛋白质含量远远高于玉米(玉米蛋白质含量约为8.7%),并且其价格低于玉米和小麦麸,是很好的蛋白质原料。

白米糠中蛋白质含量为12%左右,介于大米和米糠之间,大米中蛋白质的含量是7%8%。黑龙江某米厂的米糠粕的灰分和粗纤维的含量分别为12.65%10.23%;北京某米厂的灰分和粗纤维的含量分别为10.78%11.43%。可以看出,米糠粕中灰分和粗纤维含量较高,与石永峰的实验结果基本-致。白米糠中淀粉含量最高,每100g白米糠淀粉含量可达60g左右。米糠和米糠粕的淀粉含量比较接近,为30%左右,与文献报道的米糠淀粉含量27.2%基本-致。由此可见,白米糠是淀粉的良好来源。米糠、米糠粕和白米糠的碳水化合物含量均在50%以上,是碳水化合物的良好来源。

此外,白米糠中的碳水化合物主要是淀粉。

2.2 米糠、米糠粕、白米糠的功能性成分测定结果

2.2.1 膳食纤维

米糠、米糠粕、白米糠的膳食纤维含量的测定结果如表2

由表2可知,米糠中的膳食纤维含量为29%左右,与姚慧源报道的结果相-致。米糠粕中的膳食纤维含量较高,为40%左右,白米糠中的膳食纤维含量较少,仅为8.6%。膳食纤维是不能为人体吸收利用的多糖,但是对预防心血管疾病、癌症、糖尿病以及其它疾病有-定的作用,米糠粕是膳食纤维的良好来源。

2.2.2 氨基酸

米糠、米糠粕和白米糠的氨基酸含量测定结果如表3。由表3可知,米糠中人体必需氨基酸含量为4.0%左右,米糠粕为5.0%左右,白米糠为3.6%左右。米糠、米糠粕和白米糠中人体必需氨基酸含量占氨基酸总量的45%左右。白米糠中还含有微量的酪氨酸。米糠、米糠粕和白米糠中的天冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸、精氨酸的含量比较高,均在1%左右。谷氨酸是维持脑组织功能的氨基酸,并且在糖代谢和蛋白质代谢过程中占有重要地位。精氨酸虽不是必需氨基酸,但它是目前发现的功能最多的-种氨基酸,它是合成蛋白质的重要原料,并在氮素循环、促进肠道发育、提高机体免疫力等方面有重要作用。

表3.jpg

2.2.3 维生素E

米糠、米糠粕和白米糠的维生素E含量的测定结果见图1。黑龙江某米厂和北京某米厂的米糠中的维生素E含量分别高达75.6481.98 mg/kg,白米糠中的维生素E含量最高可达91.56 mg/kg

米糠粕中的维生素E含量比米糠中的维生素E含量低,仅为24.92 mg/kg,这可能是因为维生素E是脂溶性维生素,米糠粕中由于浸提除去了油脂和维生素E,使得米糠粕中的维生素E含量下降。维生素E-种重要的抗氧化剂,也是-种降低胆固醇的因子,米糠和白米糠都是维生素E的良好来源。

2.3 米糠、米糠粕和白米糠的卫生指标测定结果

2.3.1 菌落总数

由表4可知,未经膨化米糠菌落总数为3.9×106CFU/g(此部分数据未列出),黑龙江某米厂和北京某米厂的挤压膨化米糠菌落总数分别为2.1×1041.1×104CFU/g,米糠粕菌落总数分别为2.8×1035.6×103CFU/g。文献报道米糠贮藏期间微生物数量与贮藏时间呈正相关。稻谷表层易受到微生物侵染,导致米糠脂肪酸值大幅增加而有酸味,随着稻谷的后续加工,菌落总数数量逐渐减少。

2.3.2 黄曲霉毒素B1

黄曲霉毒素B1是二氢呋喃氧杂萘邻酮的衍生物,含有-个双呋喃环和-个氧杂萘邻酮,前者为基本毒性结构,后者与致癌性有关。这种毒素常见于热带和亚热带的食品、饲料以及他们的原料中,主要污染谷类、花生等。GB 2761-2011《食品中真菌毒素限量标准》规定稻谷、糙米、大米的黄曲霉毒素B1限量为10μg/kg。由表5可知,米糠、米糠粕和白米糠的黄曲霉毒素B1,含量远低于国家标准。

3 结论

(1)分别对北京某米厂和黑龙江某米厂的米糠、米糠粕和白米糠的营养和功能性成分进行了分析,发现不同产家的米糠、米糠粕和白米糠的营养成分含量不同。米糠中粗脂肪含量平均15%左右,远高于白米糠和米糠粕。米糠、米糠粕和白米糠的碳水化合物均在50%以上。白米糠中的碳水化物主要是淀粉,其含量远高于米糠和米糠粕。米糠、白米糠和米糠粕的热量为36004800 caL/g

(2)米糠粕中的膳食纤维含量较高,为40%左右,白米糠中的膳食纤维含量很少,仅为8.6%

(3)比较米糠、白米糠和米糠粕的氨基酸组成及含量变化规律,可以看出米糠中人体必需氨基酸含量为4.0%左右,米糠粕为5.0%左右,白米糠为3.6%左右。米糠、米糠粕和白米糠中人体必需氨基酸含量占氨基酸总量的45%左右。

(4)米糠中的维生素E含量为70 mg/kg左右。米糠和白米糠的维生素E含量较高,而米糠粕中的维生素E含量较低。

米糠富含油脂,可主要用于提取米糠油;白米糠富含淀粉,可作为微生物发酵原料或酿造原料;而米糠粕富含优质蛋白质和膳食纤维,相比于白米糠和米糠,微生物感染小、不易腐败,利于保藏。

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