米糠稳定化技术及其食品开发

米糠稳定化技术及其食品开发

姚惠源

(无锡江南大学,江苏无锡　214036)

摘　要:本文简要介绍了国内外对米糠资源深度开发利用的研究进展,重点介绍了米糠挤压脱酶稳定化技术和全脂米糠、脱脂米糠研究开发健康食品的现状,旨在对我国丰富的米糠资源进行高科技和高附加值产品的深度开发提供借鉴和启迪。

关键词:米糠;稳定化技术;米糠食品

中图分类号:TS209　文献标识码:A　文章编号:1007-7561(2002)03-0004-03

0　前言

米糠是稻谷加工中的副产品,目前我国米糠资源的年拥有量在1000万吨左右,是一种量大面广的可再生资源。联合国工业发展组织(UNI DD)把米糠称之为一种未充分利用的原料(an under utilized raw meterial)。美国农业部的研究报告称,稻米中64%的营养素集中在米糠中,除含有丰富的蛋白质、脂肪、糖类、维生素、膳食纤维和矿物质等营养成分外,还含有生育酚、生育三烯酚、脂多糖、28烷醇、α-硫辛酸、γ-谷维醇、角鲨烯等多种天然抗氧化剂和生物活性物质,对人体健康和现代文明病的预防和治疗具有重要意义。显然,米糠是研究开发米糠油、米糠保健食品及多种生物活性物质的宝贵资源,世界上誉米糠为“天赐营养源”,目前,美国和日本是高科技开发米糠高附加值产品的典范,美国RICE-X公司的米糠脱酶稳定化技术,利普曼公司的米糠健康食品,日本筑野辅美食品工业公司的米糠油和RICE O米糠系列功能性提取物等高科技产品层出不穷,米糠不仅可开发多种健康食品,而且米糠中的生理活性物质开发成药物的前景更广阔,据研究认为米糠的深度开发利用可使米糠的附加值提高60倍。

以下简要介绍米糠的脱酶稳定化技术及国内外米糠食品开发研究的进展情况。

1　米糠脱酶稳定化技术

米糠脱酶稳定化技术是米糠资源制备米糠油和

收稿日期:2002-02-06

作者简介:姚惠源(1936-),男,浙江绍兴人,教授,博士生导师.米糠健康食品的关键。如果米糠的稳定化技术不过关,米糠资源的增值利用就无从谈起。

1.1　米糠的不稳定机理

米糠的不稳定性机理为:经过碾米后,米糠中的脂肪酶和油脂一起进入米糠而相互接触,水解反应立刻发生,脂肪分解酶使油脂迅速分解出游离脂肪酸(FF A),数小时后,米糠就呈现不被人接收的霉味。

米糠中脂质含量约为20%,主要成分为中性脂质及磷脂,此外还有一定的糖脂,中性脂质以甘三酯为主,磷脂中含有八种物质,其中卵磷脂、脑磷脂及肌醇磷脂含量最多。米糠中含有较多的脂肪酶,主要的有四种即甘油脂水解酶(解脂酶)和磷脂酶A (A1和A2)、磷脂酶C和磷脂酶D。这些脂肪酶的活性比为100∶24∶35∶39,可见解脂酶的活性最高。

在米糠中含有的解脂酶有多种,它们大多为碱性蛋白质解脂酶,其最适的pH值为7.5～8,最适的温度为37℃,适宜的水分是11%～15%。在分解甘三酯时,主要进攻1、3位上的酯键,使1、3位上的酯键断裂,脂肪酸被分解出来,使中性的甘三酯分解成具有酸性的脂肪酸和甘油一酯和甘油二酯,从而使酸价升高。由于空间位阻效应使得解脂酶对甘三酯的2位上的酯键作用稍弱些,在有水分的酸性条件下,被解脂酶分解后的单甘酯会继续被分解,生成最终产物甘油和脂肪酸。

米糠中含有的磷脂酶也有多种,在有水分的适宜条件下,磷脂酶对米糠中的磷脂发生分解作用。磷脂的第1位(或第2位)脂肪酸的酯键首先被磷脂酶A1(或A2)分解,成为一个带自由羟基的溶血磷脂

粮油食品粮油食品科技第10卷2002年第3期4　

后,可被磷脂酶B继续分解,生成脂肪酸。磷脂酶C、D的作用部位分别在磷脂与甘油和磷脂与胆碱的酯键上,磷脂在磷脂酶的作用下,生成酸性甘油、磷酸、脂肪酸和胆碱,使酸价上升。

为了验证米糠的不稳定性,江南大学朱文华博士和米糠深加工研究组对2001年10月新登场的安徽新鲜粳稻谷的米糠进行了酸价检测试验。在米糠碾下来20min开始检测,连续检测了6h,发现米糠的脂肪酸值快速上升,新鲜米糠油的酸价从4.2上升到7这样的水平,6h上升了70%多,基本上按每h 10%的速度上升,充分表明了米糠的不稳定性。国外大量研究证实,从糙米脱下的米糠必需在6h以内将其脱酶稳定,否则米糠的酸价会快速增加,严重影响米糠的开发利用价值。

1.2　米糠脱酶稳定化技术

从米糠的不稳定机理可知,只要能采取有效措施阻止米糠不稳定的途径,便可使米糠品质稳定,延缓劣变,提高米糠的储藏性。米糠稳定化的目的主要是有效抑制和钝化米糠脂肪分解酶的活性,同时保持其中的营养成分损失较小。稳定化的方法包括冷藏法、微波法、辐射法、介电加热法、化学处理法、热处理法和挤压法等。

1.2.1　米糠稳定化技术的发展

对于米糠稳定化的研究,最早始于20世纪四十年代后期。1949年美国农业部南部地区研究实验室的J.R.Loeb等用冷藏法来处理米糠,在3℃贮藏米糠比较稳定,脂肪水解在低温时较慢。五十年代开始用热处理法稳定米糠,1951年美国的H.L. Burns等发明了米糠热稳定器专利,并研究热处理对米糠中的游离脂肪酸和微生物的影响。六十年代是世界米糠稳定化研究具有突破性的年代,首次采用挤压法稳定米糠,挤压稳定化米糠通过三个月的储藏试验,游离脂肪酸只有稍微的上升,FFA的百分含量小于7%。七十年代是米糠稳定化研究比较活跃的年代,美国、日本、印度、泰国、南朝鲜等国家利用蒸汽、挤压等热处理方法对米糠进行稳定化,认为挤压法稳定米糠具有低成本、高稳定的效果。八十年代对米糠稳定化研究除了传统的热处理法和挤压法外,开始探索米糠的稳定机理,尝试米糠挤压前的调质和挤压后的干燥、冷却等新方法。九十年代,随着人们对米糠的生理调节功能和保健功能的认识,对米糠的稳定化研究更加深入和广泛。直至九十年代后期,美国RICE-X公司对米糠挤压技术取得了重大突破,挤压法脱酶稳定米糠已发展成为唯一可行的工程化技术,在稳定米糠的同时能保持米糠的营养价值,稳定米糠的保质期可达到一年,使米糠的酸价稳定在10以下,解脂酶的残酶活力<4%。

1.2.2　米糠稳定化试验

目前我国在米糠挤压稳定化技术方面也获得重大突破,并已达到国际先进水平。以安徽粳稻新鲜米糠(刚从米机碾下45min)为例,采用单螺杆挤压机,米糠水分15%,螺杆转速600r/min,套筒外加热温度为135℃的试验条件,挤压后稳定化米糠经过66天的37℃强化储藏试验,相当于常温储藏240多天即8个多月,稳定化米糠的FFA始终稳定在150mgK OH/100g米糠,相当于米糠油的酸价始终稳定在6的水平,而未经稳定米糠的FFA已上升到2600mg K OH/100g米糠,相当于米糠油的酸价已上升到125。表明经挤压稳定化的米糠,其稳定性提高了21倍,据米糠油酸价的跟踪检测,存放8个月仍相当稳定。过氧化酶残余酶活为1.2%,远远小于4%的先进国际指标,说明挤压后的米糠已脱酶稳定,可以长期储藏。

同样经实验得知,一年陈的稻谷其米糠挤压脱酶后能稳定米糠中的FFA含量,经过100多天37℃的强化储藏试验,相当于常温储藏400多天,即12个多月,未稳定米糠的FFA已上升到2500mg K OH/ 100g米糠,而经稳定的米糠FFA始终稳定在300mg K OH/100g米糠,稳定性提高8倍多,相当于米糠油的FFA百分含量始终稳定在10左右。而未经稳定的米糠油的FFA百分含量达到75,陈稻米糠的稳定性提高7.5倍。按其FFA百分含量推算,稳定化米糠油比未稳定米糠油的精炼得率可提高30%左右,其经济效益极为明显。

1.2.3　米糠挤压稳定前后营养成分对比

米糠挤压稳定化前后米糠中主要活性物质,生育酚含量分别为11.30和10.81,γ-谷维醇含量分别为0.66和0.87。对比数据表明米糠挤压稳定化不会破坏米糠中的活性物质,而可溶性膳食纤维提高3倍,对开发米糠健康食品没有影响。

2　米糠食品的开发

米糠是糙米碾白过程中被碾下的皮层(包括果皮、种皮、珠心层和糊粉层)及少量米胚和小碎米屑的混合物。综合国内外资料,与精白米相比,米糠和米胚中的

粮油食品科技第10卷2002年第3期粮油食品

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