糙米的綜合利用

王赫男， 王 靜

(北京工商大學(xué)食品學(xué)院，北京 100048)

糙米的綜合利用

王赫男， 王 靜

(北京工商大學(xué)食品學(xué)院，北京 100048)

糙米因含有比精白米更多的基本營(yíng)養(yǎng)素及主要功能性成分而成為當(dāng)今人們公認(rèn)的健康谷物.以綜合利用糙米為目的，介紹了糙米及發(fā)芽糙米豐富的營(yíng)養(yǎng)成分情況，糙米食用品質(zhì)所存在的氣味、口感、感官等方面的缺陷以及這些問題的改良方法，糙米及其制品的加工利用的研究現(xiàn)狀.同時(shí)進(jìn)一步探討糙米改良前后所存在的儲(chǔ)運(yùn)、營(yíng)養(yǎng)素標(biāo)準(zhǔn)制訂、糙米制品如何形成體系的一些較宏觀的問題，針對(duì)具體問題，對(duì)糙米的綜合開發(fā)利用的前景進(jìn)行展望.

糙米;營(yíng)養(yǎng)成分;改良;開發(fā)利用

糙米是指稻谷僅經(jīng)過脫殼處理而沒有經(jīng)過碾白過程的米，因在加工時(shí)保留了米糠層、胚芽和胚乳，所以糙米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于精白米.但是，由于糠皮部分的存在，糙米有一種糠的不愉快氣味，蒸煮性、口感和吸收性較差，長(zhǎng)期存儲(chǔ)還很容易產(chǎn)生品質(zhì)的劣變，如脂肪酸化等.因此，雖然胚芽中有豐富的營(yíng)養(yǎng)活性物質(zhì)，糙米卻一直未能成為人類的主食，如果將其綜合利用，將對(duì)我國(guó)的稻谷資源增值產(chǎn)生積極的影響［1］.

1 糙米中的主要功能性成分及其主要生理功能

糙米含有豐富的淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素及11種礦物質(zhì)，能提供較白米更全面的營(yíng)養(yǎng)，如膳食纖維，維生素 B1、B2，維生素 E、C、D，部分營(yíng)養(yǎng)素高達(dá)2～3倍，此外，還有多種有保健功能的成分［2］.

1.1 谷胱甘肽

肽是甘油醛磷酸脫氫酶的輔基，又是己二醛酶及磷酸丙糖脫氫酶的輔酶，能激活各種酶，參與體內(nèi)三羧酸循環(huán)及糖代謝;還可以與體內(nèi)有毒化合物等結(jié)合，并促進(jìn)其排出體外;參與與高鐵血紅蛋白的還原作用及促進(jìn)鐵的吸收，可組織H2O2氧化血紅蛋白保護(hù)巰基，防止溶血等作用.

1.2 γ-氨基丁酸

γ-氨基丁酸［3］是廣泛分布于動(dòng)植物中的一種非蛋白質(zhì)氨基酸，由谷氨酸經(jīng)谷氨酸脫羧酶催化而來，是存在于哺乳動(dòng)物腦、脊髓中的抑制性神經(jīng)傳遞物質(zhì)，在人與動(dòng)物體內(nèi)參與腦循環(huán)生理活動(dòng)，有助于改善腦血流通，增強(qiáng)腦細(xì)胞的代謝等，可降低血壓，緩解動(dòng)脈硬化.

1.3 γ-谷維醇

γ-谷維醇［4］具有抗氧化生理功能，是因?yàn)樗姆肿咏Y(jié)構(gòu)中存在阿魏酸基團(tuán)，阿魏酸基團(tuán)中的酚羥基和共軛體系具有抗氧化活性.此外，γ-谷維醇還具有降血脂、抗氧化、抗衰老、去自由基等方面的功能.

1.4 米糠脂多糖

米糠脂多糖［5］是一類從米糠中提取得到的植物脂多糖，對(duì)于糖尿病、高血壓等有一定的抑制作用，有良好的增強(qiáng)免疫的作用.

1.5 防過敏因子

研究發(fā)現(xiàn)，人們之所以易受過敏之苦，與食物選擇不當(dāng)關(guān)系密切，如偏食肉、奶、蛋類食品，造成體內(nèi)紅細(xì)胞質(zhì)量降低，缺乏生命活力.由這類低質(zhì)量紅細(xì)胞組成的人體，對(duì)自然界的適應(yīng)能力和同化能力都大大削弱，加上牛奶蛋類的蛋白、蛋白補(bǔ)充產(chǎn)品，分子易從腸壁滲入到血液中去，形成組織胺、羥色胺等過敏毒素，刺激人體產(chǎn)生過敏反應(yīng)而發(fā)病.糙米則不同，所供養(yǎng)的紅細(xì)胞生命力慢，又無異體蛋白進(jìn)入血流，故能防止過敏性皮膚病的發(fā)生［6］.

1.6 肌醇六磷酸

肌醇六磷酸(IP-6)具有強(qiáng)力的抗氧化能力，能幫助治療腎臟結(jié)石、降低膽固醇和血脂肪，且在各種實(shí)驗(yàn)中也證明了IP-6對(duì)于前列腺癌和乳腺癌的成長(zhǎng)有抑制作用，科學(xué)家也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞在IP-6中可恢復(fù)成正常細(xì)胞［5］.

1.7 其他物質(zhì)

發(fā)芽糙米中還含有白米中很少或幾乎不含的許多物質(zhì)，已知的有:肌醇、植物甾醇、二十四醇、二十六醇、二十八醇等.越來越多的研究資料證明，這些物質(zhì)含量雖少，但卻有著不可低估的生物活性作用.發(fā)芽糙米所具有的提高人體免疫功能、去除體內(nèi)氧自由基、降血脂、預(yù)防心腦血管疾病、延緩衰老、提高記憶力的作用，都與上述物質(zhì)有著密不可分的關(guān)系.

2 食用糙米存在的問題

雖然糙米內(nèi)含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與活性成分，但是直接炊煮食用卻一直存在問題.

糙米作為主食直接食用存在如下不足之處.

1)糙米外皮層中纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和果膠等物質(zhì)含量較多，吸水性能、膨脹性能比較差.用糙米煮飯，不僅時(shí)間長(zhǎng)、出飯率低、外觀顏色差，還有糙米特有的氣味，因此不受消費(fèi)者的歡迎.此外，在胚的外皮層還包有胚芽鞘、胚根鞘等，這些組織質(zhì)地堅(jiān)韌，一般蒸煮條件不易煮爛.

2)糙米中植酸和膳食纖維含量較多.植酸雖具有抗脂肪肝、抗氧化、防止腎結(jié)石等生理活性，然而它易與多數(shù)微量元素結(jié)合形成金屬螯合物，使得這些微量元素幾乎不被人體吸收利用，降低營(yíng)養(yǎng)素的利用率;膳食纖維也有螯合金屬離子的作用.

3)僅從人體必需元素和微量元素及維生素含量角度而言，糙米是很優(yōu)異的，但近來研究表明，糙米中有害元素 Al、As含量通常高于胚芽米及精白米.

4)糙米中含有較多的酶，這些酶以結(jié)合態(tài)貯存于胚及皮層中，但當(dāng)糙米吸水漲潤(rùn)后酶被激活，在通常的貯藏條件下容易產(chǎn)生霉變，不耐久貯.

3 各種高新技術(shù)在糙米加工中的應(yīng)用

3.1 發(fā)芽技術(shù)——提升營(yíng)養(yǎng)

發(fā)芽是指糙米在水分足夠、溫度適宜、氧氣充足的條件下，吸水膨潤(rùn)，胚芽萌發(fā)，長(zhǎng)成新的個(gè)體(主要由幼芽和帶皮層的胚乳兩部分構(gòu)成).發(fā)芽糙米的實(shí)質(zhì)是在一定的生理活性化工藝條件下，其所含有的大量酶如淀粉酶、蛋白酶、植酸酶等被激活和釋放，并從結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)化為游離態(tài)的酶解過程［7］.

工藝流程:稻谷→礱谷→除雜→篩選→分級(jí)→優(yōu)質(zhì)糙米→清洗→浸泡→發(fā)芽→水洗→檢驗(yàn)→計(jì)量包裝→熱處理→濕制品(水分35%)→干燥→檢驗(yàn)→計(jì)量包裝→干制品(水分15%)［8］.

3.2 去除抗?fàn)I養(yǎng)因子——促營(yíng)養(yǎng)素吸收改善口感

糙米中的主要抗?fàn)I養(yǎng)素是植酸和外皮層的纖維素，改變皮層結(jié)構(gòu)的方法有兩種，物理法有機(jī)械碾磨法、浸泡法、輻射法，使糙米表面產(chǎn)生大量裂紋而加速吸水軟化，生物酶法用外源酶作用糙米外皮層，內(nèi)外源酶共同作用法，提高糙米食用品質(zhì).

3.2.1 酶法降解糙米中纖維素——改善口感

實(shí)際實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，用一定濃度的木聚糖酶來浸泡糙米，可以起到降解糙米皮層部分纖維素，改善糙米蒸煮口感，提高糙米食用品質(zhì)［9］.但在研究中，應(yīng)該關(guān)注營(yíng)養(yǎng)素的變化問題，營(yíng)養(yǎng)素是否流失到酶液中，是一個(gè)值得探究的問題.

3.2.2 酶法降解糙米中植酸——釋放營(yíng)養(yǎng)因子

3.2.2.1 內(nèi)源酶法降解植酸

這是一種全天然、無添加、無不良產(chǎn)物的植酸降解方法.糙米的皮層及胚芽中存在著內(nèi)源植酸酶，在通常情況下，酶的活性不表現(xiàn)，但在一定條件下，如果能夠使得糙米的內(nèi)源酶被激活，那么糙米中的植酸就可以被降解［10］.但是目前這種方法最大的阻礙是探索內(nèi)源植酸酶的激活條件及它的水解率，如果此方法探索成功，且降解能力夠高，內(nèi)源酶降解糙米中的植酸將成為提高谷物營(yíng)養(yǎng)效價(jià)的主要方法.

3.2.2.2 外源酶降解植酸

目前在禽畜飼料中外源酶降解植酸法采用較多［10］.特點(diǎn)是把植酸酶直接添加到飼料中，在牲畜進(jìn)食的同時(shí)達(dá)到降解植酸，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)素吸收的目的.實(shí)驗(yàn)中，首先要使內(nèi)源酶失活，才能進(jìn)一步確定外源酶的降解效率.但在實(shí)際生產(chǎn)中，不可能先將內(nèi)源酶失活，再單獨(dú)進(jìn)行酶測(cè)試.

3.2.3 復(fù)合酶法降解植酸

復(fù)合酶法的降解途徑是指在內(nèi)、外源酶的協(xié)同作用下，對(duì)糙米的植酸進(jìn)行降解.這種方法可能獲得較高的降解率，但在使用外源酶時(shí)應(yīng)考慮到內(nèi)、外源植酸酶的降解條件.

3.3 高壓均質(zhì)——改善膳食纖維活性

高壓均質(zhì)［10］的原理是通過均質(zhì)機(jī)將食品原料的漿、汁、液進(jìn)行細(xì)化并混合，進(jìn)而大大提高食品的細(xì)度和均勻度，防止或減少液狀食品物料的分層，改善外觀、色澤及香味，提高食品質(zhì)量，同時(shí)進(jìn)一步提高營(yíng)養(yǎng)素的生理活性.糙米中含有較多的膳食纖維，人體尚未能利用其中的膳食纖維，如果可以通過高壓均質(zhì)的方法來加工糙米食品，無疑是對(duì)糙米制品研發(fā)的一項(xiàng)重大突破.

3.4 擠壓膨化技術(shù)——改善口感

實(shí)驗(yàn)證明:擠壓膨化后［10］，食品水溶性指數(shù)增大，吸水指數(shù)降低，這表明在擠壓膨化過程中，淀粉除了發(fā)生糊化外，還有一部分降解為糊精，這都增加了淀粉的可消化性.糙米膨化物中植酸的降解達(dá)30%，而研究［10］表明:糙米于115℃加熱4 h，植酸的降解率為5% ～25%，這說明擠壓膨化對(duì)植酸的降解在效率和程度上是優(yōu)于常規(guī)加熱方法的.糙米經(jīng)過擠壓膨化技術(shù)處理后，其口感得到明顯的改善，從而進(jìn)一步提高了營(yíng)養(yǎng)價(jià)值.

3.5 基因工程改造及分子遺傳學(xué)法——提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及生物效價(jià)

近年來，美國(guó)學(xué)者相繼在玉米、大麥和大豆中通過理化誘變選育出低植酸突變體(low phytic acid，LP)，并證實(shí)通過降低籽粒中植酸含量，可顯著增強(qiáng)人體對(duì)微量元素的有效吸收.同時(shí)，在全谷物食品糙米的研究中應(yīng)用分子生物學(xué)研究對(duì)糙米的抗?fàn)I養(yǎng)因子、生物效率、膳食纖維的改善也具有一定效果，有望通過分子遺傳學(xué)方法來提高糙米中生物活性物質(zhì)的利用效率［10］.

4 糙米在國(guó)內(nèi)外開發(fā)現(xiàn)狀及前景

2007年由美國(guó)稻米聯(lián)盟和ARS南部地區(qū)研究中心(SRRC)聯(lián)合舉辦的名為“稻米利用會(huì)議”的系列研討會(huì)，令更多美國(guó)人重新認(rèn)識(shí)稻米的價(jià)值.

日本是世界上最早實(shí)現(xiàn)糙米商品化的國(guó)家，其研究和生產(chǎn)水平處于世界的前沿，發(fā)芽糙米最早商品化技術(shù)是由日本農(nóng)林省和中國(guó)農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)與食品研究所于1997年聯(lián)合開發(fā)的.2002年8月，臺(tái)灣省“臺(tái)北板橋農(nóng)會(huì)”生產(chǎn)出發(fā)芽糙米并面市［11］.發(fā)芽糙米在日本除作為主食之外，還被加工成了各種食品，如日本發(fā)明以發(fā)芽糙米為原料，制成含酒精17% 以上，氨基酸和酸度較高的清淡爽快型清酒和有獨(dú)特風(fēng)味的蒸餾酒［12］;日本那卡公司利用糙米芽生產(chǎn)出了兩種富含營(yíng)養(yǎng)的醬汁［12］;日本石井食品公司以發(fā)芽糙米為主原料制成了4種藥膳粥［13］;日本茅原纊等研制了含有發(fā)芽糙米提取物作為活性成分的脯氨酰內(nèi)肽酶抑制劑，用于預(yù)防老年癡呆和遺忘癥［13］.此外，日本還開發(fā)了以發(fā)芽糙米為原料的谷物糕點(diǎn)［14］、米芽醋、嬰兒斷奶食品［15］、米芽豆乳飲料等.

目前，國(guó)內(nèi)糙米的加工制品很少，已見報(bào)道的有以發(fā)芽糙米、大米和大豆為主要原料，制作調(diào)味料味噌;將發(fā)芽糙米和糙米混合生產(chǎn)全糙米粉，我國(guó)福娃公司以糙米為原料生產(chǎn)的集美味營(yíng)養(yǎng)一體的糙米卷.

由此可見，糙米作為具有高保健價(jià)值的營(yíng)養(yǎng)食品的地位已得到認(rèn)可.糙米具有很高的開發(fā)利用價(jià)值，是健康的理想純天然食品，在全國(guó)應(yīng)得到廣泛重視和推廣.有學(xué)者預(yù)言，糙米食品將成為2 1世紀(jì)人們的主要食物.我國(guó)稻谷種植面積及產(chǎn)量居世界首位，糙米食品的開發(fā)研究、生產(chǎn)銷售、品質(zhì)檢測(cè)等一條龍式的新一代稻谷深加工產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段，但糙米食品的產(chǎn)業(yè)化必將提高我國(guó)人民生活質(zhì)量和總體素質(zhì)，糙米食品的開發(fā)生產(chǎn)有著廣闊的前景.

5 開發(fā)糙米過程中需要解決的問題

糙米研發(fā)在我國(guó)尚處于起步階段，在開發(fā)糙米過程中，應(yīng)解決好以下幾個(gè)問題［16］.

1)糙米保藏及儲(chǔ)運(yùn)的問題.糙米含有多種酶，容易在適宜的溫度下被激活產(chǎn)生霉變，儲(chǔ)存期短.目前，低溫儲(chǔ)藏是糙米儲(chǔ)藏的最佳方法，這已經(jīng)被國(guó)內(nèi)外研究者共同證實(shí).日本某研究證實(shí)，充氮?dú)夂统涠趸純?chǔ)藏糙米，糙米的品質(zhì)比常規(guī)儲(chǔ)藏的要好.

2)雖然目前對(duì)于糙米食品的加工技術(shù)有了比較深入的研究，但時(shí)至今日，仍然沒有探索到一種簡(jiǎn)單又行之有效、最大限度保留糙米營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的改性方法，使糙米像精白米一樣，成為人們餐桌上的主食，對(duì)于糙米的推廣仍面臨一些難題.

3)發(fā)芽糙米中豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值是其引起人們關(guān)注的主要原因之一，如何進(jìn)一步提高發(fā)芽糙米中生理活性成分特別是氨基丁酸的含量，是今后的研究重點(diǎn)之一，如高氨基丁酸水稻品種篩選，采用高壓處理與谷氨酸鈉浸泡處理是否有利于氨基丁酸的富集［17－18］.

4)糙米作為主要食品食用還應(yīng)在改善產(chǎn)品口感上下工夫，如在浸泡過程中添加纖維素酶木聚糖酶軟化皮層等，使其口感風(fēng)味更接近于白米.開發(fā)以糙米為原料的系列功能性食品，如方便米糊、飲料、填充劑等，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多樣化.

5)在糙米制品的開發(fā)中，應(yīng)制定含有氨基丁酸等功能性因子的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和工藝要求，以規(guī)范產(chǎn)品生產(chǎn)和市場(chǎng).此外，還要通過嚴(yán)格的質(zhì)量管理，確保糙米產(chǎn)品具有較高的品質(zhì)，以達(dá)到應(yīng)有的功能性效果.

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(責(zé)任編輯:王 寬)

General Utility of Brown Rice

WANG He-nan，WANG Jing
(School of Food and Chemical Engineering，Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China)

Brown rice nowadays is an healthy grain that accepted by people by reason of its rich basic nutritions and funcional composition than milling rice.The paper aims that how to make use of the brown rice Systematicly，the high nutrition value and application potential and the problem in edible quality like the odor，taste，sensory deficiencies as well as improving methods for these problems and its products processing and utilization of the status was introduced.Besides，the paper discussesd that the issues like storage of brown rice，the standard-settings of nutritions as well as how to form a system of brown rice products，for specific issues，the prospects of comprehensive development and utilization of the brown rice was discussed.

brown rice;nutrients;improvement;exploitation and utilization

TS213.3

A

1671-1513(2012)03-0049-04

2011-12-19

王赫男，女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué).

王 靜，女，教授，博士，主要從事功能性食品方面的研究.通訊作者.