（食品科学专业论文）稻米铁、锌、植酸含量及加工对其含量和铁、锌溶出率影响的研究.pdf

中国农业大学博士学位论文摘要 摘要 大米是我国居民的最为重要的主食之一，我国大约有三分之二的居民以大米作为主食。大米也 是我国居民膳食中微量营养素，如铁、锌，钙、维生素等的重要来源，但是，稻谷本身有些矿物质 含量比较低，而且加工过程还会大量损失；另外，稻谷中还含有矿物质的抗营养因子一植酸，会 降低矿物质的生物利用率本研究的主要目的是：对我国的主栽水稻品种的糙米和精米中的铁、 锌、植酸含量情况有一个初步了解；针对影响大米矿物质含量的稻谷的初级加工程序一砻谷和碾 米，研究矿物质和植酸在糙米中的分布、碾磨程度对铁、锌消化吸收率情况的影响；针对稻谷的深 加工方法一浸泡、发芽、发酵等，研究不同方法处理的产品的铁、锌、植酸含量及铁、锌的消化 吸收率的情况通过这些系统研究，为食品加工企业在保证食品的感官品质和食昧品质的前提下， 通过适当调整加工方法和加工工艺，进一步改善稻谷类产品的营养品质，特别是矿物质营养，奠定 一定的基础 对产于我冒不同稻作区的部分主裁水稻品种的糙米和经一定程度碾磨加工得到的辅米中的铁、 锌的含量的研究表明t 我国水稻糙米的平均植酸含量为9 6g k g - 1 ，含量范围为7 2 - 1 1 9g k g - 1 。籼稻 和粳稻的植酸含量差异不大，特种稻的植酸含量比常规稻的含量高，早稻的植酸含量比常规稻的 低我国水稻糙米平均铁含量为1 8 1n a g 蟮1 ，含量范围为9 4 - “5m g k g - i ；平均锌含量为2 2 5 n a g k g 1 ，含量范围为1 2 9 - 3 1 3n a g k g 1 ，产于安徽的早稻的锌含量显著低于其它常规稻。在本研究实 验条件下，我国稻谷的糟米率为7 0 ，不同稻种的波动范围为6 1 - 7 8 精米平均植酸含量为3 5 f x g - l ，含量范围为1 9 1 3 6g 蚝- i ，特种稻的植酸含量为1 0 3g k g l 显著高于常规稻的含量水平l 东北产区精米的植酸含量为2 8g - k 9 4 ，显著低于其它产区的样品精米铁含量为3 3m g - k g a ，锌含量 1 7 3n a g k g 1 碾磨过程中，从糙米到精米重量损失约2 0 ，锌损失和重量损失在同一水平，铁损失 达到舵 经蹦t 线显微法分析，铁主要分布在糙米耔粒的最外层和胚芽部分；锌在胚芽部分的含量比较 高，在籽粒其他部位，锌的分布比较均匀；磷在籽粒中的分布情况相对比较复杂，总体来讲，磷在 糙米中的分布呈现随着从表皮向中心的方向逐渐减少的趋势，在糙米籽粒的最外层，存在一层非常 明显的高磷层，磷含量最高的区域是在籽粒中胚芽和胚乳的交界处。碾磨法的结果进一步说明植酸 在糙米中分布的不均匀性，其浓度随着从籽粒表面向中心的方向递减，而且在籽粒中心的约7 0 的 部分几乎不含植酸。铁在糙米籽粒中分布不均匀，其浓度从籽粒表面向中心的方向递减，从糙米最 外层1 重量部分的4 3 4m g l g 1 ，下降至耔粒中心约7 0 的部分铁含量约为4m g k g - 1 。糙米耔粒外 层约占重量6 - 7 的部分，分布了4 5 左右的总铁量，中心占籽粒重量7 0 的部分仅分布了籽粒1 0 左右的总铁量在整个糙米耔粒中，锌的分布是相对比较均匀的，但是存在三个含量分布相对不均 匀的区域 糙米发芽的浸泡过程中，3 5 c ，2 4h 的浸泡处理，糙米的铁含量下降程度最明显，降为1 6 m g 鼍矿；植酸下降程度次之，含量为o 8g l o o g - 1 ；锌含量的变化比较小。浸泡之后为1 7m g k g 1 浸泡过程中铁、锌和植酸三种物质也表现出不同的变化趋势经过8h 的浸泡之后铗的消化吸 i 中国农业大学博士学位论文 摘要 收率由初始时的8 达到2 2 ，浸泡过程对锌的吸收率没有明显影响。发芽过程中，随着发芽时间的 延长，植酸含量逐渐下降，至发芽6 0h 后，植酸含量为0 - 6g i o o g i ，为原料糙米植酸含量的三分 之一，同时，发芽过程中几乎没有铁和锌的损失。发芽过程对铁的消化吸收率有较大的影响，对锌 的消化吸收率影响较小。 浸泡、发芽和发酵是降低和消除谷物类植酸含量的重要方法。未经处理的原料糙米的铁和锌的 含量分别是2 6 2m g k f l 和1 9 6m g - k g 1 。经不同处理的糙米样品的铁含量范围为1 3 - 2 9m g k g 1 ，在所 有处理中，干法加热预处理后浸泡处理和发芽3 6 、钙h 的糙米样品的铁含量最低，为1 3m g k f l 。 而对处理过的样品的锌含量而言，除了经过湿法加热预处理之后浸泡的样品的锌含量比较低外( 低 于1 0m g - k g 1 ) ，其余样品的锌含量几乎在同一水平，锌含量的范围是1 6 - 2 1m g - k 9 1 。原料糙米中的 植酸含量为1 4 4n a g g - l ，经过不同处理的糙米样品的植酸含量范围为：0 3 1 2 9m g g - 1 ，低于原料糙 米的植酸含量。三种处理方法中，浸泡对铁的含量有显著影响；浸泡，发芽前的浸泡和发酵对终产 品的植酸含量有显著影响。未经任何处理的糙米的铁的溶出率为1 6 ，经过不同处理的铁的溶出率 的范围为6 - 3 3 ，先干法加热，然后再用去离子水中浸泡一周的样品的铁的溶出率比未经任何处理的 样品提高了两倍。未经任何处理的原料糙米的可溶解锌含量为7 3m g k g 1 ，经不同处理之后的样品为 4 1 - 8 3m g k g 1 。未经任何处理的糙米的锌的溶出率为3 8 ，经过不同处理的锌的溶出率的范围为 2 5 - 5 7 。在绝大多数的处理中，样品锌的溶出率在3 0 上下波动。 关键词：水稻，铁，锌，植酸，溶出率，煳t 线荧光显微法，碾磨法，发芽，浸泡，发酵 中国农业大学博士学位论文摘要 a b s t r a ( 了r r i c ei so n eo ft h em o 蚍i m p o r t a n tf o o di nc h l m , a n da b o u tl w ot l 血d so fp e o p l eu i ta ss t a p l ef o o d r i e e 趣a l s oo n eo ft h em o s ti m p o r t a n ts o u 麟f o rm i e r o m l u i e t s , s u c ha si r o n , z i n c c a l e i n ma n dv i t a m i n s u l f f o r t u n a t e l y , e o n t c e l t so fm i l a e r a l si nb r o w nf l e el i f e 龇l o wl e v e l sa n dw i l lb el o s td u r i n gp r o c e s s i n g a n d f l e ea l s oc o n t a i n sm i l i c r a l si n l f i b i t o r , p l a y t i ea c i d ，w h i c hw i l ld c c r l ：a s eb i o a v a i l a b i l i t yo fm i n e r a l s o b j e c t i v e s o ft h i ss t u d yi n c l u d i n g ：t oi n v e s l i g a l ee o l l t c n l so fl i o n , z i n ca n dl d h y t i ca c i di nb r o w nr i c ea n dm i l l e dr i c ea s w e l l ；t os t u d y h e d i s t r i b u t i o n o f i r o n , 龇a n d p h y t i e a c i d i n b l m n r i c e a n d e f f e c t o f h t t l l i n g a n d m i l l i n g r a t e o ns o l u b i l i t yo fi r o na n dz i n c ；t os t a l d yt h ec f f c c to fs o a k i n g , , s t e e p i n g , g e r m i n a t i o na , df e r m e n t a t i o no nt h e c o n t e n t s o f i r o n , z i n ca n d p l a y l i e a e k l , a n ds o l u b i l i t y o f i r o na n d z i l a e i n b r o w nr i o n b a s i s o f t h e s es t u d i e s , i t i s e x p e c t e d t h a to p t i m a l p t o e e x h t r e s o f r i c e p r o d u c t s p r o c e s s 咄c a n b e p r o p o s e d t o i n c r e a s e t l i r n n t r i f i o n a l q u a l i t ya n d w e l la l ；e d i b l eq u a l i t y i n v e s t i g a t i o no fb r o w nr i c eg r o w ni nd i f f e r e n te , l l i v a t i gr e g i o ms h o w e dt h a ti l l , a nv a l u eo fp l a y t i e a c i dc o 1 l c n t si s9 6g - k g 1 ，r a n g e d 丘o m7 2 协1 1 9g k f l c o n t e n t so fp h y t i ea c i di ns p c c i l l lv a r i e t i e sa n d a e r o b i cr i c ea s i g d i 卿t l yh i g h e ra n di o w c l rt h a no t h e rn o r m a lv a r i e t i e s , r c s l , e d i v e l y d i f f so f c o n t e n t so lp l l y t i ca c i da r c n o ! s i g n i f i e a mb e t w e e n r i d c aa n d j a p o n i c ar i c e a v e r a g ee o n l n ! o fi r o n 缸1 8 1 皿喀k g 1 ，w i t ht l a er a n g ea t9 4 - 4 4 5m g k g 1 a n da v c n g ee , o l a l c l l to fz i l l ei s2 2 5m g k g 1 ，w i t ht h er a n g e 砒 1 2 9 - 3 1 3m g k g - 1 c o n t e n to fz i n ci na e r o b i cr i e cp r o d u c e di na 1 a u ii ss i g l l i f i c a n t l yl o w e rt h f l e ef i o m o t h e rr l ：g i o i l l s u n d e rt kc o n d i t i o no fp r e s e n ts t u d y ，y i e l do fm i l l e dr i c ci s7 0 ，w i t ht h er a n g e 砒6 1 7 8 a v e r a g ee 0 1 l c n to fp h y t i ea c i di nm i l l e dr i e ci s3 5g k g - 1 ，w i t ht h er a n g ea t1 9 - 1 3 6g - k g 1 1 h y t i ca c i di n s p e c i a lv a r i e t i e si s1 0 3g k g 1 ，w h i e l ai ss i g n i f i c a n t l ym g h c rt h a nr i c ef r o mo t h e rr e g i o n s i 1 0 w c v c r ，e o n t c n lo f p h y t i ea c i di nr i c ef r o mn o r t he a s tc h i n aj s 2 8g k g 1 ，w l a i e l ai ss 墙i i 触n t l yl o w e rt h a nr i c ef i r o mo t h e r r c g i o s c o n t e n t so fi r o na n dz i n ei nm i l l e df l e ea r c3 3m g k g - la n d1 7 3m g l 嘻1 ，r e s p e c t i v e l y l o s so fm a s s d t l r i n gm i l l i n gi s2 0 w l a i e l ai s a tt h es i m i l a rl e v e lo fl o s so fz i n c , a n dl o s so fi r o ni s8 2 i nm i l l i n g l o e e d - a r e w i t hx - r a ym i c r ol l o r e s e e n tm e t h o d i tw a so b s e r v e dt h a ti r o ni sl o c a t e da tt h eo u l c r m o s tl a y e ra n d g e r mp a r ti nb r o w n 概；c o n c e n t r a t i o no fz i n cj ng e r mi sm u c hh i g h e rt h o t h c l rp a r t s ，w h e r ez i l l ei s r e l a t i v e l yc 、m nd i s t r i b u t e d ；d i s t n l n l t i o no fp h o s p l a o n t si nb r o w nr i c ei s1 1 1 0 1 c o m p l i c a t e dt h a nt h co l h c l 1 w o c o m p o n e n t s i ng m l e f a l , i td e c r c a sf l o mo u t e rt oe e n l r a lp a r t a n dt i e r ci sad e a rl a y e ra tt h em o s to u l c r p a r t , w h i c he o n t a i mh i g hc o n c e n t r a t i o no fi r o n i t i st h eb o l m d a r yo fg e r ma n de n d o s i j c r mt h a th a dm c h i g h e s te o n e e n l r a t i o no fp h o s p h o r u si nt l a ew h o l ek e r n e l r e s u l t so b t a i n e df r o ma b r a s i v em e t h o dc o n f l n l l e d t h eu n e v e n l yd i s m b l j t i o no fp h y t i ea c i di nr i c el b m e l , c o n c e n t r a t i o no fp l a y t i ca c i dd e c r e a s e df r o mt h e s u i f a c i ! o fk e r n e lt oe e n l r a lp a r t , a n dt h e r ei sa l m o s t1 1 0p l a y t i ca c i de x i s t e di nt h e7 0 o fe e n l r a lp a r t d i s t r i b u t i o no fi r o ni sa l s on o ti l n i f o l mi nr i c ek e e l , w i t hc o n c e n t r a l i o nd e c r e a s e dg r a d n a l l yf r o ms u l f a c et o e e l 口t r a lp a r t nd e c r e a s e df r o m4 3 4m g 。k g - 1i nf i l eo u tm o s t1 o fk c r a e lw c i g l a ti o4m g k g f li nc e n t r a lp a r t , l l i 中国农业大学博士学位论文 摘要 a b o u t4 5 o ft o t a li r o nl o c a t e da t 岫6 - 7 o ft h eo l l t c rp a r to fk e r n e l w h i kl e s st h a n1 0 o ft o t a li r o ni s 7 0 o f c e n t r a l p a r t d i s l r i b u f i o n o f z i n c j sr e l a t i v e l y c v 姐i n w h o l er i c e k e r l , w i t h c l 【c c p l j o n o f t b r c 。p a r t s i r o ni nb r o w nr i c es t e e p i n ga t3 5 。cf o r2 4hb e f o r eg e r m i n a t i o ns i g n i f i c a n t l yr e d n c e dt o1 6m g k g - 1 f r o m4 9m g 培1 ，f o l l o w e db yp h y t l ca c i dw l t i e l at o0 8g t o o g 1 自【o m1 , 6g - l o o g 1a tt h et i m e , z i n cl e v e li s r e l a t i v e l ys t a b l e ，w l a i e hi s1 7m g 蚓a f t e rs t e e p i n ga n d1 9m g k g 1i ni a wm a t e r i a l s t r e n d so fe l n n g c sm a l s od i f f c r e a tf i o mi r o n , z i n ca n dp h y t i ea c i di ns t e e p i n g s o l u b i l i t yo f i r o nr e a e l a e dt o2 2 f r o m8 a f t e r8h s t e e p i n g n os i g n i f i c a n te f f e c t o f s l e e p i n g o ns o l u b i l i t , o f z i n c c o n t e n t s o f p h 啦a c i d d e , c r e a s e d t o o n e t h i r d o fo r i g i n a lv a h l e ，w h i c h 0 6g + l o o g 1 ，a f t e r6 0hg e r m i n a t i o n n ol o s so fi r o n dz i n ci ng e r m i n a t i o n o e r m i n a t i o na f f e c t e ds o l u b i l i t yo f i r o ns i g n i a e a u y ，a n dh a dn 0s i g n i f i c a n te f f e c to l ls o l u b i l i t yo f z i n c s o a k i n g , g e r m i n a t i o na n df c r m e n l a t i o na r ei m p o r l a n ta p p t o a c l a e st of c d u o fd e g r a d ep h y t i ea c i di n c e r e a l s c o n t e n t so fi r o na n dz i n ei ni m l z c a t c db r o w nr i c ew c l r l ：2 6 2m g k g ja n d1 9 6m g - k g 1 ，r e s p e c t i v e l y c o n l e n l so fi r o ni nb r o w nr i c ei r c a t c dw i t hd i f f e r e n ta p p r o a c h e sr a n g e df i r o n l1 3t o2 9m g k g 1 o f 棚 i r e a t m c n l s ，i z c a l m c n l so fs o a k i n ga l t e rd r yh e a t i n ga n dg e r m i n a t i o nf o r3 6l aa n d 4 8hl e dt oi r o nc o n l e n l st o s i m i l a r l e v c la t l 3 m g k g - 1 c o n l c n l s o fz i i n m o s to f r a t e d m a t e r i a l s m ma t t kr a n g e o f l 6 - 2 1 m g k g _ 1 ， w i t ht h cc x e e p t i o uo tm a t e r i a l ss o a k e d 如fw e tl l c a t i n 岛w l a i e l tw i l ll e s st h a n 1 0m g k f l 1 , h y t i cn e i di n u n t r e a t e di n o w ni i c ci s1 4 4m g g ja n di ni z c a t e dm a t e r i a l sa i r ca tt kr a n g eo f0 3 - 1 2 9r a g - g 1 s o a k i n g a f f e c t e dc o n t e n t so fi r o ns i g n i f i c a n t l y , a n ds t e e p i n ga n df e r m e a t a l i o na f f e c t e dp h y t i en e i ds i g n i f i c a n t l y s o l u b i l i t yo fi r o ni nt m l r e a t e db r o w nr i c ei s1 6 w h i l et l a c ya ”6 - 3 3 i n l a e a t e dm a l e r i a l s t r c a l m c n to f s o a k i n g f o r 7 da f t e r d i y p r o - h e a t i n g i n c r e a s e ds o l u b i l i t yo f i r o n t w o t i m e s o r i g i n a l m a t e r i a l s s o l u b l ez i n c i nu n t r e a t e dm a t e r i a l si s7 3m g k g l ，a n dr a n g e da t4 1 8 3r a g 蟮1 缸t z c a t e do n e s s o l u b i l i t yo fz i n ci n t m l l r e a t e d m a t e r i a l s w a s 3 8 ，a n d 2 5 - 5 7 f o r i r e a t e x l i n - o w n r i e c s o l u b i l i t yo f z i n c v a r i e da t t h e l e v e l o f 3 1 ) i n1 1 1 0 s to f t r a t e dm t e r i a l s k e yw o r d s ：f l e e , i r o n , z i n c ，p l a y t i ea c i d ，s o l u b i l i t y , x - r a yf l u o r e s e e o tm i c r o s c o p ym e t h o d , a b r a s i v e 日a c t h o d , s t e e p i n ga n dg e r m i n a t i o n , s o a k i n g ，f e r m e n t a t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已 经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：孕卯 时间；加6 年，月2 ；日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保 留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上 发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在勰密后应遵守此协议) 研究生签名：时间：彻z 年f ，月2 弓日 导师签名夸宅碍 帆加s 钳月日 中国农业大学博士学位论文第一章绪论 第一章绪论 水稻是全球范围内最为重要的粮食作物之一。世界范围内，超过一半的居民以大米作为主食 品，作为能量和蛋白质的主要来源。而这一半以上的居民，主要居住在发展中国家。特别是在亚 洲。大米是人们日常膳食中能量、蛋白质、维生素b i 、维生素b 2 、尼克酸、铁和钙的主要来源 ( j u l i m ，1 9 9 7 ) ) 。正是基于大米对人类的重要作用，联合国粮农组织曾将2 0 0 4 年定为“国际水稻 年”，主题是“水稻就是生命”。 在我国，水稻、玉米和小麦共同组成我国的三大粮食作物。水稻的加工产品大米，则是我 国最重要的主食之一。2 0 0 0 年，我国的水稻产量占全部谷物总产量的3 6 8 ，产量低于玉米，居所 有粮食作物的产量的第= 位。但是，产量居第一的粮食作物玉米，大量用于饲料加工和食品原 料( 如淀粉) 的加工，很少直接作为食物食用。大米则不同，约9 0 的大米都用于人们的直接食 用，仅有1 0 左右的大米用作食品加工的原科。或者其他用途。2 0 0 3 年，我国的水稻总产量为1 6 6 亿吨，居世界第一位，占世界总产量的2 8 1 。2 0 0 4 年，我国的水稻产量达到1 8 7 亿吨( f a o s t a t d a t a ，2 0 0 5 ) 大米是我国居民的最为重要的主食之一，在我国大约有三分之二的居民以大米作为主食。同 时，大米也是我国居民膳食营养中一种非常重的矿物质来源据报道，1 9 9 2 年，我国居民约有7 7 的铁来源于膳食中的小麦、水稻和水果等植物性食物，只有9 来源于家畜、家禽和鱼类食品等动物 性食物。同时资料显示，长期以大米作为主食带来的最大的问题就是由于大米本身蛋白质含量低而 造成的蛋白质营养不良和铁，碘等微量营养素的缺乏。2 0 0 2 年我国居民人均消费大米的量为2 5 1 9 j l 厌，大米所提供的热量和营养素占日膳食摄入的百分比为：热量的3 0 4 ，蛋白质的1 9 j 和 的脂肪( i c e n n e d y e la l 。z 0 0 z a ) ) 。大米也是我国居民膳食中微量营养素，如铁、锌、钙、维生素等的 重要来源，特别是对那些居住在南方农村地区的居民，大米在营养方面的作用更为突出。 1 1 稻谷的籽粒结构和营养成分含量 稻谷籽粒由颖( 外壳) 和颖果( 糙米) 两部分组成，大米加工的过程中稻壳经砻谷机脱除而成 为颖果，又称为糙米。 糙米是由受精后的子房发育而成，按照植物学的概念，整粒糙米是一个完整的果实，由皮层、 胚和胚乳三部分组成。皮层由果皮、种皮和珠心层组成，包裹着成熟颖果的胚乳，胚乳在种皮内， 是由糊粉层和内胚乳组成。糙米中。各部分所占比例为：果皮和种皮约2 ，珠心层和糊粉层5 - 6 ，胚芽占2 5 3 5 ，内胚乳占鼹9 3 ( 朱新华，董海洲，2 0 0 2 ) 。 糙米是稻谷的可食部分，但受到饮食习惯的影响，我国居民很少直接食用糙米，而是消费经过 进一步碾磨、抛光处理后得到的精白米。 稻谷糙米中含有的化学分成分包括：蛋白质、脂肪、淀粉、纤维素、矿物质等，此外还有一定 量的维生素。糙米中营养成分的分布很不均匀粗纤维和灰分主要分布在皮层，维生素、脂肪及部 分蛋白质分布在糊粉层和胚部，全部淀粉和大部分蛋白质分布在胚乳部分。膳食纤维、矿物质和b 族维生素在米糠中的含量最高，胚乳中富含碳承化合物，并且含有一定量的易消化蛋白质。糙米是 1 中国农业大学博士学位论文第一章绪论 硫胺藁( 维生素b 1 ) 、核黄素( 维生素b 2 ) 、尼克酸( 维生素p p ) 的良好来源，仅含少量甚至不舍 维生素c 、d 和b 胡萝h 素( 维生素a 的前体) ，稻米中的氨基酸组成中富含谷氨酸和天门冬氨 酸，但是赖氨酸含量很低。植酸等主要的抗营养因子大多集中分布在糙米皮层中( 朱新华，董海 洲，2 0 0 2 ) 。由此可见，糙米加工碾去胚部和糠层后得到的精白米，虽然除掉了皮层中不利于消化 吸收的粗纤维和植酸盐，改善了食味和消化性能，同时也带来了一些营养成分的大量损失，特别是 b 族维生素和矿物质等营养物质的损失，而且加工精工精度越亮，这些成分的损失就越大。 长期以来，精白米在我国膳食结构中占主导地位。虽然精白米口感好、易消化，但是一些对人 体健康的重要成分，如维生素、矿物质和纤维素等含量较低( 董绍华，陈健初，1 9 9 4 ) 。并且稻米 加工精度愈高，人体对除糖类物质外的其他营养成分的吸收量则越少( 周惠明，2 0 0 2 ) ) 。 糙米和精白米的主要营养成分含量如表1 1 所示。 寰1 1 糙米中主要营养物质含量 t a b 1 c e m e n t s e f n a t r k n l s 缸b r o w n t i c e a n d w f l e e 注糙米和白米水分含量为( 1 3 9 3 - - 2 1 ) m g g j 由表1 1 可以看出，糙米中的蛋白质、脂肪、矿物质及维生素含量均比精白米高。特别是糙米中 舍有丰富的亚油酸和维生素e 。具有降低血液中胆固醇含量、防止高血压、防癌及吸收中性脂肪的作 用。研究表明，白米中所含的主要营养成分在糙米中都存在，而且糙米比白米具有较高的营养价值。 以糙米为主食，对人体健康大有裨益，因为糙米含有的纤维素可促进胃肠蠕动，使大便畅通，及时 去除有害物质：同时，糙米的胚和米糠层在消化过程中，可以将血液变为弱碱性：糙米中还含有一 定量的淀粉酶，有利于糖的代谢；糙米中铁的含量不低于动物肝脏，因而从理论上来讲，食用糙米 可能有防止缺铁性贫血的功效。因此尽管糙米外观品质和食味品质均不如精白米，但是糙米营养比 较丰富。对健康有益。近年来，糙米越来越受到人们的关注，也逐渐成为人们理想的健康营养食品 ( 王仲礼，赵晓红，2 0 0 5 ) 。 从稻谷到棱自米的工业加工过程中，终产物包括2 5 的稻壳，1 0 的米糠和6 5 的精米。随着碾 磨度的增加，稻谷的重量和营养成分损失增多。据估计，从糙米到精白米加工的碾磨过程，稻米将 损失1 0 1 5 的蛋白质( k e n n e d ye la 1 ，2 0 0 2 b ) 。印度的一个研究同时表明。当米粒抛光度达到6 3 时，硫胺紊和礴的损失分别高达6 5 和4 0 。另外，精白米的脂肪含量约为5 ，而细谷糠中脂肪的 含量则高达1 7 ：维生素e ，b 族维生素及丰富的膳食纤维都随着碾磨过程的进行而流失在米糠中， 致使稽白米的营养价值大打折扣。粗略地计算，稻谷的精加工所带来的损失，相当于每年抛弃9 6 0 万 吨高营养物质，如将其充分利用，可以每年解决3 2 0 0 万以上贫困人口的口粮，或者提高9 6 0 0 万人口 的生话质量( 孙向东，2 0 0 6 ) 。 2 中国农业大学博十学位论文第一章绪论 1 2 糙米的矿物质营养与植酸含量 大米在我国居民的膳食中有着非常重要的意义，因此改变大米的营养状况，对改善我国居民的 营养状况就有若非常重要的积极意义。据2 0 0 5 年公布的2 0 0 2 年我国居民营养和卫生调查结果显示， 目前，大米是我国居民重要的主食物，我国居民的膳食结构是以植物性食物为主( 王陇德，2 0 0 5 ) ，膳 食中动物性食物的摄入量相比较前些年，有了一定的增长，但是与发达国家还有较大的差距。长期 以大米和植物性食物为主，同时摄入的动物性食物又有限，是造成目前我国居民中铁和锌缺乏的主 要原因。 大米引起的矿物质的缺乏主要同两方面的因紊相关，一是稻谷本身矿物质含量比较低。目前已 有一些国家的研究人员对本国生产的水稻的矿物质情况进行了研究。结果表明，水稻中的铁的含量 随地域和国家的不同差异比较大，据目前已经公开的数据显示，糙米中铁含量最高的国家是澳大利 亚，平均含量达2 6m g k g 1 ，最低的是韩国，只有7m g k g - l ，其他国家的情况是印度：2 2m g k g 1 ， 菲律宾和越南1 2 皿g k f l ；锌含量最高的是澳大利亚，为3 2n a g - k 9 1 ，最低是印度，只有1 4m g k g 1 ， 其他几个国家的的稻谷的锌含量在2 0m g k g - 1 左右( 1 ) o e s t h a l ee la 1 ，1 9 7 9 ；v i l l a r e a le la 1 ，1 9 9 1 ；l e ee ta l ， 1 9 9 7 ；p h u o n g e ta 1 ，1 9 9 9 ；k i m e t a l ，2 0 0 4 ) ) 我国水稻的矿物质含量情况。目前除了个别品种有些简 单介绍外，还没有见到比较系统的相关的介绍矿物质在糙米中的分布很不均匀。其中，米糠中含 有总量的约5 1 ，1 0 分布在胚芽中，精米和白糠中分别含有总灰分的2 8 和1 1 ( h u n te ta 1 2 0 0 2 ) ) 。糙米中的矿物质主要分布在稻谷糙米最外层的糊粉层中， 由于我国居民食用大量的经过稽 磨和抛光加工后的精白米，所以导致了我国居民矿物质的摄入量比较低。另一方面，同其他谷物一 样，稻谷中也含有植酸，而且稻谷中植酸含量比较高，约占糙米重量的l 左右，即使是经过加工的 精米，植酸盐的含量也仍然在比较高的水平，达勇j 1 2 0 m g 1 0 0 9 1 ( k e n n e d ye la 1 。2 0 0 2 b ) ) 植酸，即肌醇六磷酸酯，分子式为c 6 地0 2 4 p 由六个磷酸根和肌醇构成，广泛存在于植物的种 子和谷物中。是绝大多数植物种子( 如谷物、豆类、油料) 中磷的主要贮存形态。在水稻耔粒中， 植酸态磷大约占籽粒总磷含量的舳以上。 早在1 8 6 5 年和1 8 6 6 年h a t i n g 从多种植物的种子中首先分离到一些非淀粉的小颗粒成分，并认为 这些成分是植物种子的储藏物质，在种子发芽和植物生长中起重要作用。从此便揭开了人类认识和 研究植酸的序幕。 植酸的分子结构如图1 1 所示( o a t w a ye ta 1 ，2 0 0 1 ) 。 图1 1 檀酸的分子结构 3 中国农业大学博士学位论文 第一章绪论 植酸存在于天然植物中，植酸结构的的特点也决定了其性质的特殊性植酸分子中共有1 2 个位 置的氢可以被置换，这就使得植酸可以和不同的离子或基团形成络合物，也可以和带有电荷的蛋白 质结合。因此，由于环境酸度的不同，植酸可以以游离植酸、植酸盐、菲丁等多种形式存在。植酸 完全水解的产物是肌醇和无机态磷( o a t w a ye ta 1 ，2 0 0 1 ) ) 。 从被发现开始，植酸就被圈定为谷物和豆类食品的抗营养因子很多的研究已经表明，植酸可 以和矿物质或其它的微量营养素结合，从而影响这些营养物质的溶解性和功能性。植酸的这种特点 可能导致了一些重要营养素的缺乏症。以我国为例，居民膳食调查的结果显示，在我国的某些地 区，居民膳食中铁的摄入量是世界卫生组织建议摄入量( 1 t n i ) 的两倍，但是在该地区却仍然存在 非常严重的缺铁性贫血问题，分析原因主要是该地区的居民膳食结构中，几乎摄入的都是植物性食 物，铁的消化吸收率非常低( d 1c ta 1 ，2 0 0 0 ) ) ，植酸在这里的作用就不可忽视。同时，植酸中含有大 量的不可被利用的磷，这样，一方面造成了食物中本身的磷不能被消化吸收而大量浪费，另一方面 还需要从其它食物中进行磷的补充。 近年来，也有一些研究提出了植酸的积极的正面的作用，比如植酸的抗氧化作用，植酸在果蔬 贮藏与保鲜中的作用，植酸抗结肠癌、乳腺癌的作用，同时植酸可以结合重金属离子，从而降低重 金属的毒性的作用等伊c r s s 阻c t a l ，1 9 9 8 ) ) 1 3 改善大米的矿物质生物利用率的意义和方法 1 3 1 改善大米的矿物质生物利用率的意义 据2 0 0 2 年。中国居民营养与卫生状况调查”的调查报告称，在我国居民膳食中，粮谷类仍然是 我国居民最重要的食物，我国居民平均每标准人日粮食摄入量为：4 0 2 1 9 ，其中大米及其制品为 2 3 8 3 9 ( 王陇德，2 0 0 5 ) 。由此可见，大米在我国居民的膳食和营养中有非常重要的作用。 以大米为主要食物的膳食所带来的最大的营养问题包括蛋白质摄入量的不足，以及铁、碘和维 生素a 的缺乏，目前全球范围内有3 5 亿人存在铁缺乏的问题( k e n n e d ye ta 1 。2 0 0 2 0 。我国居民的缺铁 性贫血状况也很严重。2 0 0 2 年“中国居民营养与卫生状况调查”的调查报告指出，我国居民缺铁性 贫血病患病率为2 0 1 ，2 岁以内的婴幼儿和6 0 岁以上的老年人患病率分别为3 1 1 和2 9 1 ，农村男 女的患病率均明显高于城市。同时，相对于1 9 9 2 年的调查结果，1 0 年问，城市居民的患病率下降了 1 9 7 ，农村居民不仅没有下降，反而稍有升高，但是变化不明显。而且，孕妇和乳母缺铁性贫血的 患病率高于其他普通人群，分别为2 8 9 和2 9 5 ( 王陇德，2 0 0 5 ) 。 大米中的矿物质对人体矿物营养的作用如表1 - 2 所示( k e n n e d y e la 1 ，2 0 0 2 0 。 4 中国农业大学博士学位论文 第一章绪论 男性 辅白大米m g 2 0 91 4o 10 1 12 82 91 3 9 嘲2s1 291 72 l3 糙米m g 7 8 94 20 8o 0 9 1 0 54 9 3 1 6 r n i81 5 6 776 63 58 裹1 - 2 大米对人体微量营养素的摄入量和占建议摄入量的百分比 日均摄入大米量，男性；3 g ，女性：2 5 0 9 ) t a b i - 2 a m o s ! a n d p e r c e n to f 姐i n m m d 甜n l g l t l l d u l t i a t a l u e ) o f r t 曲_ m i c r o n n t r i e n t ss u p p l i e d f r o m 彻a v e r a g e r k e i n t a k e ( 3 0 0 9 m - k ，2 s 0 窖n 删i k ) 由表1 - 2 可以看出，对微量营养素钙、铁和叶