留胚米的营养保健价值及研究进展_市场应用前景广阔的食品加工配料.docx

留胚米的营养保健价值及研究进展市场应用前景广阔的食品加工配料杜红霞1 ，孟庆虹1，2 ，张守文1 ，严松2 ，卢淑雯2( 1. 哈尔滨商业大学食品工程学院，哈尔滨150076;2. 黑龙江省农业科学院食品加工研究所，哈尔滨150086)摘 要: 介绍了留胚米的营养成分及功能，同时阐述了国内外对留胚米在碾制机器、贮藏、深加工等方 面的研究进展，提出了留胚米 存在的问题、前景展望和对未来留胚米发展的几点建议。关键词: 留胚米; 营养; 研究中图分类号: ts202. 1文献标识码: a文章编号: 1006 2513( 2014) 09 0154 05the nutritional health value and research development of germ remained ricedu hong-xia1 ，zhang shou-wen1 ，meng qing-hong1，2 ，yan song2 ，lu shu-wen2( 1. college of food engineering，harbin university of commerce，heilongjiang harbin150076;2. food processing institute heilongjiang academy of agricultural sciences，harbin150086)abstract: in this thesis，the nutritional components and function of the germ remained rice nutrition are introduced meanwhile，the essay treats of the relevant researches in the milling machine，storage and deep processing of germ remained rice based on this，the problems existed，prospects and suggestions for further developing of germ re- mained rice were put forwardkey words: germ remained rice; nutrition; research稻谷作为膳食食品的主要原料，对其加工和 利用也 朝 着 健 康、 营 养、 安 全、 方 便 化 方 面 发 展。随着稻谷加工水平的提高，大米的加工精度 等级也越来越高，因此在碾白和抛光过程中，营 养物质的损失也越来越严重。高精度大米虽然口 感好，但其营养价值较低，长期食用易患各种慢 性疾病1 2。为提高稻谷的营养价值，具有丰富 营养价值的留胚米便应运而生3。留胚米的定义是留胚率为 80% 以上，并且每 100g 大米中胚的 质量为 2g 以上的大米4。胚乳是稻米核心组成 部分，其主要成分为淀粉，是日常食用的主要部 分，也是发展低热量、低脂肪等专用食品的重要 原料5。米胚所含有的营养成分占 大米的 60% 以上，可见其营养价值之高6。留胚米是同时对 米粒实现部分精抛的大米，兼顾营养和口感。本 文就留胚米的营养保健价值及研究进展进行了收稿日期: 2014 11 19基金项目: 黑龙江省自然科学基金面上项目 ( c201237) ; 国家公益性行业 ( 农业) 科研专项经费项目: 活性稻米、杂粮等食品 加工关键技术及装备研究与示范 ( 201403063) ; 哈尔滨市科技创新人才研究专项资金项目 ( 2012fqyn118) ; 现代农业产业技术体系建设专项资金资助项目 ( cas 01 34) 。作者简介: 杜红霞，( 1988 ) ，女，在读硕士研究生，食品科学专业。综述。1留胚米的产生及发展过程水稻已成为全世界人民尤其是亚洲人民的 主食。依据稻谷加工程度的不同， 可 将 大 米 分 为糙米、留胚米和精白米 3 种类型。 留胚米是 上世纪 20 年代碾米工艺革新后的产物，其碾除 了糙米的米糠层，但保留了稻谷的最精华部分 米胚7。留胚米最早在日本问世，众所周知，日本是 世界上人均寿命最长的国家。调查数据显示，日 本国民寿命男性平均已达 81 岁，女性 86 岁。一 个重要的原因就是，日本人每天都要吃新鲜的留 胚米。早在 1924 年，日本东京大学岛圆顺次郎教授就提倡食用留胚米，用来预防当时常见的脚留胚米中含有丰富而优质的蛋白质、脂肪、 vb1 、vb2 和 ve 等多种维生素以及常量元素钙、 镁和微量元素锌等多种矿物质在留胚米中损失很 小，因此留胚米比一般大米营养价值高，食用留 胚米有助于人体健康9。2. 2留胚米米胚蛋白质的氨基酸留胚米米胚不仅含有丰富的蛋白质，而且其 蛋白质的质量和营养价值可与举世公认的优质植 物蛋白大豆蛋白媲美。留胚米蛋白质中的氨基酸 含量丰 富， 含有丰富的赖氨 酸、 苏 氨 酸、 色 氨 酸、胱氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨 酸、苯丙 氨 酸、 酪 氨 酸、 组 氨 酸、 丙 氨 酸 精 氨 酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸、丝氨 酸，尤其值得重视的是，米胚中还含有一般食物 罕见的长寿因子谷胱甘肽。谷胱甘肽是一种活性气病。1927 年东京大学医院首先付诸实施，1929三肽10。在人体内，谷胱甘肽通过谷胱甘肽过氧年日本海军和陆军也相继食用留胚米。1975 年， 曾是岛圆教授学生的日本女子营养大学校长香川 凌，再次重新提倡食用留胚米，并极力主张生产 和推广这种产品。为此，日本一些粮食行会和团 体先后对留胚米开展了进一步的研究，1977 年 7 月 15 日确定留胚米为正式产品，并统一使用留 胚米这个名称8。2留胚米的营养保健价值2. 1留胚米的一般营养成分留胚米中的蛋白质、脂肪、维生素和矿物质 含量丰富，其含量和质量均优于一般大米。表 1 为留胚米和一般大米的营养成分。表 1 留胚米的营养成分成分留胚米大米蛋白质( % )6. 46. 2脂肪( % )1. 10. 8化酶的催化，可与过氧化物发生反应，还原过氧化物，避免它对人体造成危害，具有保护大脑功 能及有助于体质健康作用。谷胱甘肽在体内还有 传递氨基酸的作用。据报道，孕妇缺乏蛋白质， 主要是缺乏谷胱甘肽。2. 3留胚米脂肪酸的组成留胚米不仅含有丰富而优质的蛋白质，还含 有丰富而优质的脂肪。留胚米的脂肪酸组成中， 不饱和脂肪酸在 70% 以上，必需脂肪酸( 主要指 亚油酸) 高达 39% 58% ，高出糙米、碎米和精 米的几倍。而且，留胚米必需脂肪酸的配比含量 高于一般植物油，同时也胜于动物油脂。表 2 留胚米油和其他几种油脂脂肪酸的组成 名称油酸亚油酸亚麻酸 米胚油32 4039 401 2大豆油20. 453 547. 4花生油37 3834 350. 2奶油24. 614 150. 8纤维素( % )0. 40. 3 灰分( % )0. 60. 6从表 2 中可以看出: 米胚油中亚油酸约占不vb1( ug / g)3. 00. 9饱和脂肪酸的一半。亚油酸对于维持人体正常生vb2( ug / g)0. 80. 3 vb3 ( ug / g)17 长、保持血液动脉血管及神经和大脑的健康有重要作用。同时亚油酸可以防止人体水代谢功能紊 乱而产生的皮肤病变，可保护皮肤和其他组织的青春健康。同时日本学者还发现，亚油酸可使胆 固醇呈流动态而不沉积在血管壁上，因而能预防 动脉硬化。2. 4 留胚米中矿物质留胚米米胚的锌含量十分丰富。锌是人体十分 重要而又容易缺乏的必需微量元素之一，具有重要 的生理功能，是人体生长发育、智力发育必不可少 的矿物质元素。缺锌易引起基础代谢率下降、组织 脂质过氧化能力增强，引起氨基酸氧化加强，出现 蛋白质合成障碍。孕妇、乳母是胎儿和婴幼儿锌的 直接来源，对锌的需求量也比成人高出两倍。此 外，米胚中钙、镁等矿物质元素也很丰富。总之， 米胚富含各种营养成分，其营养价值高，不亚于一 个小型营养库。留胚米中米胚的保留率达 80% 以 上，是一种具有营养强化意义的大米。2. 5 留胚米中的维生素留胚米中不仅含有丰富而优质的蛋白质和脂 肪，还含有丰富的维生素。人体十分需要而又普遍 缺乏的 vb1 、vb2 和 ve 在白米中含量甚微，而在 米胚中含量丰富。对人体而言，维生素以 b 族维 生素 vb1 、vb2 和 ve 甚为重要。vb1 是人体内糖代 谢的重要物质，对于增进食欲、促进生长有重要作 用。缺乏时易引起新陈代谢紊乱，从而影响神经组 织的正常功能，发展成多发性神经炎，即脚气病。vb2 是构成呼吸黄酶和其他许多脱氢酶的辅酶所必 需的物质，能促进糖、脂肪及蛋白质的缺乏时呼吸 能力减弱，整个新陈代谢受阻碍，儿童最易出现生 长停止，成人则出现口腔炎、皮肤炎等病症。ve 是一种天然抗氧化剂，可促进细胞分裂、延缓细胞 衰老、维持人体细胞膜和心脏等器官活力、维持血液正常循环、防止胆固醇氧化成过氧化酯、预防动 脉硬化、滋润皮肤使人焕发青春活力。最近还发 现，ve 具有抗癌功效。因此，可以毫不夸张地说，每粒留胚米都是 粒维生素胶囊。这也正是留胚米的最大特点。长 期食用留胚米，可以促进人体发育、维持皮肤营 养、促进人体内胆固醇皂化、调节肝脏积蓄的脂 肪，因此留胚米实属天然强化米。3 留胚米的研究进展3. 1 留胚米碾米机的研究现状3. 1. 1 国内留胚米碾米机的研究进展我国对留胚米及其加工机械的研究始于 20 世 纪 90 年代初期，发展至今仍然处于起步阶段。 为了提高自主创新能力，填补国内留胚米碾米机 生产的空白，近年来，国内一些高校和研究院所 纷纷对留胚米碾米机进行研究，并取得了阶段性 的成果。江苏理工大学农产品加工工程研究所从 1992 年开始从事留胚米碾米机的研究，试验样机 为立式下喂料碾米机，采用自重喂料方式，糙米 进入螺旋输送器，再由螺旋输送器由下而上强制 送料，进行自下而上的工作方式，结果胚芽保留 率相对普通碾米机有了一定程度的提高( 田庆国， 孙正和，1997) 。1999 年，黑龙江省绥化市小型拖 拉机厂与哈尔滨工业大学合作，做了留胚米碾米 机的相关研究。( 闫学亚，王广林等，2000) 。在 20 世纪 90 年代末期，江苏理工大学农产品加工工程 研究所研究制造了立式碾削留胚米 机11 12。该 机生产留胚米产量达到 0. 6t / h，留胚率达到 80% 以上。2001 年至 2003 年，湖南省湘粮机械制造 有限公司运用轻碾技术对留胚米碾米技术进行了 一定的试验研究，采用立式碾削碾白型砂轮碾米 机，使碾米时的留胚率得到一定的提高 ( 杨扬， 2004) 。此外，无锡轻工大学等单位也对留胚米 碾米机进行了相关研究，并提出了多台碾米机串 联生产的设想。3. 1. 2国外留胚米碾米机的研究进展 国外对于碾米机的研究是在第二次技术革命的大背景下开始的，其中日本对于胚芽米及其加 工机械的研究相对最早，于 1930 年研制出世界 上第一台留胚米精米机。在日本有代表性的碾削 型留胚米碾米机生产厂家主要有佐竹公司以及约 里公司。20 世纪 70 年代，日本佐竹公司试制成 功了能够保留 80% 以上胚芽的 em 型留胚米碾 米机，2013 年佐竹公司研制出了胚芽米制造系统ndb15a / kb40g，与 em 不 同 的 是， 其 采 用 的是立式碾米机，操作更为简便、连续。其他国 家和地区也有留胚米加工机械的研究，比较出名 的有瑞士布勒有限公司生产的 dsd 型立式碾米 机13 14，该机规格有 20ke 和 306e 两种机型， 此外，2005 年，韩国生产的一种留胚米碾米机， 结合传统粮食加工方式，采用立式 “喷泉” 推进 输送，通过糙米间相互摩擦去除油糠，保留了大 米 70% 以上的胚芽，有效保护了大米的营养及新鲜度。国外的留胚米碾米机多为立式碾米机， 如日本佐竹米机、瑞士布勒米机、意大利 olmia 米机、德国 schllle 米机等，这是由于立式米机的 米流密度，在轴向同一高度点基本一致，所以 在环形的前、后、左、右的周向压力变化不大， 只要调节好碾白压力，就能获得理想的碾米效果 ( 金增辉，2003 ) 。由于经济全球化的影响，留胚 米的营养价值几乎已经被世界上任何一个国家所 熟知，东南亚的菲律宾、新加坡、泰国以及中国 台湾等国家和地区在近些年更是掀起了食用留胚 米的热潮。3. 2留胚米的贮藏3. 2. 1国外留胚米的保存由于留胚米比普通精白米多了生命物质 胚芽部分，在储藏过程中更易受湿、热、霉、虫 的影响而变质，常温储藏仅一个月，就有明显的 哈败现象，留胚米储藏一直是大米加工企业在留 胚米生产销售中的瓶颈问题。根据国外的资料来 看，热处理是一种经济有效的办法。日本大量研 究的结果是: 用 150 以下温度进行干燥灭酶， 将留胚米水分控制在 5% 以下，最好能达到 2% 3% 热处理时将胚芽的温度控制在 120 130 为最好。如热处理温度超过 150 ，则大米胚芽 会产生大量的过氧化物。3. 2. 2国内留胚米的保存留胚米和糙米一样均应新鲜食用，这样便限 制了留胚米的长距离运输和长时间保 藏15 16。 留胚米的保藏问题，可以通过紫外线照射和真空 塑封袋包装等手段解决，最近又有报道，留胚米 用双层袋真空包装或单层袋辐射处理，对防止其 酸败均有明显效果。将袋内空气全部抽走，造成 真空，袋内好氧菌群无法大规模繁殖17; 另外， 程振琇曾做实验将袋内空气抽走后充入一定量 co2 ，留胚米在发芽过程中会消耗掉这些 co2 ， 使得袋内形成真空，并且大米保藏时间越长，其袋内真空程度越高。该方法已在台湾等地大规模 应用18。3. 3留胚米的深加工3. 3. 1国内留胚米的食品开发利用将留胚米发芽后开发利用在食品中 添 加 少 许，就有良好的效果，爽口酥脆食感好、香味独 特好、色泽好、营养价值高。此研究已引起国内外研究者的高度重视。例如: 在面包制作时面包 添加留胚米的胚芽粉，可增加面团产率，赋予面 包瓤和面包皮黄褐色泽，同时不干扰发醉，产品 新鲜水分足，增加了丰富优质的氨基酸、矿物质 和维生素，营养丰富。另外研究证明: 留胚米的 胚芽粉作为一种风味赋予剂可以与熬过的糖汁及 别的风味物质同时添加到各种糖果。最近，浙江大学以留胚米的品种原料为突破 口，以优质水稻为核心，兼顾粒形和加工特性， 成功选育了优质留胚的粳稻和糯稻新品种，开发 了 “福必得” 胚米和 “香糯胚米粽”，进入市场 后深受广大客户的好评。 开发的相关产品主要 有: 留胚米粉、留胚米奶19。3. 3. 2 国外留胚米的食品开发利用日本生产的 “益母桂”，将脱脂留胚米胚芽 粉碎后得到的脱脂胚芽粉加到米糕等特品中，特 别适用于孕妇，糖尿病患者也很适用。印度蒂鲁 凡卢尔水稻加工研究中心用留胚米胚芽粉试制出 一种新型 “牛奶”，留胚米胚芽粉特有风味，可 添加到有关食品中，若将其添加到咖啡中，则可 使咖啡产生一种独特的风味4 留胚米存在的问题( 1) 由于留胚米还是新生事物，目前全国涉 足该产品的加工企业寥寥，成品也只在北京、重 庆、浙江等小部分城市商超和电商网站上售卖， 消费者认知度过低，主要问题是产品质量还需进 一步提高，此外宣传力度不够，消费者对其不甚 了解。市场培育问题不容忽视;( 2) 我国对留胚米中所含的生理活性物质检 测及其生物验证，目前尚属空白;( 3) 留胚米碾制加工设备不完善，生产、推 广适宜加工留胚米碾米机形式单一，留胚米的食 用品质有待加强。5 前景展望及建议在我国，现代人们对饮食越来越强调天然 性、保健性、营养性，留胚米是一种纯天然的营 养保健食品，与普通大米相比它含有更多的营养成分，特别是 vb1 、vb 2 等 b 族元素、ve，而这 些成分对许多疾病都具有预防和治疗作用，留胚米的生产正符合了人们对食品营养性和保健性的 需求。留胚米时由于保留了胚芽，因而也提高了 出米率。由此可见留胚米在我国有着广阔的市场 前景，大力提倡和推广留胚米对提高人民的保健 意识，完善日常生活的营养结构，促进我国粮食 和食品加工业的发展都有着极其重要的意义。建议开发留胚米碾制机器，投入少，产出高 ( 同一品种、品 质的净糙米可提高出米率 2% 3% ) ，效益好( 产品增值大) ，作为一种主食，对 消费者生理调节大有补益。建议食品科学、现代营养学、生命科学等科 研单位与碾米工厂加强合作，使其在商品化过程 中，保持较高的科学性、实效性，主攻产品的工 业化生产，提高其留胚率及保质期。建议应着眼于高技术留胚米产品的开发，通 过生物工程技术开发多功能、高价值的留胚米营 养产品、保健食品，使留胚米的开发利用从初始 阶段走向高级阶段，以开发各种系列的婴儿、老 年孕妇、学生等所需要的营养、保健食品，推进 我国食品工业的进一步发展。参考文献:1 王小平 糙米、留胚米、精白米中多种矿质元素和 b 族维 生素含量的比较研究 j 广东微量元素科学，2009，16 ( 12) : 50 56.2 倪章祺 介绍留胚米 j 科学大众 ( 中学版) ，1948，4 ( 2) : 64 65.3 金增辉 营养强化米及其加工方法 j 粮食与油脂，2004( 9) : 40 43.4 粮食大辞典编辑委员 粮食大辞典 m 北京: 中国物资 出版社，2009.5 朱永义 留胚米的营养、生产及食用方法 j 粮食与饲料工业，2011( 5) : 31 32.6 金增辉 留胚米 j 粮食加工，2007，32( 2) : 39 40.7 全东兴，刘晓兵 留胚米( 活米) 的品质分析及其应用前景 j 种子世界，2001( 8) : 22.8 冯楠，王杜春 留胚米在黑龙江省的推广价值与推广方略j 黑龙江粮食，2006( 6) : 13 14.9 salvador barber and carmen barber ice bran chemistry and technology in ice product