稻米加工副产物米糠综合利用的研究

左英秀，沈 军

1.中粮东海粮油工业(张家港)有限公司 (张家港 215634) 2.无锡中粮工程科技有限公司 (无锡 214035)

米糠是糙米碾白过程中被碾下的皮层及少量米胚和碎米的混合物，米糠主要由外果皮、中果皮、交联层、种皮和糊粉层组成。新鲜米糠色泽呈黄色，风味呈米香味，具有鳞片状的不规则结构。米糠和米胚中蛋白、脂肪、膳食纤维、维生素和矿物质等营养素的含量比精米高得多。美国农业部的研究报告称，稻谷中64%的营养素集中在米糠中。米糠的利用方面，目前主要是用作米糠油和菲丁的原料，但这两项利用总和也仅占到全国米糠总产量的15%，其余85%米糠几乎全部用来作为饲料，造成了极大的资源浪费。因此，加大对米糠的开发和应用力度具有重要的社会和经济意义。

1 米糠制油

米糠中粗脂肪含量约为13%～22%[1]，米糠制油的方法很多，但在工业上主要采用的是压榨法和浸出法。压榨法是传统方法，优点是工艺简单、投资少、操作维修方便，缺点是出油率低，糠饼残油率在3.0%～4.5%之间。浸出法的优点是出油率高、糠饼品质好、生产规模大，缺点是技术比较复杂，生产安全性差，三废排放处理成本高。

2 米糠制油副产品的利用

米糠油在精炼过程中，毛油中所含的许多油脂伴随物基本上都转入到了各精炼阶段的油脚中，可以进行开发再利用。米糠油精炼油脚的组成见表1。

表1 米糠油精炼油脚的组成

2.1 谷维素

谷维素即阿魏酸脂，具有酚类物质的性质，因此可以与NaOH反应生成酚钠盐，这样其亲水性能大大增加，从而易被碱性皂吸附。谷维素是数种脂肪醇与阿魏酸成酯的混合物，由日本著名化学家土屋之太郎在1954年从米糠油中发现。目前已知的谷维素主要药理和临床疗效有[2]：一种植物神经调节剂，对植物神经功能失调有较好疗效；具有抗高血脂和抑制自体合成胆固醇的作用；具有抗脂质氧化的作用；对肠胃神经官能症有调节改善作用；被列为脂溶性维生素，对动物生长有促进作用。

米糠毛油通过两次碱炼，可使其中80%～90%的谷维素富集于皂脚中，达到捕集的目的。利用谷维素能溶于碱性甲醇而糠蜡、脂肪醇、甾醇等不皂化物不能溶于其中的特点，使谷维素钠盐与黏稠物质和不皂化物分离。最后，用有机酸酸化谷维素钠盐，使其成为谷维素成品。谷维素产品质量指标见表2。

表2 谷维素产品质量指标

2.2 甾醇

米糠甾醇和米胚甾醇是我国植物甾醇蕴藏量最多的资源之一。米糠油不皂化物中甾醇含量约81%左右[3]。甾醇在皂脚和脱臭馏出物中得到富集。在以皂脚为原料提取谷维素的过程中，通过甲醇碱液皂化，使甾醇浓集于析出的皂渣中，皂渣就成为提取谷维素的好原料。提取原理是用丙酮萃取甾醇，再经过滤、脱溶浓缩、脱色重结晶等物理过程制得甾醇成品。甾醇产品质量指标见表3。

表3 甾醇产品质量指标

2.3 糠蜡

从米糠油脱蜡工序中获得的副产品是蜡糊，其中还含有较多的杂质。从蜡糊中提取糠蜡有压榨皂化和溶剂萃取两种方法。溶剂萃取法所得的糠蜡质量较好，得率高，脱蜡油的回收也比较充分，且能节约烧碱，减轻劳动强度。但溶剂消耗量大，设备较复杂，防火防爆条件要求严格；压榨皂化法则设备简单，维修费用低。但产品得率低，糠蜡和米糠油损失大，蒸汽耗用量大，产品的纯度、光泽、硬度等均较溶剂萃取法差。糠蜡产品质量指标见表4。

表4 糠蜡产品质量指标

2.4 维生素E

脱臭馏出物是维生素E含量最丰富的油脚，一般含有5%～15%维生素E，是制取维生素E的极佳原料，维生素E制品质量指标见表5。其工艺流程如图1。

图1 工艺流程示意

表5 维生素E制品质量指标

2.5 蛋白质

米糠不仅是谷物外皮中蛋白质含量较高的植物蛋白资源，而且其蛋白质是一种高营养价值的蛋白，氨基酸组成与FAO/WHO的建议模式较接近。它的应用性功能，如乳化性、溶解性、稳定性等，可与大豆分离蛋白相媲美。因此，米糠蛋白是理想的营养保健食品的蛋白质强化剂。米糠蛋白质的提取工艺流程如图2。

图2 工艺流程示意

另外，控制蛋白酶的水解程度可以生成具有生理活性的功能肽，是目前国内外食品医药领域研究的热点。日本有研究报道以大米中的清蛋白为原料，通过酶解作用生成有增强免疫功能的活性肽。但米糠蛋白中清蛋白的含量是米蛋白的6～7倍，若能利用米糠中的清蛋白开发这种活性肽，将更为经济可行[4]。

2.6 菲丁及其水解物

菲丁的提取方法很多，如醇类沉淀法、金属盐分离法、稀酸萃取碱中和沉淀法等。工业生产上普遍采用后一种方法。即用无机酸或有机酸浸泡原料，然后用碱中和，使菲丁沉淀出来，如作为药物使用，则还需进一步精制，以达到更高的纯度。由于脱脂米糠饼粕的植酸盐含量比其他谷物或者油料种子高，所以脱脂米糠是制取菲丁的首选原料。实验证明，提取蛋白和多糖后的米糠渣中菲丁得到富集，含量较米糠饼粕提高7%以上，而且生产菲丁时酸浸泡液中蛋白、多糖和矿物质的含量也有较大幅度的下降，有利于提高产品中菲丁的含量以及菲丁生产肌醇的精制过程。工业菲丁质量指标见表6,制取菲丁工艺流程如图3。

图3 工艺流程示意

表6 工业菲丁质量指标

3 米糠食品

经过稳定化处理的米糠，组织结构疏松，具有微甜滋味和略有坚果风味，已不具米糠特有的令人难以接受的口感。如今，已能把稳定米糠制成多种营养丰富、生理功能卓越的食品原料。

3.1 水溶米糠营养素

水溶米糠营养素也称为米糠精或全能稻米营养素，它富含了米糠中水溶性的营养素，其制取工艺如图4。

图4 工艺流程示意

由于提取过程中采用了适合植物酶作用的条件，米糠内源性的或外加的一部分的植物酶使成品中的抗营养因子植酸的含量大大下降。水溶米糠营养素味道甘美，可直接食用或制成饮料，也可作为其他食品的营养增强剂。水溶米糠营养素指标见表7。

表7 水溶米糠营养素指标

3.2 米糠营养纤维

米糠营养纤维也称为米糠浓缩纤维，主要含有米糠中的膳食纤维，其制取工艺如下：

米糠渣→淀粉液化→过滤→气流干燥→成品

米糠纤维营养素富含米糠多糖，具有清理肠胃、降低血脂、减肥通便等功能，可作为纤维食品及各类食品的功能性添加剂。水溶米糠营养素指标见表8。

表8 水溶米糠营养素指标

4 结束语

米糠是稻谷籽粒的精华所在，含有多种营养素，联合国工业发展组织把米糠称为一种未充分利用的原料。米糠的综合利用途径很多，归纳起来主要有两大类：一是米糠的全脂利用，即米糠不经过脱脂的利用；二是米糠的脱脂利用，即米糠先经过脱脂，再分别进行米糠油和米糠饼粕的利用。米糠经过综合利用后，其经济效益可得到大幅提高。