谷物科学 第九章

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第九章 谷物加工副产品的利用

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第一节 植物化学素研究发现谷物、蔬菜、水果、豆类等植物可减 少某些慢性常见疾病，如肿瘤、心脏病、中风、 糖尿病与高血压发病的危险性，部分原因是由于 植物中维生素、微量元素及酶的抗氧化和清除自 由基的作用，还有一部分原因是由于植物中所含 的尚未完全研究清楚的物质，这些物质也有促进 健康的作用，称之为植物化学素(phytochemicals)。

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植物化学素是植物中有生物活性的物质。叶绿素， 类胡萝卜素，生物黄酮等。这些物质能给予植物颜 色、香味，并防止植物患病。人类食用以后也能防 止某些疾病，维持健康。 植物化学素是植物中有生物活性的物质。其中绿色 的是叶绿素，黄色、红色与橙色的是类胡萝卜素， 蓝色、紫色与艳绿色的是生物黄酮。

类胡萝卜素有600多种，生物黄酮有4000多种。

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一、类胡萝卜素类胡萝卜素中最主要的是β-胡萝卜素，它在体内能 转变成维生素A,又称维生素A前体。天然类胡萝 卜素的主要来源是高等植物(黄绿蔬菜、水果、藻 类生物、微生物)。

15 15'

β-胡萝卜素

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高等植物叶绿体的主要类胡萝卜素：分类 胡萝卜素类(carotenes) 共轭多烯烃 名称

α胡萝卜素β胡萝卜素 γ胡萝卜素

番茄红素玉米黄素 隐黄质 叶黄素类(xanthophylls) 共轭多烯烃的含氧衍生物 叶黄素 辣椒红素 栀子黄(藏红素)

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类胡萝卜素的生理功能：类胡萝卜素与肿瘤预防： 增强细胞间隙联络通讯、抑制致癌物诱发的肿瘤 转化。 类胡萝卜素与免疫功能： 类胡萝卜素与自由基清除： 类胡萝卜素与眼病、心血管疾病的预防： 降低患白内障的危险性，防止眼睛黄斑退行变性， 预防中风、心肌梗死等心血管疾病。

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二、生物黄酮O 黄酮类化合物是由两个苯环与中间一个含有 氧的吡喃环结合而成。由这一结构可衍化成 多种化学结构，并且可从单聚体、双聚体、 低聚体到几百个单聚体结合而成的多聚体， 形成几千种黄酮化合物。食物中主要的黄酮 化合物为黄烷酮、黄酮、黄烷醇、花色素、 儿茶素和双黄烷。

O 生物黄酮的基本结构

一些谷物中主要黄酮品名 黄酮 黄烷醇 花色素 儿茶素 双黄烷

稻米小麦 玉米 燕麦

√√ √ √

√√ √ √ √ √ √ √

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生物黄酮的功效1.儿茶素能促进动物的生长，增加细胞中酶的功能 2.抗氧化和清除自由基的作用 3.对重金属有螯合作用 黄酮能螯合重金属形成复合物，使重金属不危害人体。 因此在重金属污染环境中生活工作的人服用黄酮类化合 物可防止重金属中毒。 4.抗肿瘤作用 生物黄酮有对抗肿瘤细胞疯长的作用，而且对致癌因子 和

促癌因子有生化抑制作用。能防止肿瘤的发生和抑制 肿瘤生长。

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5、与维生素C的协同作用维持维生素C化学稳定性，加强维生素C的抗氧化和清 除自由基的作用，使维生素C在动物体中抗坏血病的作 用加强。

6、生物黄酮是微生物抑制剂葡萄球菌、大肠杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌、病毒(如 流感病毒、肠炎病毒)的抑制作用。

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三、膳食纤维植物性食物中含有一些不能被人体消化酶所分解 的物质，这些物质虽不能被机体所吸收参加人体 的新陈代谢，但它却是维持身体健康所必需的， 这类物质包括纤维素、半纤维素、木质素、果胶 等，营养学上将这些物质统称之为“膳食纤维”。

与蛋白质、脂肪、糖类、维生素、无机盐和水相 对应的“第七营养素”。

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对人体的主要作用：1、大量吸收水分，增加粪便体积，促进排便， 防止便秘与痔疮。 2、促进肠道蠕动，保持肠道畅通，预防大肠癌 的发生。 3、降低体内胆固醇含量。

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膳食纤维的生理功能和营养生化作用性质细菌降解

膳食纤维类型

生理功能

营养生化作用扩大粪便容积(取决于 降解程度与细菌增殖) 短链脂肪酸能降低结肠 内环境pH值

多糖(细菌作用 在结肠分解多 取决于其可溶性) 糖，产生短链 脂肪酸及细菌 代谢物 果胶、粘胶、 β-葡聚糖、部 分半纤维素

保持水分

膨胀肠内容物， 使胃排空的速度和营养 增加粘性，有 素吸收的速度减缓，使 利于细菌起作 胃肠道的容积增加，也 用 使降解增加 增加胆酸排泄，使小肠 消化的速度降低

吸收或与 有机分子 结合

果胶、木质素、 与胆酸结合， 复合膳食纤维如 并与消化酶反 麦麸 应

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第二节 稻谷加工副产品的利用 米糠：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。我国年产米糠达到900万吨左右，为一种量大面广的可再生 资源。15%作为制备米糠油和菲丁的原料；75%饲料。 稻壳：稻壳又名砻糠或大糠，稻谷的出壳率约为加工原粮的20%, 我国年生产稻壳3000万吨左右。我国除少量稻壳用于燃烧发电和稻 壳制板等外，绝大部分稻壳未加以利用。 米胚：米胚在稻谷籽粒中所占比例为2.0~2.2%,以糙米计为2.6~ 2.9%。制米时脱离胚乳进入米糠。全国米胚的蕴藏量估计可达10万 吨以上。 碎米：一般为大米成品的30~40%。用于制造淀粉、米粉和配合饲 料，或作为发酵工业的原料，生产酒精、柠檬酸等产品。

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米糠、米胚和精白米的主要化学成分(%)水分 米糠 米胚 精白米 10~15 10~13 12~16 粗蛋白(N×5.95)

粗脂肪 13~22 17~40 0.7~2

碳水化合 物 35~50 15~30 72~80

膳食纤 维 23~30 7~10

灰分 8~12 6~10

12~17 17~26 6~ 9

1.8~2.8 0.6~1.2

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生糠利用

细菌培养基、家畜饲料、肥料

稳定化处理

食品原料

米糠系列多功能健康食品 脂肪酸、脂肪酸甲酯 谷维素 不皂化物：谷甾醇 、 维生素E 等。

米 糠

制油

毛糠油

精炼油 皂脚

脱脂米糠

米糠蛋白、多功能活性肽、配 合饲料单细胞饲料、肥料 菲丁(植酸钙镁) 植酸(六磷酸肌 醇) 三磷酸肌醇 肌醇

矿物质

其他

米糠综合利用图

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谷维素数种脂肪醇与阿魏酸成酯的混合物。O

H3C HO

O

OH

图 阿魏酸分子结构式

谷维素也存在于谷类植物籽粒中，在籽粒的皮层和胚芽中含量较高，其 它部分含量极微。谷维素在米糠皮层中的含量为0.3~0.5%,在米糠毛油 中的含量为1.8~3.0%,属目前生产的植物油中最高者，其它植物油，如 玉米胚芽油、小麦胚芽油、稞麦糠油、亚麻油、菜子油等，虽然也有阿 魏酸酯存在，但含量很低。所以，谷维素都是从毛糠油中提取。