小米加工副產(chǎn)物的成分分析和營養(yǎng)評價

張愛霞，劉敬科，趙 巍，李少輝，張佳麗，劉瑩瑩，張玉宗

（河北省農(nóng)林科學院谷子研究所，河北省雜糧研究實驗室，國家谷子改良中心，河北 石家莊 050035）

小米加工副產(chǎn)物的成分分析和營養(yǎng)評價

張愛霞，劉敬科，趙 巍，李少輝，張佳麗，劉瑩瑩，張玉宗*

（河北省農(nóng)林科學院谷子研究所，河北省雜糧研究實驗室，國家谷子改良中心，河北 石家莊 050035）

為了綜合評價小米加工副產(chǎn)物的營養(yǎng)價值，以冀谷19脫去谷殼后的糙米進一步加工成精米過程中得到的米糠和碎米的混合物為試驗材料，對其基本營養(yǎng)成分、部分維生素和礦質(zhì)元素含量進行了測定，并對其氨基酸組成進行了分析與評價。結果表明：小米加工副產(chǎn)物富含蛋白質(zhì)（16.20%）、脂肪（14.90%）、粗纖維（26.81%）和碳水化合物（30.83%），是制備小米油、米糠蛋白和膳食纖維的優(yōu)質(zhì)原料；含有多種維生素，包括β-胡蘿卜素（0.248 mg/kg）、維生素B1（14.0 mg/kg）、維生素B2（0.9 mg/kg）、維生素E（19.0 mg/kg），是制備天然維生素的良好原料；富含多種礦物質(zhì)，Ca、Mg、Fe、Zn、Se含量分別為771.8、4 800、202.4、48.0和0.020 mg/kg，是補充機體礦物質(zhì)元素的安全材料；檢測到17種氨基酸，氨基酸總量（TAA）為14.47%，其中人體必需氨基酸（EAA）含量5.70%、非必需氨基酸（NEAA）含量8.77%，EAA/TAA=0.39，EAA/NEAA=0.65，必需氨基酸組成貼近于FAO/WHO標準模式，小米加工副產(chǎn)物中的蛋白質(zhì)接近于理想蛋白質(zhì)的要求。

小米加工副產(chǎn)物；成分分析；氨基酸；營養(yǎng)評價

小米加工副產(chǎn)物是指谷子脫殼后得到的糙米進一步加工成精米過程中產(chǎn)生的米糠和碎米的混合物，主要包括種皮、糊粉層、胚和少量胚乳。隨著谷子種植面積的擴大和產(chǎn)量的提高，小米加工副產(chǎn)物的產(chǎn)出量也大幅度增加。長期以來，這些副產(chǎn)物主要用作飼料喂養(yǎng)畜禽或作為肥料，利用率很低，真正價值未得到充分體現(xiàn)。研究表明，小米加工副產(chǎn)物富含蛋白質(zhì)、脂肪、膳食纖維、維生素和礦質(zhì)元素等多種營養(yǎng)物質(zhì)，并含有水溶性多糖、谷維素、多肽等多種生理活性物質(zhì)[1～3]，具有很高的營養(yǎng)和藥用價值，開發(fā)利用潛力巨大。雖然前人在小米糠膳食纖維[4]、小米糠油[5]、小米糠蛋白[6，7]方面展開了一些工作，小米糠膳食纖維調(diào)節(jié)血糖和血脂功能方面有過文獻報道[8]，但是，目前的成果僅限于實驗室研究階段，相關產(chǎn)品的開發(fā)和利用相對缺乏。鑒于此，作者對小米加工副產(chǎn)物的營養(yǎng)成分進行了分析與評價，以挖掘其潛在的營養(yǎng)和經(jīng)濟價值，可為今后小米加工副產(chǎn)物的深加工利用和高附加值功能產(chǎn)品的全面開發(fā)提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

參試糙米為冀谷19（河北省農(nóng)林科學院谷子研究所選育的谷子品種）脫去谷殼后的小米；小米加工副產(chǎn)物為該糙米進一步加工成精米過程中得到的米糠和碎米的混合物。

分別稱取糙米和副產(chǎn)物樣品各1 kg，經(jīng)研磨機粉碎后過80目篩，篩上部分重新粉碎過篩，直至全部通過80目篩孔；然后，將過篩后的樣品混合均勻，密封后4℃保存，備用。測定樣品的主要營養(yǎng)成分含量，其中，水分含量測定采用干燥法[9]；蛋白質(zhì)含量測定采用凱氏定氮法[10]；脂肪含量測定采用索氏抽提法[11]；粗纖維含量測定采用酸堿及溶劑處理后高溫灼燒法[12]；灰分含量測定采用高溫灰化法[13]；氨基酸含量測定采用氨基酸自動分析儀[14]；礦質(zhì)元素含量測定采用原子吸收法[15]；β-胡蘿卜素以及維生素B1、B2和E含量測定采用高效液相色譜法[16～19]；碳水化合物含量通過差減法[20]計算得到，計算公式為：碳水化合物含量=100-（蛋白質(zhì)含量+脂肪含量+水分含量+灰分含量+粗纖維含量）；能量通過公式計算得到，計算公式為：能量（100 g樣品，kJ）=蛋白質(zhì)含量×17+脂肪含量×37+碳水化合物含量×17。

利用SPSS 17.0軟件，對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 小米加工副產(chǎn)物的基本營養(yǎng)成分

粗纖維是生產(chǎn)膳食纖維的優(yōu)良原料；灰分含量與礦物質(zhì)元素含量緊密相關，灰分含量越高，表示礦質(zhì)元素含量也越高。測定結果（表1）顯示，小米加工副產(chǎn)物含有豐富的營養(yǎng)成分，其中，蛋白質(zhì)含量為16.20%，較糙米高54.29%；脂肪含量為14.90%，是糙米的3.70倍；粗纖維含量為26.81%，是糙米的8.70倍；灰分含量為4.60%，較糙米高50.82%；而碳水化合物含量較低，為30.83%，不到糙米的1/2。100 g小米加工副產(chǎn)物含有能量1 351 kJ，較糙米（1 523 kJ）低11.29%。

可以看出，與糙米相比，谷子脫殼后的糙米在加工成精米過程中去除了富含蛋白質(zhì)、脂肪、纖維和礦物質(zhì)的麩皮以及胚，因此，造成了營養(yǎng)成分的大量流失。小米加工副產(chǎn)物的蛋白質(zhì)、脂肪和粗纖維含量合計高達57.91%，該產(chǎn)品是生產(chǎn)食物蛋白和脂肪的良好原料。與重慶糯小米米糠[1]的營養(yǎng)成分含量相比，本研究的小米加工副產(chǎn)物中蛋白質(zhì)和碳水化合物含量較高，脂肪、粗纖維和灰分含量較低。分析原因，可能與谷子品種以及種植區(qū)域不同有關，因為不同品種的谷子營養(yǎng)成分含量存在一定差異，即使同一品種谷子種植在不同區(qū)域時其營養(yǎng)成分含量也不相同[21，22]。

表1 小米加工副產(chǎn)物的基本營養(yǎng)成分含量（n=3）Table 1 Nutrient content of the by-product of millet processing

2.2 小米加工副產(chǎn)物的維生素和礦質(zhì)元素含量

胡蘿卜素在人體內(nèi)可以轉化為維生素A，對改善夜盲癥具有重要作用；維生素B1對治療“腳氣病”，以及改善神經(jīng)炎和消化不良效果顯著；維生素E又稱為生育酚，是重要的天然抗氧化劑，具有抗氧化、延緩機體衰老、預防流產(chǎn)等重要作用。測定結果（表2）顯示，小米加工副產(chǎn)物含有多種維生素，β-胡蘿卜素、維生素B1、維生素B2、維生素E含量分別為0.248、14.0、0.9和19.0 mg/kg，其中，維生素B1含量是糙米（2.3 mg/kg）的6倍以上。王小燕等[1]在糯小米米糠中也檢測到了較高含量的維生素B1和B2。

礦物質(zhì)對維持生物體正常的生理功能具有重要作用。測定結果顯示，小米加工副產(chǎn)物含有非常豐富的礦物質(zhì)，Ca、Mg、Fe、Zn、Se含量分別為771.8、4 800.0、202.4、48.0和0.020 mg/kg，與糙米相比，除Se含量較低外，其他4種元素含量均較高。分析原因，與礦物質(zhì)元素大部分存在于小米的麩皮和胚中，而在糙米加工成精米的過程中胚被拋棄掉有關。本研究結果與王小燕等[1]的研究結果有一定差別，分析原因，可能與礦質(zhì)元素含量受地域影響較大有關，因為不同區(qū)域種植的谷子，其礦物質(zhì)元素含量存在一定差別[21]。

表2 小米加工副產(chǎn)物中部分維生素和礦物質(zhì)的含量（n=3）（mg/kg）Table 2 The vitamins and minerals content of the by-product of millet processing

從維生素和礦質(zhì)元素含量來看，小米加工副產(chǎn)物是補充機體多種維生素和礦質(zhì)元素的良好來源。

2.3 小米加工副產(chǎn)物的氨基酸含量

測定結果（表3）顯示，小米加工副產(chǎn)物含有17種氨基酸，與糙米所含的氨基酸種類相同，其中，人體必需氨基酸（Essential Amino Acids，EAA）8種，非必需氨基酸（Nonessential Amino Acids，NEAA）9種；氨基酸總量（Total Amino Acids，TAA）為14.47%，較糙米 （11.15%） 高29.78%，其中，EAA含量為5.70%，較糙米（4.52%）高26.11%。

小米加工副產(chǎn)物和糙米的EAA/TAA分別為0.39和0.40，與FAO/WHO標準規(guī)定的必需氨基酸含量（0.4）相當；EAA/NEAA分別為0.65和0.68，與FAO/WHO標準規(guī)定值（0.6）接近?？梢钥闯?，小米加工副產(chǎn)物和糙米中的蛋白質(zhì)均較接近于理想蛋白質(zhì)的要求。

在所檢測到的17種氨基酸中，谷氨酸含量最高，小米加工副產(chǎn)物和糙米的含量分別為2.53%和2.60%；亮氨酸次之，小米加工副產(chǎn)物和糙米的含量分別為1.46%和1.37%。根據(jù)1973年FAO/WHO提出的必需氨基酸計分模式[23]計算必需氨基酸評分（Amino AcidScore，AAS），以評價氨基酸營養(yǎng)價值，結果顯示，小米加工副產(chǎn)物除了異亮氨酸和蛋氨酸AAS較低外，其他幾種必需氨基酸的AAS均接近或大于1，說明小米加工副產(chǎn)物中的必需氨基酸含量與人體需求接近。糙米中的第一限制氨基酸為賴氨酸（AAS=0.52）；小米加工副產(chǎn)物中的第一限制氨基酸為異亮氨酸（AAS=0.76），其賴氨酸含量高于糙米?？梢钥闯?，小米加工副產(chǎn)物中的蛋白質(zhì)含有人體所需的8種必需氨基酸，必需氨基酸組成結構合理，而且蛋白質(zhì)含量到達16.2%，因此，小米加工副產(chǎn)物是一種良好的植物蛋白資源。

表3 小米加工副產(chǎn)物的氨基酸含量與必需氨基酸評分（n=3）Table 3 Amino acid content and AAS of the by-product of millet processing

3 結論與討論

以冀谷19脫去谷殼后的糙米及其加工副產(chǎn)物（糙米進一步加工成精米過程中得到的米糠和碎米的混合物）為試材，對其基本營養(yǎng)成分、部分維生素和礦質(zhì)元素含量進行了測定，并對其氨基酸組成進行了分析與評價?；緺I養(yǎng)成分分析結果顯示，小米加工副產(chǎn)物富含蛋白質(zhì)（16.20%）、脂肪（14.90%）和粗纖維（26.81%），三者含量占57.91%。建議將小米加工副產(chǎn)物中的脂肪進行提取制備小米糠油，豐富我國的植物油市場，而且谷子中富含不飽和脂肪酸（85%左右），而不飽和脂肪酸對降低心腦血管疾病的發(fā)生具有重要作用；進一步對脫脂后的產(chǎn)物進行蛋白質(zhì)分離提取制備谷糠蛋白，谷糠蛋白是一種低過敏蛋白，滿足易過敏人群補充植物蛋白的需求；剩余的成分可作為生產(chǎn)膳食纖維的良好原料，膳食纖維對肥胖癥和消化不良患者具有重要作用。小米加工副產(chǎn)物中還含有豐富的維生素和礦質(zhì)元素，尤其是維生素E含量較高，VE為天然的抗氧化劑，對延緩衰老具有重要作用，如果將VE進行分離提取，無論是在保健食品還是在化妝品產(chǎn)品開發(fā)中均具有廣闊的發(fā)展前景。小米加工副產(chǎn)物中的氨基酸種類豐富、組成全面，且結構合理，含有人體所需的8種必需氨基酸，EAA/TAA=0.39，EAA/NEAA=0.65，必需氨基酸組成貼近FAO/WHO標準模式，其蛋白質(zhì)較接近于理想蛋白質(zhì)的要求，小米糠蛋白是一種良好的植物蛋白資源?？傊∶准庸じ碑a(chǎn)物富含多種營養(yǎng)成分，組成蛋白質(zhì)的氨基酸結構合理，是一個具有極高營養(yǎng)價值和經(jīng)濟價值的可再生利用資源。

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Component Analysis and Nutritional Evaluation on the By-product of Millet Processing

ZHANG Ai-xia，LIU Jing-ke，ZHAO Wei，LI Shao-hui，ZHANG Jia-li，LIU Ying-ying，Zhang Yu-zong*

（Institute of Millet Crops，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Minor Cereal Crops Laboratory of Hebei Province，National Foxtail Millet Improvement Center，Shijiazhuang 050035，China）

In order to comprehensively evaluate the nutritional quality of the by-product of millet processing，the mixture of bran and broken rice of Jigu 19 was analyzed on the nutritional components，some vitamins and minerals，and the amino acid.The analysis results of the by-product of millet processing showed that it is rich in protein（16.20%），oil（14.90%），crude fiber（26.81%），and carbohydrate（30.83%），which is the high quality raw material to made millet oil，millet protein and dietary fiber.It contains a variety of vitamins，including β-carotene（0.248 mg/kg），Vatamin B1（14.0 mg/kg），Vatamin B2（0.9 mg/kg），Vatamin E（19.0 mg/kg），which is a good raw material for the preparation of natural vitamins.It is rich in mineral elements Ca（771.8 mg/kg），Mg（4 800 mg/kg），F(xiàn)e（202.4 mg/kg），Zn（48.0 mg/kg），and Se（0.020 mg/kg），which is the safety material for body.It was analyzed 17 kinds of amino acids.The contents of total amino acids（TAA），essential amino acids（EAA），and nonessential amino acids（NEAA）are 14.47%，5.7%，and 8.77% respectively，EAA/TAA=0.39，EAA/NEAA=0.65.EAA composition is closed to FAO/WHO standard mode，which indicated that the protein is close to the ideal protein.

The by-product of millet processing；Component analysis；Amino acid；Nutritional evaluation

S515

：A

：1008-1631（2017）01-0073-04

2016-09-13

國家現(xiàn)代谷子產(chǎn)業(yè)技術體系項目（CARS-07-13.5-A16）；河北省財政項目（F16R02）

張愛霞（1977-），女，河北盧龍人，工程師，博士，主要從事食品營養(yǎng)和食品加工研究。

張玉宗（1958-），男，河北保定人，研究員，主要從事谷物加工技術研究。