米糠是禾本科植物稻穀的外殼,是碾米過程中被碾下的皮層及米胚和少量碎米的混合物.
性狀
由米糠制的的天然水溶性膳食纖維,呈淡灰白色粉末,過30目,主要由木糖和阿拉伯糖以2:1比例構成.如經過精製後,所得的米糠半纖維素B,則其單糖組成,阿拉伯糖22.1%,木糖54.5%,葡萄糖10.1%,和半乳糖13.4%組成,相對分子質量有50萬,3萬和1.1萬三組.質量指標
| 指標名稱 | 數值 | 指標名稱 | 數值 |
| 總膳食纖維 | 60%-75% | 灰分 | 2%-10% |
| 其中冷水溶性纖維 | ≥60% | 雜菌數 | ≤1×10個/g |
| 水分 | 5%-10% | 大腸菌群 | 陰性 |
| 粗蛋白 | 7%-10% |
性質結構
米糠半纖維素（RBH）的顯著生理活性引起了穀物學家們對其化學結構研究的興趣, 以期最終找出RBH的化學結構、性質與生理功能的內在聯繫。RBH可分為水溶性和鹼溶性RBH, 由於水溶性RBH在米糠中含量相對較少, 開發套用價值不大, 鹼溶性RBH又可分為RBH A( 由中和沉澱提取) 和RBHB在中和液中添加酒精沉澱提取) ,RBHA一般不溶於水, 分子量較大,糖醛酸含量、粘度及持水力、膨脹力、離子交換能力都低於RBHB提取。
且RBHA 常混有不少的游離蛋白質而影響其純度, 國外對它的研究報導不多。RBHB 的比旋光度[ a]D。- 125,（C，0.1mol 溶於0.5 mol 硼酸鹽緩衝液) , 溶於水和稀鹽溶液中, 不溶於有機溶劑。RBHB 的粘度偏低, 不少研究者認為, 粘度越高的可溶性多糖降血清膽固醇作用越明顯, 但RBH 粘度低可降膽固醇作用顯著, 還沒有人能做出解釋。RBH 的組成單糖為阿拉伯糖、木糖、半乳糖和葡萄糖, 有時也能檢測到極少量的甘露糖或( 和)岩藻糖, 其相對含量隨不同地域、品種的米糠而有著不小差異, 但阿拉伯糖同木糖的比率常發現接近為1。
RBH 由阿拉伯木聚糖和木糖葡聚糖兩種多糖組成, 未發現有β( 1-3, 1-4) 葡聚糖存在, 後者卻在大米胚乳半纖維素中有一定的比例。
另外, 將純化後的RBH 紫外掃描( 200~400 nm) 常檢測有較弱的蛋白質( 280 nm ) 特徵吸收峰,茚三酮反應呈陽性,Mocl 等還運用雙重( 蛋白質和碳水化合物) 聚丙烯醯胺凝膠電泳發現, 無論是水溶性RBH 還是鹼溶性RBH 都具有糖蛋白的屬性, 他們認為這主要是由於RBH 通過與羥脯氨酸鍵連結合了肽鏈。同RBH 的單糖組成含量一樣, 結合蛋白的胺基酸組成含量比率隨地域和品種不同也有一定差異, 但卻同米糠游離蛋白胺基酸組成比率明顯不同, 尤其是天門冬氨酸、谷氨酸和精氨酸三種胺基酸。這樣, 由於RBH 結合了足夠量的蛋白質, 就使得RBH 中有了更多的羥基側鏈基團, 形成更多的束縛場所。
製作
由米糠脫脂後用鹼液提取,提取液經中和後澄清、脫鹽、濃縮乾燥而成。料液比影響
提取水溶性半纖維素時,料液比範圍確定為5～15 ,用氫氧化鈉溶液提取鹼溶性半纖維素時,料液比範圍確定為3～15 。用蒸餾水提取時,提取溫度及時間分別確定為25 ℃、1h ,研究料液比與水溶性半纖維素提取率之間的關係。用氫氧化鈉溶液提取鹼溶性半纖維素時,氫氧化鈉濃度、溫度、時間分別確定為0.5N、25 ℃、1h ,研究料液比與鹼溶性半纖維素提取率之間的關係。實驗結果如圖1 所示。從圖1 中可以看出,用蒸餾水提取水溶性半纖維素時,隨料液比的增加,提取率逐漸增加。料液比超過1∶8 時,提取率增加較快,當料液比在1∶10 和1∶15之間時,提率變化不大。用0. 5 N 氫氧化鈉溶液提取鹼溶性半纖維素時,當料液比小於1∶10 時,提取率隨料液比的增加而增加;當料液比在1∶10 至1∶15 之間時,提取率略有下降,這可能是因為溶液濃度和離子強度變化所引起。當料液比小於1∶5 時,因為料液濃度較大,攪拌不太充分,所以提取率偏低。考慮提取率、節約用水、降低成本等因素並結合圖1 可以看出,分步提取水溶性及鹼溶性半纖維素時,以料液比為1∶10 時,提取效果較好。時間影響
將料液比固定為1∶10 、提取溫度固定為25 ℃、氫氧化鈉溶液濃度固定為0. 5N 情況下,研究提取時間對水溶性及鹼溶性半纖維素提取率的影響,見圖2 。從圖2 可以看出,對於水溶性半纖維素,當提取時間小於3h 時,提取率隨時間的增加而逐漸增加;當提取時間大於3h 時,提取率又出現降低。研究發現,水溶性半纖維素提取時間為3h 時較為適宜。對於鹼溶性半纖維素,提取率同樣隨時間的增加逐漸增加,這與江頭右嘉合等人的研究結果相符。從實驗結果可以看出,提取時間越長提取效果越好,由於實驗室條件的限制,提取時間確定為4h 。溫度影響
提取水溶性半纖維素時,料液比、時間分別固定為1∶10、3h ;提取鹼溶性半纖素時,料液比、提取時間、氫氧化鈉濃度分別固定為1∶10、4h、0. 5N ,研究提取溫度的變化對提取率的影響,實驗結果如圖3所示。從圖3可以看出,對於水溶性半纖維素,提取率隨溫度的增加逐漸增加,當提取溫度在60℃至80℃之間時,提取率沒什麼變化。隨著溫度的增加,產品的顏色稍稍加深,由金黃色變為黃褐色,這可能是因為美拉德反應所致。對於鹼溶性半纖維素,當提取溫度低於60℃時,隨著溫度的升高,提取率逐漸增加,但是增加量很少。當溫度超過60℃時,提取率又突然下降,這可能是因為隨著溫度的升高,提取液的粘度變大,使分子運動速度減慢,阻止半纖維素的溶解,從而使提取率下降。此外,隨著溫度的升高,提取液的顏色逐漸加深,最終產品半纖維素的顏色也逐漸加深。尤其是當提取溫度較高、超過50℃時,半纖維素呈深黃褐色到深褐色,這可能是由於隨著溫度的升高美拉德反應加劇所致。考慮最終產品的色澤及溫度對提取率影響不大(在一定範圍內) ,以25℃提取鹼溶性半纖維素較為適宜。這與江頭右嘉合等人的研究結果相符,他們均在室溫條件下用0. 5N和1. 0N氫氧化鈉提取鹼溶性半纖維素。氫氧化鈉溶液影響
根據有關文獻資料報導,鹼溶性半纖維素的提取一般採用0. 5～2N 的氫氧化鈉溶液。本實驗取氫氧化鈉溶液濃度在0. 1～2N 的範圍內,分別將料液比、溫度、時間固定為1∶10 、25 ℃、4h ,研究鹼溶性半纖維素提取率與氫氧化鈉溶液濃度之間的關係,實驗結果如圖4 所示。從圖4 可以看出,當氫氧化鈉溶液濃度在0. 1 至1N範圍時,提取率隨鹼液濃度的增加而逐漸增加。由圖分析,當濃度從0. 1N 增至0. 5N 時,提取率增加幅度較大;由0. 5N 增至1N 時,提取率變化不大;當氫氧化鈉濃度在1 至3N 範圍時,半纖維素的提取率又逐漸降低,而且提取液顏色逐漸變暗、粘度逐漸增加,這也可能是導致氫氧化鈉溶液濃度在1N 至3N 範圍內,提取率逐漸降低的原因。隨著鹼液濃度的增加,最終產品半纖維素顏色逐漸加深,褐變現象較為嚴重,這與山口文秀等人的研究結果相符,他們採用雙螺桿擠壓機製備鹼溶性半纖維素時,氫氧化鈉溶液濃度選取0. 5N、1N、2N、4N 4 個水平進行正交試驗,結果發現,溶液濃度為0. 5N 和1N 時提取效果最好,考慮濃度與提取率之間的關係以及最終產品色澤等因素,確定氫氧化鈉溶液濃度為1N 時提取效果較好。安全性
大米的副產品.曾用2%加入飼料,對成長中的大鼠無不良影響,病理組織的消化道組織形態等無異常.開發套用
當前, 許多國家尤其是日本和美國很注重米糠高纖維功能性食品的開發。他們通常是將穩定化米糠以壓榨法或浸出法製取功能性米糠油後, 再利用脫脂米糠分離得到RBH或米糠膳食纖維。八十年代末, RBH 在日本就已投入工業化生產, 第一年產量就達60t, 後來逐年增加, 產品主要用於添加到蘋果汁、濃縮葡萄汁、咖啡等飲料及冰淇淋、湯類中, 美國不少公司已研製出一系列含RBH 的焙烤食品, 在市場上頗受歡迎。我國是以大米為主食的國家, 年產稻穀2 億t 左右, 居世界之首, 如以7% 計算出糠率, 則我國年產米糠高達1 400 萬t。但國內對米糠資源的深度開發利用還不夠廣泛深入, 對米糠的綜合利用還只局限於肌醇、植酸等傳統產品的開發, 綜合利用價值急需提高。我國的糧食專家姚惠源教授撰文指出, 現階段米糠的深度開發( 以開發抗癌的活性物質為例) 可使米糠增值65 倍以上, 是/ 九五0 期間我國糧食工業一個重要和巨大的經濟成長點。而RBH 作為米糠深度開發重要產品之一, 對它的開發套用, 必將帶來很大的社會效益和經濟效益。
生理功能
RBH 主要有抑制血清膽固醇上升、整腸和抑制大腸癌三大生理功能調節血脂,降低膽固醇
米糠半纖維素通過在小腸中對膽針酸的吸附,並與其他脂類物質結合後雖糞便排出,因此阻止了膽針酸被腸道吸收.進而使肝中膽針酸量下降,使膽固醇轉化成膽汁酸的量增加,從而降低血漿膽固醇的濃度.早在1968 年, Eastwood 就米糠纖維的體外模擬研究後發現, 它對膽汁酸有明顯的吸附作用,Eastwood 卻認為是其中的木質素起了作用.後來, Normand等人和Mongeau 等人的研究結果都否認了Eastwood 的結論, 都確證是RBH 對膽汁酸的吸附作用.Normand等人還發現在體外模擬環境下RBH 對膽汁酸、甘油膽汁酸、牛磺膽汁酸和甘油牛磺膽汁酸的吸附能力遠比麥麩半纖維素對它們的吸附能力強, 但原因還不清楚。對於動物試驗研究, RBH 抑制膽固醇上升的報導較多, 如日本的青江誠一郎從脫脂米糠中提取出能有效抑制老鼠血清膽固醇上升的半纖維素B.
綾野雄幸用製得的RBH 對白鼠血清膽固醇和肝膽固醇的影響進行研究, 發現RBH 對血清膽固醇有明顯的抑制效果, 對肝膽固醇的影響不大。( 見表1)。由鹼法製得的米糠半纖維素A和米糠半纖維B,在體外與膽汁酸及甘牛膽酸的結合試驗結果.見下圖.
