谷物加工副產(chǎn)品的利用課件

谷物加工副產(chǎn)品的利用第一節(jié)植物化學(xué)素谷物、蔬菜、水果、豆類等植物可減少某些慢性常見疾病，如腫瘤、心血管病、糖尿病、高血壓的危險(xiǎn)性原因：1。部分因維生素、微量元素及酶的抗氧化和清除自由基的作用2。部分因植物中所含的尚未完全研究清楚的物質(zhì)，這些物質(zhì)也有促進(jìn)健康的作用，稱之為植物化學(xué)素(phytochemicals)。植物化學(xué)素是植物中有生物活性的物質(zhì)，其中：綠色的是葉綠素，黃色、紅色與橙色的是類胡蘿卜素藍(lán)色、紫色與艷綠色的是生物黃酮類胡蘿卜素有600多種，生物黃酮有4000多種。這些物質(zhì)能給予植物顏色、香味，并防止植物患病。人類食用后也能防止疾病，維持健康

一、類胡蘿卜素最主要的是

-胡蘿卜素，它在體內(nèi)能轉(zhuǎn)變成VA(即

-胡蘿卜素是VA前體)體外試驗(yàn)、動物試驗(yàn)、臨床驗(yàn)證和大規(guī)模的流行病學(xué)干預(yù)試驗(yàn)都證明，

-胡蘿卜素有抗氧化、清除自由基以及防治癌癥的作用大劑量的

-胡蘿卜素能使心血管疾病的危險(xiǎn)因素降低1/3二、生物黃酮(一)生物黃酮的作用黃酮類化合物參與自由基的清除、氧化還原作用、螯合作用和基因表達(dá)生物黃酮對健康的好處：抗炎癥、抗過敏、抗感染、抑制寄生蟲、抑制病毒、防治肝病、防治血管疾病、防治血管栓塞、防治心與腦血管疾病、抗腫瘤、抗化學(xué)毒物等生物黃酮的基本結(jié)構(gòu)(二)生物黃酮的基本結(jié)構(gòu)由兩個(gè)苯環(huán)與中間一個(gè)含有氧的吡喃環(huán)結(jié)合而成。由這一結(jié)構(gòu)可衍化成多種化學(xué)結(jié)構(gòu)，并且可從單聚體、雙聚體、低聚體到幾百個(gè)單聚體結(jié)合而成的多聚體，形成幾千種黃酮化合物。谷物中主要的黃酮化合物為黃烷酮、黃酮、黃烷醇、花色素、兒茶素和雙黃烷

三、纖維素纖維素是碳水化合物的另一種形式，不被人體所消化。經(jīng)過胃腸道，最后作為糞便的排出體外。但它也有重要功能：1。能吸收水分，使糞便膨脹變軟，防止便秘與痔瘡；2。高纖維素膳食能使糞便較快地經(jīng)過腸道并清潔腸道，因而能預(yù)防大腸癌的發(fā)生；3。能與產(chǎn)生膽固醇的物質(zhì)結(jié)合，降低膽固醇在體內(nèi)的含量。膳食纖維是人體消化酶所不能分解的碳水化合物和木質(zhì)素。膳食纖維大部分是多糖，包括植物細(xì)胞壁與細(xì)胞內(nèi)的多種物質(zhì)，如纖維素、半纖維素、果膠、木質(zhì)素，細(xì)胞內(nèi)的膠質(zhì)(gum)及粘膠(mucilage)。膳食纖維可以分為可溶性與不可溶性兩大類。雖然各種纖維有其獨(dú)特的作用，但根據(jù)目前的觀察，似乎可溶性纖維的作用明顯一些。四、三磷酸肌醇三磷酸肌醇是植酸鹽降解過程中的最重要的一種中間產(chǎn)物。根據(jù)磷酸基團(tuán)位置分布的不同，三磷酸肌醇有多種同分異構(gòu)體，比較常見的有：肌醇1,2,5-三磷酸I(1,2,5)P3

肌醇1,2,6-三磷酸I(1,2,6)P3肌醇1,4,5-三磷酸I(1,4,5)P3

肌醇1,2,3-三磷酸I(1,2,3)P3三磷酸肌醇的功能不同三磷酸肌醇異構(gòu)體的功能具有很大的差異，I(1,2,6)P3(簡稱PP56)是一種生理功能卓著的三磷酸肌醇。消炎：PP56對急性和慢性炎癥具有明顯的抗消炎作用，能夠降低燒傷皮膚的水腫和局部性貧血，可預(yù)防和治療組織損傷。降糖：PP56對鏈唑霉素誘導(dǎo)老鼠產(chǎn)生的糖尿病具有良好的療效，以PP56為主的IP3對糖尿病及其綜合癥具有良好的療效。降血壓：PP56已是目前最有前途并正在開發(fā)的非肽類神經(jīng)肽Y(NPY)受體拮抗劑，它可抑制Ca2+內(nèi)流和細(xì)胞內(nèi)磷酸肌醇的形成，中斷NPY受體的信息傳遞，從而抑制NPY的作用。臨床應(yīng)用結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PP56可以使高血壓病人運(yùn)動時(shí)血壓上升的幅度明顯減小，初步證實(shí)了NPY受體拮抗劑的降血壓作用。鎮(zhèn)痛：PP56可作為止痛藥。大多數(shù)的止痛藥或麻醉劑具有副作用，有的還會使人產(chǎn)生惡心和嘔吐的現(xiàn)象。PP56具有良好的鎮(zhèn)痛效果。

另外，PP56及其它IP3異構(gòu)體可抑制前列腺肥大組織的增長，可用于治療逆轉(zhuǎn)錄病毒所至的疾病，包括對艾滋病病毒的所導(dǎo)致的感染，消除體內(nèi)鎘和鋁產(chǎn)生的副作用，抑制或減少體內(nèi)自由基的產(chǎn)生，防治脂蛋白的異常，可預(yù)防、減輕和治療骨科病，如骨質(zhì)疏松、軟骨病、佝僂病、骨膜炎和骨炎等。第二節(jié)稻谷加工副產(chǎn)品的利用一、稻谷加工副產(chǎn)品(一)米糠米糠是糙米碾白過程中被碾下的皮層及少量米胚和碎米的混合物。我國年產(chǎn)米糠達(dá)到900萬噸左右，為一種量大面廣的可再生資源(二)稻殼稻谷的出殼率約為原糧的20%，我國年生產(chǎn)稻殼~3000萬噸。堅(jiān)韌粗糙，木質(zhì)化程度高，摩擦力大，營養(yǎng)價(jià)值低。(三)米胚米胚在稻谷籽粒中所占比例為2.0~2.2%，以糙米計(jì)為2.6~2.9%。胚與胚乳連結(jié)不牢固，在制米時(shí)易脫離而進(jìn)入米糠。全國米胚的蘊(yùn)藏量估計(jì)>10萬噸(四)碎米不同稻谷品種、貯藏時(shí)間和加工工藝出的碎米出品率變化較大，一般為大米成品的30~40%。碎米通常用來制造淀粉、米粉和配合飼料，或作為發(fā)酵工業(yè)的原料，生產(chǎn)酒精、丙酮、丁醇、檸檬酸等產(chǎn)品二、米糠和米胚與精白米相比，米糠和米胚中蛋白、脂肪、膳食纖維、維生素和礦物質(zhì)等營養(yǎng)素的含量高得多，說明稻谷中的這些營養(yǎng)素主要分布在皮層和胚中，在胚乳中含量較少米糠、米胚和精白米的主要化學(xué)成分(%)

水分粗蛋白(N

5.95)粗脂肪碳水化合物膳食纖維灰分米糠10～1512～1713～2235～5023～308～12米胚10～1317～2617～4015～307～106～10精白米12～166～90.7～272～801.8～2.80.6～1.2(一)脂肪及類脂物米糠中脂肪13~22%(與大豆相當(dāng))，米胚中則更高。米糠油脂中不飽和脂肪酸高于飽和脂肪酸(80

20)，富含亞油酸、亞麻酸等必需脂肪酸，是一種潛在的理想食用油脂米糠油還含有少量類脂物(一類用有機(jī)溶劑萃取出的物質(zhì))，包括脂肪酸衍生物、甾醇、萜烯、胡蘿卜素、長鏈脂肪醇、長鏈脂肪烴、油溶性維生素等化合物)，種類多、含量高谷維素：數(shù)種脂肪醇與阿魏酸成酯的混合物在籽粒的皮層和胚芽中含量較高。谷維素在米糠皮層中的含量為0.3~0.5%，在米糠毛油中的含量為1.8~3.0%，屬目前生產(chǎn)的植物油中最高者。所以，谷維素多是從毛糠油中提取阿魏酸分子結(jié)構(gòu)式

谷維素主要藥理和療效：一種植物神經(jīng)調(diào)節(jié)劑；具有抗高血脂和抑制自體合成膽固醇的作用；具有抗脂質(zhì)氧化的作用；對腸胃神經(jīng)官能癥有調(diào)節(jié)改善作用；對動物生長有促進(jìn)作用糠蠟：高級脂肪酸與高級一元醇所組成的酯類混合物米糠油中含有3~5%左右的糠蠟，常溫時(shí)結(jié)晶析出成霧狀懸浮于油中，溫度升高時(shí)則逐漸溶于油中呈透明狀糠蠟可用于電器的絕緣涂料、皮革、木材、紙張的浸潤劑，水果噴灑保鮮劑，藥劑，化妝品，家具、地板的磨光劑糠蠟含有高級脂肪醇~55%，其中含有三十烷醇~20%，是提取三十烷醇的原料。三十烷醇是一種新型天然植物生長調(diào)節(jié)劑，對植物的生長和發(fā)育具有特殊的調(diào)節(jié)和控制作用維生素E：代表8種天然存在的脂溶性營養(yǎng)素，即

-、

-、

-、

-生育酚四個(gè)同系物和

-、

-、

-、

-生育三烯酚四個(gè)同系物。注：R1R2R3R4名稱縮寫式分子量aCH3CH3CH3

-生育酚

-T430aCH3HCH3

-生育酚

-T416aHCH3CH3

-生育酚

-T416aHHCH3

-生育酚

-T402bCH3CH3CH3

-生育三烯酚

-T3424bCH3HCH3

-生育三烯酚

-T3410bHCH3CH3

-生育三烯酚

-T3410bHHCH3

-生育三烯酚

-T3396生育酚和生育三烯酚的化學(xué)結(jié)構(gòu)式

葉綠基

法呢基

角鯊烯：米糠油中不皂化物所含烴類化合物含量為5~10%，其中角鯊烯含量約占50~60%角鯊烯即三十碳六烯，為開鏈全反式三萜烯分子，其中六個(gè)雙鍵皆非共軛，橄欖油和米糠油中含量較其它植物油高，一般100g橄欖油或米糠油含有>300mg。角鯊烯是生物體代謝中不可缺少的物質(zhì)，具有降血脂、降膽固醇等生理活性。

角鯊烯的全反式結(jié)構(gòu)

甾醇：米糠甾醇和米胚甾醇是我國植物甾醇蘊(yùn)藏量最多的資源之一植物甾醇是一類有生理價(jià)值的物質(zhì)，可用于：合成甾類激素制造口服避孕藥和治療高血壓等大量類固醇藥治療心血管疾病、皮膚鱗癌和頑固性潰瘍的藥物甾醇應(yīng)用于化妝品工業(yè)(二)植酸鹽

植酸的學(xué)名為肌醇六磷酸在一般植物體pH條件下，植酸分子中12個(gè)氫原子的解離能力很大，容易部分或全部被金屬離子取代，如Ca2+、Mg2+、K+、Na+等，結(jié)合形成復(fù)鹽，稱為肌醇六磷酸鹽，即植酸鹽植酸鹽廣泛存在于禾谷類植物種子的皮層、糊粉層和胚芽中品種含量（%）米糠9.5～11糙米1.0～1.2米胚0.9～1.0小麥0.6～0.7麥麩2.0～5.0玉米1.31～1.5幾種主要糧食種子及其制品的植酸鹽含量(干基)利用植酸對金屬離子強(qiáng)烈的螯合作用，可用作釀造用水的加工劑、酒類和食醋等產(chǎn)品的除金屬劑、金屬蓋子的防銹劑用于醫(yī)藥工業(yè)，配成內(nèi)服藥，可促進(jìn)人體新陳代謝，恢復(fù)體內(nèi)磷平衡，有補(bǔ)腦，治療神經(jīng)炎、神經(jīng)衰弱等作用米糠來源的植酸鹽普遍用于肌醇生產(chǎn)(三)

-氨基丁酸上世紀(jì)末，日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，米胚富含

-氨基丁酸(GABA)，含量達(dá)250~500ppm，是糙米的5倍、大米的25倍。如萌發(fā)處理，含量可達(dá)3500~4000ppm。如果將富集GABA的米胚進(jìn)一步抽提、分離、精制，則可使GABA的含量達(dá)5000~8000ppmNH2CH2CH2CH2COOHGABA是中樞神經(jīng)系統(tǒng)主要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，具有重要的藥理學(xué)意義，如活化腦血流、強(qiáng)化氧供量、增強(qiáng)腦細(xì)胞代謝、活化腎功能、改善肝功能、防止肥胖、促進(jìn)乙醇代謝、防止神經(jīng)細(xì)胞癡呆癥等生理功能

米糠含有豐富蛋白質(zhì)、脂類、維生素和礦物質(zhì)等。但其品質(zhì)極易劣變，主要原因是其中酶類(脂肪分解酶和氧化酶)。米糠利用首先要解決米糠品質(zhì)的穩(wěn)定化第三節(jié)小麥加工副產(chǎn)品的利用一、小麥加工副產(chǎn)品(一)麥麩麥麩為小麥加工主要副產(chǎn)品，是小麥籽粒皮層和胚的總稱，皮層包括表皮、外果皮、內(nèi)果皮、種皮、珠心層和糊粉層等六層皮層組成。依據(jù)不同的出粉率，麥麩出品率一般為小麥的15~25%。

(二)麥胚

麥胚在制粉時(shí)進(jìn)入麥麩和次粉中。通過提胚手段，可以得到純度較高的麥胚。麥胚富含優(yōu)質(zhì)蛋白和脂肪(三)次粉次粉也稱為尾粉，是全部通過CQ20篩的外層胚乳、麥屑和少量麥胚所組成的混合物，出品率一般在10~20%二、小麥胚(一)麥胚中的營養(yǎng)素

麥胚約占小麥籽粒的3%，麥胚中蛋白、脂肪、礦物質(zhì)和維生素含量分別占小麥的8%、20%、8%和6%左右，即在麥胚中富含蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)和維生素麥胚不僅蛋白質(zhì)含量高，且必需氨基酸豐富，營養(yǎng)價(jià)值不比雞蛋蛋白遜色。賴氨酸是小麥粉的限制性氨基酸，而麥胚中賴氨酸的含量是小麥粉的7倍，麥胚蛋白是一種優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)水分粗蛋白粗脂肪粗纖維碳水化合物灰分麥胚14.028.2~38.414.4~16.04.0~4.314.5~14.85.0~7.0小麥13.58.8~12.01.8~2.02.5~2.768.5~70.01.7~1.8氨基酸麥胚小麥粉雞蛋牛肉大米蛋白質(zhì)301012207賴氨酸1.850.260.721.440.14蘇氨酸1.100.330.720.930.28色氨酸0.290.220.210.210.20蛋氨酸0.850.150.430.510.14纈氨酸1.180.460.861.100.40亮氨酸2.500.761.181.460.66異亮氨酸0.870.390.630.770.25苯丙氨酸1.210.490.861.100.40麥胚和小麥的化學(xué)成分比較（%）

麥胚蛋白與其它食物的的必需氨基酸含量比較(%)

(二)麥胚中的生理活性成分1．谷胱甘肽谷胱甘肽(GSH)由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸通過肽鍵縮合而成，是人體內(nèi)一種重要的自由基清除劑，具有抗氧化、還原體內(nèi)過氧化物、延緩衰老，保護(hù)人體細(xì)胞免受氧化損壞，促進(jìn)嬰幼兒的發(fā)育，具有解毒、增強(qiáng)免疫力等作用谷胱甘肽分子結(jié)構(gòu)式

2．維生素E麥胚油中的天然VE的生理活性效能是合成VE的30倍，具有較強(qiáng)的抗氧化功能3．二十八烷醇(CH3(CH2)26CH2OH)天然存在的高級醇，主要存在于糠蠟、麥胚油、蔗蠟及蜂蠟等天然產(chǎn)物。具有增強(qiáng)耐力、精力和體力，提高肌力，改進(jìn)反應(yīng)時(shí)間、反射和敏銳性，強(qiáng)化心臟機(jī)能，消除肌肉疼痛、降低肌肉磨擦，增強(qiáng)對高山反應(yīng)的抵抗性，改變新陳代謝的比率，減少必要的需氧量，刺激性激素，降低收縮期血壓等功效。因此，二十八烷醇是一種理想的運(yùn)動食品強(qiáng)化劑4．其它一些生理活性成分(1)黃酮類物質(zhì)麥胚中的黃酮類化合物主要是黃酮和花色素(2)凝集素能與專一性糖結(jié)合，能借氫鍵和疏水相互作用特異地結(jié)合N-乙酰葡糖胺和N-乙酰神經(jīng)氨酸及其衍生物和寡聚糖的蛋白質(zhì)或糖蛋白。麥胚凝集素具有抗微生物和抗誘變性等多種生物效應(yīng)，是當(dāng)前研究最多、應(yīng)用最廣的凝集素之一(3)脂多糖和膽堿麥胚脂多糖有增強(qiáng)人體免疫功能等作用。此外，麥胚中膽堿的含量高達(dá)265~410mg/100g，可在體內(nèi)生成乙酰膽堿，具有加深大腦皮層記憶力的作用(4)酶類麥胚中還含有多種具有生物活性的酶類，如含Se的谷胱甘肽過氧化酶，是一種效果極好的天然抗氧化劑，其抗氧化能力比維生素E強(qiáng)500倍，是一種延緩衰老、防癌的有效的功能因子第四節(jié)玉米加工副產(chǎn)品的利用

一、玉米加工的副產(chǎn)品

玉米主產(chǎn)品——胚乳副產(chǎn)品——胚芽、玉米皮玉米主產(chǎn)品——淀粉乳

淀粉

玉米漿(浸泡水的濃縮物)

胚芽副產(chǎn)品麩質(zhì)(黃漿水)

玉米皮(一)胚芽玉米胚芽的體積約占籽粒的~1/4和重量的11~12%，脂肪含量較高，一般>34%。目前玉米胚芽的主要利用為榨取胚芽油，得到的糠餅用作飼料(二)玉米漿玉米漿是玉米濕法加工過程中浸泡液的濃縮物。玉米漿中干物質(zhì)得率一般為玉米的4~7%。玉米漿中蛋白質(zhì)含量高，還含有維生素B、礦物質(zhì)、菲丁和色素等。一般作為飼料或發(fā)酵培養(yǎng)基處理(三)玉米皮玉米皮一般由玉米皮層(約為籽粒的~5.3%)及其內(nèi)側(cè)的少量胚乳組成，纖維含量高。常作為生產(chǎn)酒精或檸檬酸的原料，還可作為飼料處理(四)麩質(zhì)

玉米濕法生產(chǎn)淀粉過程中淀粉乳分離出的沉淀物，也稱黃漿水。其干物質(zhì)含蛋白質(zhì)>60%，故又稱為玉米蛋白粉，出品率為玉米的3~5%。但因其缺乏賴氨酸、色氨酸等人體必需氨基酸，生物學(xué)效價(jià)較低。二．玉米胚玉米種子的生命部分，營養(yǎng)價(jià)值比胚乳高。玉米胚集中了玉米籽粒中~22%的蛋白質(zhì)、~83%的礦物質(zhì)和~84%的脂肪。成分粗蛋白粗脂肪淀粉碳水化合物粗纖維灰分含量17~2835~561.5~5.55.5~8.62.4~5.27~16玉米胚的化學(xué)成分(%)

玉米油甘油酯的脂肪酸主要由不飽和脂肪酸組成，含量>85%，其中亞油酸和花生四烯酸是人體的必需脂肪酸。嬰兒成長特別需要必需脂肪酸，玉米精制油常作為母乳化奶粉的油脂配料。

脂肪酸含量棕櫚酸8~19硬脂酸<3.6油酸19~45亞油酸34~62花生四烯酸<0.4廿四烷酸<0.2玉米油脂肪酸組成(%)含量組成烴角鯊烯脂肪醇三萜酸VE甾醇2~2.51.42.25.06.71020ppm81.3玉米油的不皂化物含量和組成(%)玉米胚雖然營養(yǎng)豐富，但含有較多的脂肪酶，能加速脂肪的分解。故一般玉米胚需通過滅酶處理后作為食品原料或通過制油得到玉米油和脫脂餅粕，再分別加以進(jìn)一步利用。三、玉米皮

玉米籽粒的種皮部分。加工淀粉時(shí)，因胚乳和皮層的分離不可能很完全，故作為產(chǎn)品的玉米皮往往夾帶著一些附著淀粉，商品玉米皮的產(chǎn)量一般達(dá)到玉米的14~20%。其中纖維素和半纖維素的含量幾乎占到玉米皮一半——制取膳食纖維的良好原料成分淀粉纖維素半纖維素蛋白質(zhì)灰分未知成分含量231138.211.81.414.6多糖種類阿拉伯聚糖木聚糖葡聚糖*半乳聚糖甘露聚糖含量13.321.3325.10.5*注：32%葡聚糖中23%來自玉米皮中殘余淀粉

玉米皮的多糖成分(%)

玉米皮的化學(xué)成分(%)

四、玉米漿的利用

用亞硫酸溶液浸泡時(shí)，玉米籽粒中~15%的蛋白質(zhì)、60%的礦物質(zhì)和50%的水溶性糖類溶出。同時(shí)由于亞硫酸和因乳酸菌繁殖而產(chǎn)生大量乳酸的存在，浸泡液的酸度較高(pH2~4)，使部分溶出物發(fā)生水解或酸化作用，如部分蛋白質(zhì)水解成氨基酸。這些水溶性物質(zhì)組成了玉米浸泡水的主要成分玉米漿是固形物濃度為~70%的玉米浸泡水濃縮物，其特征是蛋白質(zhì)、灰