谷物加工副产品的利用课件

谷物加工副产品的利用第一节植物化学素谷物、蔬菜、水果、豆类等植物可减少某些慢性常见疾病，如肿瘤、心血管病、糖尿病、高血压的危险性原因：1。部分因维生素、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质，这些物质也有促进健康的作用，称之为植物化学素(phytochemicals)。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。这些物质能给予植物颜色、香味，并防止植物患病。人类食用后也能防止疾病，维持健康

一、类胡萝卜素最主要的是

-胡萝卜素，它在体内能转变成VA(即

-胡萝卜素是VA前体)体外试验、动物试验、临床验证和大规模的流行病学干预试验都证明，

-胡萝卜素有抗氧化、清除自由基以及防治癌症的作用大剂量的

-胡萝卜素能使心血管疾病的危险因素降低1/3二、生物黄酮(一)生物黄酮的作用黄酮类化合物参与自由基的清除、氧化还原作用、螯合作用和基因表达生物黄酮对健康的好处：抗炎症、抗过敏、抗感染、抑制寄生虫、抑制病毒、防治肝病、防治血管疾病、防治血管栓塞、防治心与脑血管疾病、抗肿瘤、抗化学毒物等生物黄酮的基本结构(二)生物黄酮的基本结构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。谷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

三、纤维素纤维素是碳水化合物的另一种形式，不被人体所消化。经过胃肠道，最后作为粪便的排出体外。但它也有重要功能：1。能吸收水分，使粪便膨胀变软，防止便秘与痔疮；2。高纤维素膳食能使粪便较快地经过肠道并清洁肠道，因而能预防大肠癌的发生；3。能与产生胆固醇的物质结合，降低胆固醇在体内的含量。膳食纤维是人体消化酶所不能分解的碳水化合物和木质素。膳食纤维大部分是多糖，包括植物细胞壁与细胞内的多种物质，如纤维素、半纤维素、果胶、木质素，细胞内的胶质(gum)及粘胶(mucilage)。膳食纤维可以分为可溶性与不可溶性两大类。虽然各种纤维有其独特的作用，但根据目前的观察，似乎可溶性纤维的作用明显一些。四、三磷酸肌醇三磷酸肌醇是植酸盐降解过程中的最重要的一种中间产物。根据磷酸基团位置分布的不同，三磷酸肌醇有多种同分异构体，比较常见的有：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异构体的功能具有很大的差异，I(1,2,6)P3(简称PP56)是一种生理功能卓著的三磷酸肌醇。消炎：PP56对急性和慢性炎症具有明显的抗消炎作用，能够降低烧伤皮肤的水肿和局部性贫血，可预防和治疗组织损伤。降糖：PP56对链唑霉素诱导老鼠产生的糖尿病具有良好的疗效，以PP56为主的IP3对糖尿病及其综合症具有良好的疗效。降血压：PP56已是目前最有前途并正在开发的非肽类神经肽Y(NPY)受体拮抗剂，它可抑制Ca2+内流和细胞内磷酸肌醇的形成，中断NPY受体的信息传递，从而抑制NPY的作用。临床应用结果发现，PP56可以使高血压病人运动时血压上升的幅度明显减小，初步证实了NPY受体拮抗剂的降血压作用。镇痛：PP56可作为止痛药。大多数的止痛药或麻醉剂具有副作用，有的还会使人产生恶心和呕吐的现象。PP56具有良好的镇痛效果。

另外，PP56及其它IP3异构体可抑制前列腺肥大组织的增长，可用于治疗逆转录病毒所至的疾病，包括对艾滋病病毒的所导致的感染，消除体内镉和铝产生的副作用，抑制或减少体内自由基的产生，防治脂蛋白的异常，可预防、减轻和治疗骨科病，如骨质疏松、软骨病、佝偻病、骨膜炎和骨炎等。第二节稻谷加工副产品的利用一、稻谷加工副产品(一)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(二)稻壳稻谷的出壳率约为原粮的20%，我国年生产稻壳~3000万吨。坚韧粗糙，木质化程度高，摩擦力大，营养价值低。(三)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%。胚与胚乳连结不牢固，在制米时易脱离而进入米糠。全国米胚的蕴藏量估计>10万吨(四)碎米不同稻谷品种、贮藏时间和加工工艺出的碎米出品率变化较大，一般为大米成品的30~40%。碎米通常用来制造淀粉、米粉和配合饲料，或作为发酵工业的原料，生产酒精、丙酮、丁醇、柠檬酸等产品二、米糠和米胚与精白米相比，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高得多，说明稻谷中的这些营养素主要分布在皮层和胚中，在胚乳中含量较少米糠、米胚和精白米的主要化学成分(%)

水分粗蛋白(N

5.95)粗脂肪碳水化合物膳食纤维灰分米糠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)脂肪及类脂物米糠中脂肪13~22%(与大豆相当)，米胚中则更高。米糠油脂中不饱和脂肪酸高于饱和脂肪酸(80

20)，富含亚油酸、亚麻酸等必需脂肪酸，是一种潜在的理想食用油脂米糠油还含有少量类脂物(一类用有机溶剂萃取出的物质)，包括脂肪酸衍生物、甾醇、萜烯、胡萝卜素、长链脂肪醇、长链脂肪烃、油溶性维生素等化合物)，种类多、含量高谷维素：数种脂肪醇与阿魏酸成酯的混合物在籽粒的皮层和胚芽中含量较高。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。所以，谷维素多是从毛糠油中提取阿魏酸分子结构式

谷维素主要药理和疗效：一种植物神经调节剂；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；对动物生长有促进作用糠蜡：高级脂肪酸与高级一元醇所组成的酯类混合物米糠油中含有3~5%左右的糠蜡，常温时结晶析出成雾状悬浮于油中，温度升高时则逐渐溶于油中呈透明状糠蜡可用于电器的绝缘涂料、皮革、木材、纸张的浸润剂，水果喷洒保鲜剂，药剂，化妆品，家具、地板的磨光剂糠蜡含有高级脂肪醇~55%，其中含有三十烷醇~20%，是提取三十烷醇的原料。三十烷醇是一种新型天然植物生长调节剂，对植物的生长和发育具有特殊的调节和控制作用维生素E：代表8种天然存在的脂溶性营养素，即

-、

-、

-、

-生育酚四个同系物和

-、

-、

-、

-生育三烯酚四个同系物。注：R1R2R3R4名称缩写式分子量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学结构式

叶绿基

法呢基

角鲨烯：米糠油中不皂化物所含烃类化合物含量为5~10%，其中角鲨烯含量约占50~60%角鲨烯即三十碳六烯，为开链全反式三萜烯分子，其中六个双键皆非共轭，橄榄油和米糠油中含量较其它植物油高，一般100g橄榄油或米糠油含有>300mg。角鲨烯是生物体代谢中不可缺少的物质，具有降血脂、降胆固醇等生理活性。

角鲨烯的全反式结构

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植物甾醇是一类有生理价值的物质，可用于：合成甾类激素制造口服避孕药和治疗高血压等大量类固醇药治疗心血管疾病、皮肤鳞癌和顽固性溃疡的药物甾醇应用于化妆品工业(二)植酸盐

植酸的学名为肌醇六磷酸在一般植物体pH条件下，植酸分子中12个氢原子的解离能力很大，容易部分或全部被金属离子取代，如Ca2+、Mg2+、K+、Na+等，结合形成复盐，称为肌醇六磷酸盐，即植酸盐植酸盐广泛存在于禾谷类植物种子的皮层、糊粉层和胚芽中品种含量（%）米糠9.5～11糙米1.0～1.2米胚0.9～1.0小麦0.6～0.7麦麸2.0～5.0玉米1.31～1.5几种主要粮食种子及其制品的植酸盐含量(干基)利用植酸对金属离子强烈的螯合作用，可用作酿造用水的加工剂、酒类和食醋等产品的除金属剂、金属盖子的防锈剂用于医药工业，配成内服药，可促进人体新陈代谢，恢复体内磷平衡，有补脑，治疗神经炎、神经衰弱等作用米糠来源的植酸盐普遍用于肌醇生产(三)

-氨基丁酸上世纪末，日本科学家发现，米胚富含

-氨基丁酸(GABA)，含量达250~500ppm，是糙米的5倍、大米的25倍。如萌发处理，含量可达3500~4000ppm。如果将富集GABA的米胚进一步抽提、分离、精制，则可使GABA的含量达5000~8000ppmNH2CH2CH2CH2COOHGABA是中枢神经系统主要的抑制性神经递质，具有重要的药理学意义，如活化脑血流、强化氧供量、增强脑细胞代谢、活化肾功能、改善肝功能、防止肥胖、促进乙醇代谢、防止神经细胞痴呆症等生理功能

米糠含有丰富蛋白质、脂类、维生素和矿物质等。但其品质极易劣变，主要原因是其中酶类(脂肪分解酶和氧化酶)。米糠利用首先要解决米糠品质的稳定化第三节小麦加工副产品的利用一、小麦加工副产品(一)麦麸麦麸为小麦加工主要副产品，是小麦籽粒皮层和胚的总称，皮层包括表皮、外果皮、内果皮、种皮、珠心层和糊粉层等六层皮层组成。依据不同的出粉率，麦麸出品率一般为小麦的15~25%。

(二)麦胚

麦胚在制粉时进入麦麸和次粉中。通过提胚手段，可以得到纯度较高的麦胚。麦胚富含优质蛋白和脂肪(三)次粉次粉也称为尾粉，是全部通过CQ20筛的外层胚乳、麦屑和少量麦胚所组成的混合物，出品率一般在10~20%二、小麦胚(一)麦胚中的营养素

麦胚约占小麦籽粒的3%，麦胚中蛋白、脂肪、矿物质和维生素含量分别占小麦的8%、20%、8%和6%左右，即在麦胚中富含蛋白质、脂肪、矿物质和维生素麦胚不仅蛋白质含量高，且必需氨基酸丰富，营养价值不比鸡蛋蛋白逊色。赖氨酸是小麦粉的限制性氨基酸，而麦胚中赖氨酸的含量是小麦粉的7倍，麦胚蛋白是一种优质蛋白质水分粗蛋白粗脂肪粗纤维碳水化合物灰分麦胚14.028.2~38.414.4~16.04.0~4.314.5~14.85.0~7.0小麦13.58.8~12.01.8~2.02.5~2.768.5~70.01.7~1.8氨基酸麦胚小麦粉鸡蛋牛肉大米蛋白质301012207赖氨酸1.850.260.721.440.14苏氨酸1.100.330.720.930.28色氨酸0.290.220.210.210.20蛋氨酸0.850.150.430.510.14缬氨酸1.180.460.861.100.40亮氨酸2.500.761.181.460.66异亮氨酸0.870.390.630.770.25苯丙氨酸1.210.490.861.100.40麦胚和小麦的化学成分比较（%）

麦胚蛋白与其它食物的的必需氨基酸含量比较(%)

(二)麦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过肽键缩合而成，是人体内一种重要的自由基清除剂，具有抗氧化、还原体内过氧化物、延缓衰老，保护人体细胞免受氧化损坏，促进婴幼儿的发育，具有解毒、增强免疫力等作用谷胱甘肽分子结构式

2．维生素E麦胚油中的天然VE的生理活性效能是合成VE的30倍，具有较强的抗氧化功能3．二十八烷醇(CH3(CH2)26CH2OH)天然存在的高级醇，主要存在于糠蜡、麦胚油、蔗蜡及蜂蜡等天然产物。具有增强耐力、精力和体力，提高肌力，改进反应时间、反射和敏锐性，强化心脏机能，消除肌肉疼痛、降低肌肉磨擦，增强对高山反应的抵抗性，改变新陈代谢的比率，减少必要的需氧量，刺激性激素，降低收缩期血压等功效。因此，二十八烷醇是一种理想的运动食品强化剂4．其它一些生理活性成分(1)黄酮类物质麦胚中的黄酮类化合物主要是黄酮和花色素(2)凝集素能与专一性糖结合，能借氢键和疏水相互作用特异地结合N-乙酰葡糖胺和N-乙酰神经氨酸及其衍生物和寡聚糖的蛋白质或糖蛋白。麦胚凝集素具有抗微生物和抗诱变性等多种生物效应，是当前研究最多、应用最广的凝集素之一(3)脂多糖和胆碱麦胚脂多糖有增强人体免疫功能等作用。此外，麦胚中胆碱的含量高达265~410mg/100g，可在体内生成乙酰胆碱，具有加深大脑皮层记忆力的作用(4)酶类麦胚中还含有多种具有生物活性的酶类，如含Se的谷胱甘肽过氧化酶，是一种效果极好的天然抗氧化剂，其抗氧化能力比维生素E强500倍，是一种延缓衰老、防癌的有效的功能因子第四节玉米加工副产品的利用

一、玉米加工的副产品

玉米主产品——胚乳副产品——胚芽、玉米皮玉米主产品——淀粉乳

淀粉

玉米浆(浸泡水的浓缩物)

胚芽副产品麸质(黄浆水)

玉米皮(一)胚芽玉米胚芽的体积约占籽粒的~1/4和重量的11~12%，脂肪含量较高，一般>34%。目前玉米胚芽的主要利用为榨取胚芽油，得到的糠饼用作饲料(二)玉米浆玉米浆是玉米湿法加工过程中浸泡液的浓缩物。玉米浆中干物质得率一般为玉米的4~7%。玉米浆中蛋白质含量高，还含有维生素B、矿物质、菲丁和色素等。一般作为饲料或发酵培养基处理(三)玉米皮玉米皮一般由玉米皮层(约为籽粒的~5.3%)及其内侧的少量胚乳组成，纤维含量高。常作为生产酒精或柠檬酸的原料，还可作为饲料处理(四)麸质

玉米湿法生产淀粉过程中淀粉乳分离出的沉淀物，也称黄浆水。其干物质含蛋白质>60%，故又称为玉米蛋白粉，出品率为玉米的3~5%。但因其缺乏赖氨酸、色氨酸等人体必需氨基酸，生物学效价较低。二．玉米胚玉米种子的生命部分，营养价值比胚乳高。玉米胚集中了玉米籽粒中~22%的蛋白质、~83%的矿物质和~84%的脂肪。成分粗蛋白粗脂肪淀粉碳水化合物粗纤维灰分含量17~2835~561.5~5.55.5~8.62.4~5.27~16玉米胚的化学成分(%)

玉米油甘油酯的脂肪酸主要由不饱和脂肪酸组成，含量>85%，其中亚油酸和花生四烯酸是人体的必需脂肪酸。婴儿成长特别需要必需脂肪酸，玉米精制油常作为母乳化奶粉的油脂配料。

脂肪酸含量棕榈酸8~19硬脂酸<3.6油酸19~45亚油酸34~62花生四烯酸<0.4廿四烷酸<0.2玉米油脂肪酸组成(%)含量组成烃角鲨烯脂肪醇三萜酸VE甾醇2~2.51.42.25.06.71020ppm81.3玉米油的不皂化物含量和组成(%)玉米胚虽然营养丰富，但含有较多的脂肪酶，能加速脂肪的分解。故一般玉米胚需通过灭酶处理后作为食品原料或通过制油得到玉米油和脱脂饼粕，再分别加以进一步利用。三、玉米皮

玉米籽粒的种皮部分。加工淀粉时，因胚乳和皮层的分离不可能很完全，故作为产品的玉米皮往往夹带着一些附着淀粉，商品玉米皮的产量一般达到玉米的14~20%。其中纤维素和半纤维素的含量几乎占到玉米皮一半——制取膳食纤维的良好原料成分淀粉纤维素半纤维素蛋白质灰分未知成分含量231138.211.81.414.6多糖种类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%来自玉米皮中残余淀粉

玉米皮的多糖成分(%)

玉米皮的化学成分(%)

四、玉米浆的利用

用亚硫酸溶液浸泡时，玉米籽粒中~15%的蛋白质、60%的矿物质和50%的水溶性糖类溶出。同时由于亚硫酸和因乳酸菌繁殖而产生大量乳酸的存在，浸泡液的酸度较高(pH2~4)，使部分溶出物发生水解或酸化作用，如部分蛋白质水解成氨基酸。这些水溶性物质组成了玉米浸泡水的主要成分玉米浆是固形物浓度为~70%的玉米浸泡水浓缩物，其特征是蛋白质、灰