稻谷是世界三大糧食作物（稻谷、玉米、小麥）之一。稻谷脫殼后得到糙米，由于其外觀及口感不佳在市場上競爭力較弱，因此常采用去除麩皮、拋光等手段將其加工為精米，這一過程中會產生大量的米糠。采用物理、化學和酶處理等方法，將米糠中的營養物質分離出來，提取得到的米糠混合組分被稱為米糠提取物（RBE）。RBE中含有大量的生物活性成分，包括親脂性成分（γ-谷維素、生育三烯酚和生育酚）和酚類化合物（阿魏酸、芥子酸和原兒茶酸）。

黑龍江省農業科學院食品加工研究所的馮俊然、洪濱、任傳英*等介紹了RBE的提取方法，概述了RBE在食品和健康領域中的應用，以期為米糠的綜合利用提供參考。

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RBE的制備方法

目前，RBE的制備方法主要有溶劑提取法、超臨界流體萃取法、微波輔助提取法、超聲波輔助提取法和酶解輔助提取法。所用的米糠原料和制備方法不同，制備的RBE中生物活性化合物的種類和含量不同。溶劑提取法作為傳統方法，原理為根據米糠中各功能性成分在不同溶劑中的溶解度不同進行提取。常用的有機溶劑有乙醇、甲醇、丙醇、丙酮、乙二醇、異丙醇和甘油等，無機溶劑有蒸餾水和無機酸等。將米糠研磨過篩后，溶解在不同的溶劑中并在最適宜提取物浸出的溫度下進行攪拌，待提取物充分溶解后，將勻漿在合適的條件下離心，收集離心后得到的上清液并進行適當過濾去除雜質，即可得到RBE。米糠粒徑尺寸同樣會對提取物中功能性成分的含量產生影響，隨著米糠顆粒尺寸的減小，其與提取溶劑的接觸面積逐漸增加，有利于功能性成分的提取。

與傳統的溶劑法相比，超臨界流體萃取法更符合當下人們追求綠色、環境友好型方法的需求。在米糠功能性成分提取中使用最為廣泛的超臨界溶劑是CO 2 ，通過改變溫度、壓力和流速實現分餾萃取。Sookwong等優化了CO 2 超臨界萃取條件（43℃、5500 psi、60 min和10%乙醇作為改性劑）用于米糠中功能性成分提取，研究發現VE、γ-谷維素和葉黃素在有色RBE（16.65、2480 μg/g和0.1 μg/g）中的含量顯著高于無色素RBE（0.68、1410 μg/g和未檢出）。即相比于無色素RBE，有色RBE中部分功能性成分含量更高。

微波、超聲波和酶解輔助提取法，是在傳統的溶劑提取法基礎上，將米糠溶解在提取溶劑中，結合微波、超聲波和酶解等方法，加速破壞米糠的細胞膜與細胞壁，提高RBE在不同溶劑中的溶解速度，進而提升RBE的提取率，且與傳統方法相比，在縮短提取時間、降低提取能耗的同時，提高了RBE的品質。

酶解法具有加工條件溫和、加工步驟少、原材料利用率高和高底物特異性等優點，可以從米糠中提取高活性的化合物。Sapna等采用多酶（纖維素分解酶和木聚糖分解酶）輔助加工的方法改善紅米米糠中生物活性物質的釋放，結果表明多酶的組合方式具有顯著的協同活性，與未經酶處理的對照組相比，酶法輔助提取得到的RBE中可溶性酚類物質中的阿魏酸、結合酚類物質中的對香豆酸和γ-谷維素含量增幅較大。

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RBE在食品領域中的應用

2.1 RBE在油脂貯藏領域的應用

米糠是甾醇、高級醇、γ-谷維素、生育酚、生育三烯酚和酚類化合物（圖2）的潛在來源，這些生物活性物質具有良好的抗氧化活性，相應的RBE具有抗氧化作用。近年來研究發現，由于人工合成的抗氧化劑對人類健康存在潛在的危害，因此，天然的抗氧化劑更能吸引消費者。而RBE中含有多種抗氧化活性物質，是良好的天然抗氧化劑來源。Farahmandfar等在菜籽油中添加RBE（0.01%、0.08%和0.12%），研究發現0.01%的RBE與濃度一致的合成抗氧化劑（特丁基對苯二酚）對于菜籽油的穩定具有相同的效果，0.08%的RBE可以很好地抑制菜籽油在油炸過程中的脂質氧化，即RBE可用作安全有效的天然抗氧化劑。Ajala等得到了相似的結論，甲醇萃取的RBE中有高含量的酚類化合物，將RBE加入到葵花籽油中，可以有效地降低油炸過程中共軛二烯的產生，且與添加小米和大麥提取物的樣品相比，產生的二次氧化產物的量最少，由此得出結論，在油炸過程中添加RBE可以延長油的使用時間，且不需要補充新油。Chotimarkorn等在研究RBE對金槍魚油的氧化穩定性影響中發現，在金槍魚油中添加RBE可以明顯延緩儲藏期間的脂質過氧化過程并抑制由于脂質過氧化而導致脂肪酸組成、總生育酚和酚類含量的變化，在30 d的儲存過程中，金槍魚油的氧化穩定性隨著RBE濃度的增加而增加。因此，RBE可以作為潛在的天然抗氧化劑用于抑制富含多不飽和脂肪酸產品的脂質氧化。

2.2 RBE在果蔬保鮮領域的應用

在果蔬收獲后的處理和加工過程中，多酚氧化酶（PPO）會催化水果和蔬菜中酚類化合物的氧化使其發生褐變，導致果蔬的保質期縮短和市場價值降低。亞硫酸鹽是廣泛使用的褐變抑制劑之一，由于其對人體健康的不利影響，導致監管機構對其使用設定了限制。因此，研究者們不得不尋找綠色健康的天然褐變抑制劑。Sukhonthara等對比了RBE與其他褐變抑制劑（抗壞血酸、檸檬酸、NaCl和乙二胺四乙酸）對馬鈴薯和香蕉PPO的抑制作用，發現300 mg/mL的RBE比其他褐變抑制劑（20 mg/mL）的效果更好，對馬鈴薯和香蕉PPO的抑制率分別為69.31%和47.63%。在RBE對馬鈴薯泥和蘋果泥褐變抑制的實驗中，研究人員對RBE中的5 種酚類物質（原兒茶酸、香草酸、對香豆酸、阿魏酸和山柰酚酸）進行分離發現，對香豆酸的褐變抑制作用最強，且幾乎所有酚類化合物對樣品PPO的抑制作用都高于檸檬酸（100 μg/mL）。綜上所述，RBE是有效的天然褐變抑制劑，其因低廉的價格與較強的褐變抑制作用有望替代現有的褐變抑制劑。

2.3 RBE在肉制品保鮮領域的應用

肉類和肉類產品在包裝及運輸過程中，蛋白質和脂質的氧化會對其品質（嫩度、持水能力和營養成分）產生影響。此外，也可能會被微生物污染導致營養物質流失、變色、產生異味以及質地變差。通常，人們選擇向肉類及其制品中加入合成添加劑以延長其保質期，但其中一部分添加劑（磷酸鹽、硝酸鹽和亞硝酸鹽等）存在爭議，因為它們可能會對人體健康產生危害。尋找天然的抗氧化劑和抗菌化合物有望解決這一問題。Martillanes等向豬肉漢堡中添加RBE，研究其在冷藏期間的品質變化，發現RBE可以有效地降低漢堡冷藏期間蛋白質的氧化程度，且結合高壓加工處理可降低微生物的數量，成功地在不使用合成添加劑情況下，延長了豬肉漢堡的保質期。研究人員發現使用添加RBE的活性包裝，不僅可以有效抑制單核細胞增生李斯特菌等微生物的生長，還可以延緩脂質氧化，在防止貯藏過程中火腿切片顏色發生變化的同時，最大程度保存火腿中的揮發性化合物，是塑料包裝的潛在替代品。

2.4 RBE在功能性食品領域的應用

功能性食品是一類既可以作為細胞底物為細胞分化及增殖提供能量，為人類生存提供必需的營養元素，又可以通過改善人體健康狀態和預防各種疾病發生，提升人類幸福感與生活品質的食品，在全球范圍內擁有巨大的市場。米糠富含多種生物活性物質，是一種價格低廉但品質優異的功能性食品原料。隨著消費者對益生菌健康作用的認知不斷提高，越來越多種類的益生菌被添加到食品中，然而，大多數的益生菌無法在環境脅迫下存活，這極大地限制了其在食品中的應用。Tianwitawat等發現RBE可能是益生元，且具有包裹物質的能力，可以使益生菌對極端環境（冷凍干燥、噴霧干燥和胃腸道）產生更強的耐受性。因此，他們將RBE與果膠和抗性淀粉交聯結合并通過冷凍干燥對嗜酸乳桿菌等益生菌進行微膠囊封裝，具有較高的封裝效率，經體外消化后益生菌量仍能保持在5（lg（CFU/g）），適用于益生菌冷萃咖啡的生產。餅干因其即食特性和經濟實惠等特點，在世界各地被廣泛消費，但絕大多數的餅干屬于高血糖生成指數（GI）食品（GI＞70），限制了肥胖和特殊疾病群體的選擇。Jia Mengyun等通過向面粉中添加經綠色木霉發酵后得到的脫脂RBE制作餅干，研究發現RBE的添加可有效降低餅干預測血糖生成指數，且對餅干的顏色、氣味和口感等感官性狀無顯著影響，這表明RBE可用于開發富含可溶性膳食纖維的功能性食品。同時，Hu Guohua等通過向面團中添加RBE制作面包，RBE的加入在顯著減少面包體積、增加面包硬度的同時，保留了相當數量的膳食纖維，有益于人體健康，這表明RBE在開發功能性烘焙食品方面具有巨大的潛力。此外，Zhang Weidong等在有關紫紅米RBE對大米淀粉理化性質和消化性質影響的研究中發現，紫紅米RBE不僅可以增強大米淀粉的抗氧化活性，還可以降低大米淀粉的GI值，有助于開發低GI的功能性食品。

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RBE在健康領域的應用

3.1 RBE在癌癥領域的應用

在過去的幾十年中，大量的抗癌藥物來自于天然產物或其衍生物，它們往往成本相對較低、治療效果更顯著且副作用更小，因此，近年來從天然產物中分離有效成分用于治療癌癥變得越來越受歡迎。流行病學研究表明，降低人體患癌的風險可能與定期攝入高纖維、低脂肪飲食并大量食用水果、蔬菜、谷物和食用菌有關，RBE中含有多種生物活性物質，可能具有抑制癌細胞生長與轉移的效果，被認為是提高人體對癌癥形成的抵抗力的補充劑。Dokkaew等研究發現，紫米RBE比白米RBE表現出更強的癌癥預防作用，紫米RBE可以對核因子-κB（NF-κB）信號通路產生影響，進而減弱部分促炎細胞因子的表達，可有效抑制二乙基亞硝胺誘導的大鼠肝癌的發生與肝癌發生早期癌細胞的增殖。此外，研究人員發現，RBE可以通過誘導細胞凋亡與抑制細胞分化預防或治療結腸癌，并且對乳腺癌、胃癌和宮頸癌細胞的生長同樣具有較強的抑制作用。

3.2 RBE在神經退行性疾病領域的應用

隨著大多數國家人口平均預期壽命的延長，相應地人們患神經退行性疾病（NDs）的概率也會上升，NDs包括阿爾茨海默?。ˋD）、帕金森病、肌萎縮側索硬化和亨廷頓舞蹈癥，是嚴重影響老年人生活質量的疾病，其中AD是最常見也是最有害的NDs，目前批準的藥物只能減輕癥狀，但不能徹底治愈NDs，這使得人口老齡化對全世界的社會和衛生保健系統面臨重大挑戰。因此，新的科學方法側重于通過長期基于營養的干預避免此類疾病的發生。根據定位航行、空間探索和新物體識別等實驗的結果發現，RBE可以增強小鼠記憶、空間學習和新物體識別等能力，線粒體功能障礙在與年齡相關的NDs的發生中起主要作用，Hagl等研究發現喂食RBE可以顯著提高豚鼠腦中的線粒體質量，在預防腦老化和NDs中線粒體功能障礙與氧化應激方面具有潛在的應用價值；而后在模擬早期AD細胞實驗中發現，RBE處理AD細胞可以提高其ATP產生、呼吸速率和過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔激活因子1α（PGC-1α）蛋白水平，從而改善AD模型中受損的線粒體功能，進一步證實RBE可以用于預防AD的發生；接著在小鼠實驗中發現，長期（6 月）喂食RBE顯著提高了老年小鼠（18個月）在被動回避和Y迷宮實驗中的存活率與表現，食用RBE可以增加大腦中α-生育酚的濃度，并通過增加線粒體呼吸、膜電位、PGC-1α蛋白表達和檸檬酸合成酶活性減輕與年齡相關的線粒體功能障礙。此外，Abd EI Fattah等還發現RBE可作為過氧化物酶體增殖物激活受體γ的激動劑，對不同腦區進行組織病理學檢查，發現其可通過降低小鼠腦組織中炎癥介質的表達抵抗脂多糖引起的炎癥反應，證明了RBE具有神經保護的作用并有望應用于預防與治療NDs。

3.3 RBE在代謝性疾病領域的應用

肥胖被公認為世界性的健康問題，過度肥胖增加了心腦血管疾病、糖尿病和慢性腎病在內的多種慢性疾病和代謝疾病的風險。Laorodphun等發現給予高脂肪飲食16周的雄性大鼠連續口服黑米RBE8周后，大鼠的體質量、內臟脂肪質量、血糖和膽固醇的含量均呈現下降的趨勢，且黑米RBE在一定程度上逆轉了腎損傷和組織病理學變化，表明其可以用于改善肥胖，作用機制如圖3所示。在涉及肥胖的小鼠模型中，Munkong等同樣發現，紅米RBE通過下調參與脂肪生成的基因，可以減少高脂肪飲食誘導產生的脂肪細胞肥大和脂質積累。Tan Xianwen等通過體外和體內研究模型評估有色米（紅米和紫米）RBE在改善動脈粥樣硬化方面的作用，12周的RBE膳食補充顯著降低了高脂肪飲食小鼠血漿中總膽固醇、甘油三酯和提高了脈粥樣硬化的低密度脂蛋白與β2-糖蛋白I復合物的水平，且小鼠的主動脈病理評估結果也顯示，與未補充RBE的小鼠相比，其動脈粥樣硬化斑塊大小顯著降低了38%左右。

糖尿病是最常見的代謝性疾病之一，與其相關的多種并發癥（大血管病變、微血管病變和癌癥等）使其成為21世紀主要的公共衛生挑戰之一，盡管在治療領域已取得重大進展，但現有的臨床藥物仍不能完全滿足患者需求。RBE中含有α-生育酚、生育三烯酚、植物甾醇和γ-谷維素等物質，具有良好的抗氧化能力，其可能的抗糖尿病和降血糖機制如圖4所示。氧化應激被認為是糖尿病及其并發癥發展的一個關鍵因素，動物實驗表明，向肥胖的糖尿病KKAy小鼠的日常飲食中添加0.1%的RBE，與對照組相比，血漿中丙二醛的升高得到明顯抑制，α-生育酚的含量顯著升高，并與脂質羥基自由基發生反應，產生大量的脂質過氧化物，加速了谷胱甘肽過氧化物酶1 mRNA的轉錄，從而對糖尿病相關的氧化損傷起到保護作用，同時，RBE中的γ-谷維素可能是具有促進胰島素分泌化合物作用的前體，在喂食大鼠RBE 30 min后觀察到，大鼠血漿中胰島素的含量增加，且研究表明RBE對體外胰島素釋放具有濃度依賴性作用。此外，Boue等在有色米RBE的研究中發現，紅米與紫米RBE均對α-葡萄糖苷酶活性有抑制作用，但只有紅米RBE具有抑制α-淀粉酶活性的能力，且紅米與紫米RBE均增加了葡萄糖轉運體1 mRNA、葡萄糖轉運體4 mRNA和編碼胰島素信號通路蛋白基因的表達。因此，RBE可以作為天然抗糖尿病的潛在藥物，對降低糖尿病的患病率和發病率及控制并發癥具有一定的作用。

3.4 RBE在抗炎免疫領域的應用

米糠與有色米糠已被證實有許多促進健康和治療疾病的功能，表現出強大的抗氧化和抗炎癥作用，在抗炎免疫領域同樣具備獨特優勢。Pengkumsri等研究了黑米RBE與酵母β-葡聚糖組成的補充劑對葡聚糖硫酸鈉誘導的結腸炎大鼠模型影響，與對照組相比，實驗組炎性細胞因子IL-6、IL-17、干擾素-γ的表達降低的同時，伴隨著抗炎細胞因子IL-10和轉化生長因子-β的增加，即該種補充劑有望成為一種天然的用于治療結腸炎的藥物。在護膚和治療皮膚炎癥方面的研究中發現，向小鼠腹部注射黑米RBE后，可以有效地抑制皮膚炎癥（水腫）的形成，且在小鼠的日常飲食中添加10%的RBE可以顯著抑制小鼠接觸過敏性皮炎的發生。此外，用發酵的RBE處理紫外線照射的人皮膚真皮成纖維細胞后，其膠原蛋白的合成以劑量依賴性的方式增加，并抑制了IL-1α的產生。這些進一步證實了RBE具有較高的藥物市場應用價值。與此同時，RBE還具有增強先天免疫力的功效，Shin等發現，黑米RBE可增強白細胞分化抗原14和Toll樣受體4的表達，提高RAW264.7巨噬細胞的吞噬活性，這些發現直接證明了黑米RBE可以增強先天免疫力。

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結語

米糠作為稻谷加工過程中重要的副產物，是一種來源豐富，具有高營養、高應用價值的農副產品，但其實際利用率很低，多用作飼料，因此開發米糠中的天然物質應用于食品和健康等領域是近年來稻谷產業發展的方向。目前，以米糠為核心的研究大多仍集中在米糠油和米糠蛋白的提取與應用上，只有少量的研究涉及米糠中生物活性物質的提取。盡管米糠中豐富的營養物質和多種生物活性物質為開發RBE提供了良好的物質基礎，但其在食品、健康領域的廣泛使用和商業化仍存在較多問題急需解決。因此，未來需針對RBE的如下方向作進一步研究：一方面，需加強米糠中對人體健康有益的成分分離純化，進一步系統分離和鑒定RBE中的營養組分；另一方面，現有的RBE提取方法難以工業化生產，仍需要找尋工業化制備RBE的最優條件，開發出一套低成本、操作簡便、環境友好以及易實現工業化制備RBE的方法；此外，在RBE應用于功能性食品和治療疾病的研究方面，目前國內外多數結論都是通過動物模型得出，未來有關RBE的研究重點需要圍繞臨床試驗，對RBE改善人體健康所發揮關鍵作用的機理加以研究和驗證，進一步推動適用于保健食品和輔助治療的RBE產品的研發。隨著RBE潛在的應用價值不斷被挖掘和制備方法的日趨完善，未來RBE的應用范圍將更加廣泛，稻谷產業的生產加工也將更加符合循環經濟模式和可持續發展理論。

作者介紹

通信作者：

任傳英 副研究員

黑龍江省農業科學院食品加工研究所

任傳英，哈爾濱工業大學博士，副研究員，中國農工黨支部委員，黑龍江省D類高層次人才，黑龍江省水稻產業技術體系加工崗位科學家，黑龍江省農業科學院杰出青年，黑龍江省農業科學院青年學術專委會主任，黑龍江省營養保健食品協會副會長。主要從事稻米精深加工基礎、技術和產業化研究，主持黑龍江省“百千萬”工程科技重大專項課題（2019ZX08B02-3）、黑龍江省水稻產業技術體系、黑龍江省科研業務費項目（CZKYF2023-1-C015）、黑龍江省“三區”人才、哈爾濱市創新人才項目（2014RFQYJ148）和黑龍江省農業科學院杰出青年項目6 項，主要完成國家重點研發計劃課題（2021YFD2100902）、國家公益性行業（農業）科研專項（201403063）、國家水稻產業技術體系（十三五至今）、農業農村部稻谷傳統制品產地精深加工技術集成基地建設項目、行業標準制定、黑龍江省科研業務費項目和市科技特派員項目等各級項目10余項。獲省科學技術進步獎一等獎1 項（第2），省專利獎金獎1 項（第3）；發表論文30余篇，其中第一作者SCI收錄3 篇、EI收錄1 篇；授權國家發明專利8 項；編寫行業標準3 項。

第一作者：

馮俊然 研究實習員

黑龍江省農業科學院食品加工研究所

研究方向為農產品加工。

本文《米糠提取物在食品及健康領域中的應用研究進展》來源于《食品科學》2024年45卷第17期287-295頁，作者：馮俊然，洪濱，山珊，袁迪，張珊，宋巖，李波，盧淑雯，任傳英。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230717-190。點擊下方閱讀原文即可查看文章相關信息。

實習編輯：李雄；責任編輯：張睿梅。點擊下方 閱讀原文 即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網

為深入探討未來食品在大食物觀框架下的創新發展機遇與挑戰，促進產學研用各界的交流合作，由北京食品科學研究院、中國肉類食品綜合研究中心、國家市場監督管理總局技術創新中心（動物替代蛋白）及中國食品雜志社《食品科學》雜志、《Food Science and Human Wellness》雜志、《Journal of Future Foods》雜志主辦，西華大學食品與生物工程學院、四川旅游學院烹飪與食品科學工程學院、四川輕化工大學生物工程學院、成都大學食品與生物工程學院、成都醫學院檢驗醫學院、四川省農業科學院農產品加工研究所、中國農業科學院都市農業研究所、四川大學農產品加工研究院、西昌學院農業科學學院、宿州學院生物與食品工程學院、大連民族大學生命科學學院、北京聯合大學保健食品功能檢測中心共同主辦的“第二屆大食物觀·未來食品科技創新國際研討會”即將于2025年5月24-25日在中國 四川 成都召開。

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