稻米铁、锌、植酸含量及加工对其含量和铁、锌溶出率影响的研究

摘要

大米是我国居民的最为重要的主食之一，我国大约有三分之二的居民以大米作为主食。大米也是我国居民膳食中微量营养素，如铁、锌、钙、维生素等的重要来源，但是，稻谷本身有些矿物质含量比较低，而且加工过程还会大量损失；另外，稻谷中还含有矿物质的抗营养因子——植酸，会降低矿物质的生物利用率。本研究的主要目的是：对我国的主栽水稻品种的糙米和精米中的铁、锌、植酸含量情况有一个初步了解：针对影响大米矿物质含量的稻谷的初级加工程序——砻谷和碾米，研究矿物质和植酸在糙米中的分布、碾磨程度对铁、锌消化吸收率情况的影响；针对稻谷的深加工方法——浸泡、发芽、发酵等，研究不同方法处理的产品的铁、锌、植酸含量及铁、锌的消化吸收率的情况。通过这些系统研究，为食品加工企业在保证食品的感官品质和食味品质的前提下，通过适当调整加工方法和加工工艺，进一步改善稻谷类产品的营养品质，特别是矿物质营养，奠定一定的基础。 对产于我国不同稻作区的部分主栽水稻品种的糙米和经一定程度碾磨加工得到的精米中的铁、锌的含量的研究表明：我国水稻糙米的平均植酸含量为9.6 g·kg<'-1>，含量范围为7.2-11.9 g·kg<'-1>。籼稻和粳稻的植酸含量差异不大，特种稻的植酸含量比常规稻的含量高，早稻的植酸含量比常规稻的低。我国水稻糙米平均铁含量为18.1 mg/kg，含量范围为9.4-44.5 mg/kg；平均锌含量为22．5mg/kg，含量范围为12.9-31.3mg/kg，产于安徽的早稻的锌含量显著低于其它常规稻。在本研究实验条件下，我国稻谷的精米率为70％，不同稻种的波动范围为61-78％。精米平均植酸含量为3.5g·kg<'-1>，含量范围为1.9-13.6g·kg<'-1>，特种稻的植酸含量为10.3g·kg<'-1>，显著高于常规稻的含量水平；东北产区精米的植酸含量为2.8g·kg<'-1>，显著低于其它产区的样品。精米铁含量为3.3mg/kg，锌含量17.3mg/kg。碾磨过程中，从糙米到精米重量损失约20％，锌损失和重量损失在同一水平，铁损失达到82％。 经X-射线显微法分析，铁主要分布在糙米籽粒的最外层和胚芽部分；锌在胚芽部分的含量比较高，在籽粒其他部位，锌的分布比较均匀：磷在籽粒中的分布情况相对比较复杂，总体来讲，磷在糙米中的分布呈现随着从表皮向中心的方向逐渐减少的趋势，在糙米籽粒的最外层，存在一层非常明显的高磷层，磷含量最高的区域是在籽粒中胚芽和胚乳的交界处。碾磨法的结果进一步说明植酸在糙米中分布的不均匀性，其浓度随着从籽粒表面向中心的方向递减，而且在籽粒中心的约70％的部分几乎不含植酸。铁在糙米籽粒中分布不均匀，其浓度从籽粒表面向中心的方向递减，从糙米最外层1％重量部分的434 mg/kg，下降至籽粒中心约70％的部分铁含量约为4 mg/kg。糙米籽粒外层约占重量6-7％的部分，分布了45％左右的总铁量，中心占籽粒重量70％的部分仅分布了籽粒10％左右的总铁量。在整个糙米籽粒中，锌的分布是相对比较均匀的，但是存在三个含量分布相对不均匀的区域。 糙米发芽的浸泡过程中，35℃，24 h的浸泡处理，糙米的铁含量下降程度最明显，降为16mg/kg；植酸下降程度次之，含量为0.8g·kg<'-1>；锌含量的变化比较小，浸泡之后为17 mg/kg。浸泡过程中铁、锌和植酸三种物质也表现出不同的变化趋势。经过8 h的浸泡之后，铁的消化吸收率由初始时的8％达到22％，浸泡过程对锌的吸收率没有明显影响。发芽过程中，随着发芽时间的延长，植酸含量逐渐下降，至发芽60 h后，植酸含量为0.6 g·100g<'-1>，为原料糙米植酸含量的三分之一，同时，发芽过程中几乎没有铁和锌的损失。发芽过程对铁的消化吸收率有较大的影响，对锌的消化吸收率影响较小。 浸泡、发芽和发酵是降低和消除谷物类植酸含量的重要方法。未经处理的原料糙米的铁和锌的含量分别是26.2mg/kg和19.6 mg/kg。经不同处理的糙米样品的铁含量范围为13-29 mg/kg，在所有处理中，干法加热预处理后浸泡处理和发芽36、48 h的糙米样品的铁含量最低，为13 mg/kg。而对处理过的样品的锌含量而言，除了经过湿法加热预处理之后浸泡的样品的锌含量比较低外(低于10 mg/kg)，其余样品的锌含量几乎在同一水平，锌含量的范围是16-21 mg/kg。原料糙米中的植酸含量为14.4 mg.g<'-1>，经过不同处理的糙米样品的植酸含量范围为：0.3-12.9 mg·g<'-1>，低于原料糙米的植酸含量。三种处理方法中，浸泡对铁的含量有显著影响；浸泡、发芽前的浸泡和发酵对终产品的植酸含量有显著影响。未经任何处理的糙米的铁的溶出率为16％，经过不同处理的铁的溶出率的范围为6.33％，先干法加热，然后再用去离子水中浸泡一周的样品的铁的溶出率比未经任何处理的样品提高了两倍。未经任何处理的原料糙米的可溶解锌含量为7.3 mg/kg，经不同处理之后的样品为4.1-8.3 mg/kg。未经任何处理的糙米的锌的溶出率为38％，经过不同处理的锌的溶出率的范围为25-57％。在绝大多数的处理中，样品锌的溶出率在30％上下波动。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1稻谷的籽粒结构和营养成分含量

1.2糙米的矿物质营养与植酸含量

1.3改善大米的矿物质生物利用率的意义和方法

1.3.1改善大米的矿物质生物利用率的意义

1.3.2改善大米的矿物质的生物利用率的方法

1.4本研究的意义和主要研究内容

1.4.1本研究的意义

1.4.2本研究的主要研究内容

参考文献

第二章我国主栽水稻品种植酸、铁和锌含量情况的分析

2.1前言

2.2实验材料与方法

2.2.1实验材料

2.2.2实验方法

2.3实验结果与分析

2.3.1糙米粒形特征及基本情况

2.3.2糙米植酸、铁和锌的含量

2.3.3精米植酸、铁和锌的含量

2.4本章小结

参考文献

第三章铁、锌和植酸在糙米籽粒中的分布及碾磨对铁和锌的吸收率的影响

3.1前言

3.2实验材料与方法

3.2.1实验用稻谷

3.2.2 X-射线荧光显微法定位糙米籽粒中的铁、锌和磷

3.2.3碾米处理和粉碎

3.2.4铁和锌含量测定

3.2.5植酸含量的测定

3.2.6体外消化(In vitro)实验步骤

3.3结果与分析

3.3.1 X-射线显微法分析铁、锌和植酸在糙米籽粒中的分布

3.3.2碾磨法分析植酸、铁、锌在糙米籽粒中的分布

3.3.3碾磨对铁和锌溶解度的影响

3.4结果分析和讨论

参考文献

第四章发芽对糙米中植酸的降解和矿物质溶出率的影响

4.1前言

4.2实验材料与方法

4.2.1实验用稻谷

4.2.2糙米浸泡和发芽处理

4.2.3样品的烘干和粉碎

4.2.4铁和锌含量测定

4.2.5植酸含量的测定

4.2.6样品中溶解磷的检测

4.2.7体外消化(In vitro)实验步骤

4.3结果与分析

4.3.1糙米浸泡过程的各种变化

4.3.2糙米发芽过程的各种变化

4.3.3讨论

4.4糙米发芽过程中可溶解磷的变化

4.5本章小结

参考文献

第五章浸泡、发芽和发酵对糙米植酸降解铁、锌的溶出率的影响

5.1前言

5.2实验材料与方法

5.2.1实验用稻谷

5.2.2浸泡

5.2.3浸泡和发芽

5.2.4发酵

5.2.5铁和锌含量测定

5.2.6植酸含量的测定

5.2.7体外消化(In vitro)实验步骤

5.2.8数据处理

5.3结果与分析

5.3.1处理后的糙米中铁、锌、植酸含量及铁、锌的溶出率

5.3.2处理过程对糙米的干物质损失、铁和锌及植酸的损失率

5.4讨论

5.5小结

参考文献

第六章结论与建议

6.1主要结论

6.2本研究的创新点

6.3研究展望与建议

附录

致谢

作者简历