粮粒皮层成分及其作用研究

摘要：粮粒皮层中富含独特的有益于人体的营养成分，这些营养成分又是其它部位相对缺乏的。明晰粮粒皮层中营养成分并合理利用，对食品加工业、饲养业、药业都具有非常重要的意义。本文试图通过对分析粮粒皮层营养成分的分析，为人们有效利用粮粒皮层提供一定的理论依据。

关键词：粮粒皮层 纤维素 半纤维素 矿物成 维生素

在粮食中皮层含量一般占6～20%，皮层的主要成分是纤维素、半纤维素、木质素及蛋白质、脂肪、可溶性糖、维生素、矿物质。其中纤维素、半纤维素的含量占皮层重量的一半以上。矿物质主要集中在皮层，维生素也丰富地含在胚中。在粮粒生长和储藏中皮层起保护胚乳的作用，机械性能较强。在加工成品粮时，精度不同，皮层混入的量不同，营养成分的比例也不同。

首先分析纤维素，粮食籽粒中纤维素含量大约2～10%，主要集中在粮粒皮层。小麦籽粒中纤维素含量为2.3～3.7%，皮层中纤维素含量53%。玉米2.3～2.4%，燕麦为12.6%。就整粒而言，皮壳中含量最多，胚含量较少，胚乳几乎不含。纤维素的一般分子式和淀粉相等，为（C5H1005）n,但n的数值比淀粉大得多，是所有多糖中最大的一种，近一万个葡萄糖残基。纤维素水解后，产生大量的葡萄糖。纤维素分子间以氢键互相结合成微晶束，微晶束间又是非常多的氢键结合，十分牢固。不但机械性能很强，化学性质也很稳定。它不溶于水及各种有机溶剂，也不溶于稀酸和稀碱，即使在热水中长时间煮沸也不溶解，所以不能被人体消化吸收，纤维素虽不溶解于水，但亲水性很强，容易吸水膨胀，利用这一特性加工中能有效去除皮层。纤维素可用高浓度强酸水解，用稀酸水解则需在加压下长时间加热，水解的最终产物为β—D—葡萄糖，因此那些含纤维素很多的粮食加工付产品都可以通过工业水解或反刍动物的肠道变成葡萄糖，直接作为饲料或其他发酵工业的原粮。反刍动物的肠道中有大量能消化纤维素的微生物寄生菌，它能分泌纤维素酶，而纤维素的分解产物葡萄糖则被寄主加以利用，这也是含纤维素多的粮食加工副产品作为饲料的理论基础。

人体消化系统不能分泌纤维素酶类，故不能消化纤维素。因此在粮食加工中务必去掉粮粒外部纤维素很多的皮层，去掉越多，则精度越高。但是从现代营养学的观点来看，人类膳食中都必须含有这种不能消化的纤维素，膳食纤维又称为“第七类”营养素。因为它具有促进肠道蠕动解除便秘，加速毒素排除，防止结肠病变的作用。根据流行病的调查结果，在膳食含有大量纤维素的人群中出现结肠炎和结肠癌的机会要少得多，尤其是中老年人及室内办公人员，活动少肠胃蠕动功能低，故建议食用含些皮层的粗制粮。

纤维素经过适当地处理可制得改性纤维素，如羧甲基纤维素，在食品工业中广泛用作增稠剂；微晶纤维素，在疗效食品中用作无热量填充剂。

半纤维素也是一种多聚糖，常与纤维素在一起，但化学成分很复杂，往往不是一种单糖聚合而成。其水解产物中既有戊糖，又有己糖，还有糖醛酸。所以半纤维素与纤维素在分子组成上不同，它是杂聚多糖，而纤维素是同聚多糖。半纤维素的组成成分随植物种类而异，一般以木聚糖以及木聚糖的葡萄糖醛酸居多。半纤维素与稀酸共热则几乎全部水解，水解的木糖可以制成结晶木糖或木糖浆及糖醛，木糖经过氧化反应生成木糖醇。木糖醇味觉好，甜度大，可作食糖的代用品，也具有一定的医疗作用。在某些方面还能改进食品的质量和有利于食品的保存。半纤维素对家畜来说，消化率可以达到90%，但只有很少一部分被人体消化，因此最好直接用作饲料及工业水解。

木质素，不是碳水化合物，但它在细胞壁中常与纤维素及半纤维素混在一起，是细胞壁特别是木质化细胞壁的主要成分之一。木质素是填充在纤维素的微晶束之间的空隙中，也有一部分木质素与纤维素成结合状态。木质素的细胞都是死细胞，不再起代谢作用，是植物中最稳定的物质，故木质素主要是加强组织的机械强度，增强对腐生菌的抵抗力。

粮食籽粒的皮层含有大量矿质元素，如P,K,Mg,Ca,Fe,Si,Na等及微量矿质元素如Zn,Mn,Ni,As等。这些矿质元素有的是细胞壁或原生质的组成成分。如稻壳中的Si,蛋白质的S，白和磷脂中的P,叶绿素中的Mg,果胶中的Ca及植酸盐中的Ca和Mg等。有的是生物有机体生理活动机能的调节者，如k对于光合作用，Ca对养分运输，Fe对叶绿素的形成都具有调节作用。有的还是酶的组成成分，如Fe是抗坏血酸氧化酶和多酚氧化酶的组成成分，这些元素就成为酶的活化催化剂。总之，矿质元素是一切动植物生长所不可缺少的物质基础之一，尤其以钙和铁用以评定食物中的矿质元素的营养价值。一般情况下，粮粒加工精度越高，皮层除去越彻底矿质元素含量越低，故粗制粮中矿质元素含量丰富些。

还有重要的一类营养素——维生素，它分为水溶性维生素和脂溶性维生素两类。维生素是维持人和动物正常生理功能所必须的一类天然有机化合物。一般不能在体内合成，肠道微生物可合成一些，但远不能满足机体需要，通常由食物来供给，粮食籽粒中的种种维生素大部分分布在胚和皮层中的糊粉层中，胚乳含量很少。加工后大多数维生素转入副产品中，所以加工精度越高，保留下来的维生素越少，专门米白面的人常常容易患脚气病，这就是人们共知的维生素缺乏病。故适当食用粗制粮能最大限度满足人体对矿物质及维生素的需求。

蛋白质和脂肪及可溶性糖也是粮粒皮层的构成成分，但由于它们的来源比较丰富，一般情况都能满足。

综上所述，粮粒皮层营养物质丰富，它既含有不易被人体消化吸收但极具生理功能的纤维素、半纤维素及木质素，还含有其他部位相对缺乏的矿物质和维生素，对人体具有重要的生理功能，故人类膳食细中有粗是必要的也是科学的。

参考文献

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