引言：我国作为稻谷生产大国，大米加工过程中每年都有大量米糠产生。米糠是稻谷加工过程中的主要副产物之一，但是长期以来大多数米糠只被用作饲料或者低值使用，米糠的高营养价值及各种潜在利用途径一直没有被完全挖掘。随着科技进步与绿色发展理念普及，米糠资源综合利用已逐步被人们重视。探讨大米加工过程中米糠资源化利用的有效途径，对增加农产品附加值和农业可持续发展有十分重要的作用。
一、米糠的成分与特性
（一）米糠的组成
米糠的主要原料是果皮、种皮、外胚乳、糊粉层及胚加工而成，加工过程中会混有少量的稻壳、灰尘及微生物。其含有丰富的多种营养素及生理活性物质，为稻谷加工中主要副产品。美国等发达国家已有食用米糠问世，中国也应用现代食品加工精准碾制技术，在洁净车间将米糠中不益食物质（稻壳、果皮、种皮、灰尘和微生物）与益食营养物质（胚的外层胚乳，如糊粉层）精准碾磨分离。这项技术将米糠分为饲料级和食品级两个部分，其中食品级米糠大约占据了米糠总重量的80%和稻谷营养的大约60%，尽管仅占稻谷总重量的6%，但它被誉为“米珍”或“米粕”，营养价值高，具有很高的开发和利用潜力。
（二）米糠的特性分析
米糠具有丰富的性质，从营养和加工上都得到了反映。在营养特性上，它宛如一座“营养宝库”，以仅8%的含量占据了稻谷64%以上的营养，人体所需90%以上营养素它都具备。其膳食纤维的含量高达大约30%，这是糙米的6—10倍之多，不仅可以刺激肠道蠕动，预防和缓解便秘，还能为肠道中的有益菌提供必要的营养，保持肠道微生态平衡，并可令人有饱腹感、帮助控制体重，还可起到降血脂的系列保健作用。它含有丰富的维生素B1、B6、E以及矿物质和生物活性物质，特别是γ-谷维素和植物甾醇，它们具有抗氧化、降低胆固醇和减少心血管疾病风险的效果。该物质的GI值仅为19，而低聚糖和抗性淀粉有助于减缓葡萄糖的吸收速度并稳定血糖水平。
从加工特性来看，米糠含CHO 43%左右，以纤维素和半纤维素居多，粗脂肪含量可达15%，能值高，代谢能水平达10.92MJ/kg，在糠麸类饲料中，它的能量值是最高的，主要的脂肪酸是不饱和脂肪酸，并且脂肪中还包含2—3%的天然维生素E。其粗蛋白的含量大约为12%，这比玉米要高，并且其品质更为出色，同时其蛋氨酸和精氨酸的含量也相对较高。然而，米糠也有容易发生酸败的风险，这主要是因为它含有丰富的脂肪酶和氧化酶等多种酶，这些酶能迅速分解脂肪，从而对米糠的品质和应用价值产生不良影响。另外，米糠粒度细，流动性较差，加工处理难度大。
二、米糠资源化处理技术
（一）物理法处理技术
物理法处理技术就是利用物理性质来处理污水的一种有效方法，它主要是用物理手段除去污水中悬浮物、泥沙和油脂，一般在污水处理中作为预处理环节使用，可以有效减轻后续处理的负担。沉淀法就是常用的方法之一，通过重力作用将悬浮物下沉到池底，从而实现对污水悬浮物的清除。沉淀池是达到沉淀目的的主要装置，如初沉池可用来除去污水中较多的悬浮物及沉淀物等，二沉池主要用来除去污水处理时的污泥等。尽管沉淀法的设备简洁且运营成本较低，但其在去除小颗粒物方面的效果并不理想，因此经常需要与其他的处理技术相结合。
过滤法是利用过滤介质来除去污水中悬浮物及颗粒物，常见过滤介质为沙、炭和纤维。砂滤池可用来除去悬浮物，通常在水厂及污水处理厂使用；活性炭过滤技术被应用于清除水中的有机物质和异味。过滤法具有去除效率高、适合各种水质的特点，但其过滤介质容易堵塞、需定期洗涤、更换等特点。
吸附法就是将水中污染物用特定的物质进行吸附，常见的吸附物质有活性炭和树脂，这些物质可以用来脱除水中微量有机物和重金属，对于微量污染物的脱除效果十分显著。
（二）化学法处理技术
化学法处理技术就是将化学试剂投加到废水中，通过化学反应将污染物进行分离或者循环使用的一种高效方法，其核心就是通过中和、混凝和氧化还原来改变污染物形态，达到净化目的。主要有化学沉淀法、混凝法、中和法和氧化还原法几种，常用于重金属、难降解有机物和剧毒物质的联合治理，广泛应用于污水的三级处理和工业废水的闭路循环系统等。
化学沉淀法作为较早的代表性手段，将沉淀剂投加到废水中，从而将污染物产生的难溶沉淀物除去，可以对汞、镉等重金属废水进行治理，但是初期由于药剂和设备成本较高等原因而限制了它的应用，现在技术进步使得它逐渐得到推广使用。
混凝法是通过向废水中加入混凝剂，将胶体粒子和微小的悬浮物凝结成更大的颗粒并沉淀下来，这种方法可以有效地去除水中的悬浮物和胶体物质，从而提高水质的清晰度。
中和法是一种用于处理酸性或碱性废水的方法，通过添加酸或碱来调整废水的pH值，使其达到中性或接近中性，从而确保后续处理的效果。
氧化还原法通过氧化还原反应将废水中的有毒和有害物质转化为无毒或低毒物质，能够处理如氰化物这样的剧毒物质，近年来在资源回收和水资源的可持续利用方面起到了重要的作用，这种方法常被应用于生物处理后的深层净化过程中，能够迅速且有效地去除氨氮、磷等多种污染物，同时还能实现工业用水的闭环循环。
（三）生物法处理技术
在化工废水处理中，其污染物浓度高、成分复杂、BOD₅/COD较低，处理难度大，常采用分质预处理（物化）+生化+深度处理的组合工艺，其中生化处理优势明显。其原理是通过微生物代谢繁殖将废水中有机物转化为CH₄、CO₂和H₂O等无害物质，可分为好氧生物处理技术和厌氧生物处理技术。好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法两大类。活性污泥法包含推流式活性污泥法、完全混合活性污泥法等多种类型，序批式活性（SBR）污泥法去除污染物机理与传统活性污泥工艺一致，但运行方式不同，传统为连续运行，SBR工艺处理工序不连续，废水间歇式、周期性进入反应器。生物膜法包括生物滤池、生物转盘等，生物接触氧化法是生物膜处理技术新成果，在生物反应池中安装固定填料，通入氧气，利用填料上生物膜氧化分解污染物来处理废水[2]。
生物法处理技术就是将微生物作为无机物对污水进行降解代谢的一种有效方法，它通过人为地营造一个适宜于微生物赖以生存与繁衍的环境，使之得以大量增殖，从而提高有机物氧化分解效率。其按所用微生物类型不同，又可以分为好氧法、厌氧法及生物酶法，这是一种以微生物代谢机理为依据，结合有机废气本身特性而发展起来的废气治理方法，其有益效果是：不产生二次污染，处理能力强，运行成本低，净化效果高，能耗低，其特征在于：包括生物过滤器、生物滴滤器和生物涤气塔、膜生物反应器和活性污泥是处理有机废气的相关设备和技术手段。
生物法处理化工废水是“常客”之一。化工废水中的污染物浓度较高，其成分也相当复杂，BOD₅/COD的比值相对较低，这增加了处理的难度。因此，通常会采用分质预处理（物化）+生化+深度处理的综合工艺，其中生化处理的优势尤为突出。它的基本原理是利用微生物的代谢繁殖把废水中的有机物转化成CH₄、CO₂和H₂O这些无害的物质，可以分为好氧生物处理和厌氧生物处理。好氧生物处理法主要分为活性污泥法与生物膜法两类。活性污泥法涵盖了推流式活性污泥法和完全混合活性污泥法等多个种类，其中序批式活性（SBR）污泥法在去除污染物方面的机制与传统的活性污泥处理工艺是一致的，但是操作方式有所不同，常规的是连续操作，SBR工艺的处理过程是不连续的，污水间歇式、周期性流入反应器内。生物膜法主要由生物滤池和生物转盘组成，其中生物接触氧化法作为一种新型的生物膜处理工艺，将固定填料设置于生物反应池内并通以氧气，采用填料上的生物膜来氧化并分解污染物，从而处理废水。
三、米糠资源化产品及在大米加工中的应用
（一）米糠油
米糠油是从稻谷加工过程中产生的副产品米糠经过压榨法或者浸出法生产出来的稻米油。米糠的油含量大约是18%，它是由稻壳、灰尘、微生物、分泌物、果皮、种皮、外胚乳、糊粉层和胚等部分组成的。食品级的米糠大约占据了米糠总质量的80%，并且含有超过90%的稻谷营养成分。尽管它只占稻谷重量的6%，但其营养价值却高达60%，因此被誉为“米珍”或“米粕”。
今后米糠油有食用油和工业原料油之分。新一代的食用米糠油，也被称为米粕油或米珍油，是从稻米经过精确研磨得到的纯净的稻米胚和糊粉层中提取出来的；而由真正米糠（稻米的保护皮层：果皮、种皮、外胚乳和稻壳）制得的米糠油只能作为工业原料。
米糠油有很多作用。其含丰富的谷维素、维生素E，可清理人体内胆固醇、防止血脂升高、动脉硬化等。米糠油作为一种低热量的食材，没有胆固醇的存在，含有大量的不饱和脂肪酸，能够将多余的脂肪进行分解和排泄，同时能够润肠营养肠道、促进垃圾的排泄，起到减肥的效果。
（二）米糠蛋白
米糠蛋白作为优质植物蛋白很有开发价值。尽管我国每年的米糠产量超过1000万吨，但这些米糠主要被用作动物的饲料，这导致了大量的资源浪费。因此，从米糠中提炼蛋白质并提高其附加价值具有巨大的意义。
米糠蛋白中的氨基酸构成是均衡且合理的，与FAO/WHO的推荐模式非常接近，其营养价值极高，可以与鸡蛋和牛奶相提并论，而且其消化率可以超过90%，且是低过敏性蛋白，适合婴幼儿和特殊人群作为营养食品。其主要成分为清蛋白、球蛋白、谷蛋白及醇溶蛋白等，清蛋白及球蛋白的含量显著高于稻米且具有良好的氨基酸平衡效果，赖氨酸和色氨酸的含量相对较高，这有助于弥补谷物蛋白中赖氨酸缺乏的问题。
然而从米糠中提取蛋白却受到了挑战。由于它的聚集及二硫键的作用，某些功能性官能团不能显露，溶解性差，而且米糠含有的大量高植酸能与蛋白发生结合作用，致使常规的提取方法很难实现蛋白的有效分离。目前通常采用物理法、化学法、酶法等方法进行萃取，碱法萃取效率高但是蛋白质的品质较差，酶法可以提高蛋白质的品质但是费用较高，而物理法对于营养成分的损害较小，经济适用，用途广泛。发酵技术可以消除抗营养因子的作用、补充氨基酸的组成、增加蛋白的含量及得率等。
（三）米糠多糖
米糠多糖是以米糠为原料制备而成的生物活性多糖，其生物相容性好，毒性低，广泛应用于医药、食品、化妆品等行业。我国作为全球最大的稻米生产国，每年的稻谷产量大约为2亿吨，这导致了大量的米糠产出，为提取米糠中的多糖提供了丰富的资源。
米糠中的多糖显示出众多的生物功能，例如调节免疫、对抗肿瘤、防止氧化、减少血脂和血糖等。此物质可以显著提高免疫系统的活跃性，并在临床实践中有助于增强人体的免疫功能。米糠多糖所具有的上述特点，使得米糠多糖已成为功能性食品及天然生物活性成分的研发重点之一。
然而米糠多糖的提取过程比较复杂，提取率和纯度常常不能令人满意。尽管如此，对米糠多糖的研究依然意义重大，不仅有助于深入了解其结构与功能的关系，还能为米糠资源的综合利用和高附加值产品的开发提供理论支持，从而达到有效利用米糠资源、变废为宝、促进相关行业发展、给人民群众健康、生活带来更大效益的目的。
四、结论
米糠的资源化利用对于大米加工具有显著意义，米糠中含有丰富的各种营养成分，经物理、化学及生物法处理技术处理后，可以转化成米糠油、米糠蛋白、米糠多糖及其他有价值的产品。这类产品在增加大米加工附加值的同时，也给消费者带来了更有营养、更有保健作用的大米及其相关产品。但目前米糠资源化利用还存在着技术成本较高、市场认知度低的问题。在未来，我们需要增强研发的投入，降低生产成本，并加大对市场的推广力度，以促进米糠资源化利用产业的持续发展，确保农业资源得到高效和可持续的利用。
参考文献：
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