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水稻機能性成分之研究成果

農糧署 黃怡仁.宋鴻宜

一 . 前言

  水稻是全世界重要的糧食作物,全球約有 50% 以上人口食用稻米,世界人口攝取的食物熱量有 21% 來自稻榖,稻米曾是我國農村社會時期最重要的經濟作物,近年來社會結構變遷,國民所得提升及受到西方飲食文化影響,大幅衝擊國人飲食習慣,每人每年食米消費量由民國 80 年 62.50 公斤至 98 年下降為 48.09 公斤,多樣化飲食選擇淡化了國人對稻米攝取的熱情,以米為主的飲食也逐漸被麵食、速食及西餐取代;然而,在世界供應的多種榖物中,稻米是唯一直接經過脫殼就可烹煮食用的作物,其他榖類作物需脫殼後再經加工磨粉、發酵、烘焙,製成麵包、餅乾等製品,加工程序多並經過多重精緻化,相較之下,稻米加工耗能及營養損失較低,從營養與健康角度來看,是不可多得的優質主食。

二 . 稻米之保健機能成分

  稻米之組成約包含 72 – 79% 醣類(碳水化合物)、 7.0 – 9.0% 植物性蛋白質、 0.6 – 2.5% 脂肪、 0.1 – 2% 膳食纖維、 0.4 – 1.0% 灰分及豐富礦物質和維生素 B 群,除了上述營養價值外,稻米更有許多保健機能性成分。

(一)米蛋白質

  稻米中的蛋白質屬優質的植物性蛋白質,氨基酸組成接近 FAO/WHO 之建議比例,與大豆及牛奶中的蛋白質相比,米蛋白質具有低過敏性的優點。稻米中的蛋白質依溶解性不同,可分成水溶性蛋白( Albumin )、球蛋白( Globulin )、醇溶蛋白( Prolamin )及榖蛋白( Glutelin ),其中醇溶蛋白及榖蛋白為貯藏性蛋白質,是稻米中主要蛋白質成分, 農糧署委託馬偕醫院陳裕仁醫師、嘉義大學廖慧芬教授、臺灣體育大學陳裕鏞教授組成之研究團隊針對稻米之抗腫瘤免疫功能進行探討,發現國產水稻中的醇溶蛋白可有效抑制人類白血病U937細胞之增殖,提升細胞之免疫功能。北海道大學的 森田教授發現稻米分離蛋白能顯著降低血清中膽固醇、三酸甘油酯及磷脂質濃度,並具有抗 DMBA ( 7,12- dimethyl -1,2-benzanthracene ) 誘導乳腺癌的作用( J Food Sci, 1993, 58 ( 6 ) ; J Nutr Sci Vitaminol, 1996, 42 )。本( 100 )年度舉行第 65 屆之日本營養暨糧食學會議中,京都大學大日向耕作教授提出,稻米蛋白質分解所產生之雙胜 肽,具有長期穩定血壓,降血壓之功能。

(二) 慢速消化澱粉及抗解澱粉

  澱粉為稻米最主要的營養成分,過去澱粉一直被認為可被人體完全消化吸收,1992年起學者在不溶性纖維中發現有澱粉存在,並將此類澱粉定義為抗解澱粉( Resistant starch )。近年研究則依澱粉在人體中的消化速率,進一步細分為快速分解澱粉、慢速分解澱粉和抗解澱粉。就生理學特性來看,慢速分解澱粉在人體小腸中分解時間長,可持續且緩慢提供能量來源,並維持血糖穩定,抗解澱粉不會被小腸分解及吸收,直接在大腸中發酵水解,可減少熱量吸收,具膳食纖維的功能。不論是慢速消化澱粉或抗解澱粉均具有提供飽腹感及維持血糖穩定等功能;米飯及米食在適度的烹煮及加工處理下,可提高慢速分解澱粉及抗解澱粉含量;以 100% 在來米製成的米粉絲、粿仔條等米食點心或是冷卻後的隔夜飯、壽司等都含有較高的慢速分解澱粉和抗解澱粉。農糧署委託宜蘭大學陳時欣教授進行人體試驗結果發現,食用純在來米製成的米食(如:蘿蔔糕、秈米糕)不易造成血糖過度負荷,對維持人體血糖穩定有幫助。

(三)γ–氨基丁酸

  γ–氨基丁酸(γ -aminobutyric acid, 簡稱 GABA )為 4 個碳的非蛋白質氨基酸,最早由 Robert 與 Frankel 在 1950 年於哺乳動物的小腦皮質、脊髓和視網膜之萃取液中發現,為中樞神經系統最主要的神經傳導抑制劑,γ–氨基丁酸參與了生物體內 40% 以上的抑制性神經傳導作用,可紓緩或抑制過度興奮的神經訊息傳導,使情緒歸於安定平和,同時被公認為腦中最安全的神經鎮靜劑,具有改善腦部功能、增強記憶力、安眠、降血壓、改善更年期症狀及預防肥胖等功能,在糙米中γ–氨基丁酸含量約有 3.8 毫克 /100 公克,米胚芽的含量更高,可達 25.4 毫克 /100 公克,日本學者 Saikusa 將稻米胚芽粉浸泡於溫度 40 ℃的水中處理數小時,發現可使γ–氨基丁酸含量增加約 7 倍。農糧署委託屏東科技大學林素汝助理教授研究發現,將國產糙米經過不同程度的發芽處理控制芽長及發芽時間,可有效提高其γ–氨基丁酸含量及抗氧化能力,相關技術已於本( 100 )年度技術移轉廠商製作發芽米冰淇淋量產上市。

(四)植物性脂肪酸及脂溶性活性成分

  稻米中的油脂含量少,只佔 1.5% ,卻含有 80% 不飽和脂肪酸及 omega-6 亞麻油酸,稻米油脂主要存在米糠中,組成以亞麻油酸( 36% )、油酸( 42% )及棕櫚酸( 16% )等三種脂肪酸最多,占總脂肪酸之 94% ,脂肪酸組成符合 WHO 脂肪酸比例建議(飽和脂肪酸:單元不飽和脂肪酸:多元不飽和脂肪酸為 1 : 1-1.5 : 1 ),不含膽固醇,易於人體消化吸收,並含有生育醇( tocopherols )、生育三烯醇(γ– tocotrienol ) 、γ–谷維素(γ– oryzanol ) 等具抗氧化、抗衰老等天然活性成分。其中,生育三烯醇 為一種脂溶性化合物,與生育醇同屬維生素 E 群,其 抗氧化活性為維生素 E 的 40-60 倍,可抑制血液中的脂質過氧化反應及預防動脈硬化,具 防老化的功效;γ–谷維素於 1954 年由 Kaneko Tsuchiya 自米糠中分離出,為數種植物固醇 ( phytosterol ) 與阿魏酸 ( ferulic acid ) 酯化之化合物,可清除 DPPH 自由基活性,並減少膽固醇吸收,具抗動脈硬化、抗發炎反應等功效。農糧署委託臺灣大學黃良得教授分析國內水稻之機能性成分發現,臺灣主要水稻品種均富含生育三烯醇及γ–谷維素,萃取溫度並不影響上述機能性成分的含量,且經由免疫調節試驗結果顯示,由糙米萃取出之生育三烯醇及γ–谷維素等機能性成分具有保護細胞發炎反應之效果,研究成果已進一步與廠商進行產學合作,將研發出含高機能性成分之糙米飯糰、糙米素食漢堡及糙米便當等產品上市。

(五)酚類化合物

  隨著國人健康意識提升,有色米的營養及健康功能也漸被重視,農糧署委託臺灣大學賴喜美教授研究發現,有色米含有具抗氧化功能之酚類化合物,主要分布於麩皮中,以可溶性酚類及與細胞壁鍵結之不可溶性酚類型式存在,其中又以外麩皮的總酚含量較內麩皮高,經分析其酚類化合物主要為原兒茶酸( protocatechuic acid )與阿魏酸( ferulic acid )。原兒茶酸為簡單酚類化合物,是一種化學防癌劑(Chemoprevention Agents),在動物試驗中具抑制化學物質致癌的能力; 阿魏酸廣泛存在於米糠、稻穀及有色米中,可接收自由基之不成對電子,減少對人體的傷害,亦具抗氧化、抗發炎,及抑制紫外線照射所引起的物質變性及微粒體的過氧化脂質生成 等作用。

三 . 結語

  國內年生產稻榖約 150 萬公噸,稻米自給率可達 90% 以上,並可維持市場供需平衡,為擺脫稻米在國人印象中是「基本主食」的角色,農糧署近年來與學者專家合作,積極投入水稻機能性成分研究及產品開發,強化米食在營養及健康上的價值,也藉由產學合作及技術移轉提供消費者更方便的選擇。推動國人養成以米為主的飲食習慣,除了可使膳食結構趨於理想,確保健康,且可縮短 食物哩程,不但可減少運送及倉儲所浪費的資源,節能省碳,更可享受新鮮、自然的美味 , 在地栽培的國產米,絕對是最健康、最環保、最養生,也是最美味的食物來源。

稻米加工耗能及營養損失低,是健康的優質主食

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稻米包含豐富醣類,更有許多保健機能性成分

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