米糠是稻谷加工的副产物,是稻谷脱壳后依附在糙米上的表面层,由外果皮、中果皮、交联层、种皮及糊粉层组成,约占稻谷质量的5～7%。我国米糠年产量超过1400万吨,资源量居世界之首,是一种量大面广的可再生资源,联合国工业发展组织称米糠为一种未充分利用的原料。米糠是稻谷的精华所在,其富含的不饱和脂肪酸、生育酚、生育三烯酚、脂多糖、膳食纤维、角鲨烯、γ-谷维醇等生物活性物质,在预防人体心脑血管疾病、增强机体免疫力、抗癌、预防便秘和肥胖症等方面具有显著的功能作用,是保健食品、医药、化工制造业的重要原料,受到世界各国广泛重视。尽管我国米糠资源量巨大,居世界之首,但还没有对其充分开发与利用。与美国、日本等国家对米糠综合利用情况相比差距较大。我国米糠主要用作于动物饲料利用,只有少量的米糠用于榨油或进一步制备植酸钙、肌醇和谷维素等产品,资源未得到合理利用,附加值较低。因此,充分利用米糠这一丰富的资源,进一步开发米糠产品,提高稻米加工企业的经济效益已势在必行。本研究以米糠为原料,采用超临界CO2萃取、分子蒸馏、高温挤压等关键技术提取、纯化米糠油及米糠中的有效成分,实现原料全利用,无废物化生产,可大幅度提高米糠的附加值。1.主要研究内容(1)超临界C02萃取技术提取及精制米糠油工艺的研究；(2)分子蒸馏技术提取、纯化米糠甾醇工艺的研究；(3)夹带剂式超临界CO2萃取技术提取米糠植酸工艺的研究；(4)低植酸高品质膳食纤维的制取及应用。2.主要创新点(1)以米糠为原料,采用超临界CO2选择性萃取技术提取及精制米糠油,使提取、精制一步完成,直接得到符合国家标准的精制米糠油,与传统方法相比,省去了脱胶、脱蜡、脱色、脱臭等工序,且生产全程无污染。(2)采用夹带剂式超临界CO2萃取技术提取植酸,与传统方法相比,无需使用强酸溶剂,并省去了酸浸、中和等工序,使渣料中无有毒有害物质残留,可进一步用于制作米糠膳食纤维。(3)以脱植酸米糠为原料生产低植酸高品质膳食纤维,使产品的营养学特性更加理想。3、各项研究结果(1)以米糠为原料,采用超临界CO2萃取技术提取米糠油,通过响应面分析,萃取压力对米糠油得率影响最大,其次为萃取时间,最后为萃取温度。最佳萃取条件为萃取温度52℃,萃取压力24MPa,萃取时间1.8h,米糠油得率95.12%。(2)在超临界CO2萃取米糠油最佳条件的基础上,采用两萃四分四精馏式超临界CO2萃取装置精制米糠油,通过测定不同条件下各精馏组分的理化指标以及精制米糠油的得率,确定最佳精馏条件为精馏压力10MPa,精馏温度20-25-30-35-40-45℃,此时精馏效果最好,精制米糠油得率为61.43%。(3)采用GC-MS法测定米糠油脂肪酸组成,经NIST search2.O标准谱图库检索,共鉴定出8种脂肪酸,其中不饱和脂肪酸4种,相对含量为80.30%,主要为油酸和亚油酸,相对含量分别为39.51%和38.03%,饱和脂肪酸4种,相对含量为19.70%。(4)以精馏Ⅰ馏出物为原料,采用分子蒸馏技术提取、纯化米糠甾醇,通过响应面分析,蒸馏温度对植物甾醇含量影响最大,其次为进料速率,最后为刮膜转速。最佳分子蒸馏条件为蒸馏温度180℃,刮膜转速420r/min,进料速率2.7mL/min,甾醇含量为63.85%。(5)采用无水乙醇为重结晶溶剂对植物甾醇进一步精制,最终得到颜色纯净的甾醇产品,纯度为90.17%,得率为65.54%。(6)采用GC-MS法测定精制甾醇产品中植物甾醇的组成,共鉴定出3种植物甾醇,即菜油甾醇、豆浴醇和β-谷甾醇,含量分别为25.57%、21.18%和53.25%。(7)以脱脂米糠为原料,采用夹带剂式超临界CO2萃取技术提取植酸,通过响应面分析,萃取压力对植酸得率影响最大,其次为萃取时间,最后为萃取温度。最佳萃取条件为萃取时间3h,萃取温度54℃,萃取压力26MPa,植酸得率93.14%。(8)采用D315,717#,Amberlite IRA-68, DEAE Sephadex A-25四种阴离子交换树脂进行植酸静态吸附试验,其中717#离子交换树脂对植酸有较大吸附量,且适合工业化生产,因此本研究选择717#阴离子交换树脂对植酸进行纯化,确定NaCl洗脱剂浓度为1.0mol/L,流速为2mL/min.(9)对植酸产品的质量进行了检测,结果表明：产品纯度为58%,各种杂质离子含量均符合要求。(10)以低植酸米糠为原料制取高品质膳食纤维,采用双螺杆挤压技术对LPA-DF进行改性,增加其SDF含量。通过响应面分析,挤压温度对SDF得率影响最大,其次为原料粒度,最后为加水量。最优挤压条件为挤压温度175℃,加水量90%,物料粒度60目,SDF得率为11.38%(11)对LPA-DF与LPA-HQDF的物理特性进行了研究,LPA-DF的膨胀力为3.55mL/g,持水力5.74g/g,吸脂力4.52g/g；LPA-HQDF的膨胀力为5.38mL/g,持水力7.06g/g,吸脂力5.45g/g。挤压改性后LPA-HQDF的物理特性明显优于未经改性的LPA-DF。(12)从超微结构观察LPA-HQDF,结构疏松,有玫瑰花似的皱折,形成较多、较大的空腔,表面出现了很多孔洞,利于水分渗入并被束缚；而LPA-DF的结构比较紧密,呈片状,表面光滑、平整；X—射线衍射结果表明挤压改性方法对LPA-HQDF的结晶区没有破坏或破坏程度很小,挤压处理有利于非结晶区水溶性成分的溶出。(13)对LPA-HQDF在面包中应用进行了研究,通过感官评定及对LPA-HQDF不同添加量面包的质构进行测定分析,确定LPA-HQDF在面包中的最大添加量为9%,此时,面包的口感良好,柔软有弹性,带有淡淡的米糠香味。