黒米の栄養の事実と使用は何ですか?

2003年現在、有色種籾(紫米、黒米、香り米、赤米など)などの特殊米資源は、バラエティリソースバンクに登録されているイネ品種の10分の1を占めている[1]。専門米の総合的な栄養価は、一般米よりも優れているという研究結果[2]があります。このため、消費者の健康志向に刺激され、特産米製品の開発に関心が集まり、黒米の価値も高く評価されている。これは、黒米の栄養価が非常に高く、消費者が増え、栽培・販売・加工に関する研究も増えているためです。

紫黒米[3](主に黒と紫の種皮を含む)は、米ぬかがアントシアニン、主にアントシアニンと栄養素が豊富であるため、黒褐色、黒色、または紫黒色の色で表示されるため、特殊な米と考えられています。黒米に含まれるアントシアニン色素には、さまざまな薬効や効能があるという研究結果もあり、黒米は「不死米」「薬米」「血糊米」などと呼ばれる特殊な米としても知られています。中国では黒米栽培の歴史が長い。によると、" qimin八尾集"(人々の必需品'の生計)、それは1500年にわたって栽培されてきました。[5]黒米もインディカ種、もち種、ジャポニカ種に分けられ、さらにインディカ種、インディカ種、ジャポニカ種、ジャポニカ種があり、全体の98%以上を占めている。[6, 7]黒米は、色、味、香りの完全な範囲と豊富な栄養価を持つ貴重な専門米資源です。食と薬の両方に使える2つの米の1つとしても知られています。本論文では、黒米の栄養価、食品への応用、黒米アントシアニンと黒米多糖類の特徴に焦点を当てた。黒米研究のための理論的基礎と参考を提供することを目的としています。

1黒米の栄養価

The nutritional value of black rice is superior to that of ordinary white rice, both in terms of variety and content. The content of basic nutrients (protein, fat, carbohydrates, vitamins, etc.) in black rice is mostly superior to that of ordinary white rice. In addition to basic nutrients, black rice also contains special nutrients (essential amino acids, minerals such as calcium, iron, and zinc) in higher quantities than ordinary rice. Some of these special substances, such as anthocyanins, are bioactive substances not found in ordinary white rice.

1.1基本的な栄養成分

A comparison of the basic nutritional composition of black rice and white rice is shown in Table 1. The basic nutritional composition of rice mainly includes starch, protein, fat and unsaturated fatty acids. From the perspective of basic nutritional composition, the starch content is not much different from that of white rice, while the average content of the other three is better than that of white rice. Among them, the minimum and are better than white rice, at 1.25 and 1.51 times, 2.96 and 1.56 times, and 3.45 and 1.80 times the levels of white rice, respectively. The fat content of black rice is lowest (2.37%), which is close to the highest fat content of white rice (2.50%), and the content of unsaturated fatty acids shows the same trend.

120特別栄養素

ここで言う特殊栄養素とは、主にアミノ酸、ビタミン、ミネラル、アントシアニンなどの活性物質を指します。栽培されている「モチモチ178」を一般米と比較した結果、たんぱく質は49.69%で、脂肪は2.1倍、粗繊維は4.9倍だった。p、k、na、mg、fe、mnはそれぞれ一般米の2.3倍、3.9倍、3.2倍、3.75倍、1.4倍、3.3倍である。[9]熊彦真ら[10]黒米の特殊栄養を徹底的に比較したところ、次のようなことがわかった。

1.2.1鉱物

The average mineral content of newly created special rice germplasm [11] is shown in Table 2. The mineral content (except magnesium) of colored rice (mainly red rice, black rice, etc.) is higher than that of ordinary white rice. Among the same type of colored rice, the mineral content is basically Mg>Ca>Se>Zn>Mn>Fe>Cu. Among them, Black rice is also a selenium-rich product, with 2.07 times the selenium content of ordinary white rice.

1.2.2必須アミノ酸

The comparison of the essential amino acid content of black rice with that of white rice and other grains [12] is shown in Table 3. The average essential amino acid content of black rice is generally higher than that of white rice. Whether it is compared with the maximum value or the minimum value, the essential amino acid content of black rice is at least more than twice that of white rice, except for threonine. in descending order of the multiple of the degree of higher than white rice, they are tryptophan (1.5 times), methionine (1.36 times), valine (1.30 times), lysine (1.28 times), phenylalanine (1.18 times), leucine (1.15 times), and isoleucine (1.1 25 times). Table 3 also shows that black rice is not only high in essential amino acids, but also contains a wide variety of them. Among them, methionine, valine, tryptophan and threonine are particularly notable. Therefore, black rice is a top choice for people who urgently need to supplement amino acids.

2・3位をBioactive成分

Bioactive substances are a class of substances with anti-inflammatory, anticancer and antioxidant functions. Dietary fiber, fructooligosaccharides, phytosterols,カロチノイド色素 and flavonoids have been identified as the main functional factors.

黒米には、カロチンとしても知られているビタミンaの主な供給源が含まれています。ご存知のように、ビタミンaは夜盲症、ドライアイド病、上皮組織角化症、歯組織欠損症の治療に効果があります。それは主に体内のロドプシンの合成に関与し、目の暗い視野を維持し、上皮組織の構造と機能の完全性を維持し、成長と発達を促進する。

ビタミンaに加えて、このような機能因子vitamin B1, vitamin B2 and vitamin C have also been detected in black rice, and the content of vitamin B1 and vitamin B2 is 1.91 times and 2.79 times that of white rice, respectively. Vitamin C (L-ascorbic acid) can be detected in black rice at a content of 23.93 mg/kg, but not in white rice. [15] Among them, vitamin B1 and vitamin B2 deficiencies can cause a variety of human discomforts, such as gastrointestinal dysfunction, beriberi, fatigue, weakness, angular cheilitis and other diseases, while vitamin C deficiency can easily cause scurvy. [16]

黒米には、フラボノイド、フェノール、食物繊維だけでなく、白米からは検出されていないアントシアニンが含まれている。黒米のアントシアニン含有量は0.65 ~ 14.98 mg/kgで、フラボノイド含有量は0.0% ~ 1.70%だが、白米は0.2% ~ 0.32%で、白米の5倍以上だ。黒米のフェノール含有量は2.31~4.84 g/1000gで、白米よりもはるかに高い。黒米の食物繊維含有量は0.88%~5.00%である。[17]研究により、アントシアニンが黒米の健康上の利点の主な供給源であることが示されている[18]。赤、暗赤色、黒紫、黒などの黒米の色は、主にアントシアニンの存在によるものである。アントシアニン(anthocyanins)は、アントシアニンの親化合物と1つ以上の糖がグリコシド結合を介して結合して形成される生理活性物質の一種である。アントシアニンの存在は天然のアントシアニンの特徴の一つである。[19]食品において重要なアントシアニンには、ペラルゴニジン、シアニン、デルフィニジン、ペオニジン、ペンツニジン、およびマルビジンの6種類がある。これらの色は、b環の3番目、5番目、7番目の炭素の置換基によって変化する。[20]

2黒米の一部機能成分の特性に関する研究

2.1黒米中のアントシアニン

黒米には、このような特別な食材が含まれています カロチノイド色素アスコルビン酸アントシアニンですしかし、アントシアニンの研究は最も広範囲にわたっているので、ここでは黒米におけるアントシアニンの研究の進展をまとめてみることにする。2014年、hao jie[21]は、黒米のアントシアニンが肝臓と腎臓に及ぼす影響についての研究を行った。その結果、黒米のアントシアニン抽出物が肝臓と腎臓を保護する効果があることが示されました。黒米のアントシアニンは、抗酸化活性、血中脂質調節、抗炎症などの生理機能を持っています。中でも、黒米の抗酸化活性に関する研究は多い。このセクションでは、黒米アントシアニンの抗酸化特性に関する研究に焦点を当てます。近年の黒米アントシアニンの抗酸化特性に関する研究の概要を表4に示す。研究は、異なる抽出方法と異なる操作条件が抽出された黒米アントシアニンの最終的な抗酸化活性に影響を与えることができることを示しています。一部の物質の抗酸化活性に比べて、黒米は強い抗酸化作用を示す。

As can be seen from Table 5, the extraction of black rice pigments is affected by many factors, the more critical of which are the extraction time, temperature, liquid-to-material ratio, solvent, and pH value. Before 2010, the main extraction method was maceration, using ethanol, distilled water, hydrochloric acid or acetic acid as the solvent. Ethanol extraction technology is relatively mature and has a high yield. Other methods, such as the acid method, have a low yield and take a long time. Therefore, in order to increase the yield, auxiliary techniques such as mixing, microwaving, freezing, heating, mechanical action, etc., to break cell walls and cell membranes, thereby maximizing the release of anthocyanins in the vacuoles, and improving permeability to shorten the extraction time. Finally, the pigment yield is increased and the quality of the product is improved. These auxiliary methods are often used in combination during the application process, which can increase the pigment yield. However, issues such as the conditions for using auxiliary techniques and energy consumption require further research. [42] From 2010 onwards, with the development of science and technology, extraction technology has gradually matured and developed rapidly. Supercritical extraction, ultrasonic-assisted extraction, enzymatic-assisted extraction and other methods have been successively used in the extraction and use of black rice anthocyanins. Supercritical extraction has many advantages such as high efficiency, being green, safe and non-polluting, and is widely used in extraction operations. Supercritical extraction has the advantages of low processing temperatures, making it particularly suitable for heat-sensitive substances. However, due to its high cost, this technology is still a long way from being used on a large scale or in an industrial setting in the food industry.

2.2黒米多糖類

We all know that after black rice is cooked, it takes a long time to cook and the texture is not good because of its low stickiness. This is mainly caused by the characteristics of starch polysaccharides. The higher the amylose content, the lower the viscosity of the starch paste. Therefore, studying the characteristics of black rice polysaccharides is of great significance for improving the performance of black rice. The polysaccharides in black rice mainly refer to starch. Nowadays, the extraction and purification of anthocyanins in black rice and their in vivo antioxidant activities are relatively well understood, but there are few reports on the extraction of polysaccharides in black rice. [43] At present, polysaccharide extraction mainly uses chemical methods such as hot water extraction, alkali extraction, and acid extraction. [44] With the development of biotechnology, the sources of enzymes are becoming more and more extensive. [45] Wu Yilian et al. [46] used cellulase for enzymatic extraction, showing that under suitable conditions, black rice polysaccharides can be extracted. A single-factor test showed that the effect of the conditions on the extraction results was in the order of enzymatic hydrolysis time > pH > enzymatic hydrolysis temperature. This is a new technique for extracting black rice polysaccharides in recent years, but judging from the results, the yield is low. Therefore, further research is needed on the extraction of black rice polysaccharides, and a method with a higher yield needs to be explored in order to make full use of the characteristics of black rice and increase added value.

There has also been relatively little research on the properties of black rice polysaccharides. In recent years, Xiao Xin et al. (2017) [47], Zhang Jie (2019) [48] and Li Xuehong et al. (2015) [49] have mainly conducted research on the physicochemical properties of black rice starch after extraction from different perspectives. The three studies have certain commonalities, and the results all indicate that black rice starch has its own unique properties. From the research results of Li Xuehong et al. [50], it can be seen that the three types of black rice compared have the following properties: black japonica rice > black indica rice > black glutinous rice in terms of amylose content; black japonica rice < black indica rice < black glutinous rice in terms of viscosity.

一方、黒米は比較的光の透過率が高く、老化しにくいこともわかりました。架橋点の密度、架橋点の密度、有効架橋点の数は、デンプンゲルの弾性と正の相関がある[51]。xiao xinら[52]は、ある条件下では黒米澱粉の方が食感が良いが、粘度が低いことを示した。ジャポニカ米やもち米デンプンよりもゲル硬度・歯ごたえが優れている。デンプン粒子は、角状またはダイヤモンド状に密に詰められている。黒米澱粉は米澱粉に比べて糊化・沈降安定性が低く、熟成しやすいという特徴がある。zhang jie[53]は、顕微鏡下で黒米澱粉のアミロースが同じ粒子構造を持っていることを示した;他のデンプンに比べ透明度が悪く、高温での溶解度・膨脹力が黒米デンプンより高い。

黒米澱粉の機能研究はまだ始まったばかりです。しかし、物理的・化学的性質を調べた結果から、今後の研究が待たれるが、他のデンプンとは異なる特異な性質を持ち、機能的性質も異なることが推測される。

3黒米の総合応用

黒米は栄養素が豊富で、ビタミンaとビタミンc、別名アントシアニンが含まれていますcarotenoidsアスコルビン酸とアントシアニンは、白米には含まれていない。したがって、黒米とその活性物質の食品加工への総合的な研究と応用は大きな意味を持つ。

3.1食品加工における開発と応用

3.1.1伝統的なアプリケーション:粥

家庭では米を主食としているが、黒米はゲルの粘度が54 mm[54]と比較的低く、食感がざらざらしている。粘度を上げるためにラードや重曹などを加えて再調理する必要がある。それだけではなく、じっくり煮るにも3 ~ 4時間かかります。そのため、家庭食のみで主食として利用されることは少ない。この弱点を補うために、多くの農業科学技術者が、もち米の成分を増やして黒米を改良する実験を行った。現在、黒米の新品種は、もちが良くなったものが多い。アミロースの平均含有量は約1.4%増加し、ゲルの粘度は100 mm以上に向上しており、老若男女の消費に適した栄養豊富な製品です。テクスチャが大幅に改善されました。

3.1.2加工食品

黒米の加工用途を表6に示す。

Although black glutinous rice improves the taste to a certain extent, it still has some defects in terms of its soluble and cooking qualities due to its dense skin texture. Therefore, processed products [58] are mostly used as auxiliary materials, such as black rice noodles, rice flour, rice wine, toast bread, rice vinegar, rice cakes, rice crackers and other products. In recent years, fermented foods have become a research hotspot because they contain beneficial bacteria such as probiotics, which are more easily digested and absorbed by the body. Representative black rice products include black rice fermented foods, black rice fermented beverages, black rice fermented milk, and black rice fermented alcoholic beverages. The development of black rice fermented foods mainly focuses on black rice buns, bread, pancakes, black rice cakes, black rice sauce, and black rice dietary fiber biscuits.

With the development of the food industry, there are also some new functional foods that are constantly being developed. In addition to solid and liquid drinks, the research of semi-solid gelatinous foods is also the direction of deep processing of black rice. For example, Lei Jing et al. [59] studied black rice fiber jelly, but in the research process of black rice jelly, the conventional traditional jelly process was also used, and additives such as carrageenan were added as a gelling aid. Currently, there is little research on the use of the gel properties of black rice polysaccharides themselves to directly produce semi-solid leisure black rice products. There is also the use of special black rice ingredients as functional health ingredients extracted and added to certain drinks, such as the development of anthocyanin-rich rice vinegar-based flavorable jelly [60]. Currently, there is relatively little research on the separate extraction of black rice anthocyanin ingredients for direct consumption in drinks, and further development and utilization is needed.

3.2化学工業における開発と応用

Since the black rice epidermis is rich in black rice pigments, etc., accounting for one-tenth of the weight of the rice grain, it is highly soluble in water and alcohol, and can also be mixed with ice cream and lard to form a stable system with even distribution. Therefore, these pigments can be extracted for use in the chemical industry to make dyes or colorants. Major studies include those of Xu Jing et al. [61], Jia Yanmei et al. [62], and Yu Xuezhi et al. [63]. The former used 50% ethanol to extract the pigment from black rice. The extraction conditions were as follows: the black rice was soaked in an ethanol solution at a temperature of 80°C for 30 minutes. The extracted black rice pigment was used for post-media dyeing, and the optimal dyeing process was 1% mordant concentration. The latter two both use distilled water extraction, and the black rice pigment is extracted and used to dye silk materials.

3.3医学における開発と応用

Black rice is rich in bioactive ingredients such as flavonoids, anthocyanins and 天然顔料. These bioactive substances can be refined through certain advanced methods to obtain ingredients with high purity to exert their physiological functions and exert the unique therapeutic effect of black rice.

薬効では、黒米に含まれるアントシアニンが最初に挙げられる。ling wenhuaらは、アルコール溶液抽出法を用いて、黒米アントシアニンを抽出し、カプセルに調製し、60人の高脂血症患者に対して補助的治療介入を行った。一定期間後、彼らは血中脂質レベルを低下させ、異常な血中脂質因子の炎症反応を改善することができました。

陳露食物の増刊号[65]は玄米アントシアニンタブレット準備飛び火したことをきっかけに、ライバル・安定を学ぶプロセスパラメータ、およびプロセス仕込工程を行っているが、目的は栄養を引くような玄米アントシアニン準備开発と治療効果と一定賞味期限が持っている。hou fangliら[66]は、黒米のアントシアニンが体を調節することを分析し実証した's lipid metabolism level when administered to test animals. Adding black rice to the feed of animals (mice, piglets, etc.) can lower blood lipid levels, and it has been shown that the mechanism of regulation is different from that of chemical drugs, with fewer side effects. Liu Wenyan [67] used black rice anthocyanins as raw material and for the first time used dry granulation to prepare black rice anthocyanin film-coated tablets for dietary therapy, which have a certain effect on improving some bodily functions. Li Wen et al. [68] used black rice anthocyanin to produce black rice anthocyanin compound soft capsules for dietary supplement use. Chomean et al. [69] used natural dye black glutinous rice extract to stain sperm cell nuclei instead of hematoxylin. The staining effect was consistent with hematoxylin, positively correlated, and safe with no side effects and affordable.

黒米加工の4つの見通し

黒米には、一般的な米に含まれている栄養素だけでなく、特殊な栄養素や生理活性物質も含まれている。そのユニークな健康上の利点は徐々に認識されており、これはその包括的な利用のための広い市場の見通しとかなりの利益の可能性を開いています。しかし、黒米の開発と利用&#付加価値の高い39の機能性成分は、主に製薬分野であり、食品分野では少ないです。

黒米加工分野では、現在、ほとんどの製品が食品分野に集中しており、黒米を主原料または副原料として食品分野で付加価値の低い製品開発や生産に活用している。黒米を主原料とし、その機能性成分を食品産業の後続加工のための副原料として活用する高付加価値黒米製品の開発研究はほとんどない。できる栽培、の専门メーカーを導入すれば技術とともに産業を主導した[70]と完全な新しい高付加価値に対して黒米食品開発この全体の発展を導く黒の一層の拡大についてチェーンコメ産業コメ市場に対して黒米留分の総合利用値の発生率を高めることになる。また、アントシアニンの抽出や機能に関する研究は多く行われているが、食品産業の発展への応用はまだ少ない。このため、黒米のアントシアニンの機能性を活かして、スナック食品添加物のさらなる開発・研究を進めることは、新たな方向性である。この新しいタイプの食品の開発と利用は、幅広い応用の見通しがあるはずです。

黒米の性質に関する研究では、その機能的性質に関する研究の多くは、アントシアニンやフラボノイドの機能的性質に焦点を当ててきました。黒米多糖類の抽出と物理的および化学的特性に関する研究は少なく、加工と利用のための指導を提供するためにさらなる研究が必要である。多糖類の構造こそが味の悪さの原因であり、そのユニークな構造と分岐鎖とアミロペクチンの比率が味を左右する主な要因である。私たちが改善したい場合people'の毎日の食事と栄養素の摂取量を増加させる、それは人々を満たすために、黒米澱粉多糖類のより詳細な研究を行うために大きな意義があります&#健康と栄養の39の追求は、その商業的価値を向上させ、消費者のニーズを満たすためにその使用範囲を広げます。

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[70]の願海燕。広西チワン族自治区の貧困削減の成果を強化・拡大し、農村振興に効果的に結びつける道筋に関する研究:農業チェーン全体の観点から[j]。南寧師範大学紀要(哲学・社会科学編),2022,43(1):13-28。