从废弃物到高价值：小米加工副产物的功能化利用与可持续创新

本综述系统阐述了小米加工副产物（如麸皮、谷壳与胚芽）的结构特性、健康促进活性及其在肠道健康与氧化应激防治中的作用；重点评估了从传统加工到新型生物技术（如酶解、发酵）的增值路径，并探讨了其在功能性食品开发中的挑战（如提取技术、法规认可）与前景，为农业废弃物资源化与下一代功能性食品创新提供科学依据。

　　

精彩片段 (Highlights)

小米副产物的组成 (The Composition of Millet By-Products)

小米加工会产生一系列副产物，其具体种类取决于加工工艺和所用小米的类型。这些副产物虽然通常未被充分利用，但其生物活性强且营养丰富，在工业和功能应用方面具有巨大潜力。了解其组成是选择正确增值途径的关键。

促进健康的生物活性化合物 (Health-Promoting Bioactive Compounds)

小米副产物富含能带来多种健康益处的植物化学物（Phytochemicals）。这些生物活性物质，包括多酚（Polyphenols）、酚酸（Phenolic Acids）、类黄酮（Flavonoids）、单宁（Tannins）和木脂素（Lignans），通过多种生化途径在抵御慢性疾病方面发挥作用。它们在麸皮、谷壳、胚芽和废粮糟中的存在，为将小米加工残渣用于功能性食品开发提供了依据。

在食品应用中的功能特性 (Functional Properties in Food Applications)

将小米副产物纳入食品体系，不仅支持可持续发展和减少浪费的目标，还在增强加工食品的功能性方面扮演着关键角色。由于其丰富的营养和植物化学成分，特别是膳食纤维、蛋白质和多酚化合物，小米副产物如麸皮、谷壳、胚芽、废粮糟和压榨饼显示出良好的技术功能特性、流变学（Rheological）和物理化学特性。

增值技术 (Valorization Techniques)

小米副产物的有效增值需要采用合适的加工和提取技术，以保留或增强其营养、功能和生物活性潜力。这些方法范围从传统的初级加工到先进绿色的提取技术，每种方法对得率、健康、经济发展、成本和可扩展性都有不同的影响。

食品应用 (Food Applications)

小米是一类小籽粒谷物，因其营养丰富、气候适应性强且无麸质（Gluten-free）特性而重新受到关注。虽然小米本身越来越多地被纳入主流食品产品，但其在碾磨、脱壳和加工过程中产生的副产物也因其在食品工业应用中的潜力而得到认可。这些副产物包括麸皮、谷壳、胚芽和残渣粉，富含膳食纤维、蛋白质、抗氧化剂和矿物质。

技术壁垒 (Technical Barriers)

尽管小米副产物具有营养优势，但其实际利用仍面临重大技术障碍。源自不同品种、地理来源和加工方法的原材料成分多变性使质量控制工作复杂化。传统的提取技术通常导致目标化合物的生物活性降低和纯度不高。超临界CO₂（Supercritical CO₂）等先进提取技术提供了更环保的替代方案，但高昂的资本投资限制了其工业应用。

组学整合分析 (Integration of Omics-Based Profiling)

应利用基因组学（Genomics）、蛋白质组学（Proteomics）、代谢组学（Metabolomics）和转录组学（Transcriptomics）等组学技术来探索小米副产物的组成，以鉴定生物活性肽（Bioactive Peptides）、酚类物质和营养保健品（Nutraceuticals）。对手指小米麸皮的代谢组学分析已揭示出具有抗糖尿病（Anti-diabetic）特性的酚类群组。

生物精炼方法 (Biorefinery Approach)

一个整合的生物精炼（Biorefinery）模型可以优化从小米副产物中回收资源，分离出蛋白质、纤维、抗氧化剂和可发酵糖用于生物乙醇（Bioethanol）生产。

结论与前进方向 (Conclusion and Way Forward)

小米副产物如今被公认为是生物活性化合物、膳食纤维、蛋白质和植物化学物的丰富来源，可应用于食品、饲料、营养保健品、化妆品和工业领域。这些副产物，包括麸皮、谷壳、胚芽和废粮糟，含有促进健康的因子，如酚酸、类黄酮、单宁和木脂素。发酵、酶辅助提取（Enzyme-Assisted Extraction）和脉冲电场（Pulsed Electric Fields）等绿色技术提高了化合物的可利用性，同时支持可持续的增值途径。