籼稻适度加工关键技术研究

朱启思 关则恳 邓常继

[摘要]稻米适度加工不仅能保留营养物、提高出品率，还能降低碾磨能耗，符合国家政策、健康消费、节能降耗的导向。本文以华南地区主要的籼稻品种——美香占为对象，研究了不同碾磨程度下稻米基本成分（水分、灰分、脂肪、蛋白质、直链淀粉、粗纤维）、矿物质、蒸煮食用品质等的变化规律。结果表明，籼稻基本成分（直链淀粉除外）、矿物质与碾减率成反比，直链淀粉、蒸煮食用品质与碾减率成正比。综合考虑籼稻营养价值和蒸煮食用品质等因素，建议籼稻碾减率控制在8%～12%。

[关键词]籼稻;碾磨程度;基本成分;矿物质;蒸煮食用品质

中图分类号：TS213.3文献标识码：ADOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202003

籼稻是我国南方地区膳食结构的重要组成部分。自20世纪90年代中期开始，随着人们生活水平的提高，居民对稻米口感和外观的要求也日益提高，碾米企业为了给市场提供既好看又好吃的大米，同时受市场消费的误导对大米进行过度加工，过度追求大米的“白度和光亮度”[1]。过度加工每年造成的粮食损失高达650万t以上[2]，限制了粮食的有效利用，增加了能源消耗，提高了大米加工成本。据统计，我国粮食的有效利用率不到65%，目前的工艺致使米厂平均加工每吨稻米的电耗已达到70～80kW·h，甚至更高[3]。

近年来，随着居民消费观念的改变，人们开始理性对待精米白面，不再单纯地追求精细，营养健康型产品更受消费者的喜爱。为纠正稻米过度加工现状，并贯彻“十二五”规划纲要中加快建设资源节约型、环境友好型社会的精神，2011年我国粮食行业提出“节能减损、适度加工”[4]。

稻米适度加工是指结合当前稻米加工技术水平，在碾米过程中脱掉20%的稻壳，碾去6%～7%的果皮、种皮、珠心层和糊粉层，脱落2%～3.5%的胚，最后得到约70%的白米[5]，在避免过度加工、防止加工不达标发生的同时，减少了营养成分与可食用资源的流失，也减少因过度加工而产生的电耗。稻米适度加工符合国家政策导向，也符合居民健康消费导向，不仅提高了出米率而且降低了加工能耗，還提升了大米的营养价值。但是，适度加工的大米也存在口感差、储存期短、不易消化等问题[6-7]。为此，本文对籼稻适度加工技术进行研究，寻求稻米营养价值、食味品质的加工精度平衡点，为籼稻的适度加工提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

试验稻谷样品的品种为美香占。

SY88-TH型实验砻谷机：韩国双龙机械产业株式会社;JNM-Ⅲ型碾磨机：中储粮成都粮食储藏科学研究所;721型分光光度计：上海棱光技术仪器有限公司;WSB-3A型白度仪：上海昕瑞仪器仪表有限公司;K1100型蛋白质测定仪：济南海能仪器股份有限公司;F600型粗纤维测定仪：济南海能仪器股份有限公司;3100型锤式实验粉碎磨：波通瑞华科学仪器（北京）有限公司;FOS型碎米分离器：杭州大吉光电仪器有限公司;ML3002型电子天平：梅特勒-托利多国际贸易（上海）有限公司;7900型ICP-MS：安捷伦科技（中国）有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 加工精度的测定

大米加工精度的测定常采用直接比较法，即将大米样品与相应的加工精度等级标准样品对照比较，通过观测判定样品加工精度等级。该方法主观性较强，准确性相对较差，所以本文使用碾减率作为加工精度的判断标准[8-9]。

1.2.2 大米蒸煮食用品质评价

按《粮油检验 稻谷、大米蒸煮食用品质感官评价方法》（GB/T 15682—2008）[10]进行。

1.2.3 粗蛋白含量的测定

按《谷物和豆类  氮含量测定和粗蛋白质含量计算 凯氏法》（GB/T 5511—2008）[11]进行。

1.2.4 粗纤维素含量的测定

按《粮油检验  粮食中粗纤维素含量测定  介质过滤法》（GB/T 5515—2008）[12]进行。

1.2.5 直链淀粉含量的测定

按《大米  直链淀粉含量的测定》（GB/T 15683—2008）[13]进行。

1.2.6 水分的测定

按《食品安全国家标准  食品中水分的测定》（GB 5009.3—2016）[14]进行。

1.2.7 矿物质的测定

称取0.5g（±0.5mg）粉碎至80目的稻米样品，置于微波消解罐内，加入5mL硝酸，2mL双氧水，按程序进行微波消解，然后赶酸至绿豆大小，定容至50mL，采用ICP-MS测定样品中钙、铁、锌、钠、钾、镁的含量。

2结果分析

2.1 碾减率与加工精度的对应关系

《大米》（GB/T 1354—2018）对加工精度的定义是根据加工后米胚残留以及米粒表面和背沟残留皮层的程度。一级要求：背沟无皮，或有皮不成线，米胚和粒面皮层去净的占90%以上;二级要求：背沟有皮，米胚和粒面皮层去净的占85%以上;三级要求：背沟有皮，粒面皮层残留不超过1/5的占80%以上;四级要求：背沟有皮，粒面皮层残留不超过1/3的占75%以上。如表1所示，加工精度越高，碾减率越高，所需碾磨时间越长。一级大米的碾减率已达到15.2%，而适度加工要求将碾减率控制在10%左右，大大超过了这一范围。

2.2 碾减率对水分的影响

水分是稻米重要化学成分之一，它不仅影响粮食籽粒的生理变化，还影响粮食的加工、储藏及粮食食品的制作。水分在稻米中有两种不同的存在状态：一是游离水;二是结合水。游离水又称自由水，一般谷类粮食水分达14%～15%时，开始出现游离水，粮食水分的增减主要是游离水的变化。结合水又称束缚水，存在于粮食的细胞内，与淀粉、蛋白质等亲水性物质通过氢键作用相结合。就稻米而言，当水分很低（≤13.5%）时，可以看作是全部结合水。本实验中，稻米中的水分都可以认为是结合水，主要是跟淀粉、蛋白质相结合，故碾磨过程中，水分的整体变化幅度较小，水分随着碾磨的进行慢慢降低，碾减率对水分的影响如图1所示。相对而言，碾磨前期，水分下降较明显;碾磨后期，水分基本不变。这是因为前期碾磨的是外层糠层，其纤维结构相对松散易于水分蒸发，后期大米剩下的部分主要是淀粉胚乳，淀粉细胞之间结构相对紧密，水分不易挥发。

2.3 碾减率对碎米率的影响

碎米率是评价稻米加工品质优劣的重要指标之一。在大米加工过程中，应尽量提高出米率，降低碎米率，以提高稻米的有效利用。如图2所示，碎米率与碾减率成正比，碾减率在0%～17.6%时，碎米率几乎呈直线上升趋势，这可能是因为大米内部结构比较脆，碾磨时间越长，碎米越多，因此不建议过度加工稻米。

2.4 碾减率对灰分的影响

稻米的灰分是指高温完全灼烧有机物后的残留物，主要是稻米中的矿物质。如图3所示，随着碾减率的升高，大米灰分含量逐渐降低。碾减率在0%～10.3%时，大米的灰分含量下降较为明显;碾减率在10.3%～25.2%时，灰分变化不大。这说明，稻米中的矿物质主要存在于胚和种皮中，碾减率达到10.3%时，稻米的胚和种皮已基本碾磨干净，继续碾磨对灰分影响不大。

2.5 碾减率对蛋白质含量的影响

蛋白质是大米中最重要的营养成分之一。在谷类粮食中，稻米蛋白质营养价值较高，其生物价为75，消化率为97%，净利用率为72%;小麦粉蛋白质的生物价为52，消化率为100%，净利用率仅为52%。并且稻米蛋白与米饭的食味有很大关系，因此在大米加工过程中应尽可能保留大米蛋白质。如图4所示，稻米的蛋白质含量随着碾减率的增大逐渐减小，碾减率在0%～5.6%时，蛋白质下降幅度较明显;碾减率在5.6%～25.2%时，蛋白质含量缓慢下降。总体而言，蛋白质变化不大，略有下降。

2.6 碾减率对粗脂肪含量的影响

稻米中粗脂肪的含量较低，但其对稻米的储藏、食用品质、蒸煮品质都有很大的影响。如图5所示，随着碾减率不断提高，样品的粗脂肪含量不断减小。碾减率在0%～10.3%时，粗脂肪含量降低较快，这是因为稻米中的粗脂肪主要分布于皮层和胚中。

2.7 碾减率对直链淀粉含量的影响

如图6所示，大米直链淀粉含量随着碾减率增大逐渐增大。碾减率在0%～10.3%时，直链淀粉含量增加的幅度比碾减率在10.3%～25.2%时更明显。这是因为大米的淀粉主要分布在胚乳中，碾磨前期碾去的是糙米的皮层和糊粉层，后期碾除的是大米胚乳，所以大米直链淀粉含量在前期略有升高，而后期基本保持不变。

2.8 碾减率对粗纤维含量的影响

稻米的粗纤维主要存在于皮层中，它对人体无直接营养价值，但能促进肠胃蠕动，刺激消化腺分泌消化液帮助消化。如图7所示，当碾减率达到5.6%时，粗纤维含量减少了35%;碾减率达到10.3%时，粗纤维含量减少了51%;而碾减率达到25.2%时，粗纤维含量减少了66%。

2.9 碾减率对矿物质含量的影响

矿物质是构成人体组织和维持正常生理功能必需的各种元素的总称，是人体必需的七大营养素之一，其无法自身合成，必须通过膳食等予以补充。根据矿物质在食物中的分布及其吸收、人体需要特点，发现在我国人群中比较容易缺乏钙、铁、锌。稻米中所含的矿物质主要有钙、铁、锌、锰、铜、镁等。如表2所示，稻米中含量最大的礦物质是钙、镁，这两种元素远高于铁、铜、锌、锰的含量。除铜之外，大部分矿物质都分布在稻米的胚和皮层中。碾减率达到10.3%时，钙、铁、锌、锰、镁分别减少了65%、62%、28%、43%、65%，随着碾磨的进行，矿物质流失严重。

2.10 碾减率对蒸煮食用品质的影响

如图8所示，大米随着碾磨的进行，蒸煮食用品质逐渐增大。这表明对糙米进行一定程度的加工可以改善大米的适口性。碾减率从14.3%增加到25.2%时，食用品质已无显著性差异，所以过度加工对于改善大米食用品质并无显著作用，反而会降低出米率，浪费稻米本身的营养成分，提高大米生产成本。

3 结论

本文探讨了加工精度对大米的碎米率、基本成分（水分、灰分、粗脂肪、蛋白质、直链淀粉、粗纤维）、矿物质、蒸煮食用品质等产生的影响。结果表明：稻米的加工精度与营养成分呈规律性变化，一般来说加工精度越高，营养价值越低，当然加工精度对于提高大米的食用品质有一定帮助。综合考虑稻米营养价值和食用品质等因素，稻米碾减率可以控制在8%～12%，即加工精度控制在四级或者三级，不必追求过于精细。

参考文献

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[3]李爽，寇淮，徐贤，等.稻米适度加工现状与前景分析[J].食品工业，2012（4）：32-34.

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[9]张海波.碾磨度对稻米蒸煮品质和营养品质的影响[D].杭州： 浙江大学，2015.

[10] GB/T 15682—2008，粮油检验 稻谷、大米蒸煮食用品质感官评价方法[S].

[11] GB/T 5511—2008，谷物和豆类 氮含量测定和粗蛋白质含量计算 凯氏法[S].

[12] GB/T 5515—2008，粮油检验 粮食中粗纤维素含量测定 介质过滤法[S].

[13] GB/T 15683—2008，大米 直链淀粉含量的测定[S].

[14] GB 5009.3—2016，食品安全国家标准 食品中水分的测定[S].