廣西糧機-碎米及其產品的發展加工研究

加工質量較好的米相比，碎米出售所得效益低，較難進行下一步加工，因此必須要思考如何增加碎米的利用率以及挖掘它的發展潛力。

因人們對于大米精度的要求逐漸提升，對大米的生產加工要求也逐漸增加，但為滿足所需精度與大米分級要求，生產加工過程中產生的碎米數量在不斷增加，本文分析國內外對于碎米的利用，目的就是指導在現代化發展背景下碎米資源的利用和整合，不斷促進碎米資源的發展。

1　碎米概述

1.1　碎米的概念

在長期的生產加工過程中，我國加工生產的稻米只能滿足人們對于食糧的要求，對于一些在生產加工過程中的其他產品并沒有能夠較好的加工和利用，如稻殼、碎米還有米糠，往往能夠達到千萬噸的產量，這些也是資源，也需要加以利用和整合。

對于碎米的界定，根據 GB/T1354-2018規定：如果該米在同一批的稻米當中比整體稻米平均長度的3/4還要短，能夠在1.0mm 的孔篩下留存下來的，就稱其為碎米。而對小碎米也做出界定：如果該米能夠通過2.0mm 的篩子，并且可以在1.0mm 的篩子上留存下來，就稱之為小碎米，當前的碾米技術還有待提高，在生產過程中產生必定產生碎米，其占比量能達到10% ～15%，因此這部分的碎米資源必須加以整合和利用。

1.2　碎米化學與營養成分

稻米的成分主要包括淀粉、蛋白質及其他，其中淀粉的含量最高，蛋白質較少。稻米由皮層、胚乳和胚3部分組成：稻米的皮層在最外層，包裹著胚乳和胚，富含維生素、蛋白質、膳食纖維，以及鈣、鐵、鋅等微量元素；胚乳中的主要營養物質是淀粉和蛋白，它熱量低，脂肪含量也低，可作為低熱量、低脂肪產品的主要成分；米胚營養豐富，不僅有大量的活性物質還富含多種維生素和蛋白質。

碎米的主要營養物質淀粉屬于一種多糖成分，和其他食糧作物中的淀粉相比，碎米中的淀粉顆粒更加小而且比較均勻，在顯微鏡下呈現不規則的三角形，這樣的淀粉顆粒在糊化之后吸水性能增加，質地呈現奶油狀。

碎米中的谷物蛋白質主要有米谷蛋白，該類蛋白是一種溶解性比較好的蛋白質，更加有利于人體的吸收，并且不會引起過敏反應，味道和口感也較佳。碎米含有較多活性成分，其中以賴氨酸為主，賴氨酸組成相比于其他蛋白成分較好，在一定意義上，符合WHO/FAO建議的理想模式。米谷蛋白的蛋白價、生物價以及消化率都比較高，應合理利用開發。

1.3　碎米的研究現狀

碎米的用途很多，如作為酒、醋和糖等的原材料。但每年的碎米產量較大，不能夠完全消化利用且多是作為飼料進行加工，因此應更加全面地挖掘碎米的利用價值，提供更好的碎米應用思路和途徑迫在眉睫。而以米粉為原料制作烘焙食品，并結合網絡銷售渠道，不但投入成本低，進入市場也較容易。

在國內，路飛等人研究了不同品種稻米粉對稻米面包感官及質構特性的影響。研究對象的品種設定為常見的稻米種類，如軟糯、遼粳二九四號、千米糯、香糯一號以及遼河五5個品種，對用這幾種面粉所制成的面包的特性進行評估和比較，得出結論為：要使得面包的感官特性和質構特性更佳，必須使用軟糯米粉制作，并且含量為20%。

在國外，韓國 Misook Kim 等人研究了玉米、土豆和木薯淀粉對無谷蛋白大米面包品質的影響。添加馬鈴薯淀粉20%～30%于大米粉中可以改善面團的黏度、蓬松度，形成均一的氣孔，良好的色澤。制作面包時在加入20%馬鈴薯粉的條件下，感官評估得到了最高的評價值。總的來說，雖然玉米淀粉的影響不大，但大米面包的質量仍會因添加淀粉而有所改善。印度 Sweta Rai 等人研究了小麥、大米、玉米粉對面包品質特性的影響。用稻米粉和玉米粉替代小麥粉，分析糊化特性，制作面包原料的品質和面包樣品的感官評估得出，隨著稻米粉和玉米粉的增加，糊化溫度隨之上升；但是隨著大米粉烘焙吸收程度的增加，玉米粉減少；隨著稻米粉、玉米粉的逐漸增多，面包的體積、比容、高度有所降低。土耳其 IlkemDemirkesen 等對不同烘焙爐烘烤的栗子和米粉制作的無谷蛋白面包進行了分析。紅外-微波相結合烘焙面包可以增加小孔面積分數值和小孔總數量。栗子粉中的纖維成分和大淀粉顆粒有助于氣泡保持在面包中。印度Suresh Chandra等對復合粉的功能特性和餅干的感官特性進行評估，將小麥、稻米、綠豆和馬鈴薯以不同的比例添加，在一定條件下，復合粉的溶脹系數、吸水率、乳化活性、乳化穩定性、發泡性、發泡穩定性、凝膠溫度、最低凝膠濃度和容積密度均有所增加。

2　碎米產品的應用及進展

與普通的大米相比，碎米的粒徑較小，盡管兩者成分相當，二者同樣具有含量較高的淀粉及蛋白質，在價格上碎米具有絕對優勢，會比平常的大米優惠30%～45%，利用碎米成本較低的優勢，除了可以節省原料的成本以外，因此對于碎米的開發利用尤其重要，只有如此才能更好地利用資源這不僅會帶動食糧產業的發展，而且對于食糧加工行業也會是一大進步，由于其中的蛋白含量以及淀粉含量較多。所以，對碎米產品的研發應集中于對其淀粉和脂肪進行提取利用。

2.1　碎米制備淀粉

常見的食物中，淀粉含量較多的有大米、小麥、玉米和土豆，大米含有的淀粉量較多約有80%，本文的研究對象碎米和大米的淀粉含量相當不容易引起人體的過敏反應，且容易被人體吸收利用。以大米為原材料制備淀粉的方法主要堿浸法、物理分離法、酶法提取、表面活性劑法等。堿浸法提取大米淀粉可使淀粉與脂肪更好地分離，因此是最常用的傳統方法，由于會產生污染環境的廢液，所以逐漸被酶法取代。

碎米的用途很多，可以作為酒、醋和糖等產品的原材料。還有一些比較新興的產品，例如果葡糖漿、麥芽糊精粉等，不斷在開發研究碎米的價值。

曹龍奎利用碎米制備果葡糖漿，通過單因素試驗以及正交試驗優化實驗條件，制作出的糖漿口感純正爽口，用氣加工出來的食品保鮮性能好，不干涸；冰點低，耐低溫性良好，可以用于冰淇淋的制作；糖尿病人同樣可以食用。高純度米淀粉在國際市場需求大，應用于化工、制藥等特殊領域。世界上**的米淀粉生產商比利時A&BIngredients公司，可將大米淀粉改性為微粒子米淀粉，味道清爽，奶油樣質地，可以應用于無奶油奶酪、沙拉等調味料的生產。

2.2　碎米制備糖醇

2.2.1　麥芽糖醇

作為一種功能性甜味劑，麥芽糖醇的甜度只有蔗糖的80%～90%，風味柔和血糖反應較低，因此可以在一些食品配方中代替蔗糖使用，制作研發適用于肥胖者和糖尿病患者食用的無糖食品。我國生產的麥芽糖醇主要以玉米淀粉為原料，進一步加工得到成品。玉米中含有的淀粉量約為70%碎米中含有的淀粉量豐富，約為76%，因此可以用碎米淀粉代替玉米淀粉，提高經濟效益。凌吉春通過對碎米進行液化、糖化、氫化等處理，得到干基質量分數為78.1% 的麥芽糖醇，且用酶法和氫化處理后，在一定程度上提高了制成麥芽糖醇的產出率。

2.2.2　山梨糖醇

山梨糖醇是一種食用糖醇，主要以玉米淀粉為原料進行生產，碎米中淀粉含量豐富，因此可以用碎米淀粉代替玉米淀粉生產山梨糖醇。生產方法有發酵法、催化加氫法和電解氧化法等，目前我國主要運用催化加氫技術直接利用葡萄糖制備山梨醇。李洪波等以碎米為原料，采用雙酶法制成碎米葡萄糖，進而對碎米葡萄糖催化加氫，從而制備出山梨糖醇，通過一系列實驗設計研究得到了**的實驗條件，轉化率達到了40%。

2.2.3　甘露糖醇

作為一種功能性糖醇，甘露醇在食品領域中應用廣泛，碎米中淀粉含量豐富，可將其轉化成淀粉糖，進而發酵成為甘露醇。徐春澤通過復合誘變選育高產甘露醇發酵桿菌，通過控制**發酵條件使碎米發酵產生甘露醇。通過單因素和響應面實驗對其影響因素進行了優化，并且建立了關于產甘露醇的二次回歸方程模型，測得的產率較優化前有明顯提高。最后對甘露醇進行了分離純化，該方法可使最終制得的甘露醇純度達到99%以上。

2.3　碎米制備米蛋白

作為良好的植物蛋白，米蛋白在大米中含量相對較低，一般在8%左右，但它不含有任何抗營養因子，無色素干擾，味道柔和，具有良好的消化性、低過敏性以及較高的營養價值。米蛋白由堿溶性的谷蛋白，水溶性的清蛋白以及鹽溶性的球蛋白和醇溶性的谷蛋白組成。因此，米蛋白的提取一般為堿液提取法和蛋白酶提取法，堿液提取法工藝過程簡單，使用成本低，但容易破壞氨基酸，堿液也會造成環境污染等問題；蛋白酶提取法的使用成本較高，因此兩種常用的方法都需要改善。

利用碎米生產大米淀粉糖，可以提高碎米的附加價值。在其剩余的殘渣中，蛋白質的含量仍然有50%，由于高蛋白量的存在將其作為提取米蛋白的原料再合適不過，吳英華用堿液浸提法從碎米中提取大米蛋白，利用目前的比較優質的提取工藝，從中提取的大米蛋白量可以在80%左右，純度能也能達到80%。其中提取的時間以及堿液濃度對最終提取率有很大影響，同時也從適應工廠節能減排的角度確定了**固液比。

2.4　碎米制備米制品

米制品是以大米為主要原料經過加工得到的產品。大米與碎米在營養成分含量方面沒有顯著差異，因此部分對原料米形狀要求不高的米制品可以用碎米代替，進行加工制造，可以達到降低成本，提高碎米應用價值的目的。

碎米的營養價值很高，其中碎米中的谷物蛋白質主要有米谷蛋白，該類蛋白是一種溶解性比較好的蛋白質更加有利于人體的吸收，并且不會引起過敏反應，味道和口感也較佳，因此可將碎米制成嬰兒的輔食，補充嬰兒發育成長所需要的營養物質。楊勇等以碎米為主要原料采用擠壓膨化技術制備了速溶嬰幼兒營養米粉，通過正交試驗確定了**工藝參數為大米水分18%、螺旋桿轉速200r·min-1、模頭溫度150℃，此方法制得的膨化米粉溶解性和口感**。Monthana等研究了碎米嬰幼兒補充食品，將90℃條件下預先干燥60min 的碎米原料，浸泡在含有維生素和礦物質元素的營養液中10min，之后在70 ℃條件下干燥110min，最后獲得含有均勻營養素且其變異系數僅為3.2% 的補充食物，不僅縮短了補充食物的蒸煮時間，也預防了嬰幼兒時期的營養不良；市場上休閑烘焙米制品種類豐富，主要有米果、米餅、強化米、發芽糙米等。目前國內外米制品的市場廣闊，目前主要是以大米中的營養物質為原料，通過相應的技術手段豐富食品款式、改進口感。如利用乳酸菌發酵制備的米飲料，外觀與牛奶相似，具有良好的口感以及保健功能。將碎米制粉，再經過酶處理制成米粉面包，米粉面包具有口感細膩，熱量較低的特點。

3　展望

碎米的利用主要是利用其淀粉、蛋白質等組分經一系列工序轉化成各類產品 。然而，碎米組分的提取、轉化工藝方面并不成熟，容易造成淀粉老化、蛋白質變性及產品純度低、穩定性差等問題。淀粉質量的好壞很大程度上影響所制備的多孔淀粉的品質，傳統的提取方法為堿法提取，不僅會污染環境，還會對淀粉的品質造成影響。目前的酶法提取不僅不會造成污染，而且提取過程中的反應條件溫和。今后淀粉提取的發展方向應該是開發更高效、更快速的提取方法。

國內外研究者通過利用物理、化學、生物技術等手段對碎米的轉化利用進行了研究。特別是生物技術，利用基因工程技術反應溫和、容易控制、不易產生副產物等特點，研發出多種以碎米為原料的產品，但其缺點是成本高、對設備有較高的要求、操作不方便，因此需要進一步的研究。另外，碎米組分在加工時，可能會造成其他營養成分的流失，因此，如何實現碎米全營養成分利用也將是一項研究熱點。

4　結論

我國稻米種植數量大，碎米資源十分豐富，具有廣泛的發展利用前景。雖然我國大米制品屬于初級加工產品，技術含量還比較低，加工所產生的碎米利用率不高，但是隨著科技的發展與相關從業人員的不斷努力，碎米的利用率在逐步提升。碎米的營養價值很高，尤以蛋白質為甚，其中碎米中的谷物蛋白質主要是米谷蛋白，該類蛋白是一種溶解性比較好的蛋白質，更加有利于人體的吸收，并且不會引起過敏反應，味道和口感也較佳，基于米淀粉這些特性，可利用其制備多孔淀粉與抗性淀粉，作為脂肪的替代物。碎米中的蛋白質因其低過敏性及高營養性而受到國內外食品學者的青睞，所以碎米蛋白也能得到有效的利用，生產大米改性蛋白。同時碎米可以進行其他方面的應用，例如制作米茶、用碎米做成面包溶豆等烘焙食品、制成米粉、米乳飲料等。相信隨著技術的不斷發展，碎米的精深加工一定有著廣闊的前景。（現代食品）

吳書潔，陳鳳蓮，張欣悅，何若男，李　甜，崔　宇

（哈爾濱商業大學食品工程學院）