粮食问题研究  2024年05期 30-33   出版日期:2024-09-30   ISSN:1003-2576   CN:51-1058/F
糙米营养特性及加工技术研究进展



  三、 糙米加工技术

  ( 生物法

  1. 发芽 糙米发芽处理是一种通过控制温度、水分和处理时间使其萌发至一定芽长的加工方式。研究表明,糙米发芽过程中部分淀粉被分解成单糖,蛋白质转变成氨基酸,脂肪也会分解为游离脂肪酸,使得籽粒中的营养更容易被人体吸收。

  程威威等 [9] 利用光谱分析测定了发芽糙米饭的感官品质,发现适口性与直链淀粉含量及硬度有极显著负相关性( P 0.01);直链淀粉含量与冷饭质地有显著的正相关性( P 0.05);崩解值与适口性、糊化温度与风味之间也存在极显著的正相关性( P 0.01)。吴凤凤等 [10] 探讨了浸泡温度、时间和溶液 pH值对发芽糙米蒸煮品质的影响。发芽糙米在感官品质和口感上均有大幅度的提升,但与精米相比仍存在一定差距。并且为了明确最佳的发芽时间以及发芽糙米的蒸煮品质与各项特性参数之间的关系,应根据不同的糙米种类进行特异性实验,以满足不同环境的实际生产要求。

  2. 发酵 生物发酵是一种利用微生物(如细菌、真菌等)的代谢活动来改变物质的过程。在糙米加工中,生物发酵利用食品工人安全菌种引起籽粒内部成分的变化,用来提升糙米的食用品质。叶彦均等 [11] 从食用、加工和功能特性三个方面详细综述了生物发酵对糙米品质的有利影响。结果表明相较于普通糙米,固态发酵糙米的亮度由 31.32上升至40.88、硬度由5678.11降低至1281.83、漏白率增加,显著提高了糙米品质。Buddrick等 [12] 测定了不同发酵方式对糙米植酸水平的影响,结果证实生物发酵显著降糙米全谷物食品中植酸的含量,从而提高了矿物质利用率。

  ( 化学法

  1. 酸处理 糙米酸处理指加工过程中添加酸性物质,如柠檬酸或醋酸等。通过调节 pH的方式改善糙米口感、抑制微生物生长和延长货架期,具体可以将酸性物质溶解在水中,然后将其喷洒或浸泡到糙米中来实现。周显青等 [13] 利用柠檬酸浸泡蒸谷糙米,通过测定其浸泡后的碾米特性、碾白过程中镉含量及其他微量元素含量,明确柠檬酸浸泡促进了 Cd、K、Ca、Al向外的迁移,并且蒸谷糙米的色泽、米饭食味值及综合评分等均显著提升。相似 ,吴亚楠等 [14] 则在前期柠檬酸脱除糙米粉中镉的研究基础上,采用 X-ray、FT-IR等分析对脱镉前后糙米粉结构及理化性质进行测定。结果表明,酸处理后的糙米粉直链淀粉含量显著低于未处理组;处理后糙米粉表面变 粗糙,淀粉粒径减少但晶体类型未发生变化,没有产生新的化学基团;但糊化温度降低,蒸煮时间相应减少。

  2. 营养强化 糙米加工方式中的营养强化是指在生产过程中添加各种营养物质,以达到增加营养价值,满足消费者对健康食品的需求。李青 [15] 在糙米催芽过程中采取 CaCl 2 浸泡负压辅助进行钙强化,研究了不同浓度 CaCl 2 溶液浸泡催芽和不同强度负压处理对发芽糙米中钙含量的影响。结果表明,当 CaCl 2 溶液浓度为 150 mg/L、负压强度为-0.08 MPa、负压处理时间为4 h时,发芽糙米中钙含量最高为523 mg/kg。相似 ,王炜华 [16] 根据 “热压凝胶”原理,研究了钙、铁叶酸复合型营养强化大米的制备工艺,通过单因素实验和正交试验,明确了制备强化大米的最佳工艺参数,并设计出两种复合型强化大米配方。

  ( 物理法

  1. 碾磨法 糙米碾磨法是将未经去壳的糙米经过碾磨或研磨处理,通过挤压籽粒的方式去除谷壳得到白色米粒。该过程通常需要专用碾米设备来完成,李萍等 [17] 利用碾米机处理稻米发现,随着碾磨度增加,米粒长度减少,当碾磨度超过 13%时,米粒长度显著下降( P 0.05),同时蛋白质含量和米饭硬度也随之减少。周军琴等 [18] 的研究也证实了这一观点,碾磨度与糙米蛋白质、灰分和脂肪存在极显著的负相关性。由此可见,碾磨过程可以很好的改善籽粒的口感和外观,但应在保证稻谷适口性的前提下,尽可能降低碾磨度,减少稻谷营养物质和功能性成分的损 失,提高稻米的商品价值。

  2. 浸泡 浸泡法是家庭生活中常用的糙米处理方式之一,通常将洗净的糙米放入足够的清水或酸性溶液中浸泡 4~8 h。糙米浸泡过程中,水分会渗透到籽粒内部,籽粒吸水膨胀后变 柔软,有助于减少蒸煮时间,从而改善糙米口感。何易雯等 [19] 研究了浸泡时间和浸泡温度对糙米蒸煮品质的影响,结果表明随着浸泡时间的延长,糙米吸水量增加,并且糙米淀粉的糊化特性也出现不同程度的升高。关桦楠等 [20] 的研究也发现了类似的现象,在液料比 1:1.6、温度40℃,浸泡时间50 min时,糙米吸水率较高并能维持良好的感官评分。此外,田晓红等 [21] 探究了浸泡对糙米中蛋白质、微量元素和淀粉糊化特性的影响。结果表明浸泡 5 h后,有助于缓解糙米颗粒细度和损伤淀粉含量,并且不 种类的糙米吸水特性不同,应根据产品特性合理选择浸泡时间。

  3. 超声波处理 超声处理的原理是基于超声波在物质中传播时产生的多种效应,例如空化效应和热效应,这些反应过程容易作用 糙米内部导致其淀粉结构的改变。梁云浩等 [22] 研究了不同超声时间处理对糙米淀粉结构特征与理化性质的影响,结果表明,延长超声处理时间可以加剧淀粉表面微观结构的破坏,但不会改变淀粉粒径尺寸和分子基团种类,当超声处理 30 min时,糙米淀粉的冻融和凝沉稳定性最好。相似的结论也出现在王琦等 [23] 的研究中,与未处理组相比, 30 min的超声处理可以将糙米淀粉的凝胶强度从26.94 g降低到19.69 g,同时增加其溶解度从4.46%上升到12.29%。说明超声处理适用糙米淀粉的改性,并且一定程度上提升了糙米淀粉的理化特性。

  4. 冷等离子体处理 冷等离子体( CP)也被称为低温等离子体,是一种通过对气体施加能量而产生的附带多种物理、化学效应的加工技术。因其离子束中电子温度很高,而放电温度接近环境温度,这一特性使其有利于温度敏感的物体 [24] 。孟宁等 [25] 研究了等离子体对糙米蒸煮品质及物化特性的影响,通过观察糙米表面微观结构,发现等离子体通过其产生的物理作用刻蚀糙米谷皮,使糙米表面产生微小的凹陷和裂缝,从而增加水分渗透。为了进一步解析等离子体对糙米的作用机理。合理 应用等离子体可以促进农业生产的可持续发展,提高农产品的质量和产量,减少对环境的不良影响。

  5. 超高压技术 超高压处理也是一种非热物理加工方式,主要利用高压下的应力和压力传递效应导致食品内部分子结构的变化。于勇等 [26] 分别采用一步式和两步式高压处理糙米,结果表明,在 100~300 MPa压力范围内,处理后糙米总酚类黄酮含量及抗氧化能力随着处理压力的增加而增大。超高压相比于传统热处理方式,可以更加有效 保留糙米中的营养成分,延缓其变质,并且在处理过程中不需要添加化学试剂,有助于生产更加健康天然的食品。

  6. 挤压膨化 挤压膨化是一种较为常见的食品加工技术,通过对籽粒施加高温高压作用,使其内部水分迅速转化为蒸汽,同时颗粒表面因挤压发生形变。该过程中淀粉颗粒被破坏,蛋白质变形,纤维素软化,改变籽粒的组织结构和形态。陈焱芳等 [27] 通过分析挤压膨化前后糙米的挥发性风味化合物变化,明确了挤压膨化对糙米中醇类物质有一定促进作用。欧阳梦云等 [28] 则利用单因素和正交试验优化了挤压膨化处理糙米的最优实验参数,得出机筒温度 110℃、糙米粉含水量21.60%、糙米粉浆pH为7.11时,处理后糙米的脂肪含量相比对照组降低28.8%,纤维素含量增加了9.3%,以上研究为糙米的深加工提供了一定的理论参考。