碾米加工技術對長粒型優質秈稻整精米率的影響

黃偉東，苗雪雪，劉澤民，周 昆，陽標仁，李成鋼，陶曙華

（湖南省農業科學院，湖南省水稻研究所，農業部長江中下游秈稻遺傳育種重點實驗室，湖南 長沙 410125）

水稻是主要糧食作物之一，研究如何提高稻谷的整精米率是十分必要的。因為整精米率直接影響稻米的品質優劣，稻谷的整精米率越高，可食用部分利用率高，商品經濟價值高，農民的收益越大。整精米指稻谷脫殼后的糙米再去掉糠皮與胚后的精米。國家標準GB/T 17891—2017中對完整精米粒進行了定義，規定完整精米粒平均長度的4/5以上米粒均可以認為是整精米粒。此外，農業部行業標準食用稻品種品質NY/T 593—2013中也將整精米率作為稻米等級劃分的重要指標，其中在秈稻品種品質等級劃分中，要求一級秈稻的整精米率≥58%，二級秈稻的整精米率≥55%，而三級秈稻的整精米率≥52%。這說明稻谷整精米率與堊白度、直鏈淀粉一樣，均是評價稻米品質的重要指標。影響整精米率的因素有很多，種植過程中的影響因素有遺傳因子、環境因素和栽培條件等[1]，收獲后的影響因素有稻谷的含水量[2]，加工時稻谷流量和設備壓力等。

近幾年南方秈稻中的優質稻粒長普遍≥7 mm，一些甚至≥8.8 mm，而目前國內使用的大米加工設備很多加工數據還是參照以前加工粳稻或短粒型秈稻時設置的，這導致在加工南方秈稻中、長粒型（≥7 mm）的優質稻過程中，普遍出現大米易碎、整精米率不高的現象。其中碾米工藝環節產生的碎米占整個大米加工工藝過程的60%左右。筆者主要研究稻谷收獲后的整精米率影響因子，即主要針對不同粒型（長度）優質秈稻（谷）在不同含水量的情況下以恒定流量和恒定壓力進行碾米加工和在一定含水量情況下以不同流量或不同壓力進行碾米加工時其整精米率的變化開展研究，旨在通過優化稻谷含水量和碾米加工條件得到較高的稻谷整精米率。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試稻谷為秈稻，品種為創宇9號（粒長7.0 mm）、湘晚秈13號（粒長7.5 mm ）、創宇107（粒長7.8 mm）和玉針香（粒長8.8 mm），均為2019年湖南長沙生產的國標二等優質秈稻。

儀器設備包括：郴州糧油機械有限公司日產60 t中試成套設備，METTLER TOLEDO百分之一天平，JLGJ 4.5實驗礱谷機，日本KETT碾米機， 安徽產IR608A工作用輻射溫度計。

1.2 試驗方法

1.2.1 不同水分含量試驗對稻谷樣品設置6個含水量處理，即：13.0%、13.5%、14.0%、14.5%、15.0%和15.5%。參試品種選用創宇9號、創宇107和湘晚秈13號（最初原始含水率均為14.5%）。重復2次。試驗前按處理要求對各品種谷樣分別取6份進行干燥或著水調質處理，達到設計標準后保濕存放24 h。然后對不同處理的稻谷分別進行碾米加工，檢測不同含水量對整精米率的影響。

1.2.2 正常流量不同壓力試驗在正常碾米流量條件下，設置碾米級數和碾米壓力2個處理，碾米級數處理設2個水平：一級碾米和二級碾米（一級碾米為過第一道碾米機后所得到的精米，二級碾米為過完第一道碾米機后，再過第二道碾米機所得到的精米）；壓力處理設6個（梯度）水平：正常壓力、-5%、-10%、-15%壓力和+5%、+10%壓力（表示在正常壓力的基礎上減少和增加壓力程度）。各處理重復2次，共12個處理組合。

1.2.3 正常壓力不同流量試驗在正常碾米壓力條件下，設置碾米級數和碾米流量2個處理，碾米級數處理水平與1.2.2相同；流量設3個水平：正常流量、+10%流量、-10%流量（表示在正常流量的基礎上增加和減少流量程度）。各處理重復2次，共6個處理組合。

上述2個試驗的參試品種均選用創宇9號、創宇107和玉針香（原始含水率均為15.0%）。碾米加工完成后，檢測2級碾米條件下不同壓力和不同流量對整精米率和米溫的影響。

1.3 檢測項目與方法及數據處理

整精米率參照“GB/T 21719—2008，稻谷整精米率檢驗法”進行測定。稻谷含水率按照“GB 5009.3—2016，食品安全國家標準食品中水分的測定”進行測定。數據處理采用Excel進行。

2 結果與分析

2.1 稻米水分含量對整精米率的影響

試驗結果如圖1所示，3個水稻品種在不同含水量處理下整精米率的變化趨勢相同，隨著稻谷含水量的提高，其整精米率不斷上升，然而當含水量超過15%時，整精米率出現了下降趨勢。這是因為當水分完成皮層（或稱需磨削的糠層）的滲透、由外及內達到恰當的水分梯度的時候，整精米率達到最大值，在該試驗中稻谷最佳含水量為15%。當水分進一步向胚乳層滲透的過程中，皮層的硬度又有所回升，從而導致了整精米率不升反降。從結果可看出，稻谷碾米加工的適宜水分含量在15.0%左右，整精米率達到了最高值。

圖1 不同含水量處理各品種稻米的整精米率

2.2 碾米加工中正常流量下不同壓力對整精米率和米溫的影響

2.2.1 一級碾米時對整精米率的影響在一級碾米加工條件下，流量正常，不同壓力對大米整精米率的影響結果見圖2。由圖2可知，對創宇9號和創宇107品種而言，其整精米率首先隨著壓力的增加而增加，當壓力達到正常范圍值時，整精米率達到了最高值。進一步增加壓力，整精米率反而下降。玉針香品種的整精米率隨壓力的變化趨勢與其他2個品種大體相同，但該品種在正常壓力的基礎上減少10%時，整精米率最低。

圖2 一級碾米正常流量不同壓力時整精米率的變化

2.2.2 一級碾米時對米溫的影響在稻米加工過程中，由于稻米與加工設備之間的碾壓摩擦必然導致米溫的變化，米溫的升高可能會導致其脂肪酸值的增加，進而不利于今后的儲藏。由圖3可知，隨著壓力的升高，米溫也在不斷上升，當壓力在正常壓力基礎上增加10%時，3個品種的米溫均達到最大值，均超過了40℃。米溫升高可能會導致其內部的脂肪酸值、直鏈淀粉含量產生變化，進而影響稻米品質。

圖3 一級碾米正常流量不同壓力時米溫的變化

2.2.3 二級碾米時對整精米率的影響圖4結果表明，與一級碾米時整精米率的變化趨勢相似，隨著壓力的提高，3個品種的整精米率呈上升趨勢，并在正常壓力時達到了最大值。而后整精米率呈逐漸下降的趨勢。這說明碾米過程中壓力過小或過大都不利用整精米率的提升，在正常壓力下有利于獲得更高的整精米率。

圖4 二級碾米正常流量不同壓力時整精米率的變化

2.2.4 二級碾米時對米溫的影響由圖5可知，相較于一級碾米，二級碾米時壓力對米溫的影響更為顯著。隨著壓力的升高，米溫升高的趨勢更為明顯，上升幅度也更大，當壓力達到最大值時，3個品種的米溫均超過了47℃。

圖5 二級碾米正常流量不同壓力時米溫的變化

綜上所述，在加工過程中，正常流量不同壓力時，不論壓力比正常壓力增大或減小，整精米率都會下降，而米溫是隨著壓力的增大逐漸升高且碾米級數越多升溫越高。

2.3 碾米加工中正常壓力下不同流量對整精米率和米溫的影響

2.3.1 一級碾米時對整精米率的影響如圖6所示，在一級碾米的正常壓力下，3種流量對整精米率的影響不是很大，不過流量增加或減少并沒有增加稻谷的整精米率，在正常流量時整精米率反而達到最大值。

圖6 一級碾米正常壓力不同流量時整精米率的變化

2.3.2 一級碾米時對米溫的影響由圖7可知，正常

圖7 一級碾米正常壓力不同流量時米溫的變化

流量時米溫最低，降低流量時的米溫有所提高，提高流量時的米溫達到了最大值，此時3個品種的米溫達到了40℃左右。

2.3.3 二級碾米時對整精米率的影響由圖8可知，與一級碾米相似，正常流量條件下整精米率最高，減少或增加流量，整精米率均下降。

圖8 二級碾米正常壓力不同流量時整精米率的變化

2.3.4 二級碾米時對米溫的影響由圖9可短，相較于一級碾米，3個品種的米溫在不同流量下均有所提升，增加流量時米溫相應上升，正常流量基礎上增加10%流量時，3個品種的米溫均超過了44.5℃。

圖9 二級碾米正常壓力不同流量時米溫的變化

綜合分析正常壓力不同流量條件下的試驗結果可知，碾米壓力一定，匹配合適的流量時，整精米率最高，流量過大或過小都會造成整精米率下降。隨著碾米級數增加，米溫越高，整精米率隨之下降。

3 小結與討論

試驗結果表明，稻谷碾米加工的適宜水分含量在15.0%左右，此水分含量下的整精米率最高。在加工過程中，正常流量下壓力離正常壓力越遠整精米率越低，即增加或減少壓力整精米率均下降，而米溫則隨著壓力的增大而升高，且碾米級數越多米溫越高。正常碾米壓力下，正常流量時，整精米率最高，流量過大或過小都會造成整精米率下降。這說明，正常流量和正常碾米壓力是保持高整精米率的加工工藝，而米溫是隨著碾米級數、流量和壓力的增加而上升，米溫越高整精米率越低。

為了延緩稻谷的老化速度，保證稻谷在儲藏過程中的品質，一般秈型稻谷的安全貯藏水分含量必須≤13.5%，然而最適宜稻谷碾米加工的含水量卻在15%～16%[3]。儲藏的稻谷直接用來加工時整精米率偏低，這是因為稻米的主要成分是淀粉，低水分含量時稻米硬度和脆性較大，在碾米加工過程中容易出現裂紋及碎米。為了提高稻谷的整精米率，一般選擇在稻谷加工前進行加濕調質。然而加濕的程度是決定整精米率的關鍵，加濕程度不夠則不足以提高整精米率，而加濕過量會使加工后的大米含水率增加，不利于大米的儲存[4-6]，加濕過量也會造成整精米率降低。

有研究表明，增加水稻粒長可以提高膠稠度，降低直鏈淀粉含量，進而提升水稻的食味品質[7]。目前人們對水稻的品質要求越來越來高，在南方尤其是湖南地區，趨向于選育粒型較長的水稻品種。然而水稻粒長與整精米率呈負相關關系，隨著水稻粒長的增加，其整精米率會有所降低。因此，改善加工技術，是提高長粒型稻米整精米率的途徑之一。此研究只是從碾米流量和壓力的相對值上進行了試驗，探尋具體的最佳流量值和壓力值還有待進一步試驗。