碾米技術(shù)在大米儲藏與加工中的應(yīng)用研究進展

◎ 張津睿，翟愛華,2

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 食品學(xué)院，黑龍江 大慶 163319；2.國家雜糧工程技術(shù)研究中心，黑龍江 大慶 163319）

糧食儲藏與加工是保障社會經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展的根基。國家糧食和物資儲備局的數(shù)據(jù)顯示，每年我國糧食在運輸過程中的損失量超過0.35億t[1]。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是糧食在存儲和運輸中可能出現(xiàn)陳化問題，或受到微生物污染、害蟲侵染等危害[2]。面對上述問題，多數(shù)企業(yè)采取殺菌、干燥、熏蒸等化學(xué)手段進行處理。然而，部分化學(xué)試劑不僅會殘留在糧食上，還會對環(huán)境產(chǎn)生一定的污染，且過量使用會增強微生物或害蟲的抵抗力，應(yīng)用不具有長期性[3]。由于人們對于美好生活的追求，且食品安全意識逐漸增強，開始抵制使用傳統(tǒng)化學(xué)處理方法。因此，廣泛探索綠色、安全的物理方法強化糧食存儲和加工效果極為重要。碾米技術(shù)主要是通過專業(yè)設(shè)備的機械力將稻谷脫皮碾白，去除糙米外衣并保留優(yōu)質(zhì)米，已廣泛應(yīng)用于糧食存儲、加工等環(huán)節(jié)，并顯露出一定的工業(yè)化應(yīng)用優(yōu)勢[4]。基于此，本文將根據(jù)糧食儲藏與加工面臨的問題，分析關(guān)鍵碾米技術(shù)的原理、特點及應(yīng)用情況，并對未來重點研究方向進行展望。

1 糧食儲藏與加工中面臨的問題

糧食在倉儲、加工等環(huán)節(jié)會出現(xiàn)物理化學(xué)性質(zhì)的改變，降低糧食品質(zhì)，即糧食陳化[5]。糧食陳化主要是糧食中的脂類發(fā)生變化，尤其是脂肪容易在特定環(huán)境中水解，進而提高糧食的酸度。這一過程不同于糧食酒的發(fā)酵，是一種非人們預(yù)期的生物反應(yīng)結(jié)果。糧食陳化會嚴(yán)重降低食品的品質(zhì)，其中脂肪酸在特定情況下會氧化生成一些易揮發(fā)的小分子物質(zhì)，并散發(fā)出一些味道。通常情況下，糧食存儲前后的蛋白質(zhì)含量并不會發(fā)生太大變化，但當(dāng)部分蛋白質(zhì)含量增加時，會降低蛋白質(zhì)溶出度、淀粉吸水膨脹性，從而減弱糧食的黏性與硬度[6]。淀粉在各類糧食中均占據(jù)較大比重，直接關(guān)系到糧食的品質(zhì)。例如，在儲藏與加工過程中，糧食中的淀粉酶活力會出現(xiàn)減弱現(xiàn)象，形成直鏈淀粉量增加、支鏈淀粉量減少的效果。這將降低最終制成食物的黏性，提升硬度，使口感變差。此外，糧食陳化會改變淀粉的糊化性質(zhì)，強化蛋白質(zhì)、脂類物質(zhì)和淀粉之間的聯(lián)合度。

2 糧食儲藏與加工中關(guān)鍵碾米技術(shù)的應(yīng)用

2.1 精碾技術(shù)

大米精碾技術(shù)的核心點是選取恰當(dāng)?shù)奶幚砉に嚺c先進的精碾機器，結(jié)合近幾年一線的生產(chǎn)經(jīng)驗來看，稻米儲藏與加工環(huán)節(jié)選用三機碾白的碾米工藝最為合適[7]。該工藝不僅能適用于秈米碾白，還適用于粳米精碾。同時，三機碾白工藝運用二砂一鐵技術(shù)，可有效保障稻米加工后的營養(yǎng)品質(zhì)和減少碎米含量。糧食加工企業(yè)在篩選精碾米機器時，選用大直徑立式砂輥碾米機可降低對稻米的碾碎率、維持大米表面的平整度，運行過程較為輕快，比橫式砂輥碾米機的處理效果好。國際上，大部分國家選用立式砂輥碾米機，處理細長型糧食顆粒。然而國內(nèi)大部分糧食加工企業(yè)為了提升糧食的碾白度，大多采用橫式碾米機，且過度追求碾白工藝道數(shù)。這種加工方式不僅會出現(xiàn)過碾現(xiàn)象，還會提高碾白電耗，以致糧食加工產(chǎn)品率大幅下降。碾白工序中無論是橫式碾米機，還是立式碾米機，均應(yīng)按照多機輕碾原則，確保糧食能被均勻去皮并保持表面完整，降低破碎率。這一操作方法可為后續(xù)糧食拋光奠定良好基礎(chǔ)。

2.2 拋光技術(shù)

大米拋光是制作精品大米的重要工序，主要是為了實現(xiàn)以下目標(biāo)。①延長糧食儲藏時間、維持糧食的新鮮口感[8]。②去除糧食表面浮糠，提高糧食外觀光滑細膩度，增加糧食的商品價值。③提升糧食食用品質(zhì)，增加烹飪后食物的爽口度。現(xiàn)階段，各大糧食儲藏與加工企業(yè)使用的各種拋光技術(shù)均難以同時實現(xiàn)上述3條目標(biāo)。究其原因是糧食加工企業(yè)尚未全面理解糧食拋光的內(nèi)在原理，僅能達到去除糧食表面浮糠的效果，無法實現(xiàn)糧食表面淀粉膠質(zhì)化效果。達到這種效果的關(guān)鍵點在于拋光過程中，糧食加工所處環(huán)境的水與熱是否恰當(dāng)，或者是拋光輔助劑的作用是否充分發(fā)揮。

2.3 色選技術(shù)

大米色選技術(shù)主要是為了除去精白糧食中的黃粒、病斑糧食或某一雜色顆粒。自20世紀(jì)90年代開始，我國不少企業(yè)已從英國、美國、日本等國家引入不同型號和機型的色選機，由此提升企業(yè)的色選效果和經(jīng)濟效益。尤其是近段時間新建的糧食加工廠，為滿足人們對于糧食質(zhì)量的需求，先后引入色選機提升糧食產(chǎn)品質(zhì)量。例如，大米中的黃米粒可能是大米在儲藏環(huán)境中由于溫度較高而發(fā)熱霉變出現(xiàn)黃色，這可能是大米中形成了黃曲霉毒素，這種毒素不利于人體健康。因此，各大糧食加工企業(yè)有必要選用適宜的色選機。色選機的篩選和使用的重點是看色選機的整體色選靈敏度、色選范圍，如能夠挑選出淡黃色大米粒，或可以色選出淡黃粒和棕黃粒。一般情況下，色選機的處理量越大，色選效果反而不高；而處理量小的色選機，色選效果較好。此外，大部分色選機的價格較高，難以廣泛推廣到各大糧食加工企業(yè)。政府有必要輔助色選機制造廠優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)、開展技術(shù)創(chuàng)新活動、降低生產(chǎn)成本，或為糧食加工企業(yè)提供色選機資金補助，為糧食加工企業(yè)采購色選機創(chuàng)造有利條件。

2.4 配量和糧食品質(zhì)調(diào)理技術(shù)

2.4.1 糧食配量

糧食配量主要是指協(xié)調(diào)同品種、同一精度糧食中完整顆粒和破碎顆粒的比例。在國外，完整顆粒和破碎顆粒的糧食價格相差較大，其糧食價格會隨著含碎率的變化而變化。然而在國內(nèi)，糧食配量主要是調(diào)配有香與無香糧食之間的比例，或調(diào)整軟質(zhì)和硬質(zhì)糧食間的比例，以此實現(xiàn)對糧食食用品質(zhì)的改善。從實際調(diào)配結(jié)果來看，除無香糧食混合有香糧食后能夠提升食用品質(zhì)外，其余調(diào)配方式難以改善對應(yīng)的糧食品質(zhì)。尤其是糧食質(zhì)量經(jīng)過調(diào)配后根據(jù)國家規(guī)定屬于品種混雜產(chǎn)品，難以被消費者接受。例如，秈米中摻雜粳米，粳米中摻雜糯米。盡管不同品種的同類糧食外觀接近，但在淀粉糊化率、吸水率、黏附力、硬度和膨脹率等方面的屬性存在差異，無法通過簡單地調(diào)配改善糧食品質(zhì)。這種配量方式還會使糧食因品種摻雜出現(xiàn)食用口感不一的情況，降低市場銷量。因此，糧食配量的主要問題是可解決糧食中的破碎比例問題。這項優(yōu)勢在專用糧食生產(chǎn)中將起到關(guān)鍵作用。

2.4.2 糧食質(zhì)量調(diào)理

糧食質(zhì)量調(diào)理在我國糧食儲藏與加工中有待進一步發(fā)展，尤其是精米加工中急需突破的關(guān)鍵技術(shù)。糧食質(zhì)量調(diào)理可極大優(yōu)化糧食的食用品質(zhì)，能針對各種品種、新鮮度、等級及陳化的糧食，有效調(diào)配糧食的酸堿度、直鏈淀粉和支鏈淀粉的比例、吸水率、嗅覺、淀粉糊化特性和營養(yǎng)等屬性。這一技術(shù)有助于提升糧食的商品價值，并提高烹飪后食物的營養(yǎng)價值，匹配消費群體的食用要求。從已有的糧食質(zhì)量調(diào)理研究結(jié)果來看，天然添加劑復(fù)合調(diào)理技術(shù)與生物技術(shù)最有助于提升糧食的食用品質(zhì)，增強烹飪食物的觀感、黏彈性、營養(yǎng)度和清香度，進而提高調(diào)質(zhì)糧食的市場競爭力。

3 結(jié)語

雖然碾米技術(shù)在糧食儲藏與加工領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，但仍需要進一步研究以提升碾米技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用與高效加工。從現(xiàn)有研究成果來看，接下來的研究可著重從以下幾點開展。①設(shè)計科學(xué)的碾白工藝環(huán)節(jié)。現(xiàn)階段已有的碾白工藝主要由加工企業(yè)根據(jù)自身發(fā)展規(guī)模決定，缺少行業(yè)內(nèi)統(tǒng)一的處理標(biāo)準(zhǔn)。因此，未來行業(yè)協(xié)會可圍繞各類糧食制定統(tǒng)一的碾白工藝環(huán)節(jié)，以便滿足工業(yè)化生產(chǎn)需求。②篩選拋光輔助劑。相較于傳統(tǒng)拋光技術(shù)，碾米技術(shù)具有產(chǎn)量大、破碎率低等優(yōu)點，但拋光輔助劑的成本偏高、經(jīng)濟效益低、投資大，難以廣泛推廣。因此，未來有必要著重探索低成本高效的拋光輔助劑或更高效的物理拋光方式。③豐富糧食色選技術(shù)。糧食色選技術(shù)不精準(zhǔn)或范圍小，將對后期糧食品質(zhì)產(chǎn)生影響。加工企業(yè)可增加色選環(huán)節(jié)，提高色選精度和產(chǎn)品品質(zhì)。④強化配量和糧食品質(zhì)調(diào)理的工業(yè)化應(yīng)用程度。配量和糧食品質(zhì)調(diào)理技術(shù)在糧食儲藏與加工領(lǐng)域中早有應(yīng)用與研究，經(jīng)過多年應(yīng)用，已形成大量實踐數(shù)據(jù)。因此，未來需要圍繞工業(yè)化配量和糧食品質(zhì)調(diào)理展開深度探究，盡早落實糧食配量和糧食品質(zhì)調(diào)理技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用。