碾米工藝對(duì)米糠關(guān)鍵組分影響研究初探

楊剴舟，魏 征，范運(yùn)乾，欒 霞，李曉寧，段章群，薛雅琳

糧食加工

碾米工藝對(duì)米糠關(guān)鍵組分影響研究初探

楊剴舟1，魏 征1，范運(yùn)乾2，欒 霞1，李曉寧1，段章群1，薛雅琳1

（1. 國(guó)家糧食和物資儲(chǔ)備局科學(xué)研究院，北京 100037；2. 中儲(chǔ)糧成都儲(chǔ)藏研究院有限公司，四川 成都 610091）

為了提高米糠利用水平，開(kāi)展米糠中關(guān)鍵組分的精準(zhǔn)化分離研究至關(guān)重要。通過(guò)砂輪型號(hào)、碾磨轉(zhuǎn)速和碾磨時(shí)間等參數(shù)對(duì)米糠中關(guān)鍵組分如蠟、粗脂肪和粗蛋白等組分含量影響變化進(jìn)行研究，并通過(guò)掃描電鏡、多元回歸分析和相關(guān)性分析等手段進(jìn)行表征和建模。結(jié)果表明：糙米中各組分電鏡表征呈現(xiàn)層級(jí)交替分布的特點(diǎn)，從外到里依次為蠟酯層、纖維層、脂肪-蛋白層和淀粉層；米糠關(guān)鍵組分最高含量及其碾米工藝組合分別為：蠟0.67%（860 rpm，1.0 min）、粗脂肪18.37%（1 060 rpm，1.0 min）、粗蛋白18.59%（960 rpm，2.0 min）、粗纖維16.85%（760 rpm，0.5 min）和淀粉41.12%（1 060 rpm，2.5 min）；砂輪型號(hào)對(duì)于蠟含量和粗纖維含量有極顯著影響（<0.01），而碾磨時(shí)間對(duì)米糠得率和淀粉含有極顯著影響（<0.01），碾磨轉(zhuǎn)速除粗蛋白含量外均具有顯著性的影響（<0.05）；粗纖維與其余變量整體上具有更高的極顯著相關(guān)性，相關(guān)性系數(shù)分別為0.84（蠟）、0.83（粗脂肪）、0.73（粗蛋白）、–0.69（淀粉）和–0.42（米糠得率）。采用細(xì)碾和粗碾相結(jié)合的方式可以實(shí)現(xiàn)米糠關(guān)鍵組分的精準(zhǔn)分離。

碾米工藝；米糠；蠟；粗脂肪；粗蛋白

米糠作為稻谷加工過(guò)程中重要的副產(chǎn)物，約占稻谷產(chǎn)量的5%~6%。米糠具有較高的附加值，是一種極具開(kāi)發(fā)潛力的谷物資源，被聯(lián)合國(guó)工業(yè)發(fā)展組織（UNIDO）稱為“一種未被充分利用的原料”[1-2]。米糠含油率為15%~20%，米糠油富含不飽和脂肪酸，油酸和亞油酸分別占不飽和脂肪酸總量的42%和38%，脂肪酸組成符合國(guó)際衛(wèi)生組織推薦的最佳比例，并且米糠油富含谷維素、角鯊烯和甾醇等生理活性物質(zhì)，是一種營(yíng)養(yǎng)健康油脂[3]。目前我國(guó)米糠的綜合利用率不足20%，大部分用于飼料行業(yè)，而少部分用于食品行業(yè)，利用率和附加值遠(yuǎn)低于國(guó)外，主要原因在于米糠利用模式還是粗放式為主，并沒(méi)有精準(zhǔn)化分級(jí)利用，實(shí)現(xiàn)物盡其用[4]，而米糠的成分和組成主要受米糠原料和加工方式的影響，通過(guò)原料篩選和碾磨工藝優(yōu)化可以實(shí)現(xiàn)多組分的有效分離[5]。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于米糠分級(jí)工藝的研究還比較少，主要還是結(jié)合大米加工品質(zhì)為重點(diǎn)的米糠營(yíng)養(yǎng)組分的分析研究，利用模式也還是以集中回收混合利用為主，米糠中關(guān)鍵組分一般由蠟酯、粗纖維、粗脂肪、粗蛋白和一定含量的淀粉組成，目前尚缺乏米糠關(guān)鍵組分變化規(guī)律的針對(duì)性研究[5-8]。周裔彬等[5]通過(guò)對(duì)多機(jī)輕碾中的米糠成分進(jìn)行對(duì)比分析，研究發(fā)現(xiàn)，一機(jī)米糠中灰分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維較高；二、三機(jī)米糠中還原糖含量較高；各機(jī)米糠水分含量變化不大；大米加工精度越高，二、三機(jī)米糠中粗纖維含量越低，出米率越低，碎米率越高，灰分的含量越低。王雪雅等[6]對(duì)不同碾磨工藝下的一機(jī)、二機(jī)和三機(jī)米糠即統(tǒng)糠、油糠和滑米糠的營(yíng)養(yǎng)成分、脂肪品質(zhì)和微生物指標(biāo)進(jìn)行研究，研究發(fā)現(xiàn)粗脂肪含量統(tǒng)糠最高，為16.1%，油糠次之，為15.4%，滑米糠最低，為10.5%；粗蛋白含量油糠最高，為13.84%，滑米糠次之，為7.18%，統(tǒng)糠最低，僅為5.43%；滑米糠各營(yíng)養(yǎng)成分較低，但淀粉含量最高，高達(dá)50.71%，統(tǒng)糠和油糠的淀粉含量差異不大；油糠的膳食纖維、粗蛋白、維生素E及γ-谷維素含量較高。姚人勇等[7]通過(guò)對(duì)糙米碾白制取皮層，對(duì)各皮層的水分、灰分、蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉和膳食纖維等組分進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，糙米籽粒從外皮層到內(nèi)皮層，水分以及蛋白質(zhì)和淀粉含量呈上升趨勢(shì)，而灰分、脂肪和膳食纖維呈下降趨勢(shì)。謝有發(fā)[8]采用佐竹TM05C精米機(jī)對(duì)不同加工精度輕碾營(yíng)養(yǎng)米的營(yíng)養(yǎng)成分變化進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，粗脂肪、蛋白質(zhì)和粗纖維在碾減率為0%~6%時(shí)下降比較明顯，當(dāng)碾減率達(dá)到6%后，下降的趨勢(shì)趨于平緩；淀粉在碾減率為0%~6%時(shí)增加的幅度很明顯，而在碾減率6%~10%時(shí)，大米淀粉增加的趨勢(shì)比較平緩。

基于以上研究現(xiàn)狀，本實(shí)驗(yàn)對(duì)碾米過(guò)程中米糠關(guān)鍵組分如蠟、粗脂肪、粗蛋白等物質(zhì)變化規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)性研究，并通過(guò)掃描電鏡表征和數(shù)學(xué)建模對(duì)組分分布特性和相互作用規(guī)律進(jìn)行研究，為米糠精準(zhǔn)化分級(jí)利用模式的構(gòu)建提供理論支撐和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

糙米：產(chǎn)地吉林白城，益海嘉里公司；淀粉含量檢測(cè)試劑盒：北京索萊寶科技有限公司；實(shí)驗(yàn)所需其他試劑均為分析純，購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TM05C型實(shí)驗(yàn)用碾米機(jī)：佐竹機(jī)械(蘇州)有限公司；600i型掃描電鏡：美國(guó)FEI Helios NanoLab；Rapid N Exceed型快氮分析儀：德國(guó)Elementar；Soxtec 8000型粗脂肪測(cè)定儀、2010型全自動(dòng)纖維分析系統(tǒng)：丹麥FOSS；Synergy HT型酶標(biāo)儀：美國(guó)BioTek；真空抽濾裝置：德國(guó)WITEG SWIEGOT。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 碾米工藝

稱取約150 g糙米樣品放入到碾米機(jī)中，采用不同摩擦力的30#、36#、40#和46#砂輪，在轉(zhuǎn)速760、860、960和1 060 r/min下對(duì)糙米進(jìn)行碾磨，將碾磨時(shí)間點(diǎn)為0.5、1.0、1.5、2.0和2.5 min下的米糠進(jìn)行分段收集。米糠過(guò)40目篩后用聚乙烯袋封存并置于–20 ℃冰箱中備用，樣品編號(hào)依據(jù)砂輪型號(hào)、轉(zhuǎn)速和碾磨時(shí)間確定，如：30#-760-0.5，逐次類推[9]。

1.3.2 大米截面電鏡表征

通過(guò)鎢酸固定染色的方法研究1.1中糙米樣品中各組分的分布。采用Leica UC6切片機(jī)進(jìn)行切片，將200~500 nm厚的切片撈在硅片上進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)；采用掃描電鏡（Helios NanoLab 600i）進(jìn)行背散射電子成像，其中HV=2.00 KV，WD=3.9 MM，HPW 789 μm，dwell=10 μs。

1.3.3 米糠得率計(jì)算

稱取糙米，碾磨前糙米總質(zhì)量為1，每個(gè)時(shí)間段碾磨得到的米糠質(zhì)量為2。按公式（1）計(jì)算米糠的得率。

1.3.4 米糠營(yíng)養(yǎng)組分測(cè)定

粗脂肪含量參考GB 5009.6—2016食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測(cè)定；粗纖維含量參考GB/T 5515—2008糧油檢驗(yàn)糧食中粗纖維素含量測(cè)定介質(zhì)過(guò)濾法；淀粉含量參考北京索萊寶科技有限公司提供的方法測(cè)定；粗蛋白含量參考GB/T 31578—2015糧油檢驗(yàn)糧食及制品中粗蛋白測(cè)定杜馬斯燃燒法。

1.3.5 蠟含量測(cè)定

采用丁酮不溶物法測(cè)定[10]。米糠毛油制備：稱取100 g米糠樣品，采用索氏抽提法進(jìn)行提油，所得油脂脫溶后加熱到100 ℃進(jìn)行過(guò)濾；稱取一定量的米糠油，加入5倍量的水飽和丁酮溶液，充分?jǐn)嚢枞芙?，靜置10 min，將溶液緩慢倒入已知質(zhì)量2的定量濾紙（濾紙置于砂芯漏斗中）中抽濾，用水飽和丁酮溶劑反復(fù)洗滌直至無(wú)色為止。將定量濾紙置于105 ℃烘箱中烘1 h，稱重1，再烘40 min稱量直至恒重。蠟質(zhì)量分?jǐn)?shù)按公式（2）計(jì)算：

式中：：蠟的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；1：含沉淀物的定量濾紙質(zhì)量，g；2：定量濾紙的質(zhì)量，g；：樣品質(zhì)量，g。

表1 不同含蠟量的油脂取樣量

1.4 米糠分級(jí)模型構(gòu)建

采用多元回歸分析對(duì)影響米糠得率和各組分含量的砂輪型號(hào)（表示碾磨摩擦力，型號(hào)越大，摩擦力越小，下同）、碾磨轉(zhuǎn)速和碾磨時(shí)間等因素進(jìn)行研究，得到因變量和自變量之間相互關(guān)系以及多元回歸數(shù)學(xué)模型，為米糠精準(zhǔn)化分級(jí)研究提供模型化參考[11]。采用的多元回歸分析表達(dá)式如下所示：

=b0+b11+b22+b33+b412+b513+b623+ b712+b822+b932

其中，代表米糠得率和米糠各組分含量；1代表砂輪型號(hào)；2代表碾磨轉(zhuǎn)速；3代表碾磨時(shí)間；12代表碾磨摩擦力和碾磨轉(zhuǎn)速之間的相互作用；13代表碾磨摩擦力和碾磨時(shí)間之間的相互作用；23代表碾磨轉(zhuǎn)速和碾磨時(shí)間之間的相互作用；b1~b9代表回歸系數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

所有實(shí)驗(yàn)平行測(cè)定3次，采用SPSS（Vision 22.0，IBM）軟件對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸分析和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 掃描電鏡表征

分級(jí)工藝的構(gòu)建離不開(kāi)大米中各組分的分布特性，采用高分辨率掃描電鏡對(duì)糙米截面上各組分分布進(jìn)行了研究。圖1為200 μm和50 μm下的糙米切片掃描電鏡圖譜。從圖中可以清晰看出，糙米各組分呈現(xiàn)層級(jí)分布特點(diǎn)，從外到里依次為蠟酯層、纖維層、脂肪-蛋白層以及淀粉層，其中蠟酯層和纖維層厚度分別約為10 μm，脂肪層和蛋白層交聯(lián)分布，厚度大約30 μm。目前研究報(bào)道[12-13]對(duì)淀粉層的組分特點(diǎn)和表觀特性進(jìn)行了大量研究，而對(duì)于其他組分的表征研究相對(duì)較少，我們發(fā)現(xiàn)的這種逐級(jí)分布的規(guī)律為探索大米中各組分的精準(zhǔn)化分離工藝提供了可能性。

圖1 糙米切片的掃描電鏡圖

2.2 米糠得率

米糠按照成分分類可分為黃糠和白糠，黃糠主要由蠟酯、粗纖維、粗脂肪和部分粗蛋白組成，白糠主要由粗蛋白和淀粉組成。圖2為30#和36#砂輪在不同轉(zhuǎn)速和不同碾米時(shí)間下的米糠形態(tài)圖（圖片中從左到右是時(shí)間逐漸增加，從上到下是轉(zhuǎn)速逐漸增加），從圖中可以看出，隨著轉(zhuǎn)速和時(shí)間的分別增加，米糠的顏色依次從灰黃、淺黃、黃白到白色變化，轉(zhuǎn)速越大和時(shí)間越長(zhǎng)，顏色跨度越明顯，這表明碾磨程度的增加，米糠中蠟酯、粗纖維和粗脂肪含量的逐漸減少，蛋白和淀粉含量的逐漸增加。

圖3展示的分別是30#、36#以及40#、46#在不同碾磨參數(shù)下米糠得率的變化規(guī)律。從圖3中可以看出，30#和36#砂輪下米糠得率整體上略高于40#和46#砂輪下米糠得率，隨著轉(zhuǎn)速和時(shí)間的增加米糠得率迅速下降，其中30#-1 060在所有時(shí)間下的米糠得率都是最高的，而40#和46#砂輪下米糠得率基本上保持不變。在摩擦力更大的30#和36#砂輪下，時(shí)間的影響要顯著高于轉(zhuǎn)速，時(shí)間越短米糠得率越高，在摩擦力較小的40#和46#砂輪下，轉(zhuǎn)速的影響要顯著高于時(shí)間，轉(zhuǎn)速越大，米糠得率相對(duì)越高。

2.3 米糠各組分含量變化規(guī)律

2.3.1 蠟含量

米糠中的蠟主要分布在糙米的最外層，含量約占米糠的0.5%~1.0%，蠟?zāi)茱@著影響油脂的品質(zhì)，蠟含量的高低直接決定了后續(xù)精煉工藝的復(fù)雜程度[14]。圖4展示的是不同砂輪下米糠中蠟隨時(shí)間和轉(zhuǎn)速變化規(guī)律。

圖3 不同砂輪下米糠得率隨時(shí)間和轉(zhuǎn)速變化規(guī)律

圖4 不同砂輪下米糠中蠟含量隨時(shí)間和轉(zhuǎn)速變化規(guī)律

從圖4中可以看出，砂輪30#和36#下的米糠中蠟的含量隨著時(shí)間的增加急劇下降，最后趨向?yàn)?；摩擦力較小的砂輪40#和46#下的米糠中蠟含量顯著高于砂輪30#和36#下的米糠中蠟含量，其中在46#砂輪低轉(zhuǎn)速（760和860 r/min）下米糠中蠟含量隨著時(shí)間的增加出現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，最高的蠟含量出現(xiàn)在46#-860-1.0碾磨組合，含量為0.67%，在高轉(zhuǎn)速和40#砂輪下的米糠中蠟含量則表現(xiàn)出急劇下降的趨勢(shì)，這表明在高摩擦力砂輪下，時(shí)間對(duì)于米糠中蠟含量的影響要顯著高于轉(zhuǎn)速，在低摩擦力砂輪下，轉(zhuǎn)速對(duì)于米糠中蠟含量的影響要顯著高于時(shí)間。

2.3.2 粗脂肪含量

不同砂輪下米糠中粗脂肪含量隨時(shí)間和轉(zhuǎn)速變化規(guī)律如圖5所示。從圖5中可以看出，30#砂輪下米糠中粗脂肪含量隨著時(shí)間的增加急劇下降，36#和40#砂輪下隨著時(shí)間增加出現(xiàn)先增加后下降趨勢(shì)，46#砂輪則隨著時(shí)間增加逐漸上升，最高的粗脂肪含量均在17%~18%之間。40#和46#砂輪下的米糠粗脂肪含量整體上要略高于同轉(zhuǎn)速砂輪30#和36#下，摩擦力越小，逐級(jí)剝離的效果越明顯；高摩擦力砂輪下，時(shí)間的影響要顯著高于轉(zhuǎn)速，低摩擦力砂輪下，轉(zhuǎn)速的影響要顯著高于時(shí)間。這與報(bào)道中[5-8,15]的結(jié)論部分一致，隨著碾磨程度的提高，粗脂肪含量直線下降，主要原因是我們采用的摩擦力更小的砂輪，出現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì)。

2.3.3 粗蛋白含量

不同砂輪下米糠中粗蛋白含量隨時(shí)間和轉(zhuǎn)速變化規(guī)律如圖6所示。從圖6可以看出，在高摩擦力砂輪30#和36#下，粗蛋白含量隨著時(shí)間的增加出現(xiàn)先增加后達(dá)到平緩的趨勢(shì)，含量集中在14%~18%之間，30#砂輪下粗蛋白含量和總含量整體略高于36#砂輪；在低摩擦力砂輪40#和46#下，粗蛋白含量隨著時(shí)間的增加變化不大，受轉(zhuǎn)速影響較大，高轉(zhuǎn)速下含量要明顯高于低轉(zhuǎn)速下，含量集中在8%~15%之間。這與謝有發(fā)研究報(bào)道的結(jié)論不一致，研究報(bào)道中隨著碾減率的增加，粗蛋白蛋白質(zhì)含量的減小呈現(xiàn)出先快速后平緩的趨勢(shì)，原因可能是稱樣量和碾磨時(shí)間的差異，我們的稱樣量是150 g，作者的是100 g，此外我們的米糠得率最高只有4%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到作者的碾磨程度[8]。

圖5 不同砂輪下米糠中粗脂肪含量隨時(shí)間和轉(zhuǎn)速變化規(guī)律

圖6 不同砂輪下米糠中粗蛋白含量隨時(shí)間和轉(zhuǎn)速變化規(guī)律

2.3.4 粗纖維含量

粗纖維作為膳食纖維的一種，主要包括部分木質(zhì)素、纖維素，屬于不溶性膳食纖維，米糠粗纖維占米糠膳食纖維含量的50%~75%。合適的纖維含量對(duì)于米糠膨化造粒是至關(guān)重要的，因其良好的物料特性和生理功能，在食品行業(yè)作為原料廣泛使用[1]。

不同砂輪下米糠中粗纖維隨時(shí)間和轉(zhuǎn)速變化規(guī)律如圖7所示。從圖中可知，米糠中的粗纖維含量隨著時(shí)間的增加在不同砂輪和不同轉(zhuǎn)速碾磨工藝下均呈現(xiàn)線性下降的趨勢(shì)，低摩擦力砂輪40#和46#下的米糠粗纖維含量整體上略高于高摩擦力砂輪30#和36#。砂輪摩擦力越大，粗纖維含量下降速率越快，對(duì)于30#和36#砂輪，時(shí)間的影響程度要明顯高于轉(zhuǎn)速，而對(duì)于40#和46#砂輪，轉(zhuǎn)速的影響程度要高于時(shí)間。最高和最低的粗纖維含量分別出現(xiàn)在40#-760-0.5（16.85%）和30#-1 060-2.5（1.59%）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與研究報(bào)道的結(jié)論一致，隨著碾磨次數(shù)和碾磨精度的增加，粗纖維逐漸下降，粗纖維的最高含量在18%左右[6]。

2.3.5 淀粉含量

大米中含淀粉約65%~72%，是第一大類營(yíng)養(yǎng)組分，主要位于糊粉層和亞糊粉層，是米糠中白糠組分的主要組成物質(zhì)，約占米糠含量的34%~45%，主要被用作飼料或者其他發(fā)酵底物來(lái)制備淀粉糖或L乳酸等[16]。不同砂輪下米糠中淀粉含量隨時(shí)間和轉(zhuǎn)速變化規(guī)律如圖8所示。從圖中可知，在高摩擦力砂輪30#和36#下，米糠中淀粉的含量隨著時(shí)間的增加呈現(xiàn)直線增加的趨勢(shì)，其中30#砂輪下米糠淀粉含量顯著高于36#砂輪，最高的米糠淀粉含量出現(xiàn)在30#-1 060-2.5碾米組合下，淀粉含量高達(dá)40%，與研究報(bào)道一致[17]；在低摩擦力砂輪40#和46#下，除了40#-1 060組合下含量逐漸增加，其余組合下下米糠中淀粉含量隨著時(shí)間的增加變化不明顯，含量在5%~13%之間。這與研究報(bào)道相一致，隨著碾白度的增大，淀粉含量顯著增加，但不同品種間的增加幅度差異較大[15-16]。

圖7 不同砂輪下米糠中粗纖維隨時(shí)間和轉(zhuǎn)速變化規(guī)律

圖8 不同砂輪下米糠中淀粉隨時(shí)間和轉(zhuǎn)速變化規(guī)律

2.4 多元回歸分析

采用多元回歸分析對(duì)影響米糠得率和各組分含量的砂輪型號(hào)、碾磨轉(zhuǎn)速和碾磨時(shí)間等因素進(jìn)行研究，得到因變量和自變量之間相互關(guān)系以及多元回歸數(shù)學(xué)模型，具體結(jié)果如表2所示。從表2中可知，米糠得率和各組分含量的多元回歸模型均為極顯著，判定系數(shù)2分別為0.861 3、0.767 8、0.914 6、0.689 4、0.899 7、0.920 3和0.644 7，其中米糠得率、蠟含量、粗脂肪含量、粗纖維含量和淀粉含量（30#&36#）模型相關(guān)系數(shù)較高，自變量可以良好的解釋因變量變異的程度，調(diào)整判定系數(shù)2也較高（0.855 8、0.758 7、0.903 6、0.895 7和0.913 7），自變量能說(shuō)明因變量的程度極高，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)誤差都較低，說(shuō)明多元回歸模型擬合度良好。

對(duì)于米糠得率，砂輪型號(hào)1、碾磨轉(zhuǎn)速2和碾磨時(shí)間3均具有顯著性影響，顯著性大小：312。對(duì)于蠟含量，砂輪型號(hào)1、碾磨轉(zhuǎn)速2和碾磨時(shí)間3均具有顯著性影響，顯著性大?。?32；對(duì)于粗脂肪含量，一次項(xiàng)影響全部不顯著，主要是由于在4種砂輪不同轉(zhuǎn)速和時(shí)間組合下呈現(xiàn)了3種不同的變化趨勢(shì)，只有交互項(xiàng)12、13、23和12、22具有顯著性影響，顯著性大?。?312132212，這與研究報(bào)道相一致，粗脂肪含量與碾白度呈二次方程模型，而脂肪酸組成不隨碾白度的變化而變化[5]；對(duì)于粗蛋白含量，一次項(xiàng)砂輪型號(hào)1和碾磨轉(zhuǎn)速2影響顯著，碾磨時(shí)間3影響不顯著，交互項(xiàng)和二次項(xiàng)只有13和22具有顯著性影響，顯著性大小：2＞1322＞1。對(duì)于粗纖維含量，砂輪型號(hào)1、碾磨轉(zhuǎn)速2和碾磨時(shí)間3均具有顯著性影響，顯著性大?。?32。對(duì)于淀粉含量，砂輪型號(hào)1、碾磨轉(zhuǎn)速2和碾磨時(shí)間3均具有顯著性影響，顯著性大?。?12。綜上所述，砂輪型號(hào)1對(duì)于蠟含量和粗纖維含量具有更高顯著性影響；碾磨時(shí)間3對(duì)米糠得率和淀粉含量具有更高顯著性影響，除了粗蛋白含量，碾磨轉(zhuǎn)速均具有較低顯著性的影響。

表2 米糠得率和各組分含量多元回歸模型

備注：1. a代表極顯著，0.01；b代表顯著，0.05；c代表不顯著，下同；

2. 30≤1≤46，760≤2≤1 060，0.5≤3≤2.5；

3.米糠得率回歸方程：=2.831 4+0.003 01–0.289 32–0.104 73；蠟含量回歸方程：=0.029 40+0.018 01–0.000 32–0.122 63；粗脂肪含量回歸方程：=17.064 8+0.036 11+0.004 82–4.723 63+0.000 912+0.343 013–0.008 123–0.015 112–1.8E–0522–0.904 832；粗蛋白含量回歸方程：=73.093 1–3.219 61+0.001 12+3.074 63+0.001 112–0.075 913+0.001 323+0.026 312–2E–0522–0.061 732；粗纖維含量回歸方程：=6.768 9+0.520 01–0.010 42–3.945 53；淀粉含量回歸方程：=6.768 9+0.520 01–0.010 42–3.945 53（30#&36#），=–28.885 8+0.572 61+0.010 52+2.567 33（40#&46#）

2.5 相關(guān)性分析

由表3可知，除了米糠得率和淀粉含量不具有相關(guān)性，米糠得率和粗脂肪含量具有顯著相關(guān)性，其余雙變量均具有極顯著的相關(guān)性。有研究報(bào)道[18]不同品種間米糠的水分含量、灰分含量、蛋白質(zhì)含量、可溶性多糖含量、脂肪含量和粗纖維含量差異極顯著。米糠中灰分與脂肪和蛋白質(zhì)之間存在著極其顯著的正相關(guān)，可溶性多糖和粗纖維存在顯著負(fù)相關(guān)。粗纖維與其余變量整體上具有更高的極顯著相關(guān)性，相關(guān)性系數(shù)分別為0.84（蠟）、0.83（粗脂肪）、0.73（粗蛋白）、–0.69（淀粉）和–0.42（米糠得率），粗纖維與蠟、粗脂肪和粗蛋白之間呈現(xiàn)很高的正相關(guān)性，表明了這四種組分在大米中依次分布較為緊密，含量的變化高度一致；粗纖維與蛋白和淀粉之間呈現(xiàn)較高的負(fù)相關(guān)性，表明這三種組分在大米中分布離得較遠(yuǎn)，因此出現(xiàn)此消彼長(zhǎng)的現(xiàn)象，在蠟和粗脂肪上也觀察到同樣的現(xiàn)象。這與大米掃描電鏡切片上觀察到的結(jié)果一致。

表3 米糠各組分指標(biāo)相關(guān)性分析

3 結(jié)論

本研究采用4種不同摩擦力的砂輪30#、36#、40#和46#在4種轉(zhuǎn)速760、860、960和1 060 r/min下對(duì)不同梯度碾磨時(shí)間（0.5、1.0、1.5、2.0和 2.5 min）下的米糠中關(guān)鍵組分蠟、粗脂肪、粗蛋白、粗纖維和淀粉含量的變化規(guī)律進(jìn)行研究，得到的結(jié)論如下：

（1）糙米中各組分電鏡表征呈現(xiàn)層級(jí)交替分布的特點(diǎn)，從外到里依次為蠟酯層、纖維層、脂肪-蛋白層和淀粉層；

（2）米糠中關(guān)鍵組分最高含量及其碾米工藝組合分別為：蠟0.67%（46#：860 rpm，1.0 min）、粗脂肪18.37%（40#：1 060 rpm，1.0 min）、粗蛋白18.59%（30#：960 rpm，2.0 min）、粗纖維16.85%（46#：760 rpm，0.5 min）和淀粉41.12%（30#：1 060 rpm，2.5 min），采用細(xì)碾和粗碾相結(jié)合的方式可以實(shí)現(xiàn)米糠各組分的精準(zhǔn)分離；

（3）砂輪型號(hào)對(duì)于蠟含量和粗纖維含量具有顯著性影響，粗纖維與其余變量整體上具有最高的極顯著相關(guān)性，相關(guān)性系數(shù)分別為0.84（蠟）、0.83（粗脂肪）、0.73（粗蛋白）、–0.69（淀粉）和–0.42（米糠得率）。

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備注：本文的彩色圖表可從本刊官網(wǎng)（http://lyspkj.ijournal.cn/ch/index. Axpx）、中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方、維普、超星等數(shù)據(jù)庫(kù)下載獲取。

Preliminary study on the effect of milling technology on the key components of rice bran

YANG Kai-zhou1, WEI Zheng1, FAN Yun-qian2, LUAN Xia1, LI Xiao-ning1, DUAN Zhang-qun1, XUE Ya-lin1

(1. Academy of National Food and Strategic Reserves Administration, Beijing 100037, China; 2. Sinograin Chengdu Storage Institute Co. Ltd, Chengdu, Sichuan 610091, China)

To improve the utilization level of rice bran, it is very important to study the accurate separation of key components in rice bran. In this paper, the influence of grinding wheel type, grinding speed and grinding time on the contents of key components in rice bran, such as wax, crude fat and crude protein, was studied, and was characterized and modeled by scanning electron microscopy (SEM), multiple regression analysis and correlation analysis. The results showed that the key components in brown rice were distributed alternately from the outside to the inside, which were wax ester layer, fiber layer, fat-protein layer and starch layer. The highest content of the key components in rice bran and its milling technology combination were of wax 0.67% (860 rpm, 1.0 min), crude fat 18.37% (1 060 rpm, 1.0 min), crude protein 18.59% (960 rpm, 2.0 min), crude fiber 16.85% (760 rpm, 0.5 min) and starch 41.12% (1 060 rpm, 2.5 min), respectively; Grinding wheel type had a very significant impact on wax content and crude fiber content (<0.01), milling time has a very significant impact on rice bran yield and starch content (<0.01), except for crude protein content, milling speed has a significant impact (<0.05); Crude fiber had the highest significant correlation with other variables as a whole, correlation coefficient scores were of 0.84 (wax), 0.83 (crude fat), 0.73 (crude protein), –0.69 (starch) and –0.42 (rice bran yield), respectively. The accurate separation of key components of rice bran can be realized by the combination of fine milling and coarse milling.

milling technology; rice bran; wax; crude fat; crude protein

TS212.4

A

1007-7561(2020)03-0069-09

10.16210/j.cnki.1007-7561.2020.03.011

2019-12-03

中央級(jí)公益性科研院所基本業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（ZX1706-YQ）

楊剴舟，1986年出生，男，博士，助理研究員，研究方向?yàn)橛椭瘜W(xué).

段章群，1981年出生，男，博士，副研究員，研究方向?yàn)橛椭瘜W(xué).