糙米營(yíng)養(yǎng)特性及加工技術(shù)研究進(jìn)展

摘要：隨著消費(fèi)者對(duì)食品健康的關(guān)注，以糙米為代表的全谷物米逐漸進(jìn)入人們視野，糙米糠層中含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素、膳食纖維等，與精白米相比具有更高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。本文綜述了糙米的營(yíng)養(yǎng)特性、加工方式和推廣應(yīng)用，對(duì)比了糙米、胚芽米和精米的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，展望了糙米在食品領(lǐng)域的應(yīng)用前景，為糙米的綜合利用提供一定的科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：糙米 加工技術(shù) 營(yíng)養(yǎng)特性

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（51975259）;山東泰山產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才（傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新類）項(xiàng)目（編號(hào)：TSCY20160223）。

作者簡(jiǎn)介：牟敦山，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)榈久准庸ぱb備開(kāi)發(fā)。

通信作者：蔡健榮，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)。

稻谷是我國(guó)三大主糧之一，近年來(lái)年產(chǎn)量持續(xù)在2億噸以上，其中口糧消費(fèi)占比最大。隨著人們生活品質(zhì)的提高，稻米的加工已經(jīng)不僅局限于以精、細(xì)、白為主的外觀品質(zhì)，如何最大限度地保留稻米營(yíng)養(yǎng)元素成為稻米加工的重要問(wèn)題[1]。稻米中約64%的營(yíng)養(yǎng)元素聚集在糠層和胚芽中，加工精度越高，營(yíng)養(yǎng)損失越大。

糙米是經(jīng)稻谷去殼得到，包含麩皮層（6%-7%）、胚乳（約90%）和胚（2%-3%），稻谷中大部分膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)元素集中在米糠層和胚芽中，保留了稻谷全部營(yíng)養(yǎng)成分[2]。研究表明長(zhǎng)期食用糙米可以起到慢消化、慢升糖、飽腹感持久等作用，對(duì)2型糖尿病、肥胖、高血脂等功效顯著，作為一種低GI食物，糙米更具營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和養(yǎng)生潛力[3]。

本文以糙米為例，通過(guò)分析全谷物加工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、存在問(wèn)題和未來(lái)方向，綜述糙米全谷物的營(yíng)養(yǎng)特性，對(duì)比糙米及其他營(yíng)養(yǎng)米的營(yíng)養(yǎng)成分，分析糙米全谷物的主要加工方式及加工過(guò)程中面對(duì)的主要問(wèn)題，展望了糙米全谷物食品的應(yīng)用前景，為糙米全谷物食品的發(fā)展提供一定的理論依據(jù)。

一、我國(guó)稻谷的加工現(xiàn)狀

稻谷的初加工主要在主產(chǎn)區(qū)，因此大型碾米廠主要集中在長(zhǎng)三角、珠三角和東北等地區(qū);稻谷生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量較多，但企業(yè)規(guī)模小，大型龍頭企業(yè)數(shù)量少;從企業(yè)格局看國(guó)有企業(yè)占比減少，民營(yíng)企業(yè)數(shù)量占主導(dǎo)地位，外企數(shù)量雖少但經(jīng)濟(jì)效益較高[4]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年我國(guó)稻谷播種面積約2 9450千公頃，產(chǎn)量約2.08億噸，2022與2023年度國(guó)內(nèi)稻谷消費(fèi)約2.05億噸，稻谷生產(chǎn)依舊供大于需[5]。

現(xiàn)有稻谷加工通常為了迎合消費(fèi)者盲目追求“精白亮”，導(dǎo)致存在過(guò)度加工的現(xiàn)象[6]。此外，我國(guó)稻谷加工行業(yè)門檻較低，產(chǎn)業(yè)分散度高，科技創(chuàng)新能力不足，多數(shù)企業(yè)仍以加工一級(jí)大米為主，存在碾米和拋光次數(shù)多，加工副產(chǎn)物利用率低等問(wèn)題。研究表明拋光次數(shù)每增加一次，稻谷的出米率降低1%[7]。除產(chǎn)量損失外，過(guò)度加工造成的能耗和污染等問(wèn)題沒(méi)有好的解決方案，稻米過(guò)度加工正在威脅國(guó)家的糧食安全。

二、糙米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

表1為糙米、胚芽米、蒸谷米和精米的營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)比。與精米相比，糙米中含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維、維生素、和微量元素。長(zhǎng)期食用有助于降低膽固醇水WOmUBONIxaPzhP4Hoa4I2g==平、預(yù)防心血管疾病和降低腸道疾病風(fēng)險(xiǎn)等。尤其對(duì)于素食主義者，糙米無(wú)疑是重要的蛋白質(zhì)來(lái)源之一[8]。糙米中含有多種微量元素，雖然在大米中的含量相對(duì)較低，但仍對(duì)人體健康有所貢獻(xiàn)。

三、糙米加工技術(shù)

（一）生物法

1.發(fā)芽。糙米發(fā)芽處理是一種通過(guò)控制溫度、水分和處理時(shí)間使其萌發(fā)至一定芽長(zhǎng)的加工方式。研究表明，糙米發(fā)芽過(guò)程中部分淀粉被分解成單糖，蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變成氨基酸，脂肪也會(huì)分解為游離脂肪酸，使得籽粒中的營(yíng)養(yǎng)更容易被人體吸收。

程威威等[9]利用光譜分析測(cè)定了發(fā)芽糙米飯的感官品質(zhì)，發(fā)現(xiàn)適口性與直鏈淀粉含量及硬度有極顯著負(fù)相關(guān)性（P<0.01）;直鏈淀粉含量與冷飯質(zhì)地有顯著的正相關(guān)性（P<0.05）;崩解值與適口性、糊化溫度與風(fēng)味之間也存在極顯著的正相關(guān)性（P<0.01）。吳鳳鳳等[10]探討了浸泡溫度、時(shí)間和溶液pH值對(duì)發(fā)芽糙米蒸煮品質(zhì)的影響。發(fā)芽糙米在感官品質(zhì)和口感上均有大幅度的提升，但與精米相比仍存在一定差距。并且為了明確最佳的發(fā)芽時(shí)間以及發(fā)芽糙米的蒸煮品質(zhì)與各項(xiàng)特性參數(shù)之間的關(guān)系，應(yīng)根據(jù)不同的糙米種類進(jìn)行特異性實(shí)驗(yàn)，以滿足不同環(huán)境的實(shí)際生產(chǎn)要求。

2.發(fā)酵。生物發(fā)酵是一種利用微生物（如細(xì)菌、真菌等）的代謝活動(dòng)來(lái)改變物質(zhì)的過(guò)程。在糙米加工中，生物發(fā)酵利用食品工人安全菌種引起籽粒內(nèi)部成分的變化，用來(lái)提升糙米的食用品質(zhì)。葉彥均等[11]從食用、加工和功能特性三個(gè)方面詳細(xì)綜述了生物發(fā)酵對(duì)糙米品質(zhì)的有利影響。結(jié)果表明相較于普通糙米，固態(tài)發(fā)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，顯著提高了糙米品質(zhì)。Buddrick等[12]測(cè)定了不同發(fā)酵方式對(duì)糙米植酸水平的影響，結(jié)果證實(shí)生物發(fā)酵顯著降糙米全谷物食品中植酸的含量，從而提高了礦物質(zhì)利用率。

（二）化學(xué)法

1.酸處理。糙米酸處理指加工過(guò)程中添加酸性物質(zhì)，如檸檬酸或醋酸等。通過(guò)調(diào)節(jié)pH的方式改善糙米口感、抑制微生物生長(zhǎng)和延長(zhǎng)貨架期，具體可以將酸性物質(zhì)溶解在水中，然后將其噴灑或浸泡到糙米中來(lái)實(shí)現(xiàn)。周顯青等[13]利用檸檬酸浸泡蒸谷糙米，通過(guò)測(cè)定其浸泡后的碾米特性、碾白過(guò)程中鎘含量及其他微量元素含量，明確檸檬酸浸泡促進(jìn)了Cd、K、Ca、Al向外的遷移，并且蒸谷糙米的色澤、米飯食味值及綜合評(píng)分等均顯著提升。相似地，吳亞楠等[14]則在前期檸檬酸脫除糙米粉中鎘的研究基礎(chǔ)上，采用X-ray、FT-IR等分析對(duì)脫鎘前后糙米粉結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明，酸處理后的糙米粉直鏈淀粉含量顯著低于未處理組;處理后糙米粉表面變得粗糙，淀粉粒徑減少但晶體類型未發(fā)生變化，沒(méi)有產(chǎn)生新的化學(xué)基團(tuán);但糊化溫度降低，蒸煮時(shí)間相應(yīng)減少。

2.營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化。糙米加工方式中的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化是指在生產(chǎn)過(guò)程中添加各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以達(dá)到增加營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，滿足消費(fèi)者對(duì)健康食品的需求。李青[15]在糙米催芽過(guò)程中采取CaCl2浸泡負(fù)壓輔助進(jìn)行鈣強(qiáng)化，研究了不同濃度CaCl2溶液浸泡催芽和不同強(qiáng)度負(fù)壓處理對(duì)發(fā)芽糙米中鈣含量的影響。結(jié)果表明，當(dāng)CaCl2溶液濃度為150 mg/L、負(fù)壓強(qiáng)度為-0.08 MPa、負(fù)壓處理時(shí)間為4 h時(shí)，發(fā)芽糙米中鈣含量最高為523 mg/kg。相似地，王煒華[16]根據(jù)“熱壓凝膠”原理，研究了鈣、鐵葉酸復(fù)合型營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化大米的制備工藝，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和正交試驗(yàn)，明確了制備強(qiáng)化大米的最佳工藝參數(shù)，并設(shè)計(jì)出兩種復(fù)合型強(qiáng)化大米配方。

（三）物理法

1.碾磨法。糙米碾磨法是將未經(jīng)去殼的糙米經(jīng)過(guò)碾磨或研磨處理，通過(guò)擠壓籽粒的方式去除谷殼得到白色米粒。該過(guò)程通常需要專用碾米設(shè)備來(lái)完成，李萍等[17]利用碾米機(jī)處理稻米發(fā)現(xiàn)，隨著碾磨度增加，米粒長(zhǎng)度減少，當(dāng)碾磨度超過(guò)13%時(shí)，米粒長(zhǎng)度顯著下降（P<0.05），同時(shí)蛋白質(zhì)含量和米飯硬度也隨之減少。周軍琴等[18]的研究也證實(shí)了這一觀點(diǎn)，碾磨度與糙米蛋白質(zhì)、灰分和脂肪存在極顯著的負(fù)相關(guān)性。由此可見(jiàn)，碾磨過(guò)程可以很好的改善籽粒的口感和外觀，但應(yīng)在保證稻谷適口性的前提下，盡可能降低碾磨度，減少稻谷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和功能性成分的損失，提高稻米的商品價(jià)值。

2.浸泡。浸泡法是家庭生活中常用的糙米處理方式之一，通常將洗凈的糙米放入足夠的清水或酸性溶液中浸泡4～8 h。糙米浸泡過(guò)程中，水分會(huì)滲透到籽粒內(nèi)部，籽粒吸水膨脹后變得柔軟，有助于減少蒸煮時(shí)間，從而改善糙米口感。何易雯等[19]研究了浸泡時(shí)間和浸泡溫度對(duì)糙米蒸煮品質(zhì)的影響，結(jié)果表明隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，糙米吸水量增加，并且糙米淀粉的糊化特性也出現(xiàn)不同程度的升高。關(guān)樺楠等[20]的研究也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象，在液料比1：1.6、溫度40℃，浸泡時(shí)間50 min時(shí)，糙米吸水率較高并能維持良好的感官評(píng)分。此外，田曉紅等[21]探究了浸泡對(duì)糙米中蛋白質(zhì)、微量元素和淀粉糊化特性的影響。結(jié)果表明浸泡5 h后，有助于緩解糙米顆粒細(xì)度和損傷淀粉含量，并且不同種類的糙米吸水特性不同，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品特性合理選擇浸泡時(shí)間。

3.超聲波處理。超聲處理的原理是基于超聲波在物質(zhì)中傳播時(shí)產(chǎn)生的多種效應(yīng)，例如空化效應(yīng)和熱效應(yīng)，這些反應(yīng)過(guò)程容易作用于糙米內(nèi)部導(dǎo)致其淀粉結(jié)構(gòu)的改變。梁云浩等[22]研究了不同超聲時(shí)間處理對(duì)糙米淀粉結(jié)構(gòu)特征與理化性質(zhì)的影響，結(jié)果表明，延長(zhǎng)超聲處理時(shí)間可以加劇淀粉表面微觀結(jié)構(gòu)的破壞，但不會(huì)改變淀粉粒徑尺寸和分子基團(tuán)種類，當(dāng)超聲處理30 min時(shí)，糙米淀粉的凍融和凝沉穩(wěn)定性最好。相似的結(jié)論也出現(xiàn)在王琦等[23]的研究中，與未處理組相比，30 min的超聲處理可以將糙米淀粉的凝膠強(qiáng)度從26.94 g降低到19.69 g，同時(shí)增加其溶解度從4.46%上升到12.29%。說(shuō)明超聲處理適用糙米淀粉的改性，并且一定程度上提升了糙米淀粉的理化特性。

4.冷等離子體處理。冷等離子體（CP）也被稱為低溫等離子體，是一種通過(guò)對(duì)氣體施加能量而產(chǎn)生的附帶多種物理、化學(xué)效應(yīng)的加工技術(shù)。因其離子束中電子溫度很高，而放電溫度接近環(huán)境溫度，這一特性使其有利于溫度敏感的物體[24]。孟寧等[25]研究了等離子體對(duì)糙米蒸煮品質(zhì)及物化特性的影響，通過(guò)觀察糙米表面微觀結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)等離子體通過(guò)其產(chǎn)生的物理作用刻蝕糙米谷皮，使糙米表面產(chǎn)生微小的凹陷和裂縫，從而增加水分滲透。為了進(jìn)一步解析等離子體對(duì)糙米的作用機(jī)理。合理地應(yīng)用等離子體可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，減少對(duì)環(huán)境的不良影響。

5.超高壓技術(shù)。超高壓處理也是一種非熱物理加工方式，主要利用高壓下的應(yīng)力和壓力傳遞效應(yīng)導(dǎo)致食品內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)的變化。于勇等[26]分別采用一步式和兩步式高壓處理糙米，結(jié)果表明，在100～300 MPa壓力范圍內(nèi)，處理后糙米總酚類黃酮含量及抗氧化能力隨著處理壓力的增加而增大。超高壓相比于傳統(tǒng)熱處理方式，可以更加有效地保留糙米中的營(yíng)養(yǎng)成分，延緩其變質(zhì)，并且在處理過(guò)程中不需要添加化學(xué)試劑，有助于生產(chǎn)更加健康天然的食品。

6.擠壓膨化。擠壓膨化是一種較為常見(jiàn)的食品加工技術(shù)，通過(guò)對(duì)籽粒施加高溫高壓作用，使其內(nèi)部水分迅速轉(zhuǎn)化為蒸汽，同時(shí)顆粒表面因擠壓發(fā)生形變。該過(guò)程中淀粉顆粒被破壞，蛋白質(zhì)變形，纖維素軟化，改變籽粒的組織結(jié)構(gòu)和形態(tài)。陳焱芳等[27]通過(guò)分析擠壓膨化前后糙米的揮發(fā)性風(fēng)味化合物變化，明確了擠壓膨化對(duì)糙米中醇類物質(zhì)有一定促進(jìn)作用。歐陽(yáng)夢(mèng)云等[28]則利用單因素和正交試驗(yàn)優(yōu)化了擠壓膨化處理糙米的最優(yōu)實(shí)驗(yàn)參數(shù)，得出機(jī)筒溫度110℃、糙米粉含水量21.60%、糙米粉漿pH為7.11時(shí)，處理后糙米的脂肪含量相比對(duì)照組降低28.8%，纖維素含量增加了9.3%，以上研究為糙米的深加工提供了一定的理論參考。

四、結(jié)論與展望

傳統(tǒng)“稻出白”的加工方式不僅工藝煩瑣、造成大量的資源浪費(fèi)，更重要的是容易造成加工過(guò)程中的營(yíng)養(yǎng)流失。我國(guó)作為稻谷生產(chǎn)大國(guó)，加強(qiáng)糙米加工新技術(shù)的研發(fā)利用;完善糙米生產(chǎn)、加工、檢測(cè)和貯藏過(guò)程;推進(jìn)全谷物糙米基食品的開(kāi)發(fā);同時(shí)提升消費(fèi)者對(duì)糙米食品健康的認(rèn)知，有助于糙米全谷物的綜合利用，對(duì)改善飲食結(jié)構(gòu)及提升國(guó)民健康水平具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]齊琳琳， 于亮， 于勇.糙米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及其加工技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng)， 2015，21（3）：68-71.

[2]何振魯， 程欣， 蔡健榮， 等.稻米加工設(shè)備現(xiàn)狀及最新研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代食品，2020（01）：1-2+5.

[3]李言， 侯笑笑， 楊姿， 等. 全谷物食品、生酮食品對(duì)控制2型糖尿病的最新研發(fā)進(jìn)展[J]. 糧油食品科技，2022，30（2）：50-58.

[4]鄒鳳羽.中國(guó)碾米工業(yè)的布局現(xiàn)狀與發(fā)展[J].糧食加工，2011，36（5）：24-26.

[5]2023年大米市場(chǎng)走向[J].農(nóng)村新技術(shù)，2023（2）：50.

[6]蔡健榮， 程欣， 白竣文 等.基于懸浮切削原理的胚芽米加工試驗(yàn)研究[J].包裝與食品機(jī)械，2023，41（04）：1-6.

[7]胥保文， 蔡健榮， 張文松 等.稻米加工裝備工藝控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].食品工業(yè)，2018，39（02）：225-228.

[8]薛峰英.水稻糙米蛋白質(zhì)及脂肪含量相關(guān)QTLs的分析和定位[D].成都：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2022.

[9]程威威， 吳躍， 周婷， 等.發(fā)芽糙米蒸煮食用品質(zhì)相關(guān)性研究[J].糧食與油脂，2014， 27（3）：39-44.

[10]吳鳳鳳， 臧楠， 楊哪， 等.浸泡處理對(duì)發(fā)芽糙米蒸煮食用品質(zhì)的影響[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2009，24（7）：6-9+63.

[11]葉彥均， 譚斌， 喬聰聰， 等.生物發(fā)酵對(duì)糙米品質(zhì)影響研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技， 2022，43（10）：466-474.

[12]BUDDRICK O， JONES O A H， CORNELL H J， et al. The influence of fermentation processes and cereal grains in wholegrain bread on reducing phytate content[J].Journal of Cereal Science，2014，59（1）：3-8.

[13]周顯青， 張鵬舉， 張玉榮， 等.檸檬酸浸泡對(duì)蒸谷糙米碾米過(guò)程中蒸谷米鎘含量和品質(zhì)的影響[J].食品科學(xué)，2020，41（2）：50-57.

[14]吳亞楠， 鞠興榮， 王志高， 等.檸檬酸脫鎘對(duì)糙米粉結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)的影響[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2017，32（8）：8-13.

[15]李菁.負(fù)壓輔助鈣營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化對(duì)發(fā)芽糙米富鈣效果的影響[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2023，44（5）：68-72.

[16]王煒華.鈣、鐵和葉酸復(fù)合型營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化大米的制備及性質(zhì)研究[D].南昌：南昌大學(xué)， 2012.

[17]李萍， 普紹榮.碾磨度對(duì)粳稻外觀品質(zhì)和食味理化特性的影響[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2021，47（4）：21-26.

[18]周軍琴， 年芳， 李愛(ài)科， 等.糙米碾磨度與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)關(guān)系研究[J].食品工業(yè)科技， 2016，37（14）：128-133+137.

[19]何易雯， 秦鵬， 嚴(yán)偉龍， 等.浸泡和蒸煮對(duì)蒸谷糙米糊化特性的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，48（4）：161-163.

[20]關(guān)樺楠， 吳永存， 張娜.不同浸泡工藝改良糙米品質(zhì)的研究[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2022，37（1）：1-6.

[21]田曉紅， 吳娜娜， 張維清， 等.浸泡對(duì)稻米粉體應(yīng)用品質(zhì)的影響[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào)，2023，23（1）：184-193.

[22]梁云浩， 王周利， 蔡瑞， 等.超聲波處理對(duì)糙米淀粉結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)的影響[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2021，42（19）：36-43.

[23]王琦， 王周利， 蔡瑞， 等.超聲處理對(duì)糙米淀粉的結(jié)構(gòu)與理化特性的影響[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2022，37（1）：60-65.

[24]鄭經(jīng)緯.基于介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體處理對(duì)糙米品質(zhì)改善的研究[D].鎮(zhèn)江：江蘇大學(xué)，2023.

[25]孟寧， 劉明， 孫瑩， 等.低溫等離子體對(duì)糙米蒸煮品質(zhì)和物化特性的影響[J].食品工業(yè)科技， 2020， 41（2）：9-15.

[26]于勇， 潘芳， 吳劍， 等.超高壓處理對(duì)糙米多酚、黃酮類含量及其抗氧化性的影響[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)， 2017， 48（11）： 368-374.

[27]陳焱芳， 張名位， 張雁， 等.發(fā)芽及擠壓膨化對(duì)糙米揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021，54（1）：190-202.

[28]歐陽(yáng)夢(mèng)云， 孫子欽， 王燕， 等.響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化擠壓膨化法制備速食糙米粥工藝[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2018，34（22）：156-164.