酶法改善留胚米口感技术应用前景

卢黄华 毛海锋

[摘要]留胚米富含蛋白质、维生素、无机盐、生物素等多种营养成分，其营养价值是普通精米的三倍以上，但由于色泽较暗、口感粗糙，现有市场份额不大。随着人们对健康的关注程度的提高，促进饮食结构改善，对留胚米这类高营养、多功能的产品需求将显著增加。利用纤维素酶等外源酶对稻米进行预处理，生产的留胚米产品营养、口感、外观、质量及食性味将得到提高，同时能够拓宽纤维素酶等酶制剂的适用范围，给相关企业带来直接的经济收益。

[关键词]留胚米;外源酶;改善;应用

中图分类号：TS213.3 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202002

稻谷脱壳后的完整米粒由种皮、胚芽和胚乳三部分组成。人们通常食用的普通大米仅仅为胚乳部分，胚乳部分主要营养成分是70%～80%的淀粉和8%左右的蛋白质以及少量的脂肪，但缺乏维生素，而富含维生素B族和多种矿物质的部位则主要分布在种皮和胚芽里。留胚米顾名思义就是通过特殊的加工工艺去除大量的大米皮层，将富含维生素及脂肪的米胚保留下来，从而制得胚芽保留率比较高的产品[1]。

我国对留胚米的研究、生产还处于初级阶段，随着人民生活水平的提高，人们的食物已向优质化、营养化、功能化和多样化方向发展，传统生产方法制得留胚米或口感佳而营养不足，或营养丰富但口感欠佳，大力加强对留胚米生产技术及装备的研究势在必行。当前主流留胚米的生产技术是在糙米碾米前采用水浸润法处理以最大程度保留大米的营养物质和生物活性成分，而缺点是纤维素残留多、口感粗糙、不易消化吸收。采用外源酶酶法处理糙米替代水浸润法，运用于留胚米生产可使其食味性、外观色泽等品质得到极大的改善，实现营养和口感的双赢，适宜各年龄层人群食用。我国大米年总消费量约为1.45亿t，利用外源酶酶法处理糙米后可得到高品质的营养留胚米，其市场前景十分可观，将有效促进稻米加工业的发展。

1 留胚米的营养功效

留胚米是指通过特殊的加工工艺保留胚芽部分，米胚保留率为80%以上[2]，胚芽占整个大米体积的3%左右，但营养素及生理活性成分却占到50%以上，其质量特性包括基础指标、加工精度、理化指标、食用品质等。经常食用留胚米能有效软化血管、降低胆固醇，对糖尿病、肥胖、冠心病等疾病具有较好的预防作用，同时有助于防止老年痴呆症、延缓细胞衰老、清除自由基。米胚中还含有天然活性三肽——谷胱甘肽，其抗氧化能力强，具有保肝、解毒、抗癌等功效[3]。留胚米、糙米及普通精米营养成分比较详见表1。

留胚米的营养素和生理活性成分含量略逊于糙米（减少较多的是膳食纤）[4]，但其蒸煮品质、外观和食用品质远胜于食用糙米，并优于同类品种稻谷加工的普通精米。留胚米炊煮的米饭有油润的光泽感，口感软，食味好。留胚米与糙米、普通精米相比较，多出的营养成分主要是纤维素、维生素B族和多种矿物质，主要有以下作用：（1）使血糖值正常化，预防并改善糖尿病;（2）能排泄体内的有毒物质;（3）增加肠道的有益菌群，抑制有害菌，维护肠道健康;（4）辅助其他营养素的吸收;（5）增加肠胃蠕动能力，缩短排便时间，预防并缓解便秘;（6）降低高血压，预防高血压;（7）降低胆固醇与中性脂肪的血中浓度，活化燃烧脂肪，预防与改善肥胖;（8）蛋白质使尿素氮正常化，维持肾功能健康;（9）有助于稳定情绪，保持良好的精神状态和思维灵活;（10）帮助排毒，解除酒精和尼古丁等毒素，保护肝脏;（11）清除人体内的自由基，延缓衰老;（12）提高人体免疫能力。这些营养功效都是留胚米中膳食纤维、维生素B族和多种微量元素等成分相互协同作用的结果，因此，留胚米是上天赐予的营养源，是天然的营养保健强化米。

2 留胚米的生产加工现状

与普通大米生产相同，留胚米生产加工也需要经过清理、砻谷、碾米等工序[5]，生产留胚米可以提高稻米的转化率，节省能耗、增加效益。留胚米最早于1924年在日本问世，留胚米对预防脚气病具有显著的效果，岛圆顺次郎教授推荐民众经常食用。随后几十年中，由于生产加工技术不成熟，皮层与米胚结合精密导致大量皮层无法去除，留胚米的食用口感不佳，导致相关产品的研究与开发处于停滞状态。直到1975年日本香川凌等研究学者重新提出食用留胚米概念，并积极面向市场推广生产。日本一些粮食行会与团体也积极推进，掀起了研究开发留胚米产品的热潮，1977年正式确定产品名称为留胚米，并沿用至今[6]。

目前，精制米美观但缺少营养的问题日益受到社会各界的关注，行业相关企业及科研院所都在想办法解决这个问题[7]。影响稻米留胚率的加工工艺因素主要有碾米机转速、碾白次数、碾室间隙、辊长和稻米粒型等因素。由于米胚容易脱落，为保证留胚率，碾米时大多采用多机低温轻碾，米机转速较低，原料受挤压力较小。国外的留胚米碾米机多为立式碾米机，主要有德国Schllle、瑞士布勒、日本佐竹等主流产品。市场上的留胚米产品发展也较为成熟，米胚保留率高，并且可以免清洗直接蒸煮食用。其中日本留胚米在整个大米消费市场占有率超过8%，并呈现逐年提高的趋势，成为大米的一个重要品种。国内许多粮机生产厂家及科研院所也在积极研制、开发留胚米碾米机[8]。姜松等[9]研发的MNPL65低温升留胚米机，其产品留胚率85%左右，整精米率89%，同时使得生产碾白精度达到国标要求。20世纪90年代末，江苏理工大学研制了一款立式碾削胚芽米机，生产的标一留胚米产量达到0.6t/h[10]。湘粮机械公司采用立式碾削碾白型砂轮碾米机轻碾，留胚率也得到显著提高[11]。黑龙江绥化、四川成都、湖南长沙等地都有相关产品生产和销售，但大部分都存在瓶颈难以突破的问题，留胚率和加工精度难以兼顾，即加工精度高了，而胚芽难以留住，营养更无从谈起。留住胚芽，大米的精度必须降低，口感变差，色泽变暗，导致陷入两难抉择境地。鉴于以上原因，同时受到文化水平、饮食习惯、购买能力等多方面制約，目前国内市场上还没有出现形成气候的留胚米产品。

3 酶法改善留胚米工业化应用研究

米胚在加工时很容易脱落，生产留胚米的关键是碾米过程中如何兼顾留胚率和精度，这不仅涉及专用设备，还与碾白工艺直接相关。酶具有用量小、高特异性和高催化效等特点。外源酶尤其是纤维素类酶、葡聚糖酶等可解决糙米粗纤维含量高、口感差、不易消化利用的问题。随着对留胚米相关研究的不断深入，国内外学者开始尝试利用酶来降解糙米皮层，使后续碾米工艺更加温和易进行，留胚率更高，米胚也不易脱落，加工的留胚米硬度下降，以改善留胚米的蒸煮品质和食用口感，其质量和食味性更好[12]。在垄谷和碾米工序之间，增加纤维素酶等外源酶酶液浸润工艺，生产的留胚米成品不仅可以兼顾留胚率和精度，还能显著改善留胚米的口感。

刘志伟等[13]采用纤维素酶和果胶酶复合酶制剂处理糙米后，糙米中植酸显著降低，皮层更加软化疏松，显著提高留胚米的食用品质。李卫芬等[14]利用NSP酶具有消除、抑制抗营养因子的作用，采用NSP酶复合酶对稻谷及其糙米体外消化试验研究，结果表明NSP复合酶不仅提高了稻谷养分消化率，还大大提高了糙米的养分消化率。张强[15]研究发现添加纤维素酶以部分降解糙米皮层，使皮层软化，减小碾白压力，后续生产的留胚米留胚率更高，口感更好。史宇菲[16]采用纤维素酶和木聚糖酶的复合酶法处理并进行中试生产，糙米皮层粗纤维的皮层的微量、局部降解作用导致其碾米性能明显改善，整精米率提高约3.98%，节约能耗约13.06%。综上采用外源酶制剂可将糙米皮层中的纤维素分解，使其更易碾下，与米胚分离，留胚率高，产品可溶性纤维素等成分含量提高，蒸煮后的米饭柔软性增大，食味性和营养更好。

4 酶法改善留胚米的前景

隨着现代文明病的增多，亚健康状态越来越普遍。大米作为主食之一，其产品对所有人身体健康的影响是较大的，因此主餐营养也需要优质、丰富和营养均衡。采用酶法新技术处理糙米生产留胚米能最大程度保留大米的营养物质和生物活性成分，使产品口感得到极大的改善，实现外观、营养、口感和食味性的多赢，适宜各年龄层人群食用。此工艺技术无需企业在生产设备上增加投入，且酶制剂的使用及相关操作人员的培训等费用相对较小，对企业成本增加及留胚米平均价格影响不大，能够满足注重生活品质、容易接受新理念的消费者健康、营养、功能化的多种需求，从而形成健康的餐饮文化观念，推动留胚米产业化发展。

参考文献

[1] 朱永义.留胚米的营养、生产及食用方法[J].粮食与饲料工业， 2011，12（5）：31-32.

[2] 刘秀芳，阮少兰.留胚米生产技术[J].食品加工，2008（6）： 39-41.

[3] 贾贞，王丹，游松.谷胱甘肽的研究进展[J].沈阳药科大学学报，2009，26（3）：238-242.

[4] 熊海铮，张宁，孙健，等.水稻留胚米的营养价值、加工技术及产品开发研究进展[J].核农学报，2012，26（7）：1031-1036.

[5] 高雪燕.留胚米营养成分研究及留胚米产品的开发[D].天津：天津科技大学，2016.

[6] 金增辉.留胚米[J].粮食加工，2007，32（2）：39-40.

[7] 赵忠星，韩克文.浅谈留胚米生产过程中应注意的问题[J].吉林粮食高等专科学校学报，2011，6（2）：11-13.

[8] 万志华.胚芽米碾米机工艺参数的试验研究[D].哈尔滨：东北农业大学，2008.

[9] 姜松，田庆国，孙正和.胚芽米碾白工艺及设备的研究[J].中国粮油学报，1997，12（6）：10-14.

[10] 张永林，易启伟，等.立式精碾米机机组的设计[J].农业机械学报，2006，37（10）：90-92.

[11] 杨扬.保胚碾米机的研究[J].粮食科技与经济，2004（1）：38-39.

[12] 熊素敏，朱永义，左秀凤，胡江海等.稻壳酶解制备还原糖的研究[J].中国粮油学报，2006，21（6）：14-17.

[13] 刘志伟，陈华杏，张晨.外源酶对糙米中植酸降解的影响[J].食品科学，2010，30（5）：215-218

[14] 李卫芬，俞颂东，孙建义.添加NSP酶对早籼稻谷及其糙米体外消化的影响[J].中国水稻科学，2004，18（1）：86-88.

[15] 张强.酶预处理糙米对碾米能耗的影响[J].粮食加工， 2015，40（4）：24-26.

[16] 史宇菲.非浸泡复合酶法预处理工艺对糙米碾米性能的影响[D].哈尔滨：东北农业大学，2016.

收稿日期：2019-12-24

作者简介：卢黄华，男，硕士，工程师，研究方向为粮油食品加工。