酶法改善留胚米口感技術應用前景

盧黃華 毛海鋒

[摘要]留胚米富含蛋白質、維生素、無機鹽、生物素等多種營養成分，其營養價值是普通精米的三倍以上，但由于色澤較暗、口感粗糙，現有市場份額不大。隨著人們對健康的關注程度的提高，促進飲食結構改善，對留胚米這類高營養、多功能的產品需求將顯著增加。利用纖維素酶等外源酶對稻米進行預處理，生產的留胚米產品營養、口感、外觀、質量及食性味將得到提高，同時能夠拓寬纖維素酶等酶制劑的適用范圍，給相關企業帶來直接的經濟收益。

[關鍵詞]留胚米;外源酶;改善;應用

中圖分類號：TS213.3 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202002

稻谷脫殼后的完整米粒由種皮、胚芽和胚乳三部分組成。人們通常食用的普通大米僅僅為胚乳部分，胚乳部分主要營養成分是70%～80%的淀粉和8%左右的蛋白質以及少量的脂肪，但缺乏維生素，而富含維生素B族和多種礦物質的部位則主要分布在種皮和胚芽里。留胚米顧名思義就是通過特殊的加工工藝去除大量的大米皮層，將富含維生素及脂肪的米胚保留下來，從而制得胚芽保留率比較高的產品[1]。

我國對留胚米的研究、生產還處于初級階段，隨著人民生活水平的提高，人們的食物已向優質化、營養化、功能化和多樣化方向發展，傳統生產方法制得留胚米或口感佳而營養不足，或營養豐富但口感欠佳，大力加強對留胚米生產技術及裝備的研究勢在必行。當前主流留胚米的生產技術是在糙米碾米前采用水浸潤法處理以最大程度保留大米的營養物質和生物活性成分，而缺點是纖維素殘留多、口感粗糙、不易消化吸收。采用外源酶酶法處理糙米替代水浸潤法，運用于留胚米生產可使其食味性、外觀色澤等品質得到極大的改善，實現營養和口感的雙贏，適宜各年齡層人群食用。我國大米年總消費量約為1.45億t，利用外源酶酶法處理糙米后可得到高品質的營養留胚米，其市場前景十分可觀，將有效促進稻米加工業的發展。

1 留胚米的營養功效

留胚米是指通過特殊的加工工藝保留胚芽部分，米胚保留率為80%以上[2]，胚芽占整個大米體積的3%左右，但營養素及生理活性成分卻占到50%以上，其質量特性包括基礎指標、加工精度、理化指標、食用品質等。經常食用留胚米能有效軟化血管、降低膽固醇，對糖尿病、肥胖、冠心病等疾病具有較好的預防作用，同時有助于防止老年癡呆癥、延緩細胞衰老、清除自由基。米胚中還含有天然活性三肽——谷胱甘肽，其抗氧化能力強，具有保肝、解毒、抗癌等功效[3]。留胚米、糙米及普通精米營養成分比較詳見表1。

留胚米的營養素和生理活性成分含量略遜于糙米（減少較多的是膳食纖）[4]，但其蒸煮品質、外觀和食用品質遠勝于食用糙米，并優于同類品種稻谷加工的普通精米。留胚米炊煮的米飯有油潤的光澤感，口感軟，食味好。留胚米與糙米、普通精米相比較，多出的營養成分主要是纖維素、維生素B族和多種礦物質，主要有以下作用：（1）使血糖值正常化，預防并改善糖尿病;（2）能排泄體內的有毒物質;（3）增加腸道的有益菌群，抑制有害菌，維護腸道健康;（4）輔助其他營養素的吸收;（5）增加腸胃蠕動能力，縮短排便時間，預防并緩解便秘;（6）降低高血壓，預防高血壓;（7）降低膽固醇與中性脂肪的血中濃度，活化燃燒脂肪，預防與改善肥胖;（8）蛋白質使尿素氮正常化，維持腎功能健康;（9）有助于穩定情緒，保持良好的精神狀態和思維靈活;（10）幫助排毒，解除酒精和尼古丁等毒素，保護肝臟;（11）清除人體內的自由基，延緩衰老;（12）提高人體免疫能力。這些營養功效都是留胚米中膳食纖維、維生素B族和多種微量元素等成分相互協同作用的結果，因此，留胚米是上天賜予的營養源，是天然的營養保健強化米。

2 留胚米的生產加工現狀

與普通大米生產相同，留胚米生產加工也需要經過清理、礱谷、碾米等工序[5]，生產留胚米可以提高稻米的轉化率，節省能耗、增加效益。留胚米最早于1924年在日本問世，留胚米對預防腳氣病具有顯著的效果，島圓順次郎教授推薦民眾經常食用。隨后幾十年中，由于生產加工技術不成熟，皮層與米胚結合精密導致大量皮層無法去除，留胚米的食用口感不佳，導致相關產品的研究與開發處于停滯狀態。直到1975年日本香川凌等研究學者重新提出食用留胚米概念，并積極面向市場推廣生產。日本一些糧食行會與團體也積極推進，掀起了研究開發留胚米產品的熱潮，1977年正式確定產品名稱為留胚米，并沿用至今[6]。

目前，精制米美觀但缺少營養的問題日益受到社會各界的關注，行業相關企業及科研院所都在想辦法解決這個問題[7]。影響稻米留胚率的加工工藝因素主要有碾米機轉速、碾白次數、碾室間隙、輥長和稻米粒型等因素。由于米胚容易脫落，為保證留胚率，碾米時大多采用多機低溫輕碾，米機轉速較低，原料受擠壓力較小。國外的留胚米碾米機多為立式碾米機，主要有德國Schllle、瑞士布勒、日本佐竹等主流產品。市場上的留胚米產品發展也較為成熟，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個大米消費市場占有率超過8%，并呈現逐年提高的趨勢，成為大米的一個重要品種。國內許多糧機生產廠家及科研院所也在積極研制、開發留胚米碾米機[8]。姜松等[9]研發的MNPL65低溫升留胚米機，其產品留胚率85%左右，整精米率89%，同時使得生產碾白精度達到國標要求。20世紀90年代末，江蘇理工大學研制了一款立式碾削胚芽米機，生產的標一留胚米產量達到0.6t/h[10]。湘糧機械公司采用立式碾削碾白型砂輪碾米機輕碾，留胚率也得到顯著提高[11]。黑龍江綏化、四川成都、湖南長沙等地都有相關產品生產和銷售，但大部分都存在瓶頸難以突破的問題，留胚率和加工精度難以兼顧，即加工精度高了，而胚芽難以留住，營養更無從談起。留住胚芽，大米的精度必須降低，口感變差，色澤變暗，導致陷入兩難抉擇境地。鑒于以上原因，同時受到文化水平、飲食習慣、購買能力等多方面制約，目前國內市場上還沒有出現形成氣候的留胚米產品。

3 酶法改善留胚米工業化應用研究

米胚在加工時很容易脫落，生產留胚米的關鍵是碾米過程中如何兼顧留胚率和精度，這不僅涉及專用設備，還與碾白工藝直接相關。酶具有用量小、高特異性和高催化效等特點。外源酶尤其是纖維素類酶、葡聚糖酶等可解決糙米粗纖維含量高、口感差、不易消化利用的問題。隨著對留胚米相關研究的不斷深入，國內外學者開始嘗試利用酶來降解糙米皮層，使后續碾米工藝更加溫和易進行，留胚率更高，米胚也不易脫落，加工的留胚米硬度下降，以改善留胚米的蒸煮品質和食用口感，其質量和食味性更好[12]。在壟谷和碾米工序之間，增加纖維素酶等外源酶酶液浸潤工藝，生產的留胚米成品不僅可以兼顧留胚率和精度，還能顯著改善留胚米的口感。

劉志偉等[13]采用纖維素酶和果膠酶復合酶制劑處理糙米后，糙米中植酸顯著降低，皮層更加軟化疏松，顯著提高留胚米的食用品質。李衛芬等[14]利用NSP酶具有消除、抑制抗營養因子的作用，采用NSP酶復合酶對稻谷及其糙米體外消化試驗研究，結果表明NSP復合酶不僅提高了稻谷養分消化率，還大大提高了糙米的養分消化率。張強[15]研究發現添加纖維素酶以部分降解糙米皮層，使皮層軟化，減小碾白壓力，后續生產的留胚米留胚率更高，口感更好。史宇菲[16]采用纖維素酶和木聚糖酶的復合酶法處理并進行中試生產，糙米皮層粗纖維的皮層的微量、局部降解作用導致其碾米性能明顯改善，整精米率提高約3.98%，節約能耗約13.06%。綜上采用外源酶制劑可將糙米皮層中的纖維素分解，使其更易碾下，與米胚分離，留胚率高，產品可溶性纖維素等成分含量提高，蒸煮后的米飯柔軟性增大，食味性和營養更好。

4 酶法改善留胚米的前景

隨著現代文明病的增多，亞健康狀態越來越普遍。大米作為主食之一，其產品對所有人身體健康的影響是較大的，因此主餐營養也需要優質、豐富和營養均衡。采用酶法新技術處理糙米生產留胚米能最大程度保留大米的營養物質和生物活性成分，使產品口感得到極大的改善，實現外觀、營養、口感和食味性的多贏，適宜各年齡層人群食用。此工藝技術無需企業在生產設備上增加投入，且酶制劑的使用及相關操作人員的培訓等費用相對較小，對企業成本增加及留胚米平均價格影響不大，能夠滿足注重生活品質、容易接受新理念的消費者健康、營養、功能化的多種需求，從而形成健康的餐飲文化觀念，推動留胚米產業化發展。

參考文獻

[1] 朱永義.留胚米的營養、生產及食用方法[J].糧食與飼料工業， 2011，12（5）：31-32.

[2] 劉秀芳，阮少蘭.留胚米生產技術[J].食品加工，2008（6）： 39-41.

[3] 賈貞，王丹，游松.谷胱甘肽的研究進展[J].沈陽藥科大學學報，2009，26（3）：238-242.

[4] 熊海錚，張寧，孫健，等.水稻留胚米的營養價值、加工技術及產品開發研究進展[J].核農學報，2012，26（7）：1031-1036.

[5] 高雪燕.留胚米營養成分研究及留胚米產品的開發[D].天津：天津科技大學，2016.

[6] 金增輝.留胚米[J].糧食加工，2007，32（2）：39-40.

[7] 趙忠星，韓克文.淺談留胚米生產過程中應注意的問題[J].吉林糧食高等專科學校學報，2011，6（2）：11-13.

[8] 萬志華.胚芽米碾米機工藝參數的試驗研究[D].哈爾濱：東北農業大學，2008.

[9] 姜松，田慶國，孫正和.胚芽米碾白工藝及設備的研究[J].中國糧油學報，1997，12（6）：10-14.

[10] 張永林，易啟偉，等.立式精碾米機機組的設計[J].農業機械學報，2006，37（10）：90-92.

[11] 楊揚.保胚碾米機的研究[J].糧食科技與經濟，2004（1）：38-39.

[12] 熊素敏，朱永義，左秀鳳，胡江海等.稻殼酶解制備還原糖的研究[J].中國糧油學報，2006，21（6）：14-17.

[13] 劉志偉，陳華杏，張晨.外源酶對糙米中植酸降解的影響[J].食品科學，2010，30（5）：215-218

[14] 李衛芬，俞頌東，孫建義.添加NSP酶對早秈稻谷及其糙米體外消化的影響[J].中國水稻科學，2004，18（1）：86-88.

[15] 張強.酶預處理糙米對碾米能耗的影響[J].糧食加工， 2015，40（4）：24-26.

[16] 史宇菲.非浸泡復合酶法預處理工藝對糙米碾米性能的影響[D].哈爾濱：東北農業大學，2016.

收稿日期：2019-12-24

作者簡介：盧黃華，男，碩士，工程師，研究方向為糧油食品加工。