酶法改善留胚米口感技術(shù)應(yīng)用前景

盧黃華 毛海鋒

[摘要]留胚米富含蛋白質(zhì)、維生素、無(wú)機(jī)鹽、生物素等多種營(yíng)養(yǎng)成分，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值是普通精米的三倍以上，但由于色澤較暗、口感粗糙，現(xiàn)有市場(chǎng)份額不大。隨著人們對(duì)健康的關(guān)注程度的提高，促進(jìn)飲食結(jié)構(gòu)改善，對(duì)留胚米這類高營(yíng)養(yǎng)、多功能的產(chǎn)品需求將顯著增加。利用纖維素酶等外源酶對(duì)稻米進(jìn)行預(yù)處理，生產(chǎn)的留胚米產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)、口感、外觀、質(zhì)量及食性味將得到提高，同時(shí)能夠拓寬纖維素酶等酶制劑的適用范圍，給相關(guān)企業(yè)帶來(lái)直接的經(jīng)濟(jì)收益。

[關(guān)鍵詞]留胚米;外源酶;改善;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TS213.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(yíng)養(yǎng)成分是70%～80%的淀粉和8%左右的蛋白質(zhì)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(zhì)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(guò)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(lái)，從而制得胚芽保留率比較高的產(chǎn)品[1]。

我國(guó)對(duì)留胚米的研究、生產(chǎn)還處于初級(jí)階段，隨著人民生活水平的提高，人們的食物已向優(yōu)質(zhì)化、營(yíng)養(yǎng)化、功能化和多樣化方向發(fā)展，傳統(tǒng)生產(chǎn)方法制得留胚米或口感佳而營(yíng)養(yǎng)不足，或營(yíng)養(yǎng)豐富但口感欠佳，大力加強(qiáng)對(duì)留胚米生產(chǎn)技術(shù)及裝備的研究勢(shì)在必行。當(dāng)前主流留胚米的生產(chǎn)技術(shù)是在糙米碾米前采用水浸潤(rùn)法處理以最大程度保留大米的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生物活性成分，而缺點(diǎn)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(rùn)法，運(yùn)用于留胚米生產(chǎn)可使其食味性、外觀色澤等品質(zhì)得到極大的改善，實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)和口感的雙贏，適宜各年齡層人群食用。我國(guó)大米年總消費(fèi)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(zhì)的營(yíng)養(yǎng)留胚米，其市場(chǎng)前景十分可觀，將有效促進(jìn)稻米加工業(yè)的發(fā)展。

1 留胚米的營(yíng)養(yǎng)功效

留胚米是指通過(guò)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(gè)大米體積的3%左右，但營(yíng)養(yǎng)素及生理活性成分卻占到50%以上，其質(zhì)量特性包括基礎(chǔ)指標(biāo)、加工精度、理化指標(biāo)、食用品質(zhì)等。經(jīng)常食用留胚米能有效軟化血管、降低膽固醇，對(duì)糖尿病、肥胖、冠心病等疾病具有較好的預(yù)防作用，同時(shí)有助于防止老年癡呆癥、延緩細(xì)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(qiáng)，具有保肝、解毒、抗癌等功效[3]。留胚米、糙米及普通精米營(yíng)養(yǎng)成分比較詳見表1。

留胚米的營(yíng)養(yǎng)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(zhì)、外觀和食用品質(zhì)遠(yuǎn)勝于食用糙米，并優(yōu)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(rùn)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(yíng)養(yǎng)成分主要是纖維素、維生素B族和多種礦物質(zhì)，主要有以下作用：（1）使血糖值正常化，預(yù)防并改善糖尿病;（2）能排泄體內(nèi)的有毒物質(zhì);（3）增加腸道的有益菌群，抑制有害菌，維護(hù)腸道健康;（4）輔助其他營(yíng)養(yǎng)素的吸收;（5）增加腸胃蠕動(dòng)能力，縮短排便時(shí)間，預(yù)防并緩解便秘;（6）降低高血壓，預(yù)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(yù)防與改善肥胖;（8）蛋白質(zhì)使尿素氮正常化，維持腎功能健康;（9）有助于穩(wěn)定情緒，保持良好的精神狀態(tài)和思維靈活;（10）幫助排毒，解除酒精和尼古丁等毒素，保護(hù)肝臟;（11）清除人體內(nèi)的自由基，延緩衰老;（12）提高人體免疫能力。這些營(yíng)養(yǎng)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(xié)同作用的結(jié)果，因此，留胚米是上天賜予的營(yíng)養(yǎng)源，是天然的營(yíng)養(yǎng)保健強(qiáng)化米。

2 留胚米的生產(chǎn)加工現(xiàn)狀

與普通大米生產(chǎn)相同，留胚米生產(chǎn)加工也需要經(jīng)過(guò)清理、礱谷、碾米等工序[5]，生產(chǎn)留胚米可以提高稻米的轉(zhuǎn)化率，節(jié)省能耗、增加效益。留胚米最早于1924年在日本問(wèn)世，留胚米對(duì)預(yù)防腳氣病具有顯著的效果，島圓順次郎教授推薦民眾經(jīng)常食用。隨后幾十年中，由于生產(chǎn)加工技術(shù)不成熟，皮層與米胚結(jié)合精密導(dǎo)致大量皮層無(wú)法去除，留胚米的食用口感不佳，導(dǎo)致相關(guān)產(chǎn)品的研究與開發(fā)處于停滯狀態(tài)。直到1975年日本香川凌等研究學(xué)者重新提出食用留胚米概念，并積極面向市場(chǎng)推廣生產(chǎn)。日本一些糧食行會(huì)與團(tuán)體也積極推進(jìn)，掀起了研究開發(fā)留胚米產(chǎn)品的熱潮，1977年正式確定產(chǎn)品名稱為留胚米，并沿用至今[6]。

目前，精制米美觀但缺少營(yíng)養(yǎng)的問(wèn)題日益受到社會(huì)各界的關(guān)注，行業(yè)相關(guān)企業(yè)及科研院所都在想辦法解決這個(gè)問(wèn)題[7]。影響稻米留胚率的加工工藝因素主要有碾米機(jī)轉(zhuǎn)速、碾白次數(shù)、碾室間隙、輥長(zhǎng)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(shí)大多采用多機(jī)低溫輕碾，米機(jī)轉(zhuǎn)速較低，原料受擠壓力較小。國(guó)外的留胚米碾米機(jī)多為立式碾米機(jī)，主要有德國(guó)Schllle、瑞士布勒、日本佐竹等主流產(chǎn)品。市場(chǎng)上的留胚米產(chǎn)品發(fā)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(gè)大米消費(fèi)市場(chǎng)占有率超過(guò)8%，并呈現(xiàn)逐年提高的趨勢(shì)，成為大米的一個(gè)重要品種。國(guó)內(nèi)許多糧機(jī)生產(chǎn)廠家及科研院所也在積極研制、開發(fā)留胚米碾米機(jī)[8]。姜松等[9]研發(fā)的MNPL65低溫升留胚米機(jī)，其產(chǎn)品留胚率85%左右，整精米率89%，同時(shí)使得生產(chǎn)碾白精度達(dá)到國(guó)標(biāo)要求。20世紀(jì)90年代末，江蘇理工大學(xué)研制了一款立式碾削胚芽米機(jī)，生產(chǎn)的標(biāo)一留胚米產(chǎn)量達(dá)到0.6t/h[10]。湘糧機(jī)械公司采用立式碾削碾白型砂輪碾米機(jī)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(zhǎng)沙等地都有相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售，但大部分都存在瓶頸難以突破的問(wèn)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(yíng)養(yǎng)更無(wú)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(dǎo)致陷入兩難抉擇境地。鑒于以上原因，同時(shí)受到文化水平、飲食習(xí)慣、購(gòu)買能力等多方面制約，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上還沒(méi)有出現(xiàn)形成氣候的留胚米產(chǎn)品。

3 酶法改善留胚米工業(yè)化應(yīng)用研究

米胚在加工時(shí)很容易脫落，生產(chǎn)留胚米的關(guān)鍵是碾米過(guò)程中如何兼顧留胚率和精度，這不僅涉及專用設(shè)備，還與碾白工藝直接相關(guān)。酶具有用量小、高特異性和高催化效等特點(diǎn)。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(wèn)題。隨著對(duì)留胚米相關(guān)研究的不斷深入，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開始嘗試?yán)妹竵?lái)降解糙米皮層，使后續(xù)碾米工藝更加溫和易進(jìn)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(zhì)和食用口感，其質(zhì)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(rùn)工藝，生產(chǎn)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(fù)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(zhì)。李衛(wèi)芬等[14]利用NSP酶具有消除、抑制抗?fàn)I養(yǎng)因子的作用，采用NSP酶復(fù)合酶對(duì)稻谷及其糙米體外消化試驗(yàn)研究，結(jié)果表明NSP復(fù)合酶不僅提高了稻谷養(yǎng)分消化率，還大大提高了糙米的養(yǎng)分消化率。張強(qiáng)[15]研究發(fā)現(xiàn)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(xù)生產(chǎn)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(fù)合酶法處理并進(jìn)行中試生產(chǎn)，糙米皮層粗纖維的皮層的微量、局部降解作用導(dǎo)致其碾米性能明顯改善，整精米率提高約3.98%，節(jié)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(chǎn)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(yíng)養(yǎng)更好。

4 酶法改善留胚米的前景

隨著現(xiàn)代文明病的增多，亞健康狀態(tài)越來(lái)越普遍。大米作為主食之一，其產(chǎn)品對(duì)所有人身體健康的影響是較大的，因此主餐營(yíng)養(yǎng)也需要優(yōu)質(zhì)、豐富和營(yíng)養(yǎng)均衡。采用酶法新技術(shù)處理糙米生產(chǎn)留胚米能最大程度保留大米的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生物活性成分，使產(chǎn)品口感得到極大的改善，實(shí)現(xiàn)外觀、營(yíng)養(yǎng)、口感和食味性的多贏，適宜各年齡層人群食用。此工藝技術(shù)無(wú)需企業(yè)在生產(chǎn)設(shè)備上增加投入，且酶制劑的使用及相關(guān)操作人員的培訓(xùn)等費(fèi)用相對(duì)較小，對(duì)企業(yè)成本增加及留胚米平均價(jià)格影響不大，能夠滿足注重生活品質(zhì)、容易接受新理念的消費(fèi)者健康、營(yíng)養(yǎng)、功能化的多種需求，從而形成健康的餐飲文化觀念，推動(dòng)留胚米產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

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收稿日期：2019-12-24

作者簡(jiǎn)介：盧黃華，男，碩士，工程師，研究方向?yàn)榧Z油食品加工。