碾米加工技術(shù)對長粒型優(yōu)質(zhì)秈稻整精米率的影響

黃偉東，苗雪雪，劉澤民，周 昆，陽標(biāo)仁，李成鋼，陶曙華

（湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖南省水稻研究所，農(nóng)業(yè)部長江中下游秈稻遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410125）

水稻是主要糧食作物之一，研究如何提高稻谷的整精米率是十分必要的。因?yàn)檎茁手苯佑绊懙久椎钠焚|(zhì)優(yōu)劣，稻谷的整精米率越高，可食用部分利用率高，商品經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，農(nóng)民的收益越大。整精米指稻谷脫殼后的糙米再去掉糠皮與胚后的精米。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17891—2017中對完整精米粒進(jìn)行了定義，規(guī)定完整精米粒平均長度的4/5以上米粒均可以認(rèn)為是整精米粒。此外，農(nóng)業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)食用稻品種品質(zhì)NY/T 593—2013中也將整精米率作為稻米等級劃分的重要指標(biāo)，其中在秈稻品種品質(zhì)等級劃分中，要求一級秈稻的整精米率≥58%，二級秈稻的整精米率≥55%，而三級秈稻的整精米率≥52%。這說明稻谷整精米率與堊白度、直鏈淀粉一樣，均是評價(jià)稻米品質(zhì)的重要指標(biāo)。影響整精米率的因素有很多，種植過程中的影響因素有遺傳因子、環(huán)境因素和栽培條件等[1]，收獲后的影響因素有稻谷的含水量[2]，加工時(shí)稻谷流量和設(shè)備壓力等。

近幾年南方秈稻中的優(yōu)質(zhì)稻粒長普遍≥7 mm，一些甚至≥8.8 mm，而目前國內(nèi)使用的大米加工設(shè)備很多加工數(shù)據(jù)還是參照以前加工粳稻或短粒型秈稻時(shí)設(shè)置的，這導(dǎo)致在加工南方秈稻中、長粒型（≥7 mm）的優(yōu)質(zhì)稻過程中，普遍出現(xiàn)大米易碎、整精米率不高的現(xiàn)象。其中碾米工藝環(huán)節(jié)產(chǎn)生的碎米占整個(gè)大米加工工藝過程的60%左右。筆者主要研究稻谷收獲后的整精米率影響因子，即主要針對不同粒型（長度）優(yōu)質(zhì)秈稻（谷）在不同含水量的情況下以恒定流量和恒定壓力進(jìn)行碾米加工和在一定含水量情況下以不同流量或不同壓力進(jìn)行碾米加工時(shí)其整精米率的變化開展研究，旨在通過優(yōu)化稻谷含水量和碾米加工條件得到較高的稻谷整精米率。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試稻谷為秈稻，品種為創(chuàng)宇9號（粒長7.0 mm）、湘晚秈13號（粒長7.5 mm ）、創(chuàng)宇107（粒長7.8 mm）和玉針香（粒長8.8 mm），均為2019年湖南長沙生產(chǎn)的國標(biāo)二等優(yōu)質(zhì)秈稻。

儀器設(shè)備包括：郴州糧油機(jī)械有限公司日產(chǎn)60 t中試成套設(shè)備，METTLER TOLEDO百分之一天平，JLGJ 4.5實(shí)驗(yàn)礱谷機(jī)，日本KETT碾米機(jī)， 安徽產(chǎn)IR608A工作用輻射溫度計(jì)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 不同水分含量試驗(yàn)對稻谷樣品設(shè)置6個(gè)含水量處理，即：13.0%、13.5%、14.0%、14.5%、15.0%和15.5%。參試品種選用創(chuàng)宇9號、創(chuàng)宇107和湘晚秈13號（最初原始含水率均為14.5%）。重復(fù)2次。試驗(yàn)前按處理要求對各品種谷樣分別取6份進(jìn)行干燥或著水調(diào)質(zhì)處理，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后保濕存放24 h。然后對不同處理的稻谷分別進(jìn)行碾米加工，檢測不同含水量對整精米率的影響。

1.2.2 正常流量不同壓力試驗(yàn)在正常碾米流量條件下，設(shè)置碾米級數(shù)和碾米壓力2個(gè)處理，碾米級數(shù)處理設(shè)2個(gè)水平：一級碾米和二級碾米（一級碾米為過第一道碾米機(jī)后所得到的精米，二級碾米為過完第一道碾米機(jī)后，再過第二道碾米機(jī)所得到的精米）；壓力處理設(shè)6個(gè)（梯度）水平：正常壓力、-5%、-10%、-15%壓力和+5%、+10%壓力（表示在正常壓力的基礎(chǔ)上減少和增加壓力程度）。各處理重復(fù)2次，共12個(gè)處理組合。

1.2.3 正常壓力不同流量試驗(yàn)在正常碾米壓力條件下，設(shè)置碾米級數(shù)和碾米流量2個(gè)處理，碾米級數(shù)處理水平與1.2.2相同；流量設(shè)3個(gè)水平：正常流量、+10%流量、-10%流量（表示在正常流量的基礎(chǔ)上增加和減少流量程度）。各處理重復(fù)2次，共6個(gè)處理組合。

上述2個(gè)試驗(yàn)的參試品種均選用創(chuàng)宇9號、創(chuàng)宇107和玉針香（原始含水率均為15.0%）。碾米加工完成后，檢測2級碾米條件下不同壓力和不同流量對整精米率和米溫的影響。

1.3 檢測項(xiàng)目與方法及數(shù)據(jù)處理

整精米率參照“GB/T 21719—2008，稻谷整精米率檢驗(yàn)法”進(jìn)行測定。稻谷含水率按照“GB 5009.3—2016，食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定”進(jìn)行測定。數(shù)據(jù)處理采用Excel進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 稻米水分含量對整精米率的影響

試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示，3個(gè)水稻品種在不同含水量處理下整精米率的變化趨勢相同，隨著稻谷含水量的提高，其整精米率不斷上升，然而當(dāng)含水量超過15%時(shí)，整精米率出現(xiàn)了下降趨勢。這是因?yàn)楫?dāng)水分完成皮層（或稱需磨削的糠層）的滲透、由外及內(nèi)達(dá)到恰當(dāng)?shù)乃痔荻鹊臅r(shí)候，整精米率達(dá)到最大值，在該試驗(yàn)中稻谷最佳含水量為15%。當(dāng)水分進(jìn)一步向胚乳層滲透的過程中，皮層的硬度又有所回升，從而導(dǎo)致了整精米率不升反降。從結(jié)果可看出，稻谷碾米加工的適宜水分含量在15.0%左右，整精米率達(dá)到了最高值。

圖1 不同含水量處理各品種稻米的整精米率

2.2 碾米加工中正常流量下不同壓力對整精米率和米溫的影響

2.2.1 一級碾米時(shí)對整精米率的影響在一級碾米加工條件下，流量正常，不同壓力對大米整精米率的影響結(jié)果見圖2。由圖2可知，對創(chuàng)宇9號和創(chuàng)宇107品種而言，其整精米率首先隨著壓力的增加而增加，當(dāng)壓力達(dá)到正常范圍值時(shí)，整精米率達(dá)到了最高值。進(jìn)一步增加壓力，整精米率反而下降。玉針香品種的整精米率隨壓力的變化趨勢與其他2個(gè)品種大體相同，但該品種在正常壓力的基礎(chǔ)上減少10%時(shí)，整精米率最低。

圖2 一級碾米正常流量不同壓力時(shí)整精米率的變化

2.2.2 一級碾米時(shí)對米溫的影響在稻米加工過程中，由于稻米與加工設(shè)備之間的碾壓摩擦必然導(dǎo)致米溫的變化，米溫的升高可能會(huì)導(dǎo)致其脂肪酸值的增加，進(jìn)而不利于今后的儲(chǔ)藏。由圖3可知，隨著壓力的升高，米溫也在不斷上升，當(dāng)壓力在正常壓力基礎(chǔ)上增加10%時(shí)，3個(gè)品種的米溫均達(dá)到最大值，均超過了40℃。米溫升高可能會(huì)導(dǎo)致其內(nèi)部的脂肪酸值、直鏈淀粉含量產(chǎn)生變化，進(jìn)而影響稻米品質(zhì)。

圖3 一級碾米正常流量不同壓力時(shí)米溫的變化

2.2.3 二級碾米時(shí)對整精米率的影響圖4結(jié)果表明，與一級碾米時(shí)整精米率的變化趨勢相似，隨著壓力的提高，3個(gè)品種的整精米率呈上升趨勢，并在正常壓力時(shí)達(dá)到了最大值。而后整精米率呈逐漸下降的趨勢。這說明碾米過程中壓力過小或過大都不利用整精米率的提升，在正常壓力下有利于獲得更高的整精米率。

圖4 二級碾米正常流量不同壓力時(shí)整精米率的變化

2.2.4 二級碾米時(shí)對米溫的影響由圖5可知，相較于一級碾米，二級碾米時(shí)壓力對米溫的影響更為顯著。隨著壓力的升高，米溫升高的趨勢更為明顯，上升幅度也更大，當(dāng)壓力達(dá)到最大值時(shí)，3個(gè)品種的米溫均超過了47℃。

圖5 二級碾米正常流量不同壓力時(shí)米溫的變化

綜上所述，在加工過程中，正常流量不同壓力時(shí)，不論壓力比正常壓力增大或減小，整精米率都會(huì)下降，而米溫是隨著壓力的增大逐漸升高且碾米級數(shù)越多升溫越高。

2.3 碾米加工中正常壓力下不同流量對整精米率和米溫的影響

2.3.1 一級碾米時(shí)對整精米率的影響如圖6所示，在一級碾米的正常壓力下，3種流量對整精米率的影響不是很大，不過流量增加或減少并沒有增加稻谷的整精米率，在正常流量時(shí)整精米率反而達(dá)到最大值。

圖6 一級碾米正常壓力不同流量時(shí)整精米率的變化

2.3.2 一級碾米時(shí)對米溫的影響由圖7可知，正常

圖7 一級碾米正常壓力不同流量時(shí)米溫的變化

流量時(shí)米溫最低，降低流量時(shí)的米溫有所提高，提高流量時(shí)的米溫達(dá)到了最大值，此時(shí)3個(gè)品種的米溫達(dá)到了40℃左右。

2.3.3 二級碾米時(shí)對整精米率的影響由圖8可知，與一級碾米相似，正常流量條件下整精米率最高，減少或增加流量，整精米率均下降。

圖8 二級碾米正常壓力不同流量時(shí)整精米率的變化

2.3.4 二級碾米時(shí)對米溫的影響由圖9可短，相較于一級碾米，3個(gè)品種的米溫在不同流量下均有所提升，增加流量時(shí)米溫相應(yīng)上升，正常流量基礎(chǔ)上增加10%流量時(shí)，3個(gè)品種的米溫均超過了44.5℃。

圖9 二級碾米正常壓力不同流量時(shí)米溫的變化

綜合分析正常壓力不同流量條件下的試驗(yàn)結(jié)果可知，碾米壓力一定，匹配合適的流量時(shí)，整精米率最高，流量過大或過小都會(huì)造成整精米率下降。隨著碾米級數(shù)增加，米溫越高，整精米率隨之下降。

3 小結(jié)與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，稻谷碾米加工的適宜水分含量在15.0%左右，此水分含量下的整精米率最高。在加工過程中，正常流量下壓力離正常壓力越遠(yuǎn)整精米率越低，即增加或減少壓力整精米率均下降，而米溫則隨著壓力的增大而升高，且碾米級數(shù)越多米溫越高。正常碾米壓力下，正常流量時(shí)，整精米率最高，流量過大或過小都會(huì)造成整精米率下降。這說明，正常流量和正常碾米壓力是保持高整精米率的加工工藝，而米溫是隨著碾米級數(shù)、流量和壓力的增加而上升，米溫越高整精米率越低。

為了延緩稻谷的老化速度，保證稻谷在儲(chǔ)藏過程中的品質(zhì)，一般秈型稻谷的安全貯藏水分含量必須≤13.5%，然而最適宜稻谷碾米加工的含水量卻在15%～16%[3]。儲(chǔ)藏的稻谷直接用來加工時(shí)整精米率偏低，這是因?yàn)榈久椎闹饕煞质堑矸郏退趾繒r(shí)稻米硬度和脆性較大，在碾米加工過程中容易出現(xiàn)裂紋及碎米。為了提高稻谷的整精米率，一般選擇在稻谷加工前進(jìn)行加濕調(diào)質(zhì)。然而加濕的程度是決定整精米率的關(guān)鍵，加濕程度不夠則不足以提高整精米率，而加濕過量會(huì)使加工后的大米含水率增加，不利于大米的儲(chǔ)存[4-6]，加濕過量也會(huì)造成整精米率降低。

有研究表明，增加水稻粒長可以提高膠稠度，降低直鏈淀粉含量，進(jìn)而提升水稻的食味品質(zhì)[7]。目前人們對水稻的品質(zhì)要求越來越來高，在南方尤其是湖南地區(qū)，趨向于選育粒型較長的水稻品種。然而水稻粒長與整精米率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，隨著水稻粒長的增加，其整精米率會(huì)有所降低。因此，改善加工技術(shù)，是提高長粒型稻米整精米率的途徑之一。此研究只是從碾米流量和壓力的相對值上進(jìn)行了試驗(yàn)，探尋具體的最佳流量值和壓力值還有待進(jìn)一步試驗(yàn)。