姚荣《浅谈人造营养强化米生产》.doc

论文提要大米是我国老百姓的主食，中国人的营养来源有一半来自于大米。但随着老百姓生活条件的提高和大米加工的日益精细化，以及环境污染等因素，使得大米的营养成分大量流失，造成人们的营养不均衡，缺乏维生素、钾、铁、钙等营养素。这些营养素缺乏就会造成人体机能障碍，影响少年儿童的发育，慢性疾病以及青年人亚健康等问题。所以，在不改变人们食用大米习惯的前提下，生产出具有丰富营养价值的营养强化大米就显得非常重要。本文分为三部分。其中，第一部分主要介绍了营养强化米工艺简介；第二部分主要介绍了人造营养强化米的优势；第三部分主要介绍了营养强化米的发展前景等。 浅谈人造营养强化米的生产摘 要：大米口感清淡, 颜色诱人, 其低致敏性和高消化率的特性使得它无可替代; 但天然大米由于自身营养结构上的不足以及加工过程中营养的损失, 长期作为主食食用, 可能引起居民某些营养素的缺失, 从而对身体健康造成影响。结合近年来国内外在这方面的一些研究工作, 综述了人造营养强化米不可替代的优势, 探讨了人造营养强化米未来的发展趋势。关键词：营养强化米 健康 优势 发展趋势大米作为世界上一半以上人口的主要食物,全球人口日能量摄入量的21% 由大米提供。但大米在营养结构上存在着缺陷,主要表现为蛋白质含量不高、氨基酸构成比例不合理, 在加工过程中大米的营养素又极易损失。在不改变人们食用大米习惯的前提下,生产出营养价值丰富又美味可口的营养强化大米就显得非常重要。目前,糖尿病、心血管疾病和部分癌症的发病率逐年上升,成为死亡的第一杀手,科学合理的膳食结构,是预防该类疾病发生的关键。故功能性与营养性兼具的强化大米引起了食品、医药和农业等领域的极大兴趣,成为功能食品研究的热点。此外,根据青少年和老年人特殊的生理需求,开发出不同特色的大米也极具研究意义。据报道,有一些技术可应用于大米的营养强化,如浸渍、涂膜、植物培育等。但由于技术屏障及经济效益等问题,很少应用于发展中国家。人造营养强化米是指淀粉类原料添加各种营养强化物质用人工方法造粒、糊化、干燥制成与天然大米相似的米粒。它在营养强化、功能调配、工业生产等方面具有独特的优势。早在上世纪80代，一些发达国家就已经生产人造营养强化米。人造营养强化米是我国大米行业一种具有潜在开发前景的产品。一、营养强化米工艺简介目前，对于大米营养强化生产工艺主要有粉体强化、浸吸法、表面涂膜法以及最新的挤压法营养强化工艺。（一）粉体强化单纯以复合营养素的粉剂与大米进行干混，以期达到集中强化的目的。此法的特点是设备投资少，混合不充分，营养素淘洗损失大。目前，粉体强化已经很少应用于大米的强化生产。（二）浸吸法将大米浸渍在营养素配制成的溶液中充分浸吸，待初步干燥后喷涂保护层，再经过干燥处理后二次浸吸和表面喷涂保护酸液，最终干燥后即完成强化。该方法的特点是营养素以液态浸入大米中，但因为大米内部不能完全被浸渍，所以强化能力有限，而且酸液喷涂生产过程中，容易产生异色。（三）表面涂膜法此法是将营养强化剂溶液通过真空吸附入大米，再经过三次涂膜和干燥处理后制得强化大米。涂膜法因为采取真空吸附营养强化剂，相对地其强化效果较明显，但喷涂保护剂的成本消耗较大。（四）挤压营养强化法以碎米为原料，微粉碎后与营养强化剂预混料混合，通过蒸汽和水的作用，进行调质后进入挤压机重新制粒，最终干燥后与自然米进行混配，即得到营养强化大米1。因为该方法是将营养素与米粉混合后重新制成米粒，所以营养素的分布均一性较好，稳定性也较好，对于淘洗过程，损失也较小。二、人造营养强化米生产工艺简介以下以挤压机出口产品营养粒产量700800kg/h为例，简要介绍该生产工艺情况：1 生产工艺1.1 工艺流程概述碎米 粉碎 混合（乳化剂、维生素、矿物质、蛋白质） 调质 挤压 预干燥 干燥（筛分）混配或包装。原料碎米一般为正常大米厂加工过程中出现的合格碎米，其中不应含有大小杂质和异色发霉粒，如此可以直接经过粉碎机进行粉碎。如果原料碎米从碎米市场收购，则需要进行再除杂和筛选。微量元素的添加是在调质前进行，通过微量添加系统与米粉按一定比例同时向调质器进行喂料，喂料过程是由电脑自动控制按一定比例完成。调质过程就是通过添加蒸汽和水使淀粉吸水糊化到一定程度后再进入挤压机。通过挤压的剪切力作用后，重新制成营养米粒。营养米粒需要通过干燥水分至安全水分15%以下，以便于后续与自然米进一步混合。1.2 设备流程图 见图12 主要生产设备2.1 投料粉碎段包括投料系统、粉碎机等。另外依原料等级不同，还可以增加去石机、色选机等。因为营养米要求粒度在150200目左右并要保证粉体的营养成分，所以应用超微粉碎机。2.2 挤压段包括由称重喂料器组成的营养素预混料微量添加系统和调质器、挤压机。制粒在此段完成。【4】粉状原料通过计量后送入搅拌机，加入适量水分（根据需要加入或不加强化剂），在搅拌机内充分混合，然后送入螺杆蒸煮挤压机，在挤压机内，物料受到高强度的剪切、挤压和高温作用成溶熔状态，淀粉充分糊化（化），然后在高压下从机头模孔处挤出，被切刀切成米粒形状。2目前的粉体混合设备主要有左右螺带卧式混合机、立轴式搅拌混合机等。制粒机有辊筒式和挤压式两种。辊筒式制粒机，在辊筒上有数以千计的米粒形凹模当面带通过辊筒时，面带便压成米粒。米粒凹模的长径为8mm，短径3mm。挤压式制粒机的原理和挤压式面条机大致相同。物料经混合调质后送入螺杆式挤压室，经过挤压以后从模孔挤压成型。在模孔外有一旋转的切刀，把面条切成适当长度的米粒。切刀的转速可以改变以适应不同形状的米粒。在该工艺过程中，必须控制各关键点的工艺参数，具体包括以下方面：原料水分。原料水分对营养强化米的糊化度（化） 有重要影响。水分越大，糊化度越低，反之，糊化度越高。同时，水分含量对机头压力也有影响，水分越高，压力越低，反之，越高。为得到合适的糊化度和机头压力，对不同的原料必须有合适的水分含量，通过试验，水分一般在2530。6蒸煮挤压机的参数。8特别是各段温度及末端温度，因为温度对糊化度有直接影响。温度越高，糊化度越高。但也不能过高，以原料充分糊化为宜，一般为末端温度为120左右，各区温度相差10 为宜。另外，主螺杆转速及喂料螺杆转速也影响糊化度，转速越大，糊化度越低。应该与温度协调，得到一个合适的转速，一般主轴频率3850 Hz。模头开孔数也是影响糊化度的因素。一般是孔数越多，物料在机内停留的时间越短，糊化度越低，所以合适的模孔数也很重要，一般开孔数为3648个。最后，切刀转速将影响米粒的形状，必须控制好切刀转速，并与主机转速配合，得到合适的米粒形状，一般为700 转/ 分左右。2.3 干燥段沿挤压机出口的气体输送线、流化床干燥器和带式干燥器、振动分级筛。米粒在风送机的作用下，一边被冷却分散，一边被往前输送，进入干燥机干燥。然后被冷却，由分级筛分级，经抛光后包装即为成品。对于气体输送线的选择，目前的螺旋输送机可满足要求，且在输送过程中还有再次混合的作用。而干燥器，根据营养米米粒的特点，选用五层带式干燥机。米粒在机内与热风采用逆流干燥方式，由上层滚落到下层，最后由出口排出。该机可以使米粒各部分均得到均匀一致的干燥，只要控制机器进风温度不高于工艺要求的温度，就可以保证米粒的表面品质。7干燥参数的确定。营养米的含水率为40左右，要将其干燥至含水15左右，失水25左右，需要较长的时间，所以采用热风干燥方式。热风温度及热风速率对产品的品质有很大影响。若温度过高，风速过大，米粒内外收缩程度不同，米粒表面将会出现裂痕，煮后出现断裂现象。一般温度不超过70为宜。3 2.4 混合段按预先设定的配比参数，如挤压营养米与自然米比1：50 或者1:100，由电脑自动控制营养粒与自然米混配。主要有微量差别配比秤和称重喂料器。2.5 包装段主要为510kg/ 袋的打包秤。三、人造营养强化米的优势（一） 节约成本,开发新产品,提高企业经济效益人造米的生产原料来源广泛,可充分利用当地的自然资源( 淀粉质材料) 及粮食加工过程中的副产品,比如玉米粉、薯类，麸皮等。这些副产品往往含有较高的营养价值,副产品的充分利用,提高了稻米精加工的转化率,降低了成本。（二） 营养强化, 成分稳定营养强化米加工方法是将营养素与米粉混合后重新制成米粒, 所以营养素的分布均一性较好, 并且添加营养素的量也易控制, 稳定性好。粉体物料进行营养强化比颗粒状散粒体要简单的多。国外已有人造米的注册商标, 称为维力米, 由丹特国际公司生产。巴西、哥伦比亚、印尼都进行了试验, 证明V A 强化米具备技术的可行性, 临床的有效性, 消费者很高的接受度。帕斯正在不断地改进作为微营养素载体的维力米。此外人造米营养平衡, 搭配科学, 各种成分都是很稳定, 不会因为季节变化而引起营养成分的变化。而我国比较著名的营养强化米公司是无锡布勒集团，主要产品有维生素B1强化米，在北京、上海等各大城市均有销售，价格分为高中低档，高档定价810元/斤，中档56元/斤，低档45元/斤。（三） 特定功能利用人造米生产功能性大米具备较大的优势。对于不同年龄、性别、工作性质以及处于不同生理、病理状况的人来说, 他们所需营养是不同的, 人造米可以根据不同人体的营养需要方便地进行氨基酸、维生素、无机盐、其它功能性物质的强化, 具有很高的利用价值。人造米还可以根据不同的食用对象配制成不同特色的方便食品, 如儿童食品、医疗保健食品、旅游食品等。我国主要以大米为主食，普遍存在B族维生素缺乏的现象。由于B族维生素是人体中重要的辅助酶，因此B族维生素缺乏造成的儿童发育迟缓和神经管畸形等病例和现象时有发生。B族维生素强化的营养米可以有效改善我国人民体内缺乏B族维生素的状态。四、营养强化米的发展前景对主食进行营养强化来弥补营养素不平衡的状况,作为一个低成本高产出的方法,已取得了广泛的认可。并且已在国内外的实践中得到证实并取得了显著的效果。我国的无锡维力米业有限公司采用了独特的领先技术和生产工艺，将大米磨成米粉后与预选的维生素A、B和铁、锌等多种维生素及矿物质混合，采用欧洲领先的专利挤压技术，再重新制成大米颗粒，并可根据需求制造出不同形状的米粒。这一富含营养的专利产品，不仅满足了消费者对健康的更高追求，也为大米加工开辟了耐淘洗、高稳定性以及提高大米营养生物利用率的新道路。国外很早就开始对营养强化米进行强化,并已取得成功,但就产品品种和水平来讲我国与国外先进水平相比尚有一定差距。但人造米具备上述这么多优势,所以人造米在我国的研究和开发有较大的发展空间。5从全球范围来看，方便、营养、安全、绿色、休闲成为稻米加工的主流和方向。在国际上对于大米营养强化方面，美国1958、1972 年先后两次颁布大米强化标准，日本1952年制定大米强化标准，西欧、古巴、哥伦比亚、菲律宾等国也有强化大米销售。我国虽然暂时还未有相应的大米强化标准出台，但是对于国民营养强化应该是一项关系到国民健康素质的基本国策，据报道在“十一五”规划当中，我国有意将国民营养的改善纳入国家中长期计划，系统规划和安排相关工作，展开旨在全面提高全民族素质的营养改善国家工程。另外，随着人们对于健康生活概念理解的不断深入，对于食品营养意识也会不断增强。由此可见，营养强化大米的市场前景是可以预见的。从最初的强化营养米到挤压营养强化米，这是一个渐进的过程，而挤压营养强化米还是一个新的课题。营养强化米与普通大米相比，具有更加均衡的营养、更加适味的口感、更加丰富的品种，它可根据不同的人群、不同的嗜好改变配方，使营养强化米米适合不同类型的人群需要，可以说营养强化米的研究具有广阔的前景。参考文献：1程北根：挤压营养强化米生产工艺简介.食品工业科技，2005-10-252程力：挤压强化米的研究进展.农产品加工，2009-6-303金增辉，营养强