稻米及其副产品深加工技术.docx

26 稻米及其副产品深加工技术王正刚, 周望岩, 李永飞( 江南大学国家大学科技园, 江苏 无锡 214036)摘 要: 稻米加工过程中的副产品( 稻壳、碎米、米糠及米胚) 中有 50%具有食用价值。阐述了稻米及稻米副产品的深加工技术, 包括米糠健康食品、多孔淀粉、二十八醇和三十醇、低过敏米蛋白、抗性淀粉以及大米饮料的生产技术等。 关键词: 稻米; 稻米副产品; 深加工技术中图分类号: TS 210.9文献标志码: A文章编号: 1007- 6395(2008)04- 0026- 03稻米是我国第一大农产品和粮食品种, 是人类赖以生存和发展的基本食物。长期以来, 我国稻米加 工仅处于一种满足口粮大米需求的初级加工状态, 有效利用率只达 60%65%, 副产品深加工利用极 少, 资源综合利用水平低。100 kg 稻米中, 可加工大米 6065 kg, 在剩余 的 3540 kg 副产品中, 有 1015 kg 具有食用价值。 通过科学合理地综合利用, 稻米除提供人们主食大 米之外, 还可转化为营养丰富、生理功能卓越的健康食品原料, 为现代文明病的预防和治疗提供了新资源, 又可转化为优质廉价的医药、化工等工业原料。1稻米深加工创新体系瞄准国际前沿技术, 经多年研究, 形成一整套高度集成的稻米资源高效增值深加工创新体系, 使稻米资源得到前所未有的利用,会效益, 见图 1。产生良好的经济和社图 1稻米及其副产品高效增值深加工技术创新系统图到 900 万 t 左右, 是一种量大面广的可再生资源。米1.1米糠健康食品生产技术糠集中了稻米中 64%的营养素, 可以作为一种营养丰富、生理功能卓越的健康食品原料。联合国工业发 展组织( UNIDO) 把米糠称之为一种未充分利用的资 源。米糠是谷物加工的副产品, 我国现年产米糠达收稿日期: 2008- 05- 21作者简介: 王正刚( 1966- ) , 男, 副研究员, 从事农产品深加工高新技术产品的二次开发和孵化。粮 食 加 工2008 年第33 卷第4 期27以稳定化米糠为原料, 应用生物技术、物理高效分离技术, 不添加任何化学品, 实现资源的全利用, 生产过程无“三废”排放, 实行清洁生产工艺。把米糠 转化为米糠营养素和米糠营养纤维, 可保质 1 年, 过 氧化酶残活 4%, 酸价10%, 创造了米糠利用的无 废弃物排放清洁生产技术, 达到国际领先水平, 工艺 流程见图 2。所制备的米糠营养素和米糠营养纤维 产品不仅符合美国的同类产品的质量要求, 而且实 现了米糠的全利用, 超过了美国 Rice- X 公司 2/3 利 用率的指标, 提高了产品的得率。图 3早籼米及其碎米转化为低过敏性蛋白、抗性淀粉和多孔淀粉的全利用技术在建立上述技术的基础上, 完成了米糠蜡深加工技术, 在以下方面取得重大进展粗米糠蜡的精 制方法和工艺参数; 建立超声波反应技术快速、完 全水解米糠蜡的工艺; 醇酸分离, 对糠蜡水解后体系处理, 采用丙酮作为醇酸分离的主要原料, 所制混合醇酸价低、色泽及形状佳; 采用分子蒸馏技术蒸馏混合醇,并规模化生产 80% 以上纯度的二十八醇、三十醇产品; 建立了高级醇气相色谱分析方法及预处理方法; 二十八醇产品的功能性研究及生 产流程见图 4。图 2米糠转化为米糠营养素和米糠营养纤维的全利用技术1.2多孔淀粉生产技术多孔淀粉有较强的吸附性能和吸附后的保护作 以及延缓释放性能, 在加工过程不使用化学试用,剂, 安全、无毒, 使用剂量不受限制, 可广泛地应用到食品、医药、化工和农药等领域。 研究获得了能形成多孔淀粉的淀粉与生淀粉酶复合酶( 糖化酶和 !- 淀粉酶) 和优化制备多孔淀粉 的工艺条件。大米多孔淀粉的开孔率达 95.8%, 吸油 率为 110.8%。应用研究表明, 多孔淀粉对各种营养 或活性成分具有保护作用和吸附目的物后的缓释作 用。以咖啡香精、尿素以及杀虫剂( 敌敌畏和拟除虫 菊酯) 为目的物, 制备得到了缓释制剂; 以维生素 A 和双歧杆菌为目的物, 制备得到了活性较高的制品。 见图 3。1.3二十八醇生产技术本技术在国内首次利用分子蒸馏技术对二十 八、三十醇进行提取分离进行探索性研究, 主要是解 决常规蒸馏中存在的蒸馏温度高、操作时间长, 而且 要经过反复蒸馏( 3 次以上) 才达 60% 以上的问题。 实 际 证 明 经 过 分 子 蒸 馏 后 的 二 十 八 醇 纯 度 达 到20% 左右, 三十醇达到 38.16% , 进一步用高真空分 馏分离二十八醇, 可获得 80%以上的二十八醇、三 十醇产品。图 4 二十八醇生产工艺流程1.4低过敏性米蛋白和抗性淀粉的生产技术稻米和碎米中蛋白质和淀粉具有独特的功能性 质和结构, 稻米淀粉有颗粒小、直链淀粉含量比例恰 当的结构特点, 利于改性。早籼稻和碎米淀粉可改性 加工成延缓消化的改性米淀粉, 开发出适用于糖尿 病患者和肥胖症患者的新颖食品。蛋白质是必需氨 基酸和非必需氨基酸的主要来源, 但某些蛋白质丰 富的食品经常导致机体的过敏性反应, 常见的过敏 源为牛乳、蛋类、豆类、坚果类、玉米和海产品等。因 此, 机体的过敏性反应常使选择食物种类的范围减 少, 限制了对优质蛋白的摄入。在可利用的植物蛋白 中大部分为种子蛋白, 属于种子蛋白的大米蛋白公 认为粮食种子蛋白中最佳者, 不含人体内源酶的抑28 粮 食 加 工2008 年第33 卷第4 期制剂, 并具有类似牛奶和鸡蛋蛋白的营养品质, 所以米蛋白是世界公认的婴幼儿食品的蛋白源。酶法改性米蛋白可有效地提高其功能特性, 与 相应的未改性蛋白比较, 酶法改性米蛋白的乳化能 力和起泡能力分别提高 70%和 30%, 证实了米蛋白 和改性米蛋白的低过敏性。另外, 采用脱酰胺改性可 以使大米蛋白的溶解性、乳化性、起泡性及持水、持 油性等功能性质增加。酸法脱酰胺改性有利于提高 大米蛋白的营养价值。研究得到酶法脱枝生产抗性淀粉的优化工艺,有谷物的清香, 是一种不可多得的植物蛋白营养饮料, 由于其独特的风味和口感, 调配时无需添加更多 的风味物质。2结语水稻是世界上最重要的粮食作物之一, 全球稻谷年总产量约为 6 亿 t, 数量巨大。稻米中含有极其 丰富的功能性成分, 如此巨大而廉价的原材料为功 能食品开发提供了富足的原材料。随着对稻米成分的生理功效的深入研究, 人们 可以生产出更多以前尚未利用的活性成分应用于功 能食品加工工业; 随着对新的加工工艺更深入的探 索, 人们可以加工出更丰富的稻米产品, 使稻谷加工 业最终成为能生产高附加值产品的产业。抗性淀粉含量达 16.9%,具有低血糖指数性能的抗性淀粉是开发低血糖指数食品的优选原料, 能被人体肠道内的微生物所发酵而具有保健作用。1.5大米胚芽饮料生产技术 作为大米精华之米胚芽, 营养非常丰富, 其蛋白质和脂类含量均在 20%以上, 蛋白质中氨基酸组成 较 为 平 衡 , 其 中 人 体 必 需 氨 基 酸 比 例 符 合 FAO/参考文献:1 张晖. 稻米资源综合利用和深加工新进展J.中国稻米,2003, (1):11- 13.2 姚惠源. 稻米深加工M. 北京: 化学工业出版社, 2004. 3 孙定红.我国功能性稻米及其食品的研究进展J.粮食加工, 2006, ( 5) : 20- 22.4 王振环. 稻米深加工概述J.粮食与油脂,2004, (11): 46- 48. 5 谢健. 中国稻米加工技术的现状与展望J. 粮食与饲料工业,2004, (10): 7- 12.6 姚卫蓉,姚惠源. 多孔淀粉的应用J.粮食与饲料工 业,2004, (3):25- 27.7 周坚,沈汪洋,万楚筠. 微孔淀粉的应用研究J.中国粮油学 报,2005, (3):21- 24.8 庄海宁,金征宇,张燕萍. 微孔淀粉在食品微胶囊化中的应 用J.食品与机械,2007, (2):129- 132.9 李永平, 吴非. 玉米微孔淀粉的形成过程及其结构特性的 研究J. 食品工业科技, 2007, (12):135- 136.10 王立, 陈正行,姚惠源. 酶法提取米糠蛋白的研究J. 粮食 与油脂,2002,(4):12- 13.11 王世宽,任路远,郭晓春,等. 米糠功能因子在食品中的应 用J.农产品加工学刊,2006, (2):34- 36.12 张森旺,顾震,徐刚. 米糠的稳定化处理及其在化妆品中 的应用J. 江西科学,2007, (2):103- 107.13 涂清荣. 米乳饮料的制备及其稳定性的研究. 中国优秀 硕士学位论文D. 无锡: 江南大学, 2005.14 王章存. 米渣蛋白的制备及其酶法改性研究. 中国优秀WHO 建议的营养合理模式,属于全价的优质蛋白质, 其质量可与鸡蛋相媲美。米胚蛋白中清蛋白与球蛋 白 的 总 量 高 达 75.7% , 其 分 散 指 数 PDI 值 为55.56% , 即超过一半的蛋白质能在水中分散, 是一 种适合于加工优质的植物蛋白营养饮料的原料。在米胚饮料的生产中影响其乳化稳定性的因素 很多, 包括浸泡条件、磨浆条件、乳化稳定剂的选择 等。根据资料报道以及实践经验, 从保留米胚芽中的 水溶性维生素和微量元素、减少环境污染等方面考 虑, 采用全浆胶磨能有效地保留米胚芽中的各种营 养成份, 根据大豆、玉米胚芽等相关资料报道以及实 践经验, 确定米胚芽饮料全浆胶磨生产工艺的基本 过程为: 米胚去杂浸泡磨浆浆渣分离调 配均质灌装封口灭菌冷却成品。综合考虑米胚芽饮料的蛋白、脂肪和固形物提 取率, 得到最佳的磨浆细度、浸泡温度、时间、pH 值、 离子强度及料水比等工艺条件, 在最佳工艺条件下 生产的米胚芽饮料, 固形物提取率为 36.37% , 蛋白 提取率为 34.89%, 脂肪提取率为 48.32%。采用本工艺生产的米胚芽饮料营养丰富, 富含有蛋白质、脂肪以及维生素 E、维生素 A、维生素 B1、 维生素 B2 和矿物元素镁、锌等营养素, 色泽乳白, 具硕士学位论文D. 无锡: 江南大学, 2005.专利名称: 一种面粉增白改良剂专利申请号: 03107164.3 公开号: 1526287 申请日: 2003.03.06 公开日: 2004.09.08 申请人: 深圳市海川实业股份有限公司 本发明涉及一种