碾米加工技术对长粒型优质籼稻整精米率的影响

黄伟东，苗雪雪，刘泽民，周 昆，阳标仁，李成钢，陶曙华

（湖南省农业科学院，湖南省水稻研究所，农业部长江中下游籼稻遗传育种重点实验室，湖南 长沙 410125）

水稻是主要粮食作物之一，研究如何提高稻谷的整精米率是十分必要的。因为整精米率直接影响稻米的品质优劣，稻谷的整精米率越高，可食用部分利用率高，商品经济价值高，农民的收益越大。整精米指稻谷脱壳后的糙米再去掉糠皮与胚后的精米。国家标准GB/T 17891—2017中对完整精米粒进行了定义，规定完整精米粒平均长度的4/5以上米粒均可以认为是整精米粒。此外，农业部行业标准食用稻品种品质NY/T 593—2013中也将整精米率作为稻米等级划分的重要指标，其中在籼稻品种品质等级划分中，要求一级籼稻的整精米率≥58%，二级籼稻的整精米率≥55%，而三级籼稻的整精米率≥52%。这说明稻谷整精米率与垩白度、直链淀粉一样，均是评价稻米品质的重要指标。影响整精米率的因素有很多，种植过程中的影响因素有遗传因子、环境因素和栽培条件等[1]，收获后的影响因素有稻谷的含水量[2]，加工时稻谷流量和设备压力等。

近几年南方籼稻中的优质稻粒长普遍≥7 mm，一些甚至≥8.8 mm，而目前国内使用的大米加工设备很多加工数据还是参照以前加工粳稻或短粒型籼稻时设置的，这导致在加工南方籼稻中、长粒型（≥7 mm）的优质稻过程中，普遍出现大米易碎、整精米率不高的现象。其中碾米工艺环节产生的碎米占整个大米加工工艺过程的60%左右。笔者主要研究稻谷收获后的整精米率影响因子，即主要针对不同粒型（长度）优质籼稻（谷）在不同含水量的情况下以恒定流量和恒定压力进行碾米加工和在一定含水量情况下以不同流量或不同压力进行碾米加工时其整精米率的变化开展研究，旨在通过优化稻谷含水量和碾米加工条件得到较高的稻谷整精米率。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试稻谷为籼稻，品种为创宇9号（粒长7.0 mm）、湘晚籼13号（粒长7.5 mm ）、创宇107（粒长7.8 mm）和玉针香（粒长8.8 mm），均为2019年湖南长沙生产的国标二等优质籼稻。

仪器设备包括：郴州粮油机械有限公司日产60 t中试成套设备，METTLER TOLEDO百分之一天平，JLGJ 4.5实验砻谷机，日本KETT碾米机， 安徽产IR608A工作用辐射温度计。

1.2 试验方法

1.2.1 不同水分含量试验对稻谷样品设置6个含水量处理，即：13.0%、13.5%、14.0%、14.5%、15.0%和15.5%。参试品种选用创宇9号、创宇107和湘晚籼13号（最初原始含水率均为14.5%）。重复2次。试验前按处理要求对各品种谷样分别取6份进行干燥或着水调质处理，达到设计标准后保湿存放24 h。然后对不同处理的稻谷分别进行碾米加工，检测不同含水量对整精米率的影响。

1.2.2 正常流量不同压力试验在正常碾米流量条件下，设置碾米级数和碾米压力2个处理，碾米级数处理设2个水平：一级碾米和二级碾米（一级碾米为过第一道碾米机后所得到的精米，二级碾米为过完第一道碾米机后，再过第二道碾米机所得到的精米）；压力处理设6个（梯度）水平：正常压力、-5%、-10%、-15%压力和+5%、+10%压力（表示在正常压力的基础上减少和增加压力程度）。各处理重复2次，共12个处理组合。

1.2.3 正常压力不同流量试验在正常碾米压力条件下，设置碾米级数和碾米流量2个处理，碾米级数处理水平与1.2.2相同；流量设3个水平：正常流量、+10%流量、-10%流量（表示在正常流量的基础上增加和减少流量程度）。各处理重复2次，共6个处理组合。

上述2个试验的参试品种均选用创宇9号、创宇107和玉针香（原始含水率均为15.0%）。碾米加工完成后，检测2级碾米条件下不同压力和不同流量对整精米率和米温的影响。

1.3 检测项目与方法及数据处理

整精米率参照“GB/T 21719—2008，稻谷整精米率检验法”进行测定。稻谷含水率按照“GB 5009.3—2016，食品安全国家标准食品中水分的测定”进行测定。数据处理采用Excel进行。

2 结果与分析

2.1 稻米水分含量对整精米率的影响

试验结果如图1所示，3个水稻品种在不同含水量处理下整精米率的变化趋势相同，随着稻谷含水量的提高，其整精米率不断上升，然而当含水量超过15%时，整精米率出现了下降趋势。这是因为当水分完成皮层（或称需磨削的糠层）的渗透、由外及内达到恰当的水分梯度的时候，整精米率达到最大值，在该试验中稻谷最佳含水量为15%。当水分进一步向胚乳层渗透的过程中，皮层的硬度又有所回升，从而导致了整精米率不升反降。从结果可看出，稻谷碾米加工的适宜水分含量在15.0%左右，整精米率达到了最高值。

图1 不同含水量处理各品种稻米的整精米率

2.2 碾米加工中正常流量下不同压力对整精米率和米温的影响

2.2.1 一级碾米时对整精米率的影响在一级碾米加工条件下，流量正常，不同压力对大米整精米率的影响结果见图2。由图2可知，对创宇9号和创宇107品种而言，其整精米率首先随着压力的增加而增加，当压力达到正常范围值时，整精米率达到了最高值。进一步增加压力，整精米率反而下降。玉针香品种的整精米率随压力的变化趋势与其他2个品种大体相同，但该品种在正常压力的基础上减少10%时，整精米率最低。

图2 一级碾米正常流量不同压力时整精米率的变化

2.2.2 一级碾米时对米温的影响在稻米加工过程中，由于稻米与加工设备之间的碾压摩擦必然导致米温的变化，米温的升高可能会导致其脂肪酸值的增加，进而不利于今后的储藏。由图3可知，随着压力的升高，米温也在不断上升，当压力在正常压力基础上增加10%时，3个品种的米温均达到最大值，均超过了40℃。米温升高可能会导致其内部的脂肪酸值、直链淀粉含量产生变化，进而影响稻米品质。

图3 一级碾米正常流量不同压力时米温的变化

2.2.3 二级碾米时对整精米率的影响图4结果表明，与一级碾米时整精米率的变化趋势相似，随着压力的提高，3个品种的整精米率呈上升趋势，并在正常压力时达到了最大值。而后整精米率呈逐渐下降的趋势。这说明碾米过程中压力过小或过大都不利用整精米率的提升，在正常压力下有利于获得更高的整精米率。

图4 二级碾米正常流量不同压力时整精米率的变化

2.2.4 二级碾米时对米温的影响由图5可知，相较于一级碾米，二级碾米时压力对米温的影响更为显著。随着压力的升高，米温升高的趋势更为明显，上升幅度也更大，当压力达到最大值时，3个品种的米温均超过了47℃。

图5 二级碾米正常流量不同压力时米温的变化

综上所述，在加工过程中，正常流量不同压力时，不论压力比正常压力增大或减小，整精米率都会下降，而米温是随着压力的增大逐渐升高且碾米级数越多升温越高。

2.3 碾米加工中正常压力下不同流量对整精米率和米温的影响

2.3.1 一级碾米时对整精米率的影响如图6所示，在一级碾米的正常压力下，3种流量对整精米率的影响不是很大，不过流量增加或减少并没有增加稻谷的整精米率，在正常流量时整精米率反而达到最大值。

图6 一级碾米正常压力不同流量时整精米率的变化

2.3.2 一级碾米时对米温的影响由图7可知，正常

图7 一级碾米正常压力不同流量时米温的变化

流量时米温最低，降低流量时的米温有所提高，提高流量时的米温达到了最大值，此时3个品种的米温达到了40℃左右。

2.3.3 二级碾米时对整精米率的影响由图8可知，与一级碾米相似，正常流量条件下整精米率最高，减少或增加流量，整精米率均下降。

图8 二级碾米正常压力不同流量时整精米率的变化

2.3.4 二级碾米时对米温的影响由图9可短，相较于一级碾米，3个品种的米温在不同流量下均有所提升，增加流量时米温相应上升，正常流量基础上增加10%流量时，3个品种的米温均超过了44.5℃。

图9 二级碾米正常压力不同流量时米温的变化

综合分析正常压力不同流量条件下的试验结果可知，碾米压力一定，匹配合适的流量时，整精米率最高，流量过大或过小都会造成整精米率下降。随着碾米级数增加，米温越高，整精米率随之下降。

3 小结与讨论

试验结果表明，稻谷碾米加工的适宜水分含量在15.0%左右，此水分含量下的整精米率最高。在加工过程中，正常流量下压力离正常压力越远整精米率越低，即增加或减少压力整精米率均下降，而米温则随着压力的增大而升高，且碾米级数越多米温越高。正常碾米压力下，正常流量时，整精米率最高，流量过大或过小都会造成整精米率下降。这说明，正常流量和正常碾米压力是保持高整精米率的加工工艺，而米温是随着碾米级数、流量和压力的增加而上升，米温越高整精米率越低。

为了延缓稻谷的老化速度，保证稻谷在储藏过程中的品质，一般籼型稻谷的安全贮藏水分含量必须≤13.5%，然而最适宜稻谷碾米加工的含水量却在15%～16%[3]。储藏的稻谷直接用来加工时整精米率偏低，这是因为稻米的主要成分是淀粉，低水分含量时稻米硬度和脆性较大，在碾米加工过程中容易出现裂纹及碎米。为了提高稻谷的整精米率，一般选择在稻谷加工前进行加湿调质。然而加湿的程度是决定整精米率的关键，加湿程度不够则不足以提高整精米率，而加湿过量会使加工后的大米含水率增加，不利于大米的储存[4-6]，加湿过量也会造成整精米率降低。

有研究表明，增加水稻粒长可以提高胶稠度，降低直链淀粉含量，进而提升水稻的食味品质[7]。目前人们对水稻的品质要求越来越来高，在南方尤其是湖南地区，趋向于选育粒型较长的水稻品种。然而水稻粒长与整精米率呈负相关关系，随着水稻粒长的增加，其整精米率会有所降低。因此，改善加工技术，是提高长粒型稻米整精米率的途径之一。此研究只是从碾米流量和压力的相对值上进行了试验，探寻具体的最佳流量值和压力值还有待进一步试验。