摘要:介绍了我国稻谷生产领域的主要成就以及各种大米的生产加工技术,以指导大米的合理加工和消费。
关键词:大米;种植;加工
1稻谷世界领先
1.1生态化种(养)殖技术
以种植为基础的生产系统是生物多样性的集中地,其中包括鱼类、野生动物、畜禽、植物和微生物。稻田养鱼在我国已经有近两千年历史。浙田稻田养鱼因有着悠久历史,2005年入选首批“全球重要农业文化遗产”[1]。近年来,在稻田养鱼的基础上,我国又发展了“稻鸭共生”、“稻田养蟹”、“稻田养小龙虾”、“稻田养泥鳅”等多种生物多样的稻作模式[2]。
1.2矮秆水稻、杂交稻、超级稻
新中国成立以来,中国水稻科技尤其是矮秆水稻品种的育成、杂交水稻技术的突破和新种质材料的取得,超级稻育种等技术,使得单产水平不断提高,传往世界各地,带动了世界稻作水平的提高[3]。
1.3水稻基因组草图
2002-04-05出版的美国《科学》杂志,以封面图和大量的版面登载了中国科学家独立完成的水稻基因组工作框架图的历史性论文,标志着中国在基因组学这一生命科学前沿领域已具备世界水平。《科学》杂志总编肯尼迪说,这是科学史上的一个重要事件,从近期应用和改进人类福利方面来说,水稻基因组草图也许会被证明比人类基因组草图还要有意义。
1.4水稻科技领域部分杰出科学家及其主要成就
(1)丁颖:中国稻作之父,中国科学院生物学部委员。从20世纪30年代初即开始对水稻起源问题进行系统研究,确认野生稻是栽培稻的祖先,中国栽培稻并非来自国外,纠正了所谓“中国稻来自印度”的错误观点。否定了日本学者把籼稻定名为印度型、粳稻定名为日本型的非科学论点。提出了以我国栽培稻种系统发育过程为基础的五级分类法:第一级为籼粳亚种,籼亚种为基本型,粳亚种为变异型;第二级为晚季稻与早、中季稻的气候生态型,晚季稻为基本型,早、中季稻为变异型;第三级为水、陆稻地土生态型,水稻为基本型,陆稻为变异型;第四级为粘、糯稻的淀粉性论文质变异性,粘为基本型,糯为变异型;第五级为品种的栽培特性与形态特征。丁颖对收集到的6000多份栽培品种进行了分类研究,并把它们保存下来,为以后良种选育工作提供了丰富的原始材料。我国第一个矮秆良种“广场矮”的育成就是利用了保存下来的农家品种“矮仔粘”的矮秆基因。
丁颖多次到华南地区进行野生稻考察。1926年在广州东郊犀牛尾沼泽地首次发现野生稻,从野生稻的地下茎、植株型态和染色体数等方面研究,并用“犀牛尾”野生稻与农家品种“竹粘”杂交育成“中山1号”,这是世界上首次用野生稻育成栽培稻的科学实验。经过几十年的试验研究,丁老先后育成60多个水稻良种。其中,1936年用印度野生稻与中国栽培稻杂交,育成世界上第一个“千粒穗”优良稻种;经过多年试验育成的“包胎矮”,在华南地区广泛种植,生产应用达半个世纪[4]。
(2)袁隆平:杂交水稻之父、中国工程院院士。从1964年开始,袁隆平研究杂交水稻,1973年实现三系配套,1974年育成第一个杂交水稻强优组合南优2号,1975年研制成功杂交水稻种植技术,从而为大面积推广杂交水稻奠定了基础。1985年提出杂交水稻育种的战略设想,为杂交水稻的进一步发展指明了方向。1995年研制成功两系杂交水稻,1997年提出超级杂交稻育种技术路线,2000年实现了农业部制定的中国超级稻育种的第一期目标,2004年提前一年实现了超级稻第二期目标。水稻方面重要的院士还有谢华安:汕优63之父(我国单品种推广面积最大的品种);张启发:转基因水稻之父,中国科学院院士;朱英国:红莲型杂交水稻之父;谢联辉:研究水稻病毒病,中国科学院院士;黄耀祥:矮稻之父;周开达:研究籼亚种内品种间杂交;卢永根:研究籼、粳亚种间不育性;陈温福:研究超级稻育种理论与实践;李家洋:研究分子辅助育种改良水稻品质;林鸿宣:利用水稻基因组项目研究获得的大量遗传信息开展作物重要性状遗传与功能基因的研究等[5]。
2大米的加工技术
2.1普通大米的生产技术
普通大米指中国市场消费量最大的、用做主食米饭的大米。
普通大米的完整生产工艺包括:原料接收、干燥、暂存、清理、砻谷、碾米、白米整理、计量包装等工段(根据稻谷水分情况和企业的实际情况,干燥等工段可不需要)。
2.2清洁米的生产技术
清洁米,又名免淘米、免洗米,指经过特定工艺加工的、糠粉含量等指标符合标准规定,不经淘洗就可做饭的商品大米。
普通大米在用水淘洗过程中会损失质量分数为5.5%~6.5%的蛋白质、质量分数为18.2%~23.2%的钙、质量分数为17.7%~46.9%的铁,并损失部分B族维生素。含有这些营养物质的淘米水不经处理直接进入城乡排水系统,既对环境造成不利影响,又浪费了宝贵的天然营养素资源。清洁米省去了手工洗米环节,可以简化家务劳动,更重要的是可以节约巨量的淘米用水,减轻各城市处理城市生活污水的负荷,(在生产环节)回收更多的糠粉等有机物用于生产有机肥等产品,一举多得。清洁米的生产是在普通大米生产的白米整理工段与包装工段之间设置了特殊的清洁米加工工段。目前我国有一些企业将经过抛光的大米也称之为免淘米,实际上仅经过抛光处理的大米从产品质量指标、卫生指标都未达到有关标准的要求。清洁米在日本受到市场青睐,曾在清洁米的耗能和对环境的影响等问题上存在争议。日本土壤协会的一项调查结果表明,清洁米耗能少于普通大米,人们对于生产清洁米对环境影响的疑虑也是不必要的。
2.3留胚米、蒸谷米等富营养大米的生产技术
2.3.1留胚米的生产技术
留胚米,指米粒米胚保留率为80%以上,或米胚的质量占2%以上的大米。留胚米充分利用了米胚的营养,同时还可以提高出米率,一举多得。
2.3.2蒸谷米的生产技术
蒸谷米,又名半煮米,指原料(稻谷或糙米)先经水热处理后再进行加工所得到的一类大米产品。2000多年前我国浙江、安徽、四川、广东等地均有生产。解放前,都是手工作坊加工,直到20世纪60年代才实现机械化生产。2004-11,亚洲最大的蒸谷米厂在江西南昌正式投产。
蒸谷米由于在浸泡过程中,糠层中的营养物质随浸泡水渗透到米粒胚乳的内部,增加了蒸谷米的营养价值。与普通米相比,蒸谷米的磷、铁等微量元素含量分别高60%左右,硫胺素、尼克酸等维生素含量高70%左右。由于经过水热处理,除营养价值比普通大米高之外,蒸谷米还具有耐储存、蒸煮时间短、易消化吸收、膨胀性大(出饭率高)等优点。与生产普通大米相比,生产蒸谷米时整米率高、产出米糠的出油率高。
2.3.3发芽糙米的生产技术
发芽法是先将大米发芽至一定芽长,然后再加工得到的由幼芽和带糠层的胚乳所组成的制品。发芽不仅增加米粒的营养含量,还使发芽制品具有了一定的特殊功效。如据《本草纲目》记载,谷芽有“甘平、健胃、开胃、下气、消食之功效,助消化而不伤胃气”。
发芽后的糙米使糠层纤维被酶解软化,从而改善了糙米的蒸煮、吸收性。发芽糙米实质上是糙米活化,糙米芽体是具有旺盛生命活力的活体。发芽糙米的芽长为0.5~1mm时,大米的营养价值处于最高状态,其营养价值超过糙米,更远胜于白米。发芽糙米与白米相比有如下特征:特征一,富含γ-氨基丁酸(GABA),25~50mg/(100g),含量是糙米的2倍,普通大米的9倍。GABA是蛋白质的一种组分,在哺乳动物的脑、骨髓中存在。GABA作为药品可用于改善大脑的血流、增强氧的供给,改善大脑代谢,有助于治疗脑中风、头部外伤后遗症、脑动脉硬化后遗症;对降低血压有直接作用,并对改善肝脏、肾脏的功能也有作用。
特征二,含有较多生育酚。可以防止皮肤氧化损伤,保持皮肤中VE正常水平,抗血管硬化。
特征三,含有大量的食物纤维,比糙米多15%,比白米多2.7倍。米糠中的食物纤维能增加肠胃的蠕动,改善消化道有益菌群的环境。
特征四,含有丰富的抗脂质氧化的物质,如阿魏酸、植酸、谷维素、三烯生育酚等。阿魏酸、植酸、生育酚均为抗氧化成分,能在体内有效捕捉活性氧,消除其毒性,并可促进皮肤的新陈代谢。
特征五,含有丰富的微量元素。糙米中微量元素大部分与植酸结合在一起,成为颗粒,食用时几乎不为人体所吸收。而糙米发芽后,这些与植酸结合的微量元素则呈游离状态,容易被人体吸收。特征六,含有白米中很少或几乎不含的许多物质,如已知的有:肌醇、植物甾醇、二十四醇、二十六醇、二十八醇等。这些物质有调整人体的血脂水平及提高人体的免疫力功效。
特征七,发芽糙米含有丰富的活性物质,如多种活性酶等。
2.3.4营养强化大米生产技术
(1)大米营养强化方法
世界各国所生产营养强化米种类很多,主要可归纳为内持营养素强化米和外加营养素强化米两大类。
①内持法。借助保存米粒自身外层或胚所含营养素,籍以提高大米营养价值。按工艺方法又可分为:蒸谷米(通过湿热处理将米糠层营养物质转移至大米内部)、留胚米(通过特殊碾磨方式将富含营养素胚芽留存在成品米粒中)和回归米(将稻谷先行碾制,然后将糠及胚中营养成分抽取出来,再重新加入米粒中)。
②外加法。一种是将营养素配置成溶液,由米粒浸吸进去或涂复在米粒面上以提高大米营养价值;另一种是将营养素与淀粉类原料制成与米粒相似之颗粒,然后将营养粒以一定的比例与普通米混合,使混合大米有人体需要的足量营养素。以内持法加工的一般称为营养米,而外加法加工的一般称为强化米。
(2)大米强化工艺技术
大米营养强化生产工艺主要有浸吸法、涂膜法及挤压强化法等。浸吸法强化范围较广,包括维生素、无机盐和氨基酸等,可添加一种,也可同时添加多种强化剂。涂膜法是将清洁米粒在洁净的车间经过多道涂膜,将营养液覆盖在米粒的表面。美国、日本都采用涂膜法生产营养强化大米,我国天津、吉林、江苏等地也有企业用此法生产。挤压强化法是以碎米为原料,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,得到营养强化大米。该方法是将营养素与米粉混合后重新制粒成米粒,所以营养素分布均一性和稳定性较好[6]。