全 文 ：收稿日期:2000-07-18
项目来源:国家“九五”科技攻关项目(98-09-04-02)
作者简介:安红周(1968-),男 , 河南焦作人 ,工程师 , 硕士 ,主要
从事谷物精深加工 、谷物品质改良等方面的研究.
文章编号:1671-1629(2001)02-0021-04
糙米碾白前调质的新技术途径
安红周1 , 姚惠源2 , 朱永义3
(1.郑州工程学院 科研处 ,河南 郑州 450052;2.江南大学食品学院 ,江苏 无锡 214036;
3.郑州工程学院 粮油食品学院 ,河南 郑州 450052)
摘要:传统的碾米工艺大多采用净糙直接碾白的方法 ,该工艺对于低水分的糙米容易产生碎
米.本文介绍一种科学 、简便 、经济的新技术—糙米超声波喷雾调质技术 ,它能有效地改善糙米
的加工特性 ,降低碎米率 ,提高碾米加工厂的经济效益.
关键词:糙米;超声波喷雾;调质
中图分类号:TS212　　　　文献标识码:A
　　1998年全球稻谷产量约为 5.7亿 t ,中国总产
为1.99亿 t ,约占 35%,居世界首位 ,其中口粮消
费约占总产量的 85%.因此 ,提高出米率 、降低碎
米率 、改善稻米品质 、提高企业的经济效益成为科
技人员和企业孜孜以求的奋斗目标.
稻谷收获后流通加工技术总体上可分为两种
模式:我国及东南亚国家以稻谷流通加工为主体;
日本则以糙米流通加工为主体;美国 、泰国等则两
种模式都有所应用.由于以稻谷为原料需用仓容
大 ,流通费用高 ,稻壳不能集中利用等弊端 ,近年
来 ,在我国要求采用以糙米流通加工为主体的稻
谷收获后技术的呼声愈来愈高 ,并拟逐步开始研
究 、开发实施[ 1] .然而 ,对于我国这样一个产稻谷
大国来说 ,转变为糙米流通加工模式 ,还需要一个
较长期的实施过程.因此 ,对于目前的碾米企业来
讲 ,采用糙米碾白前微量调质技术仍不失为科学 、
简便 、经济的良策.
1　糙米碾白前调质技术的起源与发展
1.1　调质技术的起源与调质目的
国际上糙米流通加工以日本的技术最先进 ,
糙米调质的研究起步较早 ,从 1955年开始 ,日本
经济高速增长 , 20世纪 50年代末期日本现代大
型精米加工厂急剧增加 ,民间的技术研究开发投
资高涨 ,主要以应用技术为主 ,并在 20世纪 70 ～
80年代达到全面发展[ 2 , 3] .日本研究人员从味道
测试和品尝试验结果中发现 ,白米水分在 14%以
下味道明显不好 ,而水分在 14%～ 17%的白米味
道良好.北海道大学研究人员通过糙米调质研究
发现 ,碾白时糙米硬度的理想范围是68 ～ 78 N(见
图 1);另外根据日本精米的质量要求 ,得到碾白
时糙米最佳温度和水分分别为 15 ～ 25℃、15.5%
～ 16.5%[ 4] .但由于米糠容易酸败及其他化学变
化 ,如果长期常规条件下保存糙米就会加速陈化
劣变和水分损失 ,造成糙米碾制后大米水分较低 、
食用品质变差.因此 ,日本国从 20世纪 50年代初
开始采用低温和准低温仓保持储藏糙米的品质 ,
目前日本已达到 300万 t低温仓(15℃以下 ,相对
湿度 70%～ 80%)和准低温仓(20℃以下 ,相对湿
度 70%～ 80%)收储糙米 ,存储时间一般为 1 a左
右 ,已完全达到糙米平衡水分 ,水分约为 14.5%
～ 16.2%,碾制后白米水分接近于最佳食味要求
和日本精米标准对水分的要求 ,并且还稍微改善
了糙米的碾制特性[ 1 ,5] .
日本存储糙米调质目的主要是改善白米食用
品质和提高碾白效率 ,获得最大的经济利益.然而
水分愈高 ,糙米硬度有所下降(见图 2).从图 2可
发现 ,存储调质糙米(水分为 15%)比未调质糙米
的(水分为 13.8%)产生碎米的可能性更大[ 4 ,6～ 8] .
自20世纪 80年代开始 ,日本开始进行碾白之前只
将糙米的糠层加温 、加湿 , 在不降低糙米刚度的情
第 22卷第 2期　　　　　　　 　　　　郑州工程学院学报　　　　　　　　　　 　Vol.22 ,No.2
2001年 6月　　　　　　　　Journal of Zhengzhou Institute of Technology　　　　 　　　　Jun.2001
DOI :10.16433/j.cnki.issn1673-2383.2001.02.005
图 1　糙米水分含量与硬度的关系
况下只在糊粉层以上进行软化的装置研究并应用
于工厂 ,据报道此方法不但抑制了碎米的发生 ,降
低了电耗 ,而且提高了碾白效率和脱胚率.
图 2　调质前后糙米硬度与碎米发生范围
1.2　碾白前糙米微量调质技术的发展
在日本 ,采用糙米碾白前微量调质的方法来
改善糙米的加工特性已有近 20 a 的历史.针对日
本糙米品种的特点 ,日本在碾白前微量调质技术
方面进行了实验室糙米薄层和厚层通风加温 、加
湿研究 ,并在现代化精米厂得到应用[ 9 ,10] .有资料
表明 ,日本从事实验研究和技术开发的周期较短 ,
转化为生产力的速度很快.
起初 ,日本糙米碾白前微量调质技术采用直
接喷雾着水的方式进行调质 ,这样糙米在短时间
内水分急剧增加 ,反而造成碎米率升高 ,且着水的
均匀性难以控制[ 11 ～ 13] .20世纪 80年代初日本佐
竹公司研制了一套糙米调质装置(见图 3),它在
糙米进行精选后使用超声波加湿器和蒸汽发生装
置 ,通过风机往调质仓中送入温湿风 ,并润糙一定
时间 ,使水分进入糙米糊粉层以上再进入碾米机
进行碾白.该装置主要用于改善糙米在低温时的
碾制效果 ,由中试实验结果得知 ,使用糙米调质装
置可减少碾白时的水分损失 ,出米率稍有提高 ,糙
米的加工特性有所改善 ,至此碾米厂纷纷采用调
质装置将精选后的糙米温度和水分调整到易于碾
制的状态 ,不但在冬季使用 ,而且在其他季节也可
使用[ 14] .
在20世纪 80年代末 90年代初 ,日本在糙米
碾白前调质的技术开发研究进度迅速 ,采用多种
方式及装置对糙米调质的技术获得多项专
利[ 12 ,13 , 15～ 17] ,并逐步趋向采用超声波加湿的方式
对糙米调质.超声波加湿器产生的水微粒子与其
他方式如蒸汽加湿 、汽化式加湿相比是最细的 ,利
用超声波产生的水雾能很快与空气混合 ,糙米吸
收水分速度较快 、水分更均匀.由于超声波加湿器
雾化量有限及价格昂贵 ,对于碾米厂投资较大 ,人
们采用经济的蒸汽发生器与超声波加湿器混合使
用 ,以相互弥补不足.
图 3　调质装置的组成部分和循环空气的流动状态
2　日本糙米碾白前超声波调质装置
的应用
　　该装置主要由调质仓 、通风机 、布袋除尘器 、
热交换器 、超声波加湿器 、蒸汽发生器等部分组
22　　　　　　　　　　　　　　　　　郑州工程学院学报　　　　　　　　　　　　 　第 22卷
成 ,循环空气的流动状态如图 3所示.当糙米连续
通过调仓时 ,通过风机 、热交换器 、超声波加湿器 、
蒸汽发生器产生温湿风便对糙米的表层进行加
温 、加湿 ,根据糙米的品种 、水分 、加工特性再润糙
一定时间 ,然后再进入碾米机加工 ,向井敏彦在
20世纪 80年代初利用上述装置 ,使用康拜斯 CP-
4A型碾米机 ,用三道碾白工序对同一种糙米 ,在
有和没有调质装置的情况下分别进行碾白实
验[ 18] .现将实验结果大体总结如下(见表 1).
表 1　糙米调质与未调质碾白结果比较
调质装
置使用
水分
增加
/ %
出米率/ %
白度
上升
/ %
水分
损失
/ %
总电
流值
/A
碎米率
/ %
胚芽残
留率
/ %
米糠水分/ %
第一道
米机
第二道
米机
不使用 0 89.83 89.83＊ 18.3 0.3 251 2.23 15.3 10.84 11.12
使用 0.5 90.05 90.19＊ 18.6 0.0 239 2.10 12.7 13.45 12.45
　　＊比较白度上升相同情况下的出米率.
　　由上述实验结果可看出:
(1)使用调质装置时糙米的出米率 、碾白后白
米白度稍有提高 ,碎米率有所降低.
(2)使用调质装置在糙米水分增加 0.5%的
情况下 ,白米水分损失几乎为零.
(3)使用调质装置时碾白时总电流值约下降
了4.8%,胚芽残留率提高了 17%左右.
(4)使用调质装置时米糠水分有较大幅度的
上升 ,特别是在第一道碾米机.
根据实验结果得知 ,使用调质装置可减少碾
白时的水分损失 ,出米率 、整米率稍有提高.糙米
的加工特性有所改善 ,但米糠水分增加较多 ,会对
米糠的综合利用产生不利的影响[ 19] .
3　糙米碾白前糙米微量调质技术在
我国的应用及发展前景
3.1　糙米碾白前糙米微量调质技术在我国的应
用
我国是世界上第一大稻谷生产国 ,碾米工业
技术及装备在国际碾米工业界占有一席之地.但
目前国内尚无专用的糙米微量调质设备 ,只有部
分米厂设置调质工艺 ,而且大都采用小麦着水设
备或者简易的喷雾着水装置[ 20 ～ 23] .为了保持稻
谷的食用品质 ,我国通常采用常温通风储藏的方
式储存稻谷以降低储藏温度和水分 ,达到安全储
粮的目的 ,长期储存稻谷水分降低更多 ,一般为
11%～ 13%,甚至更低 ,虽有效地延缓稻谷的陈化
过程 ,但是稻谷水分偏低 ,糠层和胚乳 、胚部分结
合更加紧密 ,脆性增加 ,在加工过程中 ,由于米糠
难剥离 ,故碾米机使用的碾削力大 ,因而碎米率升
高 、出米率降低 、电耗增加 ,而且食味有所下降 ,严
重地影响了碾米企业的经济效益[ 24] ,糙米微量调
质技术的研究开发已迫在眉睫.笔者在 1998年至
今对我国大宗糙米品种籼型杂交糙米 、粳糙米进
行了初步的调质实验 ,糙米水分为 11 ～ 13%,发
现只要在适当时间对糙米微量调质 0.2%～ 1.4%
水分 ,糙米的碎米率都有所下降 ,特别对粳糙米效
果更加明显[ 25] .
3.2　我国在糙米调质技术方面有待研究的问题
日本稻谷绝大多数属于粳稻 ,而我国稻谷品
种繁多 ,推广面积不一 ,大多数为杂交稻和籼稻;
稻谷大都采用常温储藏 ,水分偏低 ,更有调质的必
要.因此 ,要根据我国国情 ,研究适合不同品种的
糙米调质工艺参数;糙米的着水量 、润糙时间 、调
质温度 ,并且加强糙米的精选 ,尽量做到同一品质
的糙米品种单独存放[ 26] .
糙米微量调质后 ,下一道工序是进入碾米机
中进行碾白 ,碾米作用是将米粒从外层向内部依
次将果皮 、种皮 、糊粉层和部分米胚除掉 ,使谷粒
的内部组织露出表面.碾米作用可大体分为磨擦
式和碾削式 ,如何调整两种方式的比例和碾米机
参数 ,更有效地发挥碾米作用也是保证糙米调质
效果的重要方面.
由于糙米微量调质 ,势必造成米糠的水分有
所增加 ,米糠的稳定受到影响 ,因此 ,应研究米糠
的进一步劣变 ,为米糠的综合利用提供良好的原
料.
糙米调质技术的应用 ,人们最关心的是糙米
调质的方式及设备选型 ,这是出于经济和品质的
考虑 ,所以 ,研究适合我国国情 、投资小 、多规格的
专用调质设备是该项技术得以推广应用的关键.
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THE NEW TECHNIQUE OF BROWN RICE
CONDITIONING BEFORE MILLING
AN Hong-zhou1 , YAO Hui-yuan2 , ZHU Yong-yi3
(1.Scientific Research Department , Zhengzhou Institute of Technology , Zhengzhou 450052 , China ;
2.Food Science School , Jiangnan University , Wuxi 214036 , China;
3.School of Grain ,oil and Food;Zhengzhou Institute of Technology , Zhengzhou 450052 , China)
Abstract:The method of cleaned brown rice milled directly is usually used in traditional milling process in which
broken rice of low noisture content is easily produced.A new scientific simple and economical technique of brown
rice conditioning by ultrasonic wave humidifying device is introduced in this paper.Ir can improved milling charac-
teristics effectively , lower broken rice release and raise economy benefits of mills.
Key words:brown rice;ultrasonic wave humidifier;conditioning
24　　　　　　　　　　　　　　　　　郑州工程学院学报　　　　　　　　　　　　 　第 22卷