大米加工副产物的综合利用
摘要:稻米是世界上产量最大的谷物,在2011年稻米的产量多达7亿t,其中我国年产量多达2亿t,排名在世界首位。
随着稻谷在国计民生中战略地位的日益提升,稻谷加工技术的发展也越來越受到重视。
在一些发达国家大米生产技术比较成熟的情况下,有很多制米企业将科研的重心转移到稻谷的深加工和综合利用方向上。
我国的大米主要作为口粮消费,根据国家粮食局统计,我国粮食在生产加工后的损失惊人,但作为口粮消费的大米附加值低,增值有限。
谷物除了加工主产大米外,还可以将主产品及其副产物,如碎米、米糠、米胚、稻壳等进行再加工提炼,制成新的产品,实现物尽其用。
长期以来，我国稻谷加工处于仅满足口粮的状态,而每年稻谷加工所产生的4000万吨稻壳、3000多万吨碎米、1400多万吨米糠等有价值的副产品尚未得到很好的开发利用。
目前我国大量的稻谷转化和深加工是当务之急。
实施稻米深加工高效增值全利用产业化技术，可使我国从稻米生产大国向稻米生产强国转变,低效农业向高效农业转变。
随着人民生活水平的提高，人们对大米口感的要求也越来越高,因此大米精度不断提高,产品分级整理逐步加强。
稻谷加工后的副产物有米糠稻壳、碎米等,且大米加工后的副产物具有丰富的生物活性及营养物质,经济价值潜力很大,以稻谷加工的副产物米糠为例,日本米糠的综合利用率达到100%,同为发展中国家的印度也达到了30%,而我国米糠的综合利用率尚不足20%,资源浪费严重。
1碎米
1.1碎米的营养价值
碎米是指稻谷在脱壳、碾米等机械加工过程中产生的破碎米粒,按粒形大小分为大碎米和小碎米,稻米的主要成分是大量淀粉、少量蛋白以及微量的其它物质。
稻米的组成有皮层、胚乳和胚三部分,研究表明，稻米皮含蛋白、维生素、膳食纤维.植酸以及铁、钙、锌等微量营养元素;稻米胚乳中淀粉和蛋白质较高,而脂肪、灰分和纤维素的含量都极少,胚乳是食用部分，也是低脂肪和低热量食品重要的原料或配料;稻米胚中还含有蛋白质、脂肪、可溶性糖和维生素,其中,稻米中B族维生素含量较高;整米的化学成分和碎米的较为相似，它的主要构成是75%左右的淀粉、8%左右的蛋白质、少量的脂类和其它的生理活性物质等。
同时,碎米还富含B族维生素及钙、磷、钾铁等矿物质。
1.2碎米的综合利用
1.2.1制饮料
碎米中含有营养较为丰富的水提取物，用它加工制得饮料,具有明显的美容(使皮肤光滑细腻)效果,同时对特异性皮肤炎症也有-定的疗效,碎米饮料是一种具有良好前景的美容饮料。
1.2.2碎米淀粉的应用
稻米中有很丰富的淀粉。
稻米淀粉的特性与其它淀粉也有很大的差别。
与其它谷物淀粉颗粒相比，稻米淀粉颗粒小,且有较为均匀的粒度,不易引起过敏性反应,而且香味柔和,糊化后吸水快,质构非常柔滑似奶油,具有脂肪口感,且容易涂抹开。
蜡质米淀粉除有类似脂肪性质外，还具有极好的冻融稳定性,可防止冷冻过程中脱水收缩。
基于米淀粉这些特性,它主要应用于以下几个方面:①生产大米多孔淀粉;②生产抗性淀粉;③作为脂肪的替代物。
1.2.3碎米蛋白的应用
米蛋白是公认的优质植物蛋白,它的低过敏性、高营养性一直为国内外食品学者所青睐。
米蛋白的应用主要有以下几个方面:①生产大米浓缩蛋白或分离蛋白;②生产大米改性蛋白。
1.2.4其它方面的应用
利用碎米还可以开发人造米、米面包、米粉、米饮料等。
1.3碎米的应用展望
碎米转化为多孔淀粉、缓释淀粉与新脂肪替代物和低过敏性蛋白质的技术，是应用生物技术把谷物转化为高附加值产品的新技术。
新脂肪替代物特别具有市场前景，它十分适合加工酸奶、部分替代奶油的乳制品，它具有奶油样的外观及非常接近奶油.的口感，通过不同含量的调控可加工成供人造奶油的加氢油脂。
改性米淀粉已经正式用于无奶油奶酪、低脂肪冰淇淋、无脂肪人造奶油、沙司和凉菜调料的生产,产生了显著的经济效益。
缓释淀粉已经证实了它的有效性,改善了糖负荷,将成为适合糖尿病患者的新食品。
可见我国碎米转化市场巨大、前景广阔。
2米糠
米糠是稻谷经过加工后产生的一种副产品,又叫作米皮。
米糠是稻谷糙米中的表面层,含有糖、脂肪、蛋白质、维生素和其它化学成分。
米糠不含胆固醇,其蛋白质氨基酸种类齐全,其中赖氨酸、色氨酸和苏氨酸含量高于玉米;营养质量可与鸡蛋蛋白媲美,米糠主要包含不饱和的脂肪酸,必需脂肪酸含量为47%,还含有70余种的抗氧化成分。
因此,米糠在国外称为“天赐的营养源”。
中国的水稻生产量足够,水稻米糠资源特别丰富。
估计米糠综合利用的经济效益增加10倍以上。
近年来,很多科研工作者专注于水稻米糠研究、开发和利用,并卓有成效。
米糠矿物质含量丰富,锌、铁、锰、钾、镁、硅含量较高。
2.1 米糠油的利用
米糠中粗脂肪的质量分数约15%~20%，压榨法或溶剂浸出法，如超临界二氧化碳浸出法、酶法从米糠得到液体的米糠油浸出米糠和内涵米糠饼(粕)，毛油经脱色除臭和其他过程提炼精制得到米糠油,米糠油粗脂肪含约15%~20% .饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量85%。
其中软脂酸13%~18%, 油酸40%~50% ,还有26%~35%的亚油酸。
此外,还含有蛋白质、纤维素和其它成分。
2.1.1在食品中
米糠油由于其气味芳香、耐高温、耐储存、几乎没有有害物质等优点而受到广泛的关注，它作为油炸食品油，对鱼、小吃的风味具有协同效应。
米糠油还可以用于制造人造奶油、人造黄油和色拉油,米糠油作为烹饪原料有刺激食欲、改善肠胃的功能。
2.1.2在医疗中
米糠油中不饱和脂肪酸可以改善人体固醇激素,降低其过度沉积在血管壁的分布,预防和治疗心血管疾病、高脂血症及动脉粥样硬化等。
米糠油含有维生素E、角鲨烯,活性脂肪酸、谷甾醇、豆甾醇、阿魏酸等其它成分,对于调节人体的生理功能、健脑益智，抗炎抗药抗衰老有重要作用。
2.1.3在洗涤化妆品中
米糠油在化工行业中应用广泛,表面活性剂、化妆品和香料，如乙酰化的米糠油由于容易形成持久的防水防护膜,柔和调节功能,可以作为手或身体保湿霜、柔软剂等，其产品的生产与发展也可在洗发水和护发护理配方使头发柔软。
聚氧乙烯醚米糠油的洗发水、洗衣粉、洗手液、沐浴液,可以减少皮肤的干燥感,产生光泽感,可以保护皮肤和头发。
季氨化的米糠油护发素大大改善干燥的头发，使其具有易梳理性,甚至还有均匀染发的作用。
2.2植酸钙.
植酸钙,也称为phillin, 被广泛应用于工业生产肌醇原料。
此外,在发酵工业中,植酸钙可以取代
磷酸钾作为扩散剂的醇的酵母培养，使乙醇组合物增加,味道变得更加芳香;在食品工业中作为防腐剂;能在制药行业中使用,制备成内科用药，有助于促进人体新陈代谢,恢复磷的平衡和补脑的效果。
2.3米糠在畜禽饲料中的应用
目前用于畜牧业的米糠主要有全脂米糠和脱脂米糠，脱脂米糠指的是提取米糠中的脂肪即米糠油后的米糠,一般是为了减少米糠脂肪酸败,延长贮存期。
米糠营养丰富,是较好的能量饲料,且价格低于玉米和小麦麸。
2.4应用前景
米糠在国外的综合利用已经逐步开始采用生物工程技术,而在我国目前尚处于初始阶段,仅少部分作为畜牧饲料的原料。
随着人们认识的加深和技术的发展，米糠在饲料中大量应用和作为巨大的可再生资源，在未来将有很好的发展前途，如果合理利用,将会产生不可估量的经济效益。
3稻壳
稻谷加工的主要副产品还有稻壳，我匡每年产出稻壳量在3.6亿t以上，是一种量大价廉的再生资源。
稻壳中富含木质素和硅质，脂肪含量极低,这就导致了它的吸水性较差，直接施放到田间作肥料不易腐烂,所以导致了稻壳的利用受到了限制。
3.1稻壳的物理和化学性质
稻壳表面粗糙、有细小毛刺、呈空心梭形状，长度一般在5mm左右，宽约2.5~5mm，厚不到0.5mm。
稻壳富含半纤维素、纤维素、木质素、戊聚糖二氧化硅,其中脂肪、蛋白质含量极低。
3.1.1制备白炭黑、活性炭和高模数硅酸钾的良好原料
众所周知，活性炭广泛应用于生产领域和环境保护。
生产活性炭以稻壳为原料不仅成本低,而且含杂少,满足了食品加工方面的需求,潜力巨大。
高模数硅酸钾的用途也十分广泛,主要用于电视荧光粉、防火剂、高温涂料粘合剂、洗涤剂、还原染料、高级陶瓷涂料等。
目前硅酸钾是以石英为原料与苛性碱反应,反应活性高,产品纯度高,可为硅酸钾的生产开辟一条新路。
目前国外已利用稻壳成功开发出活性炭、白炭黑、木糖等产品。
3.1.2生产生活用品
稻壳对皮肤的新陈代谢有很大的改善作用,因为稻壳中有多种维生素酶以及膳食纤维;日本一些企业利用稻壳制造出的香皂化妆水及化妆品，也受到了女性消费者的青睐。
稻壳中还有许多人类不知道的成分,它的开发还有很大的空间,其利用前景将是十分广阔的。
3.1.3作为能源
由于稻壳作为能源是可更新的，所以有了更大的吸引力，而石油、天然气、煤炭则是不可再生能源，所以稻壳最实际的用途就是作为新能源。
3.2结论
综上所述,稻壳综合利用的前景广阔，以廉价的稻壳为原料,经过一系列的加工和特殊的工艺处理，可制备多种附加产品。
稻壳的综合利用可以回收资源和能源，创造经济效益，符合国家节能减排和可持续发展的基本国策。