大米淀粉的研究进展与应用现状摘要：大米淀粉是一种重要的谷物淀粉，它是大米中最主要的成分，含量高达80%左右，并且大米淀粉以其独特的物理化学性质广泛应用于食品、纺织等行业。
本文概述了大米淀粉的颗粒结构、分子结构特点和大米淀粉中的非淀粉组分（蛋白质和脂质）的性质及其对淀粉性能的影响；分析了大米淀粉的特性及其提取方法；最后介绍了大米淀粉和大米变性淀粉的性质及其开发应用情况。
关键词：大米淀粉；研究进展；应用现状The Research Progress and Application Status of Rice Starch Abstract: Rice starch is a major economic sector of rice. It is widely used in recent years. This paper reviewed the rice starch morphological structure, composition, specific characteristic and extraction process, and the application status of rice starch in various fields. At the end of the article, the application prospect of rice starch is also presented.Key Words: rice starch; research progress; application status大米是我国及东南亚国家的主要粮食，主要成分是淀粉，含量高达80%左右。
大米产量很大，仅我国就年产约1.8亿吨，不过由于其价格较高又是人们的主要口粮，所以一般只在产量集中的部分地区才用于加工淀粉及其深加工产品。
因此，和玉米淀粉、薯类淀粉相比，大米淀粉的生产及其深加工相对比较落后。
目前，淀粉工业的三大主要原料是玉米、小麦和马铃薯，而大米淀粉只占13%，不到玉米的一半，列第4位，并且，相较玉米、小麦和马铃薯淀粉，大米淀粉的价格一直较高，因而使大米淀粉的广泛应用受到了很大的限制。
但是，随着淀粉应用领域的不断拓展、淀粉研究的进一步深入，研究者发现大米淀粉具有一些特殊的结构和性质，决定了它能更好地满足一些特殊应用行业的要求，因此，开发一些附加值较高的大米淀粉及其深加工产品具有深远的意义【1，2】。
1大米淀粉的研究进展1.1大米淀粉的形态和结构1.1.1大米淀粉颗粒形态大米中的淀粉分子是以淀粉颗粒的形式存在，并且淀粉颗粒是透明的。
大米淀粉是已知谷物淀粉颗粒中最小的一种，单粒淀粉颗粒大小约为3um～8um，其形状多数呈不规则的多角形，且棱角显著。
大米品种不同，其淀粉颗粒大小也有明显的差异，一般糯米的淀粉颗粒比粳米和籼米的大。
许多植物淀粉颗粒在细胞的淀粉质体或叶绿体中是以单粒形式存在的，然而，大米淀粉仅以复合淀粉粒形式存在于单个淀粉质体中，呈球形或椭圆形，其内包含约20～60个小淀粉颗粒，并且复合淀粉粒表面有许多孔洞【1，3】。
1.1.2 大米淀粉的结构特点如上所述，大米淀粉在细胞质体中形成，其淀粉粒是由支链淀粉分子以疏密相间结晶区与无定形非结晶区组合而成，中间掺入以螺旋结构形式直链淀粉分子。
大米淀粉本质上是a-D-葡萄糖多聚体，从化学观点看，可分为两种类型多聚体。
一种是直链型多聚体-直链淀粉，另一种是高分支型多聚体-支链淀粉。
支链淀粉是大部分淀粉的最主要组成，而且被认为是形成淀粉颗粒形状和结构的主要因素。
大米直链淀粉的结构特征与小麦、玉米淀粉相似，但与马铃薯淀粉和木薯淀粉相比，其分子链要短得多。
和玉米淀粉相比，大米直链淀粉含量相对较低，尚未发现含量高达40%～80%的高直链大米淀粉【4】。
1.2大米淀粉的组成精制大米主要由淀粉、蛋白质、纤维素和脂质组成，即使经过多次精制，所分出的大米淀粉中仍含有少量非淀粉组分，如蛋白质、脂质、磷以及一些微量元素等。
这些物质有些是在植物生长过程中自然沉积在淀粉颗粒中的，有些则是在淀粉加工过程中所引进的，它们对淀粉的物理化学性质有一定的影响【3】。
大米中的蛋白质一般存在于大米淀粉颗粒的外表面或填充在淀粉颗粒中，淀粉与蛋白质所形成的复合物主要包括直链淀粉和蜡质基因蛋白或者是与颗粒结合在一起的淀粉合成酶。
不同来源的大米淀粉结合蛋白的含量相差很大。
一般说，籼米淀粉中结合蛋白的含量要比粳米和糯米淀粉大得多。
同时大米蛋白对大米淀粉的物理化学性质有一定的影响，如果用酶法去除大米淀粉中的结合蛋白，能加速大米淀粉的糊化，其峰值粘度、表观粘度、屈服应力和稠度指数也相应增大。
脂质包括脂肪和类脂，大米淀粉中脂肪的主要成分是脂肪酸，类脂物质主要是蜡和磷脂。
与薯类淀粉相比，大米淀粉中脂质含量较高，而且，来源不同的大米淀粉脂质含量也相差较大。
同蛋白一样，脂质对大米淀粉的物理化学性质也有一定的影响，若用甲醇将脂质除去，则大米淀粉的糊化温度和凝胶粘度将降低，并能增加凝胶的稠度，另外，脂质还能抑制大米淀粉的回生。
此外，大米淀粉中灰分含量和磷含量较薯类淀粉要少得多，而且与淀粉的类型和提纯方法有关，糯米淀粉中磷含量远小于籼米淀粉和粳米淀粉【3】。
1.3大米淀粉的特性1.3.1 消化特性淀粉是一种重要的碳水化合物，它可以被小肠中的胰淀粉酶水解。
按照它在小肠中消化吸收的速度不同可分为快速消化淀粉、缓慢消化淀粉和抗性淀粉。
采用a-淀粉酶对淀粉的消化性进行体外测定发现，淀粉消化性的差异跟结晶类型、颗粒表面形态【5】和直链淀粉含量有关【6】，晶型为A型的淀粉不易被a-淀粉酶水解，而大米淀粉的晶型为A型【7】，由此可知，大米淀粉是不易被a-淀粉酶水解的。
淀粉中直链淀粉含量高可以形成较多的非结晶区，非结晶区由于其结构没有结晶区紧密，更容易被淀粉酶攻击【8】。
Gunaratne等人【5】认为，a-淀粉酶的水解作用是从淀粉颗粒表面开始的。
接近淀粉颗粒表面的结晶破坏以及表面形成凹坑(增大了酶吸附的表面积)利于淀粉的消化。
1.3.2 糊化特性当原淀粉加水调成乳浆后，加热达到一定温度(一般在65℃以上)时，淀粉颗粒突然膨胀，体积增大，淀粉乳变成粘稠的胶体溶液，这种现象称为糊化。
大米淀粉的糊化温度在68～78℃。
品种不同的大米，其糊化难易程度各异【9】。
采用不同的方法处理大米淀粉，对其糊化特性也有一定的影响【10】。
1.3.3老化（回生）特性淀粉的老化是一个淀粉分子从无序到有序的过程。
淀粉的老化包括两个独立的阶段：短期老化和长期老化。
短期老化是在淀粉凝胶的冷却过程中，直链淀粉螺旋体堆积形成结晶，老化的直链淀粉是生理学上重要的一类不可消化淀粉组分；长期老化发生在淀粉凝胶贮存过程中，它是由支链淀粉的重结晶引起的【11】。
支链淀粉的重结晶是引起淀粉老化的主要因素，另外，水分含量对淀粉老化也有一定的影响。
水分含量较低，短期老化速度较慢，糊化后的大米淀粉凝胶达到稳定的时间越长，水分含量为60％时，大米支链最易重结晶，淀粉体系的长期老化速度最快【12】。
通过浸泡发酵处理，大米淀粉的老化速度加快。
普鲁兰酶的适度处理可以加快大米淀粉的老化【13】。
1.3.4凝胶特性凝胶和老化的本质都是淀粉分子从无序趋于有序。
凝胶网络的形成是淀粉分子互相聚合缠绕形成三维网络结构。
淀粉在糊化后能够形成凝胶，形成凝胶的黏弹性与淀粉种类有关。
大米淀粉的凝胶速度和凝胶强度主要与淀粉中直链淀粉的含量有关，这是由于直链淀粉的存在，使得支链淀粉重结晶的晶核快速形成，从而加速了支链淀粉的重结晶【14】。
1.4大米淀粉的提取大米淀粉是各种淀粉中与蛋白质结合最牢固的一种淀粉，要想用纯物理方法分离得到蛋白质含量很低的淀粉比较困难。
由于大米蛋白质的组成中至少有80% 的碱溶性谷蛋白，经实践证明，碱法抽提是去除大米淀粉中蛋白质最有效办法之一，是最常用的大米淀粉工业制备方法，即用0.3％的碱液浸泡米粉，使蛋白质溶解，从而通过水洗将蛋白质去除。
虽然这种方法工艺简单，但会污染环境，并且降低了蛋白和淀粉的品质【15】。
而实验室制备大米淀粉常用的方法是表面活性剂法，即利用烷基苯磺酸钠等表面活性剂与蛋白质结合，使蛋白质形成络合物变性而使淀粉分离。
该方法存在表面活性剂污染的问题，所以限制了它的发展【16】。
另外也可以采用超声波法提取大米淀粉，但此方法由于能耗高，不适于作为独立提取方法，可以用来辅助其他提取方法【17】。
大米淀粉还可以通过酶解的方式进行提取，李翠莲等人采用酶法制备大米淀粉，研究结果表明采用中性蛋白酶处理，酶解温度45℃、酶用量0.5％、酶解时间18h，得蛋白质含量0.435％,淀粉提取率87.75％【18】。
Lumdubwong【19】和Martin 【20】等人采用酶解的方法分离纯化了大米淀粉，他们发现，用蛋白酶(用量为大米粉的 1.1%)在pH=10.0的条件下水解大米粉18h，淀粉的提取率可达95%，淀粉中的蛋白含量为0.5%。
Linfen Wang等人【21】对酶法和碱法分离大米淀粉进行了比较，发现酶法能提高淀粉的得率，减少对淀粉颗粒的破坏，能生产出质量较好的淀粉。
与碱法抽提相比，酶法提取在分离过程中不会产生碱和盐，淀粉提取率比碱法要高10%左右，但是，蛋白酶水解大米蛋白的效率通常比较低，要完全水解大米蛋白需要十几小时甚至更长。
提取的淀粉含有较多的脂质，并且，由于蛋白酶的价格较高，用酶法提纯大米淀粉的成本偏高，大约为碱法提取的两倍，因此，酶法在大米淀粉工业上的应用受到了一定的限制【16】。
此外，Guraya 等人【22】还研究发现，在有水存在的情况下，通过高压均质处理可使大米淀粉和蛋白质形成的复合物发生破裂，从而可以根据密度的不同进行离心分离。
该工艺采用物理方法，也不会引入盐类物质。
2 大米淀粉的应用现状2.1天然淀粉的应用2.1.1食品工业大米淀粉是一种非常细、非常纯白的粉末。
不论是粉末状还是胶体状，大米淀粉都具有相当纯正的风味；在糊化状态下，大米淀粉具有温和、光滑、类似奶油的口感以及容易涂抹开的特性。
因此，大米淀粉胶可作为增稠剂用于羹汤、沙司和方便米饭中，并能很好地改善食品的口味。
由于大米淀粉颗粒和均质后的脂肪球具有几乎相同的尺寸，因此，大米淀粉与脂肪具有相似的质感，可以在某些食品中替代部分脂肪。
大米淀粉还具有很好的可消化性，消化率高达98％～100％；另外由于大米淀粉中的结合蛋白具有完全非过敏性，因此，大米淀粉常用于婴儿食品和其它一些特殊食品中【23，24】。
由于蜡质大米淀粉除了有类似脂肪的性质外，还具有极好的冻熔稳定性，因此可作为脂肪替代物用于冷冻甜品和冷冻午餐肉中。
此外蜡质大米淀粉也可用于替代奶制品和其它奶油制品中的部分脂肪，如生产低脂的人造奶油，这种脂肪替代品具有良好的口感，有类似于脂肪的质地和清爽的味道。