大米特性與碾米過程的研究

1972年，聯合國糧農組織制定了“國際貿易中大米的推薦模型分級系統”，詳細說明了分類和分級術語。這一標準化涵蓋了谷物和碾磨過程的各個方面，如尺寸、形狀和重量以及稻米的形狀。

（1）大米組成

大米由四個主要部分組成。由種子和緊密附著的果皮組成，谷殼有兩個部分（外膜和內膜）。谷粒的其他部分包括胚（或胚芽）和被稱為穎片的類葉結構，這些結構類似于外膜和內膜，但不延伸到谷粒上方。

麩皮包含糊粉層、少量胚芽和果皮層。米糠（包括麩皮層和胚）約占粗米的10-15%，并提供蛋白質（12-15%）和脂質（15-20%）的來源。

（2）大米需求

大米是世界上50%以上人口的主食。大米的全球食用量比人口增長更快（見下圖），這表明了糧食作為一種食品的重要性。人們認為，對水稻需求的增加部分是由于亞洲的豐產及中國雜交水稻種植的增加。

（3）水稻特征

a）尺寸、形狀和重量（類別）；

b）碾磨、蒸煮和額外加工（除碾磨外）的程度；

c）獲得的特征，如破碎、損壞、異物、水分、未成熟的谷粒等。

谷物分為長粒、中粒或短粒。這種區別是基于晶粒的長度和寬度的比率（見下圖）。

（3）大米形式

一般來說，大米進入碾磨廠是包裹在其不可食用的保護殼中的谷粒。這通常被稱為未去皮或粗糙的大米，但更常見的是“水稻”。

一旦去掉谷殼，這些谷粒就被稱為“糙米”。

白米是去除谷殼和麩皮層的谷物的名稱，有時被稱為精米或碾米。

大米通常會經過第二階段的拋光，以獲得均勻、珍珠般的光澤。以這種方式加工的大米通常被稱為拋光、增白的大米。

大米加工的整個過程包括清洗和干燥、去殼、拋光、增白、分級和分選，其中去殼和拋光統稱為“研磨”。可以看出，其工藝會影響產品質量，該過程的概述如下圖所示。

（1）稻谷清理

收獲的稻谷將首先必須清除各種異物。

磁選機：去除金屬顆粒，如釘子、電線、螺絲等。安裝在滾筒內的永久磁芯可連續自清潔金屬污染物。

去石機：去除高密度異物，如石頭和玻璃。它的工作原理是振動散裝材料，使不同的密度分離成多個層，允許去除不需要的材料。

空氣回收系統：可用于去除散裝材料中的灰塵。

（2）稻谷烘干

大米加工前水稻的水分含量在24%至26%之間（濕基）。無效的干燥會導致褪色、產量下降、霉菌和昆蟲存活。如果立即干燥水稻，則水分含量達到18%，隨后降至14%。對于儲存8-12個月的谷物，通常干燥至13%或更低。對于超過1年的儲存，干燥至9%。

干燥方法:亞洲大部分地區都在使用日光干燥，這是一項勞動密集型工作，而且很難控制谷物溫度。用于干燥含水率低于18%的稻谷,可以預熱空氣慢慢干燥至所需水平。

稻米在碾磨前通常要經過熱水或蒸汽處理，即蒸煮。熟稻谷通過填補成熟期籽粒內形成的裂縫，提高了碾磨產量，減少了營養損失。大米通過浸泡、蒸和干燥的方式進行蒸煮，以實現快速均勻的吸水。

（3）碾磨和拋光

大米去殼后，為了獲得更高質量的產品，對谷粒進行拋光，以去除谷粒中的麩皮層。這種從谷物中去除材料的方法統稱為“碾磨”。

大米拋光是將糙米轉化為白米。用機械術語來說，這相當于去除麩皮層，使谷物表面光滑和圓滑。這不可避免地會導致大量顆粒破碎，從而降低產品的市場價值。隨著大容量碾磨技術的發展，采用了兩道次碾磨工藝，以提高效率并減少破碎率。

（4）后處理

混料：在加工過程中，谷物失去了大量的營養價值（尤其是麩皮層中的營養價值）。白米通常通過混合各種維生素和營養素來豐富營養。

儲存和包裝：稻米通常儲存很長時間，這意味著儲存條件必須適當滿足要求，以防止水分、惡劣天氣、嚙齒動物、鳥類、昆蟲和真菌等微生物造成的糧食損失。即使在加工過程中，也必須仔細考慮儲存。例如，如果谷物未去皮儲存，外殼將提供一定的防蟲保護，但需要更多的空間來容納相同數量的谷物。谷物的精心包裝也提供了保護，并確保產品質量在使用前保持較高水平。