《食品科学》：国家粮食和物资储备局科学研究院唐芳副研究员等：京西稻适碾和精碾等级大米品质比较

我国是稻谷生产国和消费大国。民众长期以来的“亮、白、精”食品消费观念导致加工企业为保证大米的外观与口感在加工过程中过度碾磨和多次抛光，造成碎米率高、整精米率和出米率低、加工能耗高、营养流失严重、稻米资源浪费等问题。GB/T 1354—2018《大米》将大米的加工精度等级划分为“精碾”和“适碾”，适碾的留皮度范围要求控制在2%～7%。在新的形势下，大米的适度加工成为必然趋势。

京西稻，产于北京海淀，属优质粳稻，不仅具有悠久的皇家文化历史，且先后被评为农业非物质文化遗产、农产品地理标志产品。国家粮食和物资储备局科学研究院的田琳、祁智慧、唐芳*等人以京西稻7233为原料，按GB/T 1354—2018的加工精度制成适碾和精碾等级的大米，通过基本理化指标、挥发性成分、蒸煮特性、食味品质等检测分析，总结适碾和精碾等级大米的品质差异，为标准的宣贯及转变大米消费理念提供数据支撑。

1 加工品质测定结果

由图1可见，随着加工压力系数的增大，制成的大米由黄变白，染色后残留的皮层（蓝绿色）逐渐减少，胚乳（紫红色）外露率逐渐增加。整精米率、出米率和留皮度都随着加工压力系数的增加而下降（图2），GB/T 1354—2018定义的适碾（留皮度2%～7%）需要的加工压力系数在48%～65%之间。适碾范围内的平均出米率在90.2%，比精碾（加工压力系数80%，留皮度1.4%）高1.3%；适碾范围内的平均整精米率在88.6%，比精碾高1.8%。

根据图2的数据结果，本实验选择加工压力系数48%（留皮度4.9%）和60%（留皮度2.8%）的样品作为适碾I和适碾II样品，加工压力系数为80%（留皮度1.4%）的样品作为精碾样品。上述不同加工压力系数的样品分别加工2 kg后在同等实验条件下进行品质指标的检测和比较分析。

2 理化性质测定结果

2.1 色泽

由表1可见，两个适碾等级样品的

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2.2 化学成分

由表2可见，适碾和精碾等级的大米水分含量和VB1含量没有显著性差异，而游离脂肪酸、总酚酸、水溶性蛋白质和直链淀粉含量有显著性差异，适碾等级大米显著高于精碾等级，在适碾I样品中分别达到精碾的1.25、1.70、1.86 倍和1.01 倍。

3 脂肪酸成分测定结果

在京西稻不同加工等级的大米的脂质中共鉴定出21 种脂肪酸，包括饱和脂肪酸13 种和不饱和脂肪酸8 种，不饱和脂肪酸中含5 种单不饱和脂肪酸和3 种多不饱和脂肪酸，不同类型脂肪酸在3 个等级大米中的含量见图3。适碾I样品中的各类型脂肪酸含量均显著高于精碾样品，适碾II样品介于适碾I和精碾之间，适碾I样品总脂肪酸含量达到精碾样品的1.51 倍，其中饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸分别达到1.38 倍和1.56 倍，3 个等级大米中不饱和脂肪酸占总脂肪酸的相对含量分别为72.7%、71.7%和70.2%，稻谷在制成精碾等级的大米后不饱和脂肪酸下降幅度更大，高加工精度显著降低了脂肪酸的不饱和度。

鉴定的21 种脂肪酸中，含量大于5 μg/g的有15 种（表3），其中仅有3 种饱和脂肪酸的含量在样品间没有显著性差异，其他80%的种类在适碾I样品中的含量均显著高于精碾等级，其中人体必需的亚油酸（C18:2

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4 挥发性风味物质测定结果

采用GC-IMS对样品的挥发性物质进行测定，如图4A所示，GC-IMS技术较好地实现了不同留皮度大米样品中挥发性物质的分离，大部分信号峰出现在100～600 s的保留时间。不同留皮度的大米样品呈现的GC-IMS特征谱信息有一定差异，为了易于观察分析，更直观地显示适碾和精碾样品之间的差异，以精碾等级样品的谱图作为参比，适碾等级样品的谱图扣减参比，得到差异对比谱图（图4B），红色代表该物质的含量高于参比，蓝色代表该物质的含量低于参比。两个适碾样品中大部分挥发物的含量均高于精碾等级样品，尤其是在留皮度更高的适碾I样品中。

通过FlavourSpec ® 风味分析仪内置数据库中迁移时间和保留指数的比较和分析，在标记的62 个特征峰中，准确定性38 种化合物（含单体和二聚体），其中包括醇类9 种、醛类16 种、酮类7 种、酯类1 种、酸类1 种、吡嗪类3 种和呋喃类1 种（表4）。

构建的指纹图谱如图5所示，京西稻适碾和精碾大米中标记的62 个信号峰，分为3 个区域，A区域中物质在适碾和精碾样品中没有明显差异，包含了己醛（单体和二聚体）、苯甲醛、反-2-庚烯醛、反-2-辛烯醛、戊醛（二聚体）、2-庚酮（单体和二聚体）和2,3-二甲基吡嗪（单体和二聚体）等16 种物质。B区域中的36 种物质相对含量随着留皮度的下降逐渐降低，呈现出适碾I＞适碾II＞精碾的规律，包含了异丙醇、1-丙硫醇（单体和二聚体）、庚醛（单体和二聚体）、戊醛（单体）、3-甲基-2-丁烯醛、2-己烯醛（单体和二聚体）、辛醛（单体和二聚体）、苯乙醛、壬醛、2-丙酮、2-丁酮（单体和二聚体）、1-戊烯-3-酮、2-戊酮、2,3,5-三甲基吡嗪、异戊酸乙酯、2-戊基呋喃和戊酸等。C区域中物质在精碾样品中相对含量最高，呈现出适碾I＜适碾II＜精碾的规律，包含了1-戊醇（单体和二聚体）、正己醇（单体和二聚体）、1-辛烯-3-醇和2-甲基丁醇在内的10 种物质。A、B和C区域物质的数量分别占挥发物总数量的26%、58%和16%，可见，绝大部分挥发物在适碾等级大米中的含量比精碾中高。

5 蒸煮特性测定结果

由表5可见，最佳蒸煮时间、米饭吸水比率和米汤pH值在不同等级大米中呈现出适碾I＞适碾II＞精碾的规律，且最佳蒸煮时间在适碾和精碾之间存在显著性差异，适碾样品需要较长的蒸煮时间。

6 糊化特性测定结果

由表6可见，峰值黏度、谷值黏度、崩解值和最终黏度在适碾I、适碾II和精碾样品中逐渐增大，且在适碾I和精碾之间存在显著性差异；回生值和糊化温度逐渐减小，但3 个样品之间无显著差异。

7 质构特性测定结果

由表7可见，米饭的黏着力、黏着性和弹性在适碾I、适碾II和精碾样品中逐渐增大，且黏着力和黏着性在适碾I和精碾样品中存在显著性差异，弹性、硬度、恢复性和内聚性在3 个样品之间的差异不显著。

8 讨论

8.1适碾等级大米优势

8.1.1提高稻谷资源利用率

我国稻谷加工过程中一直存在过度碾磨和多次抛光的问题，造成了稻米资源的严重浪费。近年来，国家高度重视粮食产后减损，GB/T 1354—2018通过设置加工精度上限，引导企业适度加工。本实验中京西稻7233加工至国家标准规定的适碾范围，平均出米率比精碾高1.3%，平均整精米率比精碾高1.8%。安红周等研究表明短粒形吉宏6、中粒形稻花香和长粒形野香优莉丝加工至适碾范围的碎米率比精碾分别减少1.85%、10.36%和10.05%，糙出白率分别增加7.02%、4.19%和10.65%，稻谷加工品质的变化规律与粒形特征相关。可见，将稻谷加工成适碾等级的大米能提高出米率，提高稻谷资源的利用率。通过GB/T 1354—2018的实施，总出米率约提高1.25%，据国家统计局数据，2022年稻谷总产量2084.95亿 kg，若有10%加工成适碾等级大米，约能增加26万 t大米产量。实施稻谷的适度加工可以有效提高出品率，减少粮食损失浪费。

8.1.2 提高营养健康

长期以来，在我国的主食消费市场上，一直有“越白越好，越精越优”的误区，消费者过度关注大米的外观，忽略了其过度加工中营养的流失。近年来，随着生活水平的提高，相关慢性病的逐年高发，人们越来越注重营养健康膳食，中国营养学会在新修订的《中国居民膳食指南》中也提出了长期食用过度加工产品在营养物质上的摄入不足，提倡减少过度加工，多摄入全谷物。

目前市场的稻米产品依然以精白米为主，糙米中富含的酚类、矿物元素、纤维素、半纤维素、维生素、蛋白质等各类生理活性组分主要集中在糠层中，在碾白和抛光过程中随着加工精度的提高损失率逐渐增加。Xia Wen等研究发现籼稻中膳食纤维含量与碾磨度呈负相关，碾减率达到9%时膳食纤维含量由1.39%降至0.59%，下降57%。Sandhu等研究表明稻米中蛋白质、脂肪和矿物质在糠皮层不同层次中分布不均匀，当碾磨度为8%时，脂肪、矿物质、蛋白质损失量分别为89.13%、87.88%和5.8%。Liu Kunlun等研究发现碾减率9%时，硫胺素和核黄素分别损失大约57.6%～65.4%和40.3%～45.7%，Pa、Mg、Mn、Fe和Pb也大量损失。本实验针对京西稻7233研究发现，留皮度较高的适碾等级（留皮度4.9%）中游离脂肪酸、总酚酸、水溶性蛋白质和直链淀粉含量均显著高于精碾等级，其中总酚酸、水溶性蛋白含量达到精碾等级的1.5 倍以上，出现差异的主要原因在于营养物质在糙米中的不均匀分布。进一步对样品中的脂肪酸成分进行分析，共鉴定出21 种脂肪酸，饱和脂肪酸以棕榈酸（C 16:0 ）为主，不饱和脂肪酸以油酸（C 18:1

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由此可见，适碾等级的大米较精碾可以为消费者提供更多对人体健康有利的生理活性物质，长期食用可预防常见慢性疾病，如酚酸是重要的酚类物质，具有抗氧化活性，可预防糖尿病、动脉粥样硬化、癌症和心血管疾病等慢性疾病。

8.2 适碾等级大米劣势

8.2.1 色泽

在碾米的过程中，随着糠层逐渐被去除，白色的胚乳逐渐裸露，因此随着加工精度的提高，米粒会越来越白。适碾等级的大米与精碾相比，会保留少量的糠层，因此在色泽上会偏暗、偏黄，表现出

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8.2.2 气味

大米的气味源自挥发性化合物，挥发物的种类和含量影响大米的气味。安红周等采用GC-MS对原阳新丰2号香糙米进行了研究，发现适碾等级（留皮度5.4%）和精碾等级（留皮度0.2%）米饭中挥发性风味物质总量分别比糙米中减少了34.4%和71.9%，适碾等级的保留量是精碾等级的2 倍多。本实验采用GC-IMS分析的京西稻7233挥发性物的规律性与之相似，58%的挥发物（36/62）在适碾样品中的含量明显高于精碾。京西稻适碾和精碾等级大米的挥发物差异体现在图5的B、C区域，B区域包含了大部分的醛、酮类物质，C区域多为醇类物质。醇、醛、酮类物质是稻米的主要风味物质，由脂质氧化、分解和美拉德反应产生，大多数醛、酮类物质阈值较低，醛类在低浓度时呈现出令人愉悦的类似青草的气味，在高浓度时具有不愉快的豆腥味，而醇类物质阈值较高，具有稻谷花香、草本以及甜味。适碾等级大米大部分醛、酮类物质含量高于精碾，而多数醇类物质含量低于精碾，因此在气味上留皮度较高的适碾等级大米比精米更浓，但稻香味会被部分掩盖。适碾等级大米产生的挥发物浓度更高，与其加工保留的脂质含量密切相关，脂质性质不稳定，在脂肪分解酶（脂肪酶和脂氧合酶）的作用下易发生氧化和降解。大部分的挥发性物质都是脂质代谢的产物，如辛醛、庚醛、壬醛、2-庚酮为油酸的降解产物，己醛、2-戊基呋喃、戊醛、反-2-辛烯醛为亚油酸的降解产物。适碾等级大米中较高的脂肪酸含量，尤其是不饱和脂肪酸，为挥发物的产生提供了更多的前体物质，因此大部分挥发性成分的含量会高于精碾。

适碾等级大米挥发物浓度高于精碾的主要原因在于加工保留的脂质含量较高，可通过进一步研究脂质代谢的调控措施改善大米食味品质。在脂质代谢过程中，脂肪分解酶的催化活性是重要的影响因素，因此，可通过降低脂质的氧化改善适碾等级大米的气味。研究表明，过热蒸汽处理、低温等可部分抑制脂肪酶活性，真空包装、充氮包装和脱氧剂包装等气调技术可降低脂质与氧气的接触机会，从而降低脂质的氧化，因此适碾等级大米的预处理技术、包装工艺和储藏条件等需要进一步研究完善。

8.2.3 食味

食味品质是影响消费者接受程度的根本因素。淀粉是大米的主要营养成分，其糊化特征值与食味密切相关，是反映大米食味品质的重要指标。米饭的质构特性是描述米饭食味品质常用的方法。本实验通过淀粉的糊化特性和米饭的质构特性评价京西稻适碾和精碾等级大米的食味品质。淀粉糊化特性中的崩解值和回生值是最重要的指标，崩解值代表淀粉颗粒的破裂程度，其值的大小代表加热过程中破裂和溶出的淀粉颗粒的多少，释放的淀粉分子越多，大米食味越好，回生值代表淀粉冷糊的稳定性和老化趋势，值越大表明越易老化，食用品质越差。适碾等级样品的崩解值显著低于精碾样品，且回生值略大于精碾样品，因此适碾等级样品在食味品质上低于精碾等级。精碾等级大米较高的崩解值，表明其蒸煮后比适碾等级大米溶出更多的淀粉颗粒，米饭表面溶出物的含量影响米饭的黏着性，且米饭的黏着性与蛋白和脂质的含量密切相关，蛋白质和脂质容易与加热过程中溶出的淀粉形成复合物，适碾等级大米水溶性蛋白和脂肪酸含量均高于精碾等级，所以适碾等级的大米在黏着力和黏着性上显著低于精碾等级。京西稻适碾和精碾等级米饭的硬度差异不大，主要是因为糠层结构已基本被破坏，失去了支撑结构，适碾等级残留的皮层多在背沟处，也难对膨大的熟米粒提供支撑，测定的硬度均为裸露的胚乳的硬度。

大量研究表明，大米的食味品质可通过提高加工精度实现，但有一定的上限。如蔡沙等研究发现随着加工精度的增加，5 种稻米米饭的硬度、咀嚼性呈先减小后增大的变化趋势，弹性、黏聚性呈先增大后减小的变化趋势，拐点出现在碾磨90 s时。安红周等在原阳新丰2号的研究中也发现达到一定精度（留皮度0.9%～2.2%）后加工精度对食用品质的改善不显著。本实验中京西稻适碾I和精碾样品在蒸煮、糊化和质构特性方面的多项指标之间普遍存在显著性差异，而适碾II和精碾之间的显著性差异指标减少。因此，在适碾大米的加工过程中，可以通过控制适宜的留皮度改善食味品质，在营养品质和食味品质之间寻找平衡点，这就需要在适碾程度与营养和食味品质之间做进一步研究，也需要不断提高大米加工设备控制的精准度。此外，从蒸煮的角度考虑，也可以尝试适碾等级大米蒸煮工艺的优化研究，在保留其营养品质的前提下提高食味。

结 论

本实验通过将京西稻7233加工成GB/T 1354—2018规定的适碾（留皮度2.8%、4.9%）和精碾（留皮度1.4%）等级大米，并对其理化性质、脂肪酸成分、挥发物、蒸煮和食味品质进行比较分析，得出如下结论：1）京西稻7233加工成适碾等级大米的平均出米率为90.2%，比精碾高1.3%；平均整精米率为88.6%，比精碾高1.8%；2）留皮度较高的适碾等级大米中总酚酸、水溶性蛋白、不饱和脂肪酸，尤其是多不饱和脂肪酸的含量均达到精碾等级的1.5 倍以上；3）精碾与适碾等级大米之间的Δ

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作者简介

通信作者：

唐芳，副研究员，国家粮食和物资储备局科学研究院储运研究所粮食微生物研究团队负责人，中国粮油学会团体标准储藏与流通分技术委员会专家兼秘书。长期致力于储粮真菌生长规律、快检方法和预测预警技术及设备的研发，储粮微生物与粮食品质关系研究，粮食微生物区系调研、粮食真菌档案和菌种资源库构建，先后主持和参加国家科技支撑计划项目、质检行业公益性专项、农业科技成果转化项目、粮食行业公益性专项、国家重点研发专项及横向课题等16 个项目。近些年，组织团队编撰完成了《我国粮食真菌档案》，参编了《粮食和食品微生物学》普通高等教育规划教材；主持制定首个粮食真菌快检方法行业标准《粮油检验 粮食真菌检测方法》，国家标准《粮食安全储存水分》和《粮油检验 储粮真菌标准图谱》。相关研究成果发表在国内外核心期刊，如《Food Control》《Food Research International》《LWT》《中国粮油学报》等，共计50余篇，其中SCI论文7 篇，荣获中国粮油学会科技进步二等奖（第一），申请专利10 项，授权8 项（发明5 项），软件著作权4 项。

第一作者：

田琳，助理研究员。毕业于北京农学院，农业硕士。任职以来，主要从事储粮品质变化规律、储粮微生物监测预警、储粮微生物生长规律、霉菌污染对粮食品质影响等方面的科研和技术推广工作。主持和参加国家科技支撑计划课题、粮食行业公益性专项、国家重点研发专项、中央级公益性科研院所专项等科研项目十余项，参与制修订《粮食安全储存水分》、《储粮真菌标准图谱》等国家和行业标准5 项。在国内外核心期刊发表学术论文二十余篇，荣获中国粮油学会科技进步二等奖1 项（第三），授权发明专利3 项、实用新型专利7 项、软件著作权2 项。

本文 《京西稻适碾和精碾等级大米品质比较》来源于《食品科学》2024年45卷第14期142-150页，作者：田琳，祁智慧，谢文军，雷雨晴，张海洋，唐芳。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230925-230。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

实习编辑：王雨婷 ；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。

为深入探讨未来食品在大食物观框架下的创新发展机遇与挑战，促进产学研用各界的交流合作，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办，西华大学食品与生物工程学院、四川旅游学院烹饪与食品科学工程学院、西南民族大学药学与食品学院、四川轻化工大学生物工程学院、成都大学食品与生物工程学院、成都医学院检验医学院、四川省农业科学院农产品加工研究所、中国农业科学院都市农业研究所、四川大学农产品加工研究院、西昌学院农业科学学院、宿州学院生物与食品工程学院、大连民族大学生命科学学院、北京联合大学保健食品功能检测中心共同主办的“第二届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会”即将于2025年5月24-25日在中国 四川 成都召开。

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