大米生产工艺流程图

挤压强化米的研究进展大米是世界范围内的主要食物来源之一，特别是在亚洲各国。

在我国，虽然随着人们生活水平的不断提高，大米在食物结构中的比重逐渐下降。

但日人均能量摄入的40%仍是大米提供。

可是随着大米加工水平的提高，大米加工精度等级也越来越高，由此在碾白和抛光过程中，众多有营养价值的营养物质因此损失得也越来越严重。

为提高大米的营养价值，于是出现了具有丰富营养价值的营养强化大米。

本文就营养米的研究现状与前景进行阐述。

一、强化营养米的研究现状大米营养强化的方法有内持法和内加法。

内持法是借助保存米粒自身外层或胚芽所含营养素，籍以提高大米营养价值，如留胚米。

外加法是考虑将营养物质加入大米表面，如常用的营养强化剂浸吸法加工出来的营养强化米在淘洗过程中容易流失；粉体强化法混合不充分，同时营养素淘洗损失大；涂膜法由于采用真空吸附营养强化剂，相对地其强化效果较好，但喷涂保护剂的成本消耗大。

为最大限度地保持强化米的营养成分，现在出现了挤压营养强化米。

该法是以碎米为原料，将其粉碎成米粉，与营养强化剂预混合，通过蒸汽和水的作用，进行调制后进入挤压机重新制粒，最终干燥后与自然米进行混配，即得营养强化大米。

由于该法是将营养素与米粉混合后重新制成米粒，所以营养素分布均一性好，稳定性好，对于淘洗过程损失也小。

二、挤压人造米的研究现状（一）概况人造米系指淀粉类原料调价各种营养强化物质，用人工方法造粒、糊化、干燥制成与天然大米相似之颗粒。

人造米以1：200~300的比例与大米混合。

使混合后的米煮成的米饭的营养价值显著优于普通米饭。

人造米实际也是一中高浓度营养的强化米。

因此，人造米一般又称之为强化人造米。

早在70年代，采用通心粉设备制粒成米，或压成面片后制米。

也可用辊筒式制粒机造粒。

朝鲜研制出挤压式人造米成型机制人造米。

我国丹东粮机所利用挤压成形机研制出人造米，利用薯类、玉米、面粉和碎米研制人造大米有较大的使用和经济价值。

人造米是我国碾米行业一中具有潜在开发前景的产品。

人造米具有诸多优点:①人造米的粒型、粒度酷似大米，色泽也十分接近。

煮成饭后具有饭粒的形状，与大米混合蒸煮，其外观，食味与普通大米饭相似；②人造米在物理性状和化学成份方面和大米基本接近；可以根据需要进行营养强化，在配料时，可以加入不同的营养强化物质制成各种强化人造米，这种强化措施比外加法强化更简单、容易、有效，这对改进主食营养具有一定的意义。

例如VA、VE强化人造米时，十分方便；③配方中用薯类和玉米，粗粮细作，并可充分利用加工精洁米所产生的碎米，以提高稻米精加工的转化率，同时生产工艺简单，成本低；④人造米都经过高温熟化，耐贮存；⑤人造米耐洗、耐浸，经得起揉搓，蒸煮而不溶散和崩溃，并能与大米混合蒸煮而不产生混合不均匀等问题。

（二）挤压人造米的加工方法目前的挤压人造米的加工工艺根据制粒方式不同有压粒式制粒和挤压膨胀机制粒两种类型。

将各种原料按配方数量称取后投入混合机充分混合，加入适量的温水和一定量的食盐（将强化剂混合在里面）充分搅拌，使面团含水率达到35%~37%，用辊筒式压面机将面图压成宽带面，然后送入具有振动筛将米粒与粉状物分离，把米粒放在输送带上用蒸汽处理3~5min，使米粒表面糊化，形成具有保护作用的凝胶化被膜，最后经干燥和冷却即得成品.烘干温度一般为95℃，烘干后得人造米水分降至13%左右，冷却后降至11%左右即可贮存食用。

制粒机有辊筒式和挤压式两种。

辊筒式制粒机，在辊筒上有数以千计的米粒形凹模，当面带通过辊筒时，面带便压成米粒。

米粒凹模的长径为8cm，短径3cm。

挤压式制粒机的原理和挤压式面条机大致相同。

物料经混合调制后送人螺杆式挤压室，经过挤压以后从模孔挤压成型。

在模孔外有一旋转的切刀，把面条切成适当长度的米粒。

切刀的转速可以改变以适应不同形状的米粒。

压粒式人造米的关键技术之一是蒸汽处理，使米粒表面形成保护膜，只有采取适当的工艺条件形成良好的凝胶膜，才能使人造米浸泡时不变形，淘洗时不碎裂，蒸煮时不溶散。

此外，这种高温处理还能杀灭害虫和微生物，有利于提高制品的贮藏性。

这种生产人造米的工艺比较复杂，工作情况易受多种因素影响，要求具有一定的操作技术和经验。

挤压膨化式制粒工艺见图2。

挤压膨化成型的原理是：物料入机后，在螺杆的推动下受剪切、挤压、摩擦、和轴向推力作用。

一部分机械能转化为热能，是机筒内的温度和压力上升，温度可达110℃左右，压力大到0.588 MPa，在高温高压条件下淀粉发生糊化，彻底α化，蛋白质发生胶化。

因此，用这种方法制造的人造米是半胶化状态，易于消化吸收，不易老化回生。

三、五谷杂粮营养强化米研究（一）概况不管是强化营养米还是挤压式人造米，其基础原料是米粉，淀粉和面粉，再加入营养强化剂，其基础原料品种少，口感单一，而且其膳食纤维、微量元素、维生素等含量相对较少。

而杂粮中含有较多的膳食纤维、微量元素、维生素等。

若能将杂粮与大米进行营养组合，可大大提高改善精、细杂粮食品中的营养组成。

以武汉江声科技公司为首的所研发的五谷杂粮营养强化米正能满足这一需要，它是以大米、玉米为主要原料、配以小米、黑米、高梁、绿豆、赤豆、蚕豆、大豆、黑豆、豌豆、马铃薯、甘薯、胡萝卜等，按一定比例配制经特殊加工而制，外观形状、强度和普通大米相似，生熟不松散，煮制不成浆，其色泽与原料本身色泽和配方有关。

可针对不同人群进行组方，满足不同人群需要。

由于在配方上具有针对性，不仅可以生产出合适于大众人群的营养米，也可以生产出适合儿童生长需要的营养米，还可以生产出适合于孕妇、中老年人、病患者等人群的专用营养米。

五谷杂粮营养强化米是一个全新的产品，目前国内市场上还没有同类产品销售，不过已有公司在进行生产，如率先研究并生产五谷杂粮米的谷杂粮米的销售。

而五谷杂粮米的上市，也将会对以前杂粮产品的替代品如燕麦粉、胡萝卜粉、藕粉、荞麦粉以及经过配方优化的五谷杂粮营养粉等产生极大的冲击。

关于五谷杂粮营养强化米的研究虽然见报较少，不过武汉江声科技公司已进行了大量的深入研究和实际生产，相信不久将会出现大规模的报道，而对于普通百姓，相信看到这样的杂粮产品面世，定会喜上眉梢。

（二）研究内容五谷杂粮营养强化米是将多种杂粮通过配方优化而得到的一种不同于普通大米和一般营养强化米的新产品。

它可以通过改变配方，从而得到适合于各种人群需要的品种，如普通大众型、中老年型、儿童型、孕妇型及病患人群型等等。

五谷杂粮营养强化米的研究主要集中在以下几个方面：①各品种的配方优化②营养米主机的研究③不同品种营养米的工艺参数优化④营养米品质特性优化（含耐煮性、口感、外观光洁度及平直度、颜色及不粘不糊锅等等）⑤特殊人群的功能试验（动物试验和人体试验）⑥营养工程米生产线研究⑦蒸煮及贮存试验。

（三）工艺及生产线设备1、生产工艺研究五谷杂粮营养强化米的生产工艺流程见图3。

粉状原料通过计量后送入搅拌机，加入适量水分（根据需要加入或不加入强化剂），在搅拌机内充分混合，然后送入螺杆蒸煮挤压机，在挤压机内，物料受到高强度的剪切、挤压和高温作用成溶熔状态，淀粉充分糊化（α化），然后在高压下从机头模孔处挤出，被切刀切成米粒形状。

米粒在风送机的作用下，一边被冷却分散，一边被往前输送，进入干燥机干燥。

然后被冷却，由分级筛分级，经抛光后包装即为成品。

在该工艺过程中，必须控制各关键点的工艺参数，具体包括以下方面：①原料水分。

原料水分对营养工程米的糊化度（α化度）有重要影响。

水分越大，糊化度越低，反之，糊化度越高。

同时，水分含量对机头压力也有影响，水分越高，压力越低，反之，越高。

为得到合适的糊化度和机头压力，对不同的原料必须有合适的水分含量，通过试验，水分一般在25%~30%。

②蒸煮挤压机的参数。

特别是各段温度及末端温度，因为温度对糊化度有直接影响。

温度越高，糊化度越高。

但也不能过高，以原料充分糊化为宜，一般为末端温度为120℃左右，各区温度相差10℃为宜。

另外，主螺杆转速及喂料螺杆转速也影响糊化度，转速越大，糊化度越低。

应该与温度协调，得到一个合适的转速，一般主轴频率38~50Hz。

其次，模头开孔数也是影响糊化度的因素。

一般是孔数越多，物料在机内停留的时间越短，糊化度越低，所以合适的模孔数也很重要，一般开孔数为36~48个。

最后，切刀转速将影响米粒的形状，必须控制好切刀转速，并与主机转速配合，得到合适的米粒形状，一般为700转/分左右。

③干燥参数的确定。

营养米的含水率为40%左右，要将其干燥至含水11%左右，失水30%左右，需要较长的时间，所以采用热风干燥方式。

热风温度及热风速率对产品的品质有很大影响。

若温度过高，风速过大，米粒内外收缩程度不同，米粒表面将会出现裂痕，煮后出现断裂现象。

一般温度不超过70℃为宜。

④原料粒度将会对口感和成型有一定影响。

原料越粗，口感越糙，米粒表面粗糙，且不利于造粒，但原料过细，将会造成能源的浪费。

因为粉碎原料需要耗费能源和增加机器的磨损，从而增加成本，故原料应以合适的粒度为宜。

一般原料粒度150~200目足够。

2、五谷杂粮营养强化米生产线研究目前以江声科技公司研发的杂粮营养复合米生产线为例，该生产线具有如下特征：在满足生产产量要求的同时，还设置了最佳的生产工艺参数，同时最大限度的考虑生产的自动化程度，减少体力劳动。

现场考察得知，该公司设置的日产1吨营养复合米的生产线，正常工作时仅需一人控制就能实现整条生产线的全自动生产。

该生产线中主要设备的选型如下：①粉碎设备。

由于杂粮营养米要求粒度在150~200目，并要保证粉体的营养成份，所以也能够用超微粉碎机。

将所需原料按配方要求称量后混合均匀送入机内一起粉碎，特别是对于含油的原料如大豆、芝麻、花生等更是如此。

②混合设备。

对该设备的要求是混合均匀，且便于下料，机内无残留。

所以目前的粉体混合设备只要满足以上要求都可以选用，如左右螺带卧式混合机、立轴式搅拌混合机等。

前者用于大产量、后者用于小产量。

根据该生产线的能力选用立轴式混合机。

③粉体输送设备。

对该设备的要求是输送粉尘，机内无残留。

目前的螺旋输送机可满足要求，且在输送过程中还有再次混合的作用。

④蒸煮挤压造粒机。

该机为非定型产品，是一中新设备。

其原型是外加热式单螺杆膨化机。

该造粒机的主要部件为机器中部的一根螺杆，物料加入后在机筒内被螺杆挤压和输送，并被机筒加热，在旋转螺杆的挤压、摩擦、剪切和混炼等综合作用下，原料被糊化，从模孔挤出。

并被安装于模头处的高速旋转的切刀切断成米粒，然后经冷却输送至干燥器进行干燥。

⑤干燥设备。

根据营养强化米米粒的特点，选用五层带式干燥机。

米粒在机内与热风采用逆流干燥方式，有上层滚落到下层，最后由出口排出。

该机可以使米粒各部分均得到均匀一致的干燥，至要控制机器进风温度不高于工艺要求的温度，就可以保证米粒的表面品质。