大米淀粉的研發(fā)現(xiàn)狀與前景

盛志佳

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資產(chǎn)處，湖南 長沙 410128）

中國是全球水稻 “王國”，稻谷產(chǎn)量居世界首位，同時(shí)中國也是最大的大米消費(fèi)國，中國有60%的人口以大米為主食.雖然稻谷產(chǎn)量很大，但由于其價(jià)格較高，又是人的主要口糧，且成分之間的分離比其他谷物難，因此與玉米淀粉和薯類淀粉的生產(chǎn)以及深加工相比，大米淀粉的價(jià)格一直較高，從而使大米淀粉的廣泛應(yīng)用受到了很大的限制.但是，大米淀粉作為世界可再生能源，憑借著其特有的物理化學(xué)性質(zhì)在很多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，也對很多傳統(tǒng)的可再生能源起到了很好的代替作用，具有很好的市場前景.筆者對近年來國內(nèi)外大米淀粉的研究開發(fā)情況以及大米淀粉的主要用途進(jìn)行分析，對中國大米淀粉的發(fā)展前景進(jìn)行了展望.

1 國外大米淀粉研究的現(xiàn)狀

目前國際市場上對高純度大米淀粉 （蛋白質(zhì)含量低于0.5%）的需求較大[1]，美國的比利時(shí)、德國、荷蘭、意大利等國家興起了大米淀粉研究的熱潮.應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)可以將稻米改性后轉(zhuǎn)化為抗性淀粉、多孔淀粉、新脂肪替代物等.

美國農(nóng)業(yè)部南部研究中心研究開發(fā)的改性米淀粉新產(chǎn)品（Ricemic）是以大米粉為原料，先分離蛋白質(zhì)，然后再通過加熱和酶處理加工成100%延緩消化以及50%加快消化和50%延遲消化的改性大米淀粉制品[2].美國路易斯安那州 （SRRC）發(fā)明了一種以大米為基質(zhì)的抗性淀粉產(chǎn)品[3].比利時(shí)A&B Ingredients公司生產(chǎn)的一種微粒子米淀粉，其特征是具有清爽的味道、奶油樣的組織結(jié)構(gòu)、低過敏性以及較高的熱穩(wěn)定性[4].改性米淀粉Remy-line是用當(dāng)?shù)赝林久捉?jīng)改性處理而成，是一種耐受性強(qiáng)的強(qiáng)淀粉顆粒制品.

日本ACH公司生產(chǎn)了一種以大米為基料制作的添加物——用冷水沖泡即可直接形成粘稠狀態(tài)的改性淀粉，可作為面團(tuán)強(qiáng)化劑、油脂代用品及延長產(chǎn)品貨架期的添加物.

2 中國大米淀粉研究的現(xiàn)狀

為了進(jìn)一步拓寬大米淀粉的應(yīng)用，針對稻谷成分的分離比其他谷物難等問題，中國諸多學(xué)者對大米淀粉進(jìn)行了廣泛的研究.如：蘆鑫等采用表面活性劑結(jié)合超聲波法分離淀粉和蛋白，研究證明其方法是可行的，該方法具有作用時(shí)間短、工藝簡單、產(chǎn)生污染少等優(yōu)點(diǎn)[5]；丁文平等[6]采用差示掃描量熱儀和動(dòng)態(tài)流變儀對3種不同大米淀粉（分別從湖南余赤、馬山粳米和宜興香糯3種大米中提取的淀粉）的膠凝和回生過程進(jìn)行研究，較完整地揭示了大米淀粉膠凝和回生現(xiàn)象的本質(zhì)；馬濤等研究了以大米淀粉為原料制備脂肪模擬物的工藝條件，通過單因素試驗(yàn)研究了酶添加量、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度和底物濃度對產(chǎn)品DE值的影響，并通過正交試驗(yàn)確定了制備工藝的最佳條件[7]；謝新華等對不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的乙醇和丙醇溶劑提取3個(gè)秈稻品種 （3個(gè)秈稻品種是：豐華占、頂上絲苗和油粘）中的醇溶蛋白，將提取的醇溶蛋白添加到大米淀粉中，測定米粉和淀粉的性質(zhì)，從而揭示了醇溶蛋白對大米淀粉粘滯特性和質(zhì)構(gòu)特性的影響[8]；王俊芳等探索了生產(chǎn)輕度變性淀粉酶的最佳工藝條件，并通過對淀粉特性的測定及在蛋糕中的試用確定了變性淀粉的添加量[9]；陳季旺等采用堿性蛋白酶對堿法制備得到的大米淀粉進(jìn)行純化，比較純化前后的大米淀粉發(fā)現(xiàn)，大米淀粉經(jīng)過堿性蛋白酶純化后，其溶解度和膨潤力都明顯增加[10]；許永亮等以6種大米淀粉為原料，測定了大米淀粉的分子量分布及其與粘性的相關(guān)性，為定量描述天然淀粉或直鏈淀粉和支鏈淀粉混合體系的粘度與其分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系提供了一種方法[11]；韓文鳳研究了陳放時(shí)間對大米直鏈淀粉含量、糊化值和對米粉凝膠品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，陳放以后，直鏈淀粉含量增加，支鏈淀粉含量減少，糊化溫度下降，同時(shí)陳放一定時(shí)間膠稠度變小，凝膠品質(zhì)比新米好[12]；林親錄研究了兩個(gè)大米品種 （秈米和粳米）的全粉、淀粉和磷酸酯變性淀粉的理化性質(zhì)，為進(jìn)一步拓展大米淀粉的應(yīng)用提供了一定的理論依據(jù)[13].

近年來，中國已陸續(xù)推出大米淀粉提取及其衍生物配制等科研成果.如：大米蛋白和大米淀粉分離技術(shù)研究取得了突破；大米淀粉的制備和提取；用大米淀粉制取樹脂；用大米淀粉配制清潔劑及制取粘合劑；南昌大學(xué)研究出了大米淀粉高纖維乳酸菌產(chǎn)品；魯州食品集團(tuán)已具有年生產(chǎn)大米淀粉6萬噸的能力；江西天禾糖業(yè)發(fā)展有限公司以大米淀粉質(zhì)為主要原料，通過酶解、轉(zhuǎn)苷反應(yīng)、控制復(fù)合分解，而后進(jìn)行精制、提取、濃縮等復(fù)雜的工藝生產(chǎn)出淀粉糖系列產(chǎn)品，年生產(chǎn)能力25 000 t.

3 大米原淀粉的主要用途

大米原淀粉是碳水化合物，在所有淀粉類產(chǎn)品中，它的粒徑最小，在3~8 μm，且顆粒度均一，表面積大，吸附力強(qiáng).糊化的米淀粉吸水快，質(zhì)構(gòu)柔滑似奶油，具有脂肪的口感，且容易涂抹開.蠟質(zhì)米淀粉除了有類似脂肪的性質(zhì)外，還具有極好的冷凍-解凍穩(wěn)定性，可防止冷凍過程中的脫水收縮.基于米淀粉的這些特性，它有以下用途：1）烹調(diào)用作增稠劑；2）家庭用作撒粉和衣服上漿劑；3）紙和照相紙的粉末；4）糖衣和賦形劑；5）作為脂肪替代物； 6）作為原料生產(chǎn)各種淀粉糖等；7）在化妝品中使用；8）可制成各種類型的變性淀粉[14-16].

4 變性大米淀粉的主要用途

大米淀粉除具有其他淀粉所具備的普通功能外，還有一些其他淀粉所不具備的特殊功能性質(zhì)，大米淀粉可轉(zhuǎn)化為抗性淀粉、多孔淀粉、緩慢消化淀粉、新脂肪替代物等更具特色和新用途的產(chǎn)品.

4.1 抗性淀粉的應(yīng)用

抗性淀粉主要應(yīng)用在許多焙烤食品、高纖維面包、麩皮小松餅、早餐谷物等一些中等水分和低水分的食品中，同時(shí)作為纖維來源應(yīng)用于奶油風(fēng)味小甜餅、蛋糕松餅、胡桃巧克力小方餅等點(diǎn)心中，使這些小點(diǎn)心成為了健康食品，很受兒童和老年人的青睞.由于顆?？剐缘矸郾葌鹘y(tǒng)纖維的外觀質(zhì)地和口感更好，可用來改善一些食品的膨脹性和脆性.

4.2 多孔淀粉的應(yīng)用

利用大米淀粉制備的多孔淀粉比其他多孔淀粉具有更好的吸附性能，它安全、無毒，吸附了目的物后，可以以任何比例添加到食品中，制成適合嬰幼兒、老年人和其他特殊人群食用的各種功能性食品.而且，多孔淀粉除了吸附膏狀物質(zhì)外，還可吸附粉末狀和液體狀的物質(zhì)，它能將藥劑吸附于淀粉孔里，使某些特定物質(zhì)在特定場合釋放，防止藥劑的散失和氧化，增加藥劑的有效期，并起到緩釋作用，提高藥效，是一種具有環(huán)保功能的緩釋劑，還可用于微膠囊的制備，以解決微膠囊中顆粒度不均一的問題，因此廣泛用于醫(yī)藥、化妝品、食品等

4.3 緩慢消化淀粉的應(yīng)用

緩慢消化淀粉是可以被酶完全緩慢降解的淀粉，因此糖尿病患者食用后可有效改善其糖負(fù)荷.它還可作為運(yùn)動(dòng)員的碳水化合物補(bǔ)充劑，使運(yùn)動(dòng)員尤其是馬拉松等長跑運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)過程中有一個(gè)穩(wěn)定持久的能量釋放來保持耐力.

4.4 新脂肪替代物的應(yīng)用

新脂肪替代物具有奶油的外觀和口感，適合加工酸奶和部份替代奶油的乳制品.如比利時(shí)A&B Ingredient公司已將改性米淀粉正式用于無奶油奶酪、沙司和涼拌菜調(diào)味料等的生產(chǎn)，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益[18].據(jù)資料報(bào)道，人體若攝入過多的脂肪酸酯會(huì)引起腹瀉和腹部絞痛等副作用，從而影響人的機(jī)體吸收某些脂溶性的維生素和營養(yǎng)素[19]，同時(shí)因人的機(jī)體情況的差異，有的人群對以蛋白為基質(zhì)的脂肪模擬品容易產(chǎn)生過敏，而以大米淀粉為基質(zhì)的脂肪模擬品優(yōu)于以蛋白為基質(zhì)的脂肪模擬品，它能克服以上缺點(diǎn).大米淀粉采用淀粉酶水解制備的低DE值麥芽糊精可以作為脂肪替代品在食品中廣泛應(yīng)用.

5 大米淀粉的發(fā)展前景

5.1 形勢有利于大米淀粉的發(fā)展

當(dāng)前，中國在稻谷加工和深加工方面仍落后于周邊稻谷生產(chǎn)區(qū)國家.國內(nèi)稻谷加工業(yè)隨著國際市場的大融合，正在經(jīng)歷著一場嚴(yán)峻的挑戰(zhàn).近年來，隨著中央農(nóng)業(yè)政策的調(diào)整和實(shí)施，為農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造了寬松的環(huán)境，也為農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的發(fā)展帶來了發(fā)展機(jī)遇.同時(shí)，近年來中國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，各產(chǎn)業(yè)間的聯(lián)動(dòng)作用促使淀粉工業(yè)有較快的發(fā)展， “十五”期間，中國淀粉行業(yè)發(fā)展取得很大成績，淀粉產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，規(guī)模以上企業(yè)數(shù)量由2005年的661家增加到了2008年2月底的783家， 2005—2008年的年均增長率達(dá)到了26.97%.“十一五”頭兩年，中國淀粉加工業(yè)仍然延續(xù)了 “十五”發(fā)展的勢頭，總淀粉產(chǎn)量的增長率分別為17.40%和27.01%.淀粉工業(yè)雖已取得很大進(jìn)步，但目前中國年人均消費(fèi)只有8.5 kg，為美國的9.4%，日本的36.6%，并低于泰國人均消費(fèi)水平，仍有很大發(fā)展空間.

5.2 大米淀粉的生產(chǎn)成本有望降低

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，提取和深加工大米淀粉的技術(shù)和設(shè)備將進(jìn)一步得到完善.中國稻米資源尤其是早秈米及碎米價(jià)值很低，同時(shí)大米淀粉在提取或深加工過程中的副產(chǎn)品也將會(huì)得到更充分的利用，高效的新菌種、酵母和酶制劑不斷開發(fā)出來，這將在很大程度上提高發(fā)酵工業(yè)的生產(chǎn)水平，并將大幅度的降低大米淀粉的生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量.

5.3 發(fā)展大米淀粉業(yè)具有重要的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益

大米淀粉是稻米深加工產(chǎn)品，作為最大的農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)——稻米加工業(yè)，一端連接著城鄉(xiāng)居民的最終食品消費(fèi)，其發(fā)展?fàn)顩r決定著城鄉(xiāng)居民日益多樣化、多層次和多變的新需求的滿足程度；另一端是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的延伸與發(fā)展，因此,大米淀粉具有廣闊的市場前景和很高的附加值，開發(fā)大米淀粉具有重要的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，可以提高稻米深加工的高科技含量和綜合利用水平.

6 結(jié) 語

大米淀粉的提取、生產(chǎn)和開發(fā)，特別是大米變性淀粉應(yīng)用技術(shù)的改進(jìn)，為提高農(nóng)產(chǎn)品深加工的附加值、解決“三農(nóng)”問題做出了一定的貢獻(xiàn)[20].大米淀粉市場前景好、投資少、產(chǎn)品附加值高，符合 “三農(nóng)”相關(guān)政策.隨著中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的加快，對大米淀粉的需求量將會(huì)越來越大，今后要在進(jìn)一步了解大米淀粉結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步挖掘大米淀粉的獨(dú)特性質(zhì)，優(yōu)化其生產(chǎn)工藝，只有這樣才能生產(chǎn)出更多附加值高且需求量大的產(chǎn)品[21].

[1]徐竟.改性大米淀粉膠粘劑的制備和應(yīng)用[J].中國膠粘劑，2009，18（3）：37-39.

[2]于泓鵬，高群玉，曾慶硝.大米淀粉制備及其綜合利用研究進(jìn)展[J].糧食與油脂，2004（4）：14-16.

[3]李長河.大米淀粉及其衍生物的現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，2004（12）：37-39.

[4]馬濤，趙琨，毛闖.大米淀粉脂肪代用品的開發(fā)現(xiàn)狀和研究進(jìn)展[J].食品研究與開發(fā)，2008，29（6）：150-152.

[5]蘆鑫，張暉，姚會(huì)源.采用表面活性劑結(jié)合超聲波法分離淀粉[J].食品工業(yè)科技，2007（4）：73-76.

[6]丁文平，王月慧，丁霄霖.大米淀粉膠凝和回生機(jī)理的研究[J].糧食與飼料工業(yè)，2003（3）：11-13.

[7]馬濤，趙琨，毛闖.大米淀粉為基質(zhì)制備低DE值麥芽糊精的研究[J].食品科學(xué)，2007，28（10）：237-240.

[8]謝新華，李曉芳，肖昕，等.醇溶蛋白對大米淀粉滯性和質(zhì)構(gòu)性的影響[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2007，38（9）：196-198.

[9]王俊芳，劉來亭，蔡鳳英，等.變性淀粉用作油脂替代物工藝條件的確定[J].糧食經(jīng)濟(jì)與科技，2002（3）：35-37.

[10]陳季旺，劉英，劉剛，等.大米淀粉純化工藝及其性質(zhì)的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2007，23（9）：225-228.

[11]許永亮，程學(xué)勛，陳建峰，等.大米淀粉的微波糊化特性研究[J].食品工業(yè)科技，2006（12）：98-100.

[12]韓文鳳.陳放對大米淀粉特性及米粉凝膠品質(zhì)影響的研究[J].糧食加工，2008，33（2）：28-29.

[13]林親錄，肖華西.兩種大米淀粉及其磷酸酯淀粉理化特性的比較研究[J].科研開發(fā)，2009，25（4）：9-13.

[14]裴麗娟，石曉華，王海峰，等.提取大米淀粉新進(jìn)展及在醫(yī)藥領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用[J].廣西輕工業(yè)，2007（9）：8-9.

[15]王良東，杜風(fēng)光，史吉平.大米淀粉的制備和應(yīng)用[J].糧食加工，2006（4）：72-74.

[16]于泓鵬，徐麗，高群玉，等.大米淀粉的制備及其綜合利用研究進(jìn)展[J].糧食與飼料工業(yè)，2004（4）：21-22.

[17]王領(lǐng)軍，王立，姚惠源，等.大米淀粉的性質(zhì)、生產(chǎn)及應(yīng)用[J].糧食與飼料工業(yè)，2004（11）：22-25.

[18]程小續(xù)，林親錄，劉星，等.大米淀粉為基質(zhì)的脂肪代用品的研究和應(yīng)用[J].中國食物與營養(yǎng)，2009（2）：23-25.

[19]王立，姚惠源.大米淀粉生產(chǎn)、性質(zhì)及其應(yīng)用[J].糧食與油脂，2004（7）：4-7.

[20]賈敬敦，王喆.中國農(nóng)產(chǎn)品加工發(fā)展戰(zhàn)略[M].北京：科學(xué)出版社，2005：332-330.

[21]顧正彪，李兆豐，洪雁，等.大米淀粉的結(jié)構(gòu)、組成與應(yīng)用[J].中國糧油學(xué)報(bào)，2004，19（2）：21-26.