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人造大米

人造大米(Artificial 米饭)是以淀粉类物料为主要原材料,适当添加辅料,与黏结剂、营养强化剂等混合,通过挤压熟化、切割、干燥等工序制成类似于天然大米的颗粒状米制品,又被称为重组米、工程米、复合米、速食米等。

人造大米的加工技术最先由美国的CoxJ和CoxD在20世纪80年代后期研究开发而成。1987年,Scelia R P等人制作出了类似于米粒的挤压重组米。1993年,金增辉简要介绍了工程米及加工工艺的研制。1996年,And A N K等人生产出铁强化营养重组米。1999年,Koide K等人生产出外形完整、复水性良好的挤压重组米。2004年,Lee Y T等人以干生粉和谷物为主要原料,生产出营养重组米。2011年,Liu C等人以碎米方便食品为原料,以新鲜米糠为营养强化剂,采用改良热压凝胶法生产出重组米。2014年,Hussain S Z等人以食品级膨化大米粉为原料,通过添加维生素a焦磷酸铁作为营养强化物质,制备出维生素A和铁元素强化米。

人造大米主要包括杂粮型重组米、营养强化型重组米以及功能性重组米等,可通过压片式制粒工艺及挤压式制粒工艺进行生产。人造大米可以进行氨基酸、维生素无机盐、其它功能性物质的强化,还可以配制成不同特色的方便食品,如儿童食品、医疗保健食品、旅游食品、自热米饭等。

历史

国际上

人造大米加工技术最先由美国的CoxJ和CoxD在20世纪80年代后期研究开发而成。从那以后研究者一直对其配方及工艺进行不断改进,使其具备良好的感官品质,并能强化多种营养素。

1987年,Scelia R P等人以粘米粉玉米粉为原料,并添加乳化剂和可食用胶,最终获得类似于米粒的挤压重组米。1996年And A N K等人以食品级膨化大米粉为主要原料,以具有较高生物活性的7H2O·FeSO4(FSH)作为铁营养强化剂,利用螺杆挤压机生产出铁强化营养重组米。1999年,Koide K等人以含淀粉的谷物为原料,以白蛋白、海藻酸钠钙盐为营养强化物质,利用螺杆挤压机生产得到外形完整、复水性良好的挤压重组米。2004年,Lee Y T等人以干生粉和谷物为主要原料,利用双螺杆挤压机生产营养重组米。2005年,Moretli D等人将大米粉为主要原料,通过添加高生物利用率的硫酸亚铁焦磷酸盐作为铁元素强化剂,采用螺杆挤压机生产出感官品质与天然大米相接近的铁强化营养重组米。2011年,Liu C等人以碎米方便食品为原料,以新鲜米糠为营养强化剂,采用改良热压凝胶法、利用单螺杆挤压机生产出重组米。2014年,Hussain S Z等人以食品级膨化大米粉为原料,通过添加维生素a焦磷酸铁作为营养强化物质,采用双螺杆挤压机制备维生素A和铁元素强化米,结果发现,维生素A和铁元素强化米具有和天然大米相接近的微观结构和糊化性质。

中国

人造大米加工技术在中国发展较慢,1993年,金增辉简要介绍了工程米及加工工艺的研制。熊善柏等人对冷挤压型米加工工艺进行了研究,以淀粉质为主要原料。此后,熊善柏、赵思明等人对冷挤压型工程米产品的干燥条件进行了一些研究,包括工程米热风干燥数学模型,工程米干燥过程内部水分传递特性的研究,工程米干燥动力学及其仿真研究,工程米复水过程水分传递特性和工程米高温高湿干燥等方面。研究主要集中在产品的干燥条件上。沈宇等人对挤压型工程米的生产工艺及其参数进行了研究。安红周金增辉等人研究了进料水分对人造米物理化学特性和物性的影响,发现在挤压过程中进料水分与人造米的吸水指数、α化度、水溶性糖类、酶敏感性及人造米米饭硬度、黏度呈显著性相关;程北根对挤压营养强化工程米生产工艺进行了简介,介绍了最新的挤压法生产营养强化米的生产工艺流程、主要生产设备和市场前景,但仍未涉及品质分析及产品产业化方面的探讨。此后,以肖志刚团队为代表的科研工作者对此展开了大量研究,主要体现在原料的复配、工艺参数及干燥参数的优化、食用品质的研究等方面。

分类

杂粮型重组米

杂粮型重组米指的是以大米和碎米方便食品为原料,复配大豆、谷物及薯类等杂粮,挤压膨化制成的重组米。杂粮不仅具有丰富的营养价值,还具备一定的生理功能,对预防慢性疾病、防治心血管疾病及治疗便秘等有促进作用。

营养强化型重组米

营养强化型重组米是通过挤压技术将碎米、大米等构成重组米的主要原料与营养强化剂混合,制得的重组米中营养素分布均一且稳定,淘洗中也不易流失。常用的营养强化剂有维生素、矿物质、蛋白质等。

功能性重组米

挤压重组米一般是经过多种组分的科学配伍制备的,因此可赋予食品个性化的功能特性。杂粮型重组米与营养强化型重组米有一定的功能性。例如王洁洁等制备的重组花心薯米因紫薯本身富含花色苷等功能成分,从而使重组米具有良好的抗氧化能力,可高效清除DPPH自由基与ABTS自由基。孙威等制备的葛根重组米富含黄酮以及葛根素,具有较高的营养价值。

制作方法

压片式制粒工艺

首先在混合机里将配料和强化剂充分混匀,接着利用面带机将混合好的物料压成较宽的面带,接着进行造粒步骤,用振动筛除去未成型的米粒,而对成型的米粒进行蒸汽处理,最后烘干、冷却即可。

挤压式制粒工艺

将配料和强化剂在搅拌机里混合均匀后,进入挤压机后,在出模头的瞬间,物料之前受到的高温高压瞬间消失,而让物料形成术粒状颗粒,再进行烘干冷却筛选包装即可。

工艺区别

制粒机有辊筒式和挤压式2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,面带便被压成米粒。挤压式制粒机则是将物料通过混合调质后送进螺杆挤压机内,经过挤压之后从模孔挤出成型。在模孔外面有一把旋转的切刀,通过调节转速可将面带切成适当厚度的米粒,相比之下,挤压造粒技术应用更广泛。

用途

人造大米可以根据不同的食用对象配制成不同特色的方便食品,如儿童食品、医疗保健食品、旅游食品、自热米饭等。用人造大米制作而成的自热米饭主要分为两种,一种是将大米等原料(根据产品设计,适量加入玉米、薯类、豆类荞麦等杂粮)经过粉碎、挤压熟化成型米饭颗粒,干燥后制作成(复水型)干燥复合米饭粒;另一种不经过干燥处理的是湿复合米饭。

人造大米的生产原料来源广泛,可充分利用当地的自然资源(淀粉质材料)及粮食加工过程中的副产品。副产品的充分利用,提高了喜米精加工的转化率,降低了成本。人造大米的营养素的分布均一性较好,并且添加营养素的量也易控制,稳定性好,不会因为季节变化而引起营养成分的变化。但人造大米在生产过程中因为浸泡、高温,会损失一部分维生素,比如b族维生素。

主要区别

外观

天然大米小麦胚芽脱落时,会在米粒上留下一个小缺口,人造大米则没有;天然大米的米粒大小不均匀,而人造大米的均匀度很高,看起来就像一个模子里造出来的。

口感

人造大米在加工的过程中,原料中的淀粉、蛋白质、脂肪等的结构会发生变化,导致人造大米的吸水指数、糊化度等物理化学特性发生较大变化,进而会影响人造大米的品质和口感,导致“米”变的不好吃。为了提升口感和品质,人造大米大多还含有魔芋粉、玉米淀粉、大豆粉和其他五谷杂粮粉等物质,以及水分保持剂乳化剂食品添加剂。这使得人造大米的口感更佳Q弹细腻,黏性和弹性要高于天然大米。

营养

天然大米营养较为单一,主要成分为淀粉这类糖类、可以提供热量,只含有少量蛋白质微量元素。人造大米在加工的过程中会导致B族维生素流失,但相较于天然大米,如果是强化了某种营养素的人造大米,也会更有营养。

相关研究

配方设计

营养素选择、添加标准的确定

营养强化剂的选择一般要求易溶于水、相对比较稳定、颜色为无色或颜色比较淡、不会影响产品的外观质量。根据CoxJ等描述,维生素强化大米中需添加米粉、黏合剂、固化剂抗氧化剂、阻湿剂和水溶液。而最理想的黏合剂、交联剂、维生素、抗氧化剂、阻湿剂和水溶液分别是海藻酸、钙、VAVE、猪油、水。对不同作用的人造大米,要充分研究其强化程度和损失率(淘洗和蒸煮时营养素流失的程度),确定蒸煮后其保留下来的营养素达到所需的标准。营养素的添加要有添加限制,要充分考虑到营养素的溶解性和营养素间的相容性。但营养素添加量与所用基础大米的性状有关,并非一成不变。

感官性质和稳定性

人造大米要求颜色、透明度、弹性、硬度黏度、口感与天然大米极其相似。在存放一定时间内,其颜色、口感也不发生太大的变化。LiYao等研究了多重营养强化人造米的稳定性,开发出了强化铁、锌和VB的人造米。并测试了在32周内加速老化的储存条件下(40℃,60%RH)四种含铁化合物的性能,包括四种铁源对微量营养素的保持,抗氧化稳定性和感官性质/物理性质影响。其中添加焦磷酸铁强化剂的大米是最稳定的,损失的VB最少,呈现出最好的感官性能。而富马酸亚铁强化米损失了超过50%的VB1,米粒的颜色发黑,但是它们却比焦磷酸铁的人造米的生物利用率要高。储存测试研究表明铁的存在并不影响锌、叶酸、以及烟酰胺的浓度。水溶性化合物如硫酸亚铁具有较高的生物利用率,但是和食品基质也有很高的反应活性常促使氧化和不可接受颜色的反应。

工艺条件设计

国际上一般采用的挤压的工艺条件为食品级膨化大米粉和其它的添加物混合,在霍巴特搅拌机中混合30min,加人水,用19mm直径出口的布拉班德单螺旋挤压机以20:1(L·D)的比例挤压。安红周等研究了进料水分对人造米物理化学特性和物性的影响,发现在挤压过程中进料水分与人造米的吸水指数、a化度、水溶性糖类、酶敏感性以及人造米米饭硬度、黏度呈显著性相关;a化度、吸水指数、水溶性碳水化合物以及酶敏感性与人造大米米饭的硬度、黏度之间都有显著或非常显著的相关性

熊善柏等研究发现,人造米原料配比中较低的A值(碘蓝值)有利于人造大米口感的改善和复水率的提高,增加米粉含量可改善产品的风味,适当地调配液浓度、温度和用量有利于面团的造粒成型,并可改善产品口感、复水率等指标,蒸煮时间以米粒充分a化,熟透度达95%以上为宜。干操条件的合理控制有利于提高产品的复水率、口感、色泽等指标。

相关评价

这种经过机器重塑成大米形状的人造米,不属于真正的大米。吃过自热米饭的人都有体验,重组米的口感较黏,米香味较淡,也缺乏嚼劲。(健康时报 评)

天然大米的主要成分是淀粉和少量蛋白质,在粉碎等加工过程中不会破坏大米的营养,只是失去了天然大米原有的风味,但对身体健康不会有影响。如果再添加一些其它原料,比如魔芋精粉等膳食纤维,反而会让最终的“复合米”营养更全面一些。(中国农业大学营养与健康研究院教授李再贵 评)

参考资料

自热米饭多用“假米”?食品专家:“人造大米”并非假冒伪劣.九派新闻.2024-08-19

Artificial Rice As an Alternative Functional Food to Support Food Diversification Program.ResearchGate.2024-08-19

总感觉哪里不对 自热米饭里的大米是不是真大米.百家号.2024-08-19

自热米饭的米不是真大米!问题来了:吃了会对身体有害吗?| 上海市消保委健康消费专业办.上观新闻.2024-08-20

新知|自热米饭的米,竟然不是真大米?.齐鲁壹点.2024-08-19

超市里卖的自热米饭很难吃,难道是用了“假米”?营养师辟谣.哈尔滨新闻网.2024-08-19

自热米饭竟然是用“假大米”?这种米吃了会对身体有害吗?.印象网.2024-08-20

自热米饭五问:为啥用“复合米”?健康吗?.百家号.2024-08-20