世界大米產(chǎn)量每年約為5億噸。大部分大米都是在水稻產(chǎn)區(qū)附近加工的。從淀粉胚乳(70%)中去除殼(20%)和米糠(10%)的碾米過程通常在小型加工廠進(jìn)行。在大多數(shù)情況下，消費(fèi)者在家庭作坊碾壓稻谷，大米數(shù)量夠幾天家用。以往，米糠經(jīng)常與稻殼混合在一起。在一些地區(qū)，稻谷在收獲時(shí)被去殼，糙米(米糠層仍然附著在稻谷上)被儲(chǔ)存起來，以便以后進(jìn)行碾磨。在世界上工業(yè)化程度較高的地區(qū)，水稻在大規(guī)模加工中被碾碎，稻殼和米糠成分得到有效分離。在這些地區(qū)，從米糠中提取油用于食品和工業(yè)用途在經(jīng)濟(jì)上是可行的?？紤]到世界上有40%到50%的米糠是適合商業(yè)性的油脂提取，估計(jì)米糠油年生產(chǎn)潛在產(chǎn)量為500到600萬噸，然而，實(shí)際米糠油的年產(chǎn)量遠(yuǎn)低于此，只有150萬噸，大部分技術(shù)質(zhì)量等級(jí)低下，只能用于制造肥皂。

米糠油含有較高的游離脂肪酸，蠟、米糠粉末和色素。這些因素阻礙了米糠油的商業(yè)化加工（浸出，精煉）和銷售。然而，只要仔細(xì)注意加工技術(shù)，從碾米廠開始，就可以以經(jīng)濟(jì)的成本生產(chǎn)出產(chǎn)量和質(zhì)量合理的米糠油。

影響米糠油利用的因素

1.游離脂肪酸

游離脂肪酸(FFA)，一個(gè)主要問題是米糠油含有高活性的脂肪酶。在碾米過程中，脂肪酶被激活并迅速開始將甘油三酯水解成游離脂肪酸、甘油二酯和單甘油酯。如果不加以抑制，脂肪酶最終會(huì)在幾個(gè)月的時(shí)間里分解掉所有的甘油三酯。在更實(shí)際的基礎(chǔ)上，米糠中所含米糠油的游離脂肪酸含量在研磨后的頭幾天將以每天5 - 10%的速度增加。在游離脂肪酸含量超過15%后，米糠油的加工就開始接近食品的邊際經(jīng)濟(jì)效用（無價(jià)值），盡管一些加工商仍提煉含有高達(dá)30%或者更多的游離脂肪酸含量的油。

2.脂肪酶的活性

脂肪酶的活性高度依賴于水稻的儲(chǔ)藏條件、溫度和水分。有些油的降解是水稻儲(chǔ)藏期間發(fā)生的，即使是最快速加工的米糠也會(huì)產(chǎn)生1-3%的游離脂肪酸。如果大米在高溫、潮濕的環(huán)境中儲(chǔ)存很長(zhǎng)時(shí)間，碾磨后的游離脂肪酸含量可能在10%或以上。這樣的大米將會(huì)成為有問題食品，所以這不會(huì)經(jīng)常發(fā)生。將去殼糙米儲(chǔ)存起來用于后續(xù)再碾米的做法可以激活脂肪酶，從而提高糙米中游離脂肪酸的含量。

碾米之后，米糠油的脂肪酶的滅活是時(shí)間、溫度和水分含量的函數(shù)。水分含量越高，脂肪酶的活性越高。然而，基于商業(yè)化考慮，通常水分含量控制在12%左右。溫度是脂肪酶活性的關(guān)鍵變量，最適溫度在35到40度之間。溫度越低，脂肪酶的活性越低，接近冰點(diǎn)的溫度下，游離脂肪酸只有微量的升高。在冰點(diǎn)以下，脂肪酶活性基本為零。

我們后面會(huì)講到，米糠中的脂肪酶可能會(huì)以多種方式被滅活。米糠中米糠油的游離脂肪酸含量為2 - 6%，就處在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，游離脂肪酸超過10%就不再穩(wěn)定。脂肪酸含量的上限是時(shí)間和環(huán)境條件的函數(shù)（碾米和浸出過程）。

米糠中還含有對(duì)米糠油氧化穩(wěn)定性有不利影響的脂氧合酶。幸運(yùn)的是，它們不像脂肪酶那樣活躍，在加工過程中也被滅活。研究發(fā)現(xiàn)，白臘米糠中的米糠油氧化穩(wěn)定性較差，這可能是由于在加工過程中抗氧化劑的流失。

顯然，高游離脂肪酸對(duì)米糠油的主要不利影響是精煉的得率。快速穩(wěn)定的米糠油精煉得率約為90%(10%損失)。極端情況下，高游離脂肪酸的油可能有高達(dá)50%或更多的損失。早期的研究表明，羥基化合物，如單甘油酯、甘油二酸酯和糖苷，在煉油損失中起著重要作用。采用乙酸酐處理米糠油，降低游離羥基的數(shù)量時(shí)，堿精煉損失顯著降低。

不幸的是，乙酸酐的成本太高，無法從更高的得率中獲得相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。也許將來還會(huì)找到其他更經(jīng)濟(jì)的方法來降低羥基化合物的含量。

3.蠟的含量

對(duì)加工者來說，脫蠟是一個(gè)挑戰(zhàn)。有許多方法可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，稍后將討論。所有的技術(shù)都是關(guān)于成本、產(chǎn)量和效率的平衡。

蠟：米糠油的蠟是飽和脂肪酸（c16、c26）和飽和脂肪酸（c24 - c30）乙醇酯。米糠的蠟含量因品種而異，多蠟品種的米糠油含有高達(dá)8%的蠟，更典型的數(shù)值在2-4%的范圍內(nèi)。米糠油中的蠟量也和浸出工況有關(guān)系，在一定的浸出條件下，蠟含量可以達(dá)到0.5%或更低。

水稻蠟有兩種:軟的和硬的。軟蠟的熔點(diǎn)小于70攝氏度，硬蠟的熔點(diǎn)大于80攝氏度。大約三分之二的蠟是聚合物形式，其余的是單體。

蠟在精煉過程中容易乳化，從而降低工藝得率。它們還容易附著在白土上，因此脫色過程白土消耗量更大。蠟在室溫下給米糠油賦予不透明的外觀，這影響了它對(duì)消費(fèi)者的吸引力。入臘的含量太高，會(huì)影響米糠油作為煎炸油的使用功能。

4.米糠粉末

根據(jù)穩(wěn)定化技術(shù)(或沒有)和所采用的浸出方法，米糠油可能含有0.5 - 10%或更多的米糠粉末。碾米過程從胚乳中剝離米糠，會(huì)將米糠研磨成粉末。傳統(tǒng)的工廠使用精細(xì)的固體磨料，如石灰石，來促進(jìn)這一過程。一種新的技術(shù)，被稱為水霧研磨，消除了固體磨料的需要。

即使加工質(zhì)量比較穩(wěn)定的米糠過程中，也有大量的顆粒在運(yùn)往浸出工段的過程中粉碎為粉末。在浸出之后，這些粉末依然留在毛油中。

過高的粉末含量會(huì)導(dǎo)致更高的煉油損失（夾帶）。它們會(huì)沉積在容器內(nèi)部，堵塞設(shè)備比如混合器、熱交換器和離心機(jī)，導(dǎo)致設(shè)備性能損失和頻繁的清洗。由于磨損，細(xì)粉也會(huì)導(dǎo)致泵、混合器和離心密封過早失效。尤其當(dāng)使用由石灰石研磨或含有大量米糠粉末時(shí)。與蠟一起，粉末可以形成纖維束，這些纖維束往往會(huì)聚集在密封表面，導(dǎo)致密封過早失效以及油損失。

色素

米糠油含有常見的植物油色素，如葉綠素。葉黃素、類胡蘿卜素和蛋白質(zhì)降解產(chǎn)物(棕色色素)。葉綠素含量可能非常高，值超過20ppm。蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生的棕色色素的效應(yīng)會(huì)很強(qiáng)烈，導(dǎo)致脫色困難。在穩(wěn)定化過程中過熱的米糠尤其如此。在不利條件下儲(chǔ)存的大米也能產(chǎn)出深色的油。盡管添加了過量的白土，成品的米糠油紅色仍會(huì)達(dá)到1.5到2.0的羅維朋(5.25英寸)。

米糠油的提取

為了獲得質(zhì)量的米糠油，必須在提取前穩(wěn)定米糠。主要目的有四：抑制脂肪酶活性，提高提取效率，減少原油中的細(xì)粉數(shù)量，稻殼殺菌。由于脂肪酶活性的快速開始，在脫殼后盡快穩(wěn)定米糠，理想狀態(tài)下是在1小時(shí)之內(nèi)。這是可以實(shí)現(xiàn)的，大型工廠生產(chǎn)足夠的米糠，穩(wěn)定化車間就建設(shè)在旁邊。然而，世界上大部分的米糠都是在小工廠生產(chǎn)的，因此需要收集和運(yùn)輸?shù)綇S外的穩(wěn)定車間，這種情況下的延遲可能是幾天或幾周。

穩(wěn)定米糠的一般方法有五種：干式擠壓法或蒸炒法；濕法擠壓或軟化調(diào)質(zhì)；冷凍；降低pH值；和化學(xué)方法。

1.干式擠壓或蒸炒

干式擠壓或蒸炒這種方法通常需要使用一個(gè)擠壓機(jī)或炒鍋加熱米糠，使徹底酶失活(150°C或更高)。這種方法被描述為干式蒸炒，因?yàn)闆]有水被添加到米糠中（本來含有10-14%的水分）。一種常見的方法是使用完全依靠摩擦來產(chǎn)生足夠熱量的擠出機(jī)。許多其他的加熱技術(shù)已被研究，如微波、紅外線、立式炒鍋、流化床等。

干式擠壓的主要缺點(diǎn)是穩(wěn)定的米糠仍然很細(xì)，由于較高的溫度，米糠油的顏色可能比較深，設(shè)備維護(hù)成本較高。這種穩(wěn)定的方法通常用在米糠是最終產(chǎn)品(不含油脂)或在缺乏蒸汽的工廠中。

2.濕式擠壓或軟化調(diào)質(zhì)

濕法擠壓或軟化調(diào)質(zhì)。這種方法包括向米糠中注入大約10%的水份，通常是蒸汽。通常情況下，是用一個(gè)帶有蒸汽噴嘴的膨化設(shè)備完成的。添加的水降低了米糠穩(wěn)定化的溫度大約為120°C。另外一個(gè)好處是，當(dāng)米糠從擠出機(jī)擠出時(shí)，它的水分會(huì)蒸發(fā)到大氣中。這種膨化產(chǎn)生了多孔狀態(tài)，使浸出的溶劑更容易滲透進(jìn)來，而提高油脂得率。事實(shí)上，這種制備技術(shù)也被用于其他油料種子，如大豆和棉籽，特別是有利于幫助油的提取。此外，這種方法的另一個(gè)好處是細(xì)粉會(huì)結(jié)成團(tuán)。

濕擠壓法的主要缺點(diǎn)是穩(wěn)定的米糠必須干燥，這通常是通過熱空氣穿過米糠料層完成的。

3.冷凍

低溫會(huì)限制脂肪酶的活性。然而，酶沒有變性，隨著溫度的升高，活性將恢復(fù)。由于在冷藏條件下儲(chǔ)存米糠的成本很高，這種方法可能沒有商業(yè)應(yīng)用。

4.降低PH值

在米糠中加入鹽酸，使其pH值降低到4.0。在這個(gè)pH值上，脂肪酶的活性很小。這個(gè)過程沒有得到商業(yè)上的認(rèn)可。

5.化學(xué)法

研究了用亞硫酸鈉穩(wěn)定米糠的方法。這種化學(xué)物質(zhì)直接加到米糠中并充分混合。脂肪酶的活性基本被抑制。這項(xiàng)技術(shù)尚未獲得商業(yè)上的認(rèn)可。

米糠制取油脂技術(shù)

1.溶劑浸出

世界上大多數(shù)米糠油都是在傳統(tǒng)的設(shè)備中提取的，使用商業(yè)化的己烷作為溶劑。粉末含量是滲透率和浸出效率的限制因素。深和淺床浸出器都被成功地使用。串聯(lián)的旋液分離器是從混合油中去除米糠粉末的一種有效的方法。從而防止這些粉末堵塞蒸發(fā)器，并且去除了大部分的毛油中的粉末。

蠟可以溶于熱己烷。因此，必須選擇合適的浸出溫度，以優(yōu)化油的得率，同時(shí)又不能過度的提取蠟。例如，在50攝氏度時(shí)，正己烷能夠溶解蠟的含量是30攝氏度時(shí)的兩倍多。

還有其他溶劑，如丙酮、乙酸乙酯和異丙醇，不溶蠟。然而，整體而言，它們并沒有己烷那么劃算。

2.機(jī)械壓榨

米糠油也可以通過機(jī)械擠壓從米糠中提取。在最常見的方法中，布蘭首先會(huì)在一個(gè)堆疊的甲板設(shè)備里進(jìn)行干燥加熱，然后通過螺旋壓榨機(jī)將油排出。該方法將穩(wěn)定化和油提取結(jié)合在一起。然而，與溶劑i浸出相比，得油率較低，單位成本較高。螺旋壓榨法還會(huì)導(dǎo)致原油中含有大量的細(xì)粉，在后續(xù)加工之前，這些細(xì)粉必須進(jìn)行脫除和過濾。此外，如果在加熱過程中使用過高的溫度和過長(zhǎng)的停留時(shí)間，油可能會(huì)變暗。

機(jī)械壓榨的優(yōu)點(diǎn)是降低了成本，相對(duì)于浸出工廠更加安全，以及在保健食品中可能的產(chǎn)品市場(chǎng)。