一、稻谷与稻谷加工

（一）稻谷

1．稻谷的分类

我国稻谷种植具有悠久的历史，稻谷品种繁多，分布极广，全国各地都有种植。据不完全统计，全国稻谷品种达4万～5万个。

（1）按粒形分类 稻谷按粒形可分为籼稻谷和粳稻谷两大类。籼稻谷粒形细长而稍扁平，籽粒强度小，耐压性能差，易折断，加工时容易产生碎米，米质胀性较大而黏性较小。粳稻谷籽粒短而阔，较厚，呈椭圆形或卵圆形，籽粒强度大，耐压性能好，加工时不易产生碎米，米质胀性较小，而黏性较大。

（2）按生长期分类 在籼稻谷和粳稻谷中，根据其生长期的长短和收获季节的不同，又可分为早稻谷和晚稻谷两类。就同一类型稻谷而言，一般是早稻谷米粒腹白较大，硬质粒少，品质比晚稻谷差。早稻谷米质疏松，耐压性差；晚稻谷米质坚实，耐压性强。就米饭的食味而言，也是早稻谷比晚稻谷差。

（3）按淀粉性质分类 稻谷根据其米淀粉中直链淀粉和支链淀粉含量的不同又可分为糯性稻谷和非糯性稻谷两类。非糯性稻谷直链淀粉含量高，米质黏性较小而胀性较大；糯性稻谷支链淀粉含量高，米质黏性大而胀性小。

（4）按糙米色泽分类 根据稻谷脱壳后糙米色泽的不同，稻谷又可分为普通稻和有色稻两类。

普通稻的糙米（颖果）皮层色泽为蜡白色或灰白色。有色稻是指糙米皮层带有特殊色泽的稻米。有色稻糙米表皮呈现红褐色、紫红色、紫黑色、乌黑色、绿色、咖啡色等颜色，其中以红皮和黑皮占绝大多数，但胚乳仍然为白色。有色稻也有籼、粳、黏、糯之别。有色稻营养价值高，但是品种数量不多。有色稻米通常以糙米进食。

（5）稻谷国家标准分类 我国国家标准计量局颁布的标准《GB1350-2009》将稻谷分为五类。稻谷分类及其特征如下。

①早籼稻谷：生长期较短，收获期较早的籼稻谷，一般米粒腹白较大，角质粒较少。

②晚籼稻谷：生长期较长，收获期较晚的籼稻谷，一般米粒腹白较小或无腹白，角质粒较多。

③粳稻谷：粳型非糯性稻谷的果实，糙米一般呈椭圆形，米质黏性较大胀性较小。

④籼糯稻谷：籼型糯性稻的果实，糙米一般呈长椭圆形和细长粒，米粒呈乳白色，不透明或半透明状（俗称阴糯），黏性大。

⑤粳糯稻谷：粳型糯性稻谷的果实，糙米一般呈椭圆形，米粒呈乳白色，不透明或半透明状，黏性大。

国标《GB/T17891-1999》将优质稻谷分为籼稻谷、粳稻谷、籼糯稻谷、粳糯稻谷四类。

2．稻谷籽粒的形态结构

稻谷籽粒由颖壳（稻壳）和颖果（糙米）两部分组成，其形态如图1-1所示。

稻谷的颖壳包括内颖、外颖、护颖和颖尖四部分。内、外颖互相钩合包住糙米，起着保护糙米的作用。稻壳表面粗糙，生有许多麻点和长短不同的针状茸毛。稻谷受外力后，稻壳即脱落。

稻壳的外颖顶端尖锐，伸长成芒。芒的有无及长短随品种不同而异。稻芒对稻谷的清理效果和散落性有影响，容易造成加工机器的堵塞。

稻谷脱去稻壳后便是糙米。糙米由皮层、胚乳和胚三部分组成，见图1-2。胚位于糙米腹部的下端，胚与胚乳的连接不很紧密，在碾米时容易脱落。胚乳和胚都被皮层紧密地包裹着。糙米的皮层包括果皮、种皮、珠心层和糊粉层，这四部分总称为糠层。在碾米时，被碾下的糠层和胚称为米糠，去皮的颖果则称为大米。

糙米籽粒在未碾去皮层时，表面光滑，具有蜡状光泽，并有纵向沟纹5条（图1-3），背上的一条叫背沟，两侧面上各有两条纵沟。纵沟纹的深浅随稻谷品种的不同而异，它对出米率有一定的影响。

碾米主要是碾去糙米的皮层，而纵沟内的皮层往往很难全部碾去，若要全部碾去，必然对胚乳造成很大的损伤。因此，在其他条件相同的情况下，如要达到同一精度（米粒表面去皮的程度），则纵沟越浅，皮层越易碾去，胚乳损失小，出米率就高；反之，出米率则低。

3．稻谷的物理性质

稻谷的物理性质包括粒形、粒度、千粒重、密度、硬度以及谷堆的体积质量、孔隙度、散落性、自动分级、导热性、吸附性等。稻谷的物理性质与稻谷的加工过程有着十分密切的关联，它直接影响到谷物加工的产量、出率以及产品品质。

（1）色泽、气味与表面状态 新鲜正常的稻谷，其色泽应是鲜黄或金黄色，糙米的色泽多为蜡白色或灰白色，有色糙米呈自身应有的色泽。未成熟的稻谷和糙米，一般呈淡绿色。新鲜正常的稻谷或糙米，表面均富有光泽。稻谷和糙米的色泽变得灰暗，失去原有的正常光泽，属于不正常现象，加工中出米率降低，米质也变差。

稻谷具有特有的香味，无不良气味。如气味不正常，说明谷粒变质或吸附了其他有异味的气体。储藏一段时间的稻谷，气味远比新鲜稻谷差，并且色泽较暗淡，无米香味。稻谷和糙米随着其新鲜度下降，都会失去原有的正常光泽和香味，降低成品粮的商品价值。

稻谷的表面状态是指稻谷表面粗糙或光滑的程度。表面毛糙的稻谷，脱壳和谷糙分离都比较容易。与籼稻谷相比，粳稻谷表面茸毛密而长，较粗糙，摩擦系数大；糙米表面均较光滑。所以，粳稻谷的谷糙分离要比籼稻谷容易一些。

（2）粒形、粒度与均匀度

①粒形：粒形是指稻谷籽粒的形状。谷粒的形状多为椭圆形、卵圆形和细长形。

②粒度：粒度是指稻谷籽粒长、宽、厚的尺度。长宽比大于3者为细长粒形；长宽比小于3大于2者为长粒形；长宽比小于2者为短粒形。短粒形的稻谷在清理、砻谷、谷糙分离和碾米时都较长粒形稻谷容易。稻谷籽粒愈接近于球形，其长宽比愈小，则壳和皮所占籽粒的表面积就愈小，而胚乳的含量则相对增高，出米率就高；同时，籽粒愈接近于球形，耐压性愈强，加工时出碎率就少。所以粳稻的出米率比籼稻高，出碎率比籼稻低。

③均匀度：均匀度（又称整齐度）是指一批稻谷谷粒的粒形和大小的均一程度。若稻谷粒度不均匀，会给加工带来许多麻烦，如清理、分级困难；砻谷轧距难以确定，脱壳率下降；碾米易出现糙白不匀，碎米升高，出米率下降等。因此，要求稻谷的类型、品种不互混，对于籽粒均匀度较差的稻谷，应考虑在加工中采取分级加工。

（3）密度、体积质量与千粒重

①密度（稻谷加工行业习惯称为比重）：密度是指一定体积谷粒的绝对质量与绝对体积之比。一般而言，凡是发育正常、充分成熟、粒大而饱满的谷粒，其密度必然较大；而发育不良、成熟不足、粒小而不饱满的谷粒，其密度就较小。胚乳角质率大的籽粒，结构紧密，密度较大；胚乳粉质率大的籽粒，结构较松，密度较小。不同类型的谷粒其密度不同。同一类型的谷粒，其密度也不完全相同。我国稻谷的密度一般是1.22～1.27g/cm3。

②体积质量（稻谷加工行业习惯称为容重）：体积质量指单位体积中稻谷的质量。稻谷籽粒粒大、饱满、坚实、密度大、表面光滑无芒、粒形短圆，其体积质量大，出米率也较高。稻谷籽粒表面粗糙，密度较小，谷堆的孔隙度较大，其体积质量较小，出米率较低。稻谷的体积质量随品种不同而变化，一般在450～600g/L。

③千粒重：千粒重是指1000粒稻谷所具有的重量。标准千粒重是指1000粒稻谷在含有规定水分状况下的重量。稻谷类型、品种和生长条件的不同，对于粒重有很大的影响。一般粒大、饱满、成熟而结构紧密的谷物，千粒重较大，反之则小。稻谷的千粒重愈大，其籽粒中胚乳所占比例就愈大，出糙率、出米率也愈高。稻谷千粒重一般为22～30g。千粒重在28g以上者为大粒，20～24g为小粒。粳稻谷的千粒重多为25～27g，籼稻谷的千粒重多为23～25g。

（4）硬度 稻谷籽粒的硬度又称为稻谷籽粒的强度。它是指谷粒抵抗外力破坏的最大能力。稻谷加工中，当施加的外力超过或达到米粒的强度时，谷粒即被破坏。强度大的籽粒，加工中不易产生碎米。

籼稻谷籽粒细长，粳稻谷籽粒较宽厚，所以粳稻谷的强度比籼稻谷大。一般而言，蛋白质含量高、透明度大的籽粒（角质粒）的强度比蛋白质含量低、胚乳组织松散、透明度小的籽粒（粉质粒）的强度大；早稻谷腹白度较大，而晚稻谷蛋白质含量高、腹白度小，所以晚稻谷的强度比早稻谷大。成熟稻谷的强度大于不成熟稻谷。陈稻谷的强度低于新鲜稻谷。爆腰粒的强度均小于该品种的平均强度。

低水分谷粒的强度比高水分谷粒的强度大。水分高的稻谷，碾米时出碎率高，出米率低。含水量过低的稻谷，加工时虽然有利于清理、脱壳、增加米粒强度，但米粒脆性增加，同样容易产生碎米，同时皮层坚硬不易碾去，将影响产品质量。

谷粒在冬季的强度比夏季大。温度在0～5℃时，谷粒强度最高。温度愈高，谷粒强度愈低。夏季加工大米时，由于气温高，谷粒强度低，容易产生碎米。

（5）自动分级 稻谷粒群体在移动或振动过程中，会发生性质相类似的组成部分趋向集聚于同一部位，并且不同部位的谷粒在品质上发生差异，稻谷出现的这种分级现象称为自动分级（图1-4）。

谷粒产生自动分级与稻谷的密度、形状、大小、表面粗糙度、含杂数量等多方面因素有关。稻谷产生自动分级后，物料的上部为密度小、颗粒大、表面粗糙的物料，下部为密度大、颗粒小、表面光滑的物料。

稻谷形成自动分级的条件有三项：物料颗粒之间须有适宜的相对运动；适宜的料层厚度；适宜的分级时间。

在稻谷加工中有时要利用物料的自动分级，如去除并肩石、谷糙分离、白米分级除碎等，只有产生良好的自动分级，才会取得较好的工艺效果。有时要采取一定的措施防止物料的自动分级，如物料出仓。

（6）稻谷谷壳率与出糙率 稻壳占净谷质量的百分率称为谷壳率。谷壳率的大小是随稻谷的类型、品种、粒形、产地、成熟度和饱满度等而变化的。我国籼稻谷含壳为19%～28%，粳稻谷含壳为16%～25%，短粒型稻谷的谷壳率低于长粒型稻谷的谷壳率。谷壳率高的稻谷，稻壳厚且包裹紧密，加工时脱壳困难，出糙率低。谷壳率低的稻谷加工时脱壳容易，出糙率高。

出糙率是指一定数量稻谷全部脱壳后所得糙米质量（其中不完善粒折半计算）占稻谷质量的百分率。出糙率不仅与谷壳率有关，同时还与稻谷中不完善粒的数量有关。一般粳稻谷的出糙率大于籼稻谷，早稻谷的出糙率低于晚稻谷，同一类型稻谷的出糙率随产地、成熟度等的变化而有所不同。

（7）爆腰率 爆腰又称裂纹，是指糙米粒或大米粒上出现一条或多条纵、横向裂纹的现象。爆腰米粒占试样米粒的百分率，称为爆腰率。

稻谷在急速干燥情况下易产生爆腰。同时，气候干旱、病害、过迟收获、机械打击或日光暴晒，以及高水分稻谷受到急剧的冷却，或受潮吸湿时米粒内部与表面收缩膨胀不平衡等都可使稻谷产生爆腰。砻谷机工艺参数调整不当，容易使籽粒爆腰。

米粒产生爆腰后其强度大大降低，加工时米粒容易被折断，产生碎米，使出米率降低。对于爆腰率高的稻谷，特别是爆腰裂纹多而深时，不宜加工高精度大米；否则，会使碎米增加，造成出米率严重下降。

（8）稻谷的散落性与静止角 稻谷堆是由散落的稻谷粒组成。当稻谷自上而下落至主平面时，向四面流散并形成一个锥体，稻谷所具有的这种介于固体和液体之间的性状称为散落性。

稻谷散落性的大小，是以谷堆圆锥体的斜面与底部直径所成的角度作为量度的指标，这个角度称为静止角（图1-5）。静止角越大，散落性越小。稻谷散落性的大小与静止角的大小成反比。

表面光滑、圆形颗粒的谷粒散落性较大。表面粗糙甚至有毛刺的、非圆形的谷粒，散落性较小。稻谷的含水量越大，则谷粒间的摩擦力加大，散落性相应降低。谷物中的夹杂物一般会降低粮食的散落性，特别是各种轻浮的夹杂物如麦秸、稻谷壳等会大大地降低谷物的散落性。

谷物散落性的大小是确定谷物加工中筛理、输送、各种自流设备角度以及仓斗装满程度的依据。散落性差的稻谷，流动性差，除了需要较大的自流管或筛面角度外，还影响产量的提高，使仓斗不易装满，并容易造成机器和输送管道堵塞等。稻谷的静止角一般为33°～40°，白米为23°～33°，糙米为27°～28°。

4．稻谷的化学性质

（1）稻谷及其籽粒各部分的化学成分 稻谷籽粒中所含有的化学成分主要有水分、蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质、维生素等。稻谷籽粒中所含有的化学成分的含量，因品种、土壤、气候、栽培及成熟条件等的不同而略有差异。

稻谷籽粒各组成部分所含有的化学成分的分布和含量不同（表1-1），各有其特点。

胚乳中主要含淀粉，其次是蛋白质，脂肪、灰分和纤维素的含量都极少，胚中富含蛋白质、脂肪、矿物质等。胚乳是稻谷籽粒供人们食用的最有价值的部分，加工时要尽量保留。

皮层含纤维素较多，脂肪、蛋白质和矿物质含量也较多，皮层中一般不含淀粉。糙米表面的皮层吸水性差，造成蒸饭时间长，饭的食味也不佳，所以加工时要碾除部分皮层。

稻壳中含有大量的粗纤维和灰分。灰分中90%以上是二氧化硅，使稻壳质地粗糙而坚硬。稻壳中完全不含淀粉，稻壳中的碳水化合物不能食用，加工时要全部除去稻壳。

由表1-1可以看出，稻谷籽粒及其各组成部分的水分含量也是各不相同的。皮层含水量较高，故韧性较大，易于碾剥。胚乳含水量较低，籽粒强度大，不易碾碎。稻壳含水量最低，脆性大，易于脱壳。这种水分分布的不均一性对稻谷加工是极为有利的。

（2）稻谷在加工中的损失 加工中随着糙米皮层不断被碾除，大米精度越来越高，成品大米的化学成分愈接近于纯胚乳，即大米中淀粉的相对含量随加工精度的提高而增加，但脂肪、矿物质和维生素等其他各种成分则都相对地减少，见表1-2。

由于米粒表面存在纵沟，因此碾米时不可能将皮层全部分离。若将胚和皮层全部碾除，则势必使胚乳损失增加，降低出米率。大米精度越高，纤维素越少，虽然大米的口感变好，但是大米的营养成分，如矿物质和维生素、脂肪等的流失增加。

大米应适度加工，即大米加工精度不宜过高，在保证大米口感的同时不仅可以减少稻米营养物质的损失，而且可以减少胚乳的损失，提高出米率。