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關于「米」的科普

 更新時間:2023-04-04 點擊量:2188
稻的馴化是一個長期而持續的過程,人類通過不斷實踐、總結經驗和創新,使得稻谷的生產效率和品質逐步提高,也促進了人類社會的發展和繁榮。現在,稻谷已經成為重要的糧食作物之一,為全球數十億人提供了主要的食物來源。

將稻谷去除谷殼后就得到了糙米,將糙米去除部分種皮保留胚芽,可以得到胚芽米,而去除全部種皮和胚芽的大米,就是我們常吃的精白米。


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那么糙米,胚芽米和精白米在結構和營養成分上有什么區別呢?米放置久了,內部結構會發生什么變化呢?市面上方便快捷的自熱米為什么熟得那么快呢?我們使用飛納電鏡,揭開了種種疑問。


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糙米,胚芽米和精米

按照加工的程度,可以將處理后的稻谷分為糙米,胚芽米,精白米。普通稻米(糙米)主要由糠層、胚乳、胚芽 3 部分組成,胚乳占絕大部分,胚芽位于腹部下端,胚芽與胚乳連接得不是很緊密,在碾米時很容易脫落。而大米各組成部分的占比和營養分布很不均衡,各有其特點。


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糙米


糙米是稻谷脫殼后不加工或較少加工得到的,由米糠 、胚芽和胚乳三大部分組成。與精白米相比,糙米較高程度地實現了稻谷的全營養保留,但是吃過糙米的朋友們應該知道,糙米比較難煮熟,口感相對較差,又比較難消化。糙米的米糠層富含膳食纖維,約占據營養成分的 5%。


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胚芽米

將糙米加工去掉米糠保留胚芽的部分就得到了胚芽米,其它部分則與精白米相同。胚芽掌管著米的生命,所謂的“芽",是生出新的生命的部分,胚芽富含維生素和礦物質,約占據營養成分的 66%。


胚芽米.PNG


精白米

精白米就是我們平時吃的大米,去掉胚芽,但保留胚乳的部分。這種精白米富含淀粉,只占據營養成分的 5%,相對易熟,口感較好。


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將糙米,胚芽米,精白米進行樣品制備后,放入飛納電鏡中觀察截面和表面的微觀結構進行對比。


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糙米、胚芽米、精白米截面

從糙米、胚芽米、精白米的截面 SEM 對比圖可以明顯地看出糙米外層的糠層結構,厚度約 40~50 微米,胚芽米和精白米均已去除外層的糠層。


截面.png

糙米、胚芽米、精白米表面

從糙米、胚芽米、精白米表面 SEM 對比圖可以看到糙米糠層表面粗糙,細胞壁紋路明顯。胚芽米和精白米均已去除糠層,表面無類似細胞紋路,精米表面相對更為光滑,還可以看到淀粉顆粒。

陳米的內部結構有什么變化?

通常優質稻米淀粉以復粒淀粉形式貯藏于胚乳細胞中,大米(精米)由于胚乳直接暴露在外,易受外界濕熱等環境條件的影響,容易吸濕,引起發熱變質,因此大米應該儲存在陰涼干燥的地方。那么放置很久的大米的內部結構發生了什么變化呢?和新米有什么區別呢?我們使用飛納電鏡,觀察了新米和陳米的微觀結構。


新米表面.JPG

新米表面


陳米表面.JPG

陳米表面


新米淀粉顆粒.JPG

新米內部淀粉顆粒


陳米淀粉顆粒.JPG

陳米內部淀粉顆粒

從陳米和新米表面和內部的 SEM 對比圖可以看出,新米表面相對比較光滑,陳米表面光滑度下降,出現較多大小不一的小孔。新米內部的淀粉顆粒棱角分明,粒間排列致密,含有大量的復粒淀粉顆粒;陳米的淀粉顆粒棱角變得模糊不清,部分淀粉顆粒表面出現了細小的孔洞。


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陳米在掃描電鏡下發現霉菌和蟲子

此外,在陳米內部的不同部位,我們還發現了大量的菌絲和孢子,并且負載著大量霉菌孢子的蟲子。

因此,大米的儲存環境要注意:通風、相對低溫、干燥。當大米所處的環境,溫度達到 20℃-40℃、濕度達到 65°-95° 時,這個環境很適宜米蟲生存,只需要一周的時間,蟲卵就孵化出來了,并且開始繁衍后代,特別是夏天溫度高,加上儲存方式不當,就更容易生蟲。已經霉變的大米,不建議再食用。

自熱大米為什么熟的那么快?

目前市面上的速食食品,到處可見自熱米飯的身影,一杯涼水加一個自熱包,再加上里面自帶的預制菜,靜等 10 分鐘,就能夠吃上一頓熱騰騰的米飯套餐。那這自熱大米為什么熟的那么快呢?和天然大米有什么區別呢?


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相對來說,自熱大米表面有些發白,兩頭都是圓的,天然大米看起來更加透亮,一端可以明顯看到去除胚芽的痕跡,其他在外觀上沒有太大的差別。但是吃過自熱米飯的朋友們應該知道,口感和味道和自己煮的大米還是有一定的差別。我們使用飛納電鏡,發現了其中的奧秘。


天然大米截面.JPG

天然大米截面(放大倍數:97X)


自熱大米截面.JPG

自熱大米截面(放大倍數:115X)

通過對比觀察自熱大米和天然大米截面的微觀結構可以發現,自熱大米和天然大米結構不同。天然大米中心的胚乳細胞為長多邊形的柱狀細胞,呈放射狀扇形排列,淀粉粒包裹其中;而自熱大米的內部,未發現此結構,且內部存在一些氣泡。


新米淀粉顆粒.JPG

天然大米截面(放大倍數:1,000X)


自熱大米截面-2.JPG

自熱大米截面(放大倍數:1,000X)

進一步放大后,我們發現,天然大米的內部存在規則的淀粉顆粒,且存在蛋白質膜,而自熱大米在不同位置均沒有發現規則的淀粉顆粒,也未發現蛋白質膜。


大米-4.JPG


其實,自熱米飯不是天然大米,而是人造大米。從配料表也可以發現,自熱大米是大米為主要原料,然后加入適量的食品添加劑等配料,經過粉碎、加熱、蒸煮、殺菌、膨化,再使用擠壓技術,統一擠壓成型成為“大米"的形狀。自熱大米和天然大米形狀類似,不過原有的淀粉結構已經被破壞,在加工過程中,內部產生氣泡便也可以理解了。看到這里我們可以發現,自熱大米其實是已經“煮熟"的大米,因此加熱 10 分鐘左右便可以迅速吸水膨脹,不過口感依然不如天然大米。

參考文獻

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