大米是世界一半人口的主粮,降低大米加工精度可以显著提高大米营养并节省大量粮食,符合我国当前国情。本文目标是以我国南北广泛种植的籼米和粳米为研究对象,以过热蒸汽(SS)技术为手段开发一种营养、稳定的低加工精度大米产品,即轻碾米(LMR),以期这种轻碾米产品可以部分替代精白米,从而缓解粮食短缺和营养流失的问题。围绕上述目标,本文开展了三部分研究内容。首先研究了大米糊粉层对大米蒸煮行为的影响及相关机理,以此机理为理论基础制备LMR;然后设计并制造了过热蒸汽-热空气联用型实验设备,利用该设备产生的SS钝化LMR中的过氧化物酶,以此制备稳定的LMR产品;最后评估了SS钝酶处理对轻碾米产品的食用品质、储藏性质和营养性质的影响,并研究了热液处理对淀粉溶胀和流变性质的影响,以此作为改善SS钝酶处理工艺的理论指导。通过以上研究本文得到的主要结果如下:糊粉层对大米蒸煮品质(熟化时间、水分吸收率、体积膨胀率和固形物损失)的影响较小,但是对米饭质构(硬度和粘度)影响显著。糊粉层在蒸煮过程中形成了内外通道,该通道有利于水分渗入,因而可以解释为何糊粉层对大米蒸煮品质影响较小。另一方面,糊粉层内广泛分布着厚细胞壁和热稳定性糊粉粒,蒸煮时米汤中析出的成分会累积在这些刚性结构上,形成一层强化的覆膜,该膜的形成可以解释为何糊粉层会显著影响米饭质构。过热蒸汽-热空气联用型实验设备主要由计算机、电蒸汽发生器、空气压缩机、过热管组、处理室、PID温度控制单元、热电偶温度计和流量计组成。该设备产生的SS可以有效钝化轻碾米中的过氧化物酶,其钝酶效率显著高于等温的热空气。虽然该设备产生的SS会导致米粒表面的轻度糊化,但是不会造成米粒显著的水分损失和裂纹。SS钝酶处理不会破坏LMR的天然理化性质,包括外观(米粒白度和米饭形态)、蒸煮品质(水分吸收率、体积膨胀率和固形物损失)和米饭质构(硬度、粘度、咀嚼性和内聚性)。SS钝酶处理有效延长了LMR的货架期,其效果优于低温保藏(4°C)。SS钝酶处理显著降低了LMR在储藏时的酸值、过氧化值和羰基值,抑制了不饱和脂肪酸的氧化,延缓了糊化性质(峰值粘度、谷值粘度、最终粘度、回生值和糊化温度)的变化,并使米粒外观得到良好保持。但是LMR的胚乳微观机械行为在储藏时发生了有趣的变化(胞间断裂转向胞内断裂),该变化不能通过低温、真空包装或SS钝酶处理来防止。SS钝酶处理不会造成LMR的非淀粉营养素(脂肪、蛋白、灰分和膳食纤维)的损失,也不会促使不饱和脂肪酸的氧化,而且能显著提高LMR的总酚含量和抗氧化性。与精白米相比,SS制备的LMR具有更高的抗氧化性,更高含量的非淀粉营养素和多酚,以及更慢的淀粉消化速率。SS钝酶处理相当于短时热液处理。研究热液处理对四种不同来源的淀粉(大米、玉米、小麦和土豆)的溶胀和流变性质的影响。结果表明热液处理会抑制淀粉颗粒的溶胀和糊化并降低淀粉凝胶的剪切恢复性,且结果与淀粉种类无关。热液处理会显著影响淀粉凝胶的临界形变值、流动点、弹性成分比例、剪切稀化性质和稠度,且结果与淀粉种类相关。因此,如果SS处理时间过长,将对LMR的淀粉性质产生显著影响。在选择制备LMR的SS工艺参数时,应优先选择高温短时工艺。与精白米相比,采用SS钝酶处理制备的LMR产品具有类似的蒸煮和食用品质,具有更高的粮食产率(比精白米高7%),且具有更高的营养价值,其脂肪、蛋白质、灰分、总膳食纤维、总酚酸、总抗氧化性、慢速消化淀粉和抗性淀粉分别是精白米的3.04、1.08、2.44、1.54、5.6、3.0(或4.7)、1.40、和1.49倍。此外该产品还具有良好的储藏期。综上所述,SS钝酶处理适合用于稳定LMR,该方法制备的LMR产品可以作为精白米的潜在替代品。