家住长沙市井湾子的陈女士最近忧心忡忡，她和丈夫都去医院做了葡萄糖耐量试验，三次数据，除了餐前外，其他两次都严重超标。
“医生说，多吃粗粮、植物蛋白，不要老是精米白面、大鱼大肉。”她告诉同事，自己回来后就打了一张食物淀粉含量表贴在门后，各种禁忌一目了然。
今年的政府工作报告提到，“增加多元食物供给”。“吃得更健康”成为千万家庭的核心诉求之一，但不少慢性病人群面临的“精米营养单一、血糖波动大”难题，仍待破解。
国内不少专家从种子培育、种植技术等方式尝试改变。记者3月初获悉，中南林业科技大学、长沙理工大学、华中农业大学、南京财经大学联合攻关18年的“AI精准碾米技术”实现产业化落地。这种从加工端切入的突破性技术——能精准提炼大米糊粉层、富含膳食纤维和谷维素的“米珍营养米”，不仅让主食告别“精白=营养流失”的困境，更给糖尿病患者、亚健康人群带来了饮食新选择。
“磨去精华留下糖”
中南林业科技大学稻谷及副产物深加工国家工程研究中心教授林亲录在接受中青报·中青网记者采访时表示，作为主食之一的稻米，经粗放加工成精制食物，居民过度追求精米口味享受，是慢性疾病发病率上升过快、营养结构失调、膳食纤维及微量元素缺乏等问题存在的重要原因之一。
中国水稻研究所曾刊文指出，水稻是世界上重要的粮食作物，它养活了世界上一半以上的人口，我国有60%以上的人口以大米为主食。林亲录说，随着米制品的逐渐丰富，其消费人群仍在扩大中。片面追求“精、细、白”的精白米，不仅营养成分单一，还存在血糖生成指数高、膳食纤维含量低、矿物质及维生素等营养成分缺乏等缺点。
何谓精白米？
林亲录介绍，稻谷籽粒是由稻壳和糙米组成。稻谷去壳后的糙米由皮层、胚、胚乳构成。胚的最外层为米珍层（糊粉层及亚糊粉层等）。以往多数的加工企业都是将大米外表面的果皮、米珍层及部分胚乳等一并碾除，剩下的大米胚乳就是精白米。此时，所含的营养成分如脂质、蛋白质和膳食纤维等营养物质，随着米糠层的去除而大量流失，造成大量的营养浪费和粮食浪费。
“市场上买的部分大米晶莹透亮，顶端有一个磨掉的部分，就是最有功用的保健部分，没了。”林亲录告诉记者，这相当于是“磨去精华留下糖”。美国国家食品营养协会等国内外多家机构的研究表明，膳食营养的缺失与糖尿病、心血管疾病等多种疾病显著相关。
近年来，林亲录所在团队，联合多地高校和企业，持续研究大米加工机制的变化，以期改善长期食用精制大米所带来的营养健康问题。
“ 智能碾米存精华 ”
2024年，中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《粮食节约和反食品浪费行动方案》要求，推动粮油适度加工标准化，推广应用轻度磨皮、高精度分筛等工艺，推广低温升碾米、柔性碾米等设备。
国家卫生健康委员会在对十三届全国人大五次会议第0132号建议的答复中提到，发展米糠产业，挖掘米糠营养价值，有利于促进粮食减损增效和国民营养健康。
2024年8月，由中南林业科技大学等4所高校联合研究出快速筛选加工用原料的方法，构建了人工AI精准碾米理论和技术体系，解决了传统碾米加工难以精准保留功能营养成分的难题，开发了高附加值低GI（血糖生成指数≤55）等系列营养米制品。
传统的大米加工精度以“留皮率”“碾减率”等来定义，不同品种稻谷的皮层和糊粉层的厚度有差异，相同碾减率、不同品种大米的实际加工精度是有显著差异的，而这一点在传统的碾米工艺中被忽视。因此，团队针对稻米加工中加工精度和大米品质控制“靠人工、凭感官”的现状，首先构建了不同碾磨米层稻米的微观结构数据库。
“这项工作漫长而费心费力。我们收集了近1000个典型品种稻谷原料。每个品种稻谷随机挑取10颗饱满水稻，剥除颖壳，使用双面刀片从籽粒中间截取1-2毫米组织块，同时保证两个切面光滑平整。”中南林业科技大学稻谷及副产物深加工国家工程研究中心副教授李江涛告诉记者，已切片的组织块要放入装有“甲基蓝-曙红”染色液的烧杯中染色。染色结束后将切片放入盛有超纯水的烧杯中漂洗2-3次，接着用无水乙醇脱色90秒，最后再用超纯水清洗大米2次。
最后，对经染色脱色的切面，使用智能型数码显微镜进行拍照。
有了数据库只是第一步，还得用一种大米加工在线检测系统来对碾米机的参数进行实时调控。由于暂未有应用于大米加工在线检测的米粒分类方法，团队首次将深度学习应用于大米加工在线检测系统。
他们用工业相机对12种不同加工米粒（不同加工精度的整米和碎米）进行了拍摄，最终构建了包含12种米粒的数据集，其中共包含18396张320×512像素大小的米粒图像。
此后，利用机器视觉采集到的稻米图像信息，作为人工神经网络系统的输入向量，对稻米图像中的像素逐一扫描，将每一像素与相邻的像素进行比较，然后标记符合“突变”特征的像素点，将这些点连起来，即构成被检测对象的外轮廓。
针对加工领域中传统碾米机存在信息孤岛等问题，团队构建了多机协同智能控制理论，将每一个碾米机构建为一个神经元，依照工序的先后次序，将生产线构建成为多层神经元的前馈型神经网络；把上一工序的多指标工艺检测数据转换为多维度向量作为下一层神经网络的输入，采用人工神经网络不断判断并优化多机协同碾米的模式，使碾米精度刚好达到目标米层。
近年来，大数据、人工智能等技术引入，成为突破大米加工技术瓶颈的重要趋势。在碾米加工方面，碾磨对大米的食用品质影响较大。碾磨程度过低则大米口感差，而碾磨程度过高，又会造成营养成分大量流失以及粮食和能源的浪费。
林亲录介绍，现有研究表明，糙米在碾磨过程中酚类、花青素、谷维素和生育酚等活性成分的含量显著降低，进而减弱其抗氧化等功能活性。因此，适宜的加工精度对于大米营养价值和食用品质的平衡非常关键。近年来，以日本、美国等国为主的学者和企业在稻米的机器视觉检测与加工智能化方面加快研究步伐。
而团队研发并落地的智能靶向碾米生产示范线，结合稳定化处理与保鲜技术生产的米珍营养米，成功保留米珍层，包含糊粉层、亚糊粉层、部分胚芽。对比糙米和精白米，米珍营养米、糙米及精白米的水分含量在12%左右，易储藏。此外，三者淀粉含量相仿。而与当下市场上最常见的精白米相比，米珍营养米含有的膳食纤维接近精白米的两倍，谷维素含量提高了50%以上，不饱和脂肪酸含量提高了30%以上，这些成分对慢性病具有预防和缓解作用。
2023年1月，第一粒米珍米成功孵化，之后迅速量产，在大米加工史上首次实现了大米米珍层（亚糊粉层）的精准保留。
同年6月，米珍米产品在第十九届粮食产销协作福建洽谈会上亮相，因其软糯香甜口感好实力“圈粉”。7月，在我国首次人工智能靶向碾米关键技术研究及产业化应用科技成果评价会上，中国工程院院士、水稻遗传育种专家胡培松带领的专家组认为，这一成果“整体达到了国际领先水平”。
研究团队在湖南助农米业有限公司和湖北黄梅县永盛米业有限公司等企业，建立了智能靶向碾米生产线，实现了智能化精准靶向碾米技术的落地转化。
2025年12月29日晚，从杭州匆匆赶回的助农米业董事长黄庆明在电话中告诉记者，2024年该公司在科技加持下制成的米珍营养米，销售额达到2000多万元。
“ 稻米精华医肠疾 ”
在稻米加工的进一步研究中，林亲录、李江涛团队与华南理工大学教授朱伟、副教授马毅团队发现，稻谷也能在医疗领域有较好应用——大米淀粉裹益生菌可有效治疗结肠炎。
溃疡性结肠炎是一种慢性、非特异性肠道炎症性疾病，发生发展与肠道菌群失衡密切相关。传统治疗手段存在副作用显著、复发率高以及难以根治等问题。尽管活菌疗法通过工程化微生物调控肠道微生态展现出独特优势，但口服递送过程中细菌存活率低、定植能力弱以及治疗目标不明确等瓶颈制约了其疗效。
林亲录介绍，在利用前述人工智能靶向研磨技术研米时，可以精准将只有30微米的糊粉层研磨下来，制成保健食品。例如可以给老人作为代餐粉，既能控制血糖不增，饱腹感还很强。另一方面，研磨出的米珍成分吃进去以后，能促进有益微生物生产繁殖。
李江涛说，这一过程可以通俗地概括为，研究者通过改造大米淀粉裹住益生菌，进而形成保护层，扛住胃酸消化，让活菌直达发炎肠道；通过基因改造益生菌，让它生产“伪装诱饵”抗菌肽，有害菌误食后会被破坏杀死；活下来的益生菌在肠道扎根，持续清除病菌、调节菌群平衡，高效安全治疗溃疡性结肠炎。
这一研究成果的论文，已于2025年6月发表在国际学术期刊《先进材料》上。
林亲录提到，大米的主要成分是淀粉，人吃米饭时，唾液里的淀粉酶会把米里的淀粉降解成葡萄糖，因而感受到甜味。依据这个原理，团队人员将陈米、碎米，通过生物酶转化，制取葡萄糖、麦芽糖、果葡糖浆等系列淀粉糖。
目前，这种甜味剂已经应用于食品化工中。“我们做糖果，做糕点，做饮料，都要加甜味剂，（加这样的甜味剂）不会导致血糖飙升。”林亲录说。在医用领域，这种淀粉糖还可以用于培养微生物，纯化后做成一些消炎药剂。
记者了解到，科研团队联合申报的“营养米制品产业链升级关键技术创新与应用”项目，获得了中国轻工业联合会科学技术进步奖一等奖。截至目前，该技术成果已先后在湖南、湖北、广东、江苏等地20多家企业推广，部分产品出口到韩国、欧盟、东南亚等地。
中青报·中青网记者 洪克非
来源：中国青年报
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