撰稿人：黃閔裕 / 臺灣穀物產業發展協會秘書處助理
前言：
全球有超過20億人患有貧血，其中缺鐵為主要原因，導致疲勞、認知能力受損、工作能力下降，並增加孕婦與嬰兒死亡率。為改善大眾鐵質攝取量，精白米的食品營養強化技術正備受矚目。然而，由於胚乳滲透性差，且強化過程會對米粒外觀、質地與風味造成不良影響，因此要讓鐵質結合至米粒中並均勻分散，在技術上仍面臨許多挑戰。
目前已開發出擠壓法、塗層法以及浸泡法等強化技術來提升精白米的營養價值。其中，超音波輔助技術能有效透過空化作用中的微氣泡形成與破裂，使米粒結構形成微孔與裂紋，從而在溫和加工條件下，提升質傳效率與促進營養素滲透，以保留最多的礦物質並避免高溫與機械加工造成的負面影響。
然而，過去透過超音波輔助鐵強化精白米的研究，主要集中在修飾結構與滲透效率，對於功能性與應用層面的探討相對較少。因此，本文獻旨在探討不同超音波加工條件，對鐵強化精白米的微觀結構、營養價值、烹煮特性、體外生物可及性以及感官特性的影響，藉此研究結果為後續開發兼具便利加工與保留營養品質的鐵強化精白米提供科學證據。
材料與方法：
本文獻採用巴西長粒型秈米進行實驗，並移除8%的米糠層以製成精白米。鐵強化步驟主要分為三個階段：
- 「超音波前處理」：以米水比1:2進行混合，在25°C下進行超音波震盪(40 kHz, 480 W)，處理時間分為 0、5、10及15分鐘四組。
- 「鐵質浸泡」：將米粒於30°C下浸泡於硫酸亞鐵(FeSO₄)溶液中60分鐘，濃度分別為500、1000 及 1500 mg/L。
- 「乾燥」：將鐵強化精白米置於35°C烘箱中乾燥，直到含水量降至12%。
隨後針對精白米品質進行測定，透過掃描式電子顯微鏡觀察胚乳結構變化；進行不同時間烹煮，以測定精白米復水率；透過質地分析、色差分析以及感官品評，評估精白米外觀、質地、風味與整體接受度；藉由組成分分析，測定蛋白質、澱粉、纖維、油脂與灰分含量。總鐵濃度與體外生物可及性則透過以下三種分析方法進行測定：
- 酸消化程序：利用硝酸、雙氧水與鹽酸搭配高溫加熱完全分解米粒，以萃取出樣品中的總鐵質。
- 體外消化試驗：模擬人體口腔、胃部與腸道三階段消化環境，並將反應後的樣品離心分離，取上清液來評估鐵質的生物可及性。
- 微波誘導電漿發射光譜儀分析：將上述兩步驟取得的消化萃取液與上清液，透過光譜儀器進行最終的鐵濃度精準定量。
結果與討論：
- 超音波對微觀結構之影響：超音波處理使米粒胚乳內部形成微裂紋與孔隙，促使鐵質與水分更容易滲透，顯著提升米粒復水率並縮短蒸煮時間。
- 超音波對鐵含量之影響：超音波處理使精白米總鐵含量提升約41倍。其中，以「10分鐘超音波 + 1500 mg/L 硫酸亞鐵浸泡」為最佳處理條件，能有效平衡鐵質滲透量、蛋白質溶解度與米粒柔軟度。相反地，過度處理(15分鐘)反而會破壞結構，導致鐵質流失與氧化。
- 消費者品評接受度：加入鐵質會使米粒呈現略暗且黃的外觀，但在最佳參數(10分鐘)下進行烹煮後，整體口感、風味與購買意願與未強化的精白米無顯著差異，證明超音波技術具備良好的市場接受度。
- 體外生物可及性：儘管米粒含有極高總鐵量，但在體外消化試驗中，能被釋放並吸收的鐵質僅占約7.7%，這主要是因為稻米中天然存在的抗營養因子(如植酸)會阻礙遊離鐵吸收而導致的，需額外添加植酸酶或助吸收劑進行改善。
結論：
本文獻證實，超音波輔助強化技術可有效提升精白米總鐵含量與生物可及性，且不影響其加工與感官品質。此外，超音波處理時間與硫酸亞鐵濃度具有協同作用，在最佳處理條件下，能改變胚乳微觀結構，提升鐵質滲透率、蛋白質溶解度與感官接受度，同時有效縮短蒸煮時間並提升復水能力。綜上所述，本研究結果證明超音波技術可作為提升稻米營養價值與加工特性的食品營養強化方法之一。
參考文獻：國際穀物科學與技術協會(ICC)官方科學期刊 第130卷 (2026.08)
Cañizares, L. D. C. C., Jappe, S. N., Meza, S. L. R., Brugnerotto, P., Sodré, M., Gomes, C. G., … & de Oliveira, M. (2026). Ultrasound-assisted iron fortification of polished rice: effects on microstructure, cooking properties, and in vitro bioaccessibility. Journal of Cereal Science, 104471. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2026.104471