|  | | 中国粮油科技发展的重奌与方向（下）
[第一食品网 2008-8-5 11:19:00] |
| | | 三、我国中长期粮油科技的发展方向
食品加工业的发展水平，是一个国家、一个民族其社会经济发展水平和生活质量的重要标志，粮油加工业是食品工业的主流产业。食品加工业在发达国家的国民经济中均占有重要地位。如美国、法国的食品加工业始终居制造业的首位，一些国家跨国公司对全球的食品加工产业已形成技术和市场的全面垄断态势。
食品加工科技发展在《我国中长期科技发展纲要》中被确立为优先主题之一，成为事关我国国民经济发展全局的战略问题。依靠技术进步和产业自主创新能力的增强，全面提升我国粮油加工的科技水平和核心竞争力，有效支撑粮油加工业实现跨越式发展。通过大力发展粮油科技，对提高大宗粮油农产品转化率和利用率，实现在生产、加工、流通等各环节的减损增值、打造循环经济，引导农业生产，协调产业发展，推进农业增效，促进农民增收，保障农村稳定，缩小城乡差距，提高城乡居民生活质量具有十分重要的现实意义。
未来15年中国粮油科技的发展方向要紧扣世界粮油加工科技发展的前瞻技术，极大地提高粮油资源的利用率，实施循环经济，确保国家粮食安全，研究满足步入小康社会的13亿国人的营养、安全的大宗粮油健康食品和高附值顶尖产品，将中国粮油科技水平达到世界21世纪前10年的选进水平。
1、2006-2020年粮油加工科技发展的前瞻技术
根据“十一五”和2020年我国科技、经济和社会发展高端系统研究，我国食品制造前瞻技术的关键技术群为：粮油食品营养与安全技术；粮油食品生物技术；高效分离技术；冷杀菌技术；纳米技术；物性修饰技术；农产品循环利用技术；粮油产品贮藏、保鲜技术。
（1）粮油食品的营养与安全
随着社会经济的快速发展，消费者对食物在营养、质量、安全卫生方面的要求不断提高。日本政府建立“食品身份证制度”要求生产、流通等各部门广泛采用条形码、无线射频识别技术等电子识别标签。消费者通过识别终端就可了解产品的所有情况，如大米从它的电子标签上可了解到大米的产地、生产者、使用何种化肥、农药的使用次数、浓度、使用日期及收割和加工日期等。
随着生活节奏、生活环境与工作压力改变，出现新的营养不良/过剩、肥胖、高血压、心血管疾病、糖尿病、癌症等，全世界亚健康的人己超过70%。国内外食品安全恶性事件导致的食源性疾病不断，疯牛病、二恶英、禽流感等。粮油食品的养营、安全与粮油食品制造的技术和过程密切相关，未来15年要了解和掌握现代分子营养学理论和现代粮油食品制造的前瞻技术，实现生产营养、健康、安全的粮油食品。
（2）粮油食品生物技术
生物技术是21世纪社会和经济发展的火车头，长期以来粮油加工以物理加工为主，但是在新知识经济时代生物技术将是带动粮油工业跨越式发展的原动力，是提高粮油资源利用率，实现循环经济的重要前赡技术。未来15年要开展高效防腐保鲜粮油食品用酶，高效葡萄糖氧化酶、高活性纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶、蛋白酶、谷氨酰胺转胺酶、过氧化物酶等新酶种的酶学特性和应用研究。
（3）高效分离技术
1）超临界、亚临界萃取技术
针对粮油资源富含的天然类胡萝卜素、大豆卵磷脂、维生素E等天然活性成分分离纯化困难、提取率低等问题，重点研究超临界、亚临界萃取介质筛选、萃取工艺参数的确定、耐压萃取材料和多塔纯化系统等内容。
2）超声波、微波萃取技术
针对粮油资源功能性成分提取及农药残留检测样品制备等方面存在的目标物提取分离困难等问题，重点研究超声波、微波萃取工艺参数优化、提取溶媒、降低有机溶剂残留等内容。
3）膜分离技术
针对油料蛋白、谷物蛋白、功能性短肽分离，多糖、寡糖、高活性成份分离纯化难的问题，重点研究膜材料、膜分离技术参数、膜组件表面设计特性、膜污染自动清洁等技术。
4）短程分子蒸馏技术
针对米糠油、小麦胚芽油、卵磷脂等功能性油脂及其活性成分纯化困难的问题，开展短程分子蒸蒸馏技术研究，重点研究分离纯化工艺参数优化，减低能耗等技术。
（4）冷杀菌技术
1）辐照杀菌技术
针对粮油食品及其调味品等杀菌困难和安全问题实出的现状，以及热力杀菌所带来的营养物质损失、风味逸散、变味等问题，重点开展γ射线和电子束辐照杀灭致病菌的关键技术研究以及辐照灭菌对粮油食品品质的影响研究，制定生鲜食品、冷冻食品及软包装食品的辐照杀菌卫生和工艺规范，研制开发适用于粮油食品辐照杀菌的产业化生产装置。
2）超高压杀菌技术
针对粮油固态和液态食品热力杀菌所带来的营养物质损失、风味逸散、变味等问题，重点开展超高压杀菌关键技术研究、超高压杀菌对食品品质的影响研究以及超高压杀菌设备和装置的研发。
3）高压脉冲电场杀菌技术
针对功能食品、维生素等热敏性食品热力杀菌失活的问题，重点开展高压脉冲电场杀菌关键技术研究和高压脉冲电场杀菌工业化设备和装置的研发。
（5）物性修饰技术
1）蛋白质修饰技术
重点研究湿法挤压重组生产高水分组织化植物蛋白的工艺、机理、中试放大和产品的商品特性评价等；重点研究油料和谷物蛋白超高压变性技术产生凝胶的机理、工艺参数和中试放大等；重点研究酶法制备多肽和可降解生物膜的工艺，机理和产品特性。
2）淀粉修饰技术
重点开展高取代度变性淀粉化学改性的机理、工艺参数优化、溶媒筛选、反应控制技术研究；重点开展接枝共聚淀粉辐照改性机理、工艺参数优化、提高接枝效率、剂量对反应的影响和反应控制技术研究。
3）脂肪修饰技术
重点研究Sn-2PUFA重构脂质和脂质体超临界重组工艺、机理、酶的筛选、固定化技术和脂质体稳定化技术等；重点研究酶法酯交换反应生产脂肪酸烷基酯的工艺、机理、酶的筛选和固定化技术；反应产物分离技术和设备等。
4）纤维素修饰技术
重点开展辐照降解纤维素生产黏胶纤维、水凝胶等高分子材料研究，研究降解机理、工艺选择与优化，辐照降解反应控制等技术。
（6）粮油资源循环利用技术
1）蛋白质循环利用技术
综合各项技术，重点研究富含蛋白质的粮油食品加工废水、废渣、饼粕和黄浆水的循环利用技术，研究分离蛋白、多肽的提取纯化、技术和工艺参数等技术。
2）多糖类循环利用技术
综合各项技术，重点研究富含纤维素、果胶、多糖的粮油食品工业副产物，如米渣、米糠、小麦麸皮的循环利用技术，研究纤维素、果胶、多糖的提取技术及工艺参数。
3）油脂类循环利用技术
综合各项技术，重点研究富含油脂的食品加工副产物，如油脚、胚芽的循环利用技术，研究磷脂、胚芽油、维生素E、米糠油的提取技术和生物柴油的制备技术。
（7）粮油产品贮藏、保鲜技术
1）智能化分等分级技术
重点研究计算机图像识别在线检测技术、近红外分等分级技术、电子鼻技术对粮食、油脂产品的商品化处理、在线分级。研究智能无损便携式硬度、酸价、直链淀粉等检测仪器，并制定相关标准，研究粮油产品的配送、物流提供标准化的产品和智能化分等分级、包装系统及检测仪器。
2）保鲜贮藏技术
开展粮食、油料采后成熟衰变、病害发生机理基因组学和蛋白组学的研究，对品质变化的内源机制及其调控衰变与病害的新技术的研究。开展粮油食品纳米保鲜膜、保鲜剂和其他复合保鲜技术的研
2、2006-2020年粮油深加工重大新产品研究与开发的主要方向
中国粮油加工业应运用与世界接轨的科技前瞻技术，大力发展粮油制造食品、谷物和油料蛋白、营养功能油品、生物柴油和稻壳煤气、粮油高附加值功能活性物质5大领域为未来15年开发重大产品的发展方向。
（1）粮油制造食品
本世纪前20年，中国将全面建设小康社会，居民的人均GNP由800美元升至3000美元以上。世界发展经验表明，社会发展到这一阶段，人们对食品消费不再满足于数量上的供给，而赋予其安全、营养保健、休闲娱乐等诸多更高的追求，食物中工业制成品的比例将大幅提高，预计未来15年中国工业食品占食品消费总量由目前37.8%提高到80%左右，基本达到发达国家85%的先进水平。这是中国粮油食品在未来15年发展战略的基本立足点。
美国玉米食品占玉米产量的1/10，日本米制食品占各类谷物食品的50%，美、欧、日、巴西大豆食品发展迅猛。据有关部门预测，我国米、面、大豆、玉米、油脂为基料的方便、休闲、健康等制造食品是我国发展制造食品的主力军，在未来15年将占中国制造食品50%以上的比重，具有十分巨大的社会需求和市埸空间，是粮油制造食品是主要发展趋势。
（2）油料和谷物蛋白
世界主要大豆加工企业和跨国公司都进一步加大对高附加值产品的开发力度，在北美、南美和中国投入大量资金生产大豆食品、大豆生物活性制品和大豆蛋白产品，根据世界对油料和谷物蛋白的发展趋势，中国在未来15年将重点开发以下植物蛋白重要产品。
1）大豆浓缩蛋白开发
世界大豆浓缩蛋白产量为35万吨，分离蛋白22万吨，中国目前大豆浓缩蛋白产量仅数千吨。大豆浓缩蛋白产品得率较高，无环境污染，特别适合中国的国情，未来15年要大力发展大豆浓缩蛋白的系列产品。
大豆系列食品开发
近年来大豆食品（包括大豆乳制品）在西方发达国家销量迅速增加，豆乳平均增加50%，素肉制品增加14%，豆腐增加3%，早餐谷物增加160%，大豆酸奶增加66%，大豆冰激淋增加40%，大豆奶酪增加12%。大力发展大豆食品是中国未来15年的发展方向。
2）高纯度可溶性大米分离蛋白的开发
大米分离蛋白其高生物效价和低过敏性的功能，受到世界儿童食品开发企业的高度关注，国际贸易价每吨4-5万人民币，比大豆分离蛋白价格高一倍，由于可溶性大米分离蛋白生产技术，目前世界上尚未成熟，一般纯化和功能改性技术，在未来15年要攻克规模化生产的大米分离蛋白。
3）双低油菜蛋白的深加工产品开发
双低油菜是中国优势油料作物，总量占世界1/3，由于其具有低抗营养因子的特点，其蛋白质的利用价值很高，应结合脱皮、膨化、冷榨制油工艺的产业化，攻克提高蛋白的纯度，开发蛋白质含量>70%的浓缩蛋白。
（3）营养功能油品
1）功能性专用油脂
随着我国居民饮食结构的变化和营养需要，中国功能性、专用油脂（MCT、结构脂质、人造奶油、起酥油、煎炸油等）需求达到100万吨/年，营养调配油产量达到50万吨/年，与油脂相关的食品和药品达到300余种,油脂制品发展需求与技术水平之间的矛盾日渐突出,现代新型油脂制品加工技术和设备成为安全、功能性专用油脂发展的瓶颈。利用物理、生物重组甘油三酯和结晶控制等技术，通过集成与组合，建立安全、高效的清洁生产技术，结合中国西部特种功能性油料和资源，获得营养、安全、功能性、专用的食用油脂深加工制品，建立产业化基地，实现传统食用油制品的功能性、专用产品。
2）医药级大豆磷脂、维生素E、植物甾醇
中国仅大豆和菜籽加工能力达到每年4500多万吨，获得初级植物油1100万吨，精制高级食用油400万吨，产生油脂下脚50万吨，其利用程度极低，成为环境污染物。利用膜分离、薄膜蒸发、分子蒸馏、新型催化等技术，通过技术集成，构建油脂加工下脚深加工规模化生产技术平台，获得具有广阔市场的食品、医药级大豆磷脂、维生素E、植物甾醇等系列高附加值功能性产品。
（4）生物柴油和稻壳热能
欧盟国家一直致力于石油制品替代物的研究开发，2000年欧盟将谷物来源的能源材料工程列入行政议程，并在（ECCP）中专门成立了“可再生原料”工作组RenewableRawMaterials（RRM），2010年可再生能源制品占石油制品将达到12%。美国1999年根据总统令形成了关于促进使用可再生能源的法令，CARGILL和杜邦首先采用植物来源材料生产可再生能源材料，美国能源部也制定了2020年植物来源可再生能源的发展规划，可再生能源材料将达到石化产品的10%，2050年达到50%。欧盟推广生物柴油的目标是：2010年达830万吨（目前230万吨），美国2011年将生产115万吨生物柴油。可再生能源材料发展呈迅猛态势，中国未来15年应从以下方面开发综合利用新产品。
1）利用油脚和废油生产生物柴油（Biodiesel）和润滑油（LUBRICANTS）
目前生物柴油主要是用化学法生产，主要缺点：工艺复杂，醇必须过量，后续工艺必须有醇回收装置，能耗高，色泽深，酯化产物难于回收，成本高，生产过程有废碱液排放。关键技术在于研究生物酶法合成生物柴油，选育耐高浓度酒精的脂肪酶，选择新型酶反应器及多段酶反应工艺的研究，提高油脂的转化率，延长固定化酶的寿命，从而降低生物柴油的成本。
2）稻壳高效转化热能
针对中国每年3000万吨相对集中的稻壳，研究攻克稻壳高效转化热能，稻壳干馏煤气发生、除焦油、液化等关键技术，为缓解我国能源需求探索开辟新能源途径。
（5）粮油高附加值功能活性物质
我国具有数量巨大的粮油加工副产品，每年有3000万吨稻壳、2000万吨麦麸、1000万吨米糠、2000万吨碎米和次粉、1500万吨油脂饼泊，50多万吨油脚，总量在1亿吨左右。而这些副产品相对集中，不象桔杆等再生资源分散在田间旷野。在这些副产品中含有丰富的木质素、纤维素、半纤维素、淀粉、蛋白、维生素及生理功能卓越的功能因子。是再生资源高价值利用，实施循环经济的重要领域。
1）大豆、米糠、麦麸膳食纤维
膳食纤维被誉为世界第七大营养素，国际上需求量日益增长，目前在中国的一些生产营养食品的垮国公司每年需进口几个亿的纤维原料，以满足健康食品的生产需要、开发高纯度可溶性膳食纤维。
2）开发粮油副产品中的活性物质
开发粮油副产品和耐旱耐脊燕麦、荞麦杂粮功能因子和功能食品及医药、精细化工、化妆品等配料，是中国粮油工业开拓发展、提升竞争能力和增值潜力的重要途径，燕麦、荞麦、青颗、魔芋等特种粮宜在中国西部水资源贫乏、土地贫脊区域生长，具有优异的功能成份，大力开发粮油副产品和杂粮中的β-葡聚糖、黄酮、魔芋胶、活性多糖、功能色素、功能性脂质、活性肽、多酚等等高附加值产品，是未来15年发挥中国粮油资源优势，开发高附加值功能因子产品的有效径。
四、江苏粮油科技开拓创新的机遇与挑战
江苏具有经济发达、资源丰富的得天突厚优势，为江苏粮油科技开拓创新的发展提供良好的机遇，但目前全国粮油科技快速发展形势迅猛，特别在山东、河南等兄弟省份的快速掘起，在粮油企业的规模化生产、集约化经营，产品的深度开发、产品的国内外市埸占有率、企业对科技的投入等江苏都面临新的挑战。
1、江苏粮油科技开拓创新的机遇
（1）政府高度重视科技投入力度较大
江苏是我国经济发展最快的省份之一，省委省政府高度重视发展农业生产和社会主义新农村建设，把发展农产品加工作为农业增效、农民增收的重要抓手，政府对科技的投入在全国也是数一数二的，再加上江苏的粮油工业长期来一直处于全国的前列，对粮油科技的开拓创新提供很好的发展机遇。
（2）具有粮油资源优势
江苏是我国水稻生产的大省、强省，水稻产量占全国10%以上，特别粳稻单产和总产都列全国第一，小麦软麦生产在国内也具特色，双低油菜籽生产是全国的主要生产区之一。
（3）有一批大型粮油加工和粮食机槭的龙头企
江苏省已有一批米、面、油加工的大型企业，如东海粮油、苏三零面粉集团、银河面粉公司、双兔米业及一批粮油加工机械大型企业，如牧羊集团，无锡布勒公司、苏卅佐竹公司等。企业既是科技创新的主体，又急需国际前瞻的科技来支撑企业的快速发展，为江苏粮油科技开拓创新提供了极好的发展机遇。
2、江苏粮油科技开拓创新面临的挑战
（1）粮油加工龙头企业的规模和品牌面临挑战
江苏是一个经济发达，粮油资源丰富的省份，就全国粮油加工大型企业的发展而言，目前面临新的挑战，就大米、面粉加工来说，目前年产30万t以上的企业很少，而企业和产品的品牌知名度有待提高，而河南、山东、河北等省的发展势头很猛，与江苏经济大省、资源大省的地位不相称。
（2）缺泛粮油高科技深加工大型龙头企业和高附加值产品
江苏米、面、油加工大都停留在传统加工水平，严格讲还处于一种初加工的水平，特别粮油资源的综利发展迟缓，按循环经济的要求只处于低水平，特别在副产品的综合利用，高附值产品的开发尚处于空白状态。
（3）官、产、学、研相结合的科枝创新机制有待建设
21世纪全球经济的竞争，归根到底是科技的竞争，科技竞争的根本是人才的竞争。从我国科技开拓创新的实践证明，官、产、学、研相结合是科技创新的有效机制，即政府在科技创新中引导和协调，企业为科技创新的主体，学校和研究院所为科技创新的技术支撑，一旦这种机制建立和有效运行，科技创新就能开创斩新的局面。
（作者：江南大学姚惠源）
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