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食品工业新的增长点

上一篇 / 下一篇 2007-01-18 16:09:37 / 天气: 晴朗 / 心情: 高兴 / 个人分类：张永超--酶制剂

食品工业三大重点发展领域---保鲜技术、高新分离技术、生物技术
1}![+H!V2{.nP TJ@ w;h0　　食品工业新的经济增长点---方便、营养食品，满足不同人群需要的特殊营养食品
　　我国食品工业以高于全国国民经济发展速度而迅猛发展，1996年起从第三位跃居全国各产业部门之首。2001年食品工业总产值达9260亿元，占全国工业总产值的10％左右；食品行业利税总额占全国工业部门利税总额的20％。食品工业的发展，为满足城乡居民生活不断提高的需要，促进农业产业化，扩大就业，积累国家建设资金，发挥了极为重要的作用。
0~oA&TV0　　但由于历史原因，我国食品工业还存在着两大问题：一是落后于农业增长的需要。目前我国食品工业总产值不到农产品产值的50％，而发达国家则为100％～200％；农产品资源经过深加工的不到10％。二是食品工业产值结构中深加工产品比例低，初级加工的食品原料占产值的50％，烟酒的产值占30％，真正深加工的部分不到20％。
q"rZ|x$Jp0S?2Y*Y0　　为了从根本上转变食品工业增长的规模，必须用高新技术武装食品工业，针对量大面广的、市场开发急需的、技术难度较大的问题，组织力量进行攻关。根据目前国情，我国食品工业应重点发展的领域为：

　　保鲜技术
d7v6Y ug8u*w0　　全国肉类产量6200万吨，但加工成熟制品不到500万吨；全国小麦1亿多吨，城镇加工的面粉约2500万吨、方便面产量只有160万吨、挂面400万吨；冷冻食品470多万吨；全国水果产量5000多万吨，加工量不到10％；纯果汁饮料年产只有几万吨。城市家庭食物消费90％是生鲜食品，可以直接入口的食品很少，尚未进入工业系统。这些产品在储运和商品销售过程中，均需相应的保鲜技术。
　　我国肉类目前主要靠冷冻保藏，但实际上冻藏期产品品质也会下降。据研究报道，即使在－18℃，牛胴体储藏期也只有15个月，分割鸡为18个月，整鸭12个月，且保鲜成本十分昂贵。据了解，荷兰使用一种L－乳酸盐肉禽保鲜剂，能抑制新鲜肉腐败菌的生长，冷藏时能抑制脂肪氧化，胴体喷淋用量1％～2％，肉食制品注射用2％～4％，最终表现为产品货架期延长，产品的安全性增加，并能稳定色泽，改善肉味。我国相关部门也应加强这方面的研究。
\,v#?Q"Ri?f0　　净菜上市既可减少环境污染，又能减轻家务劳动。但用塑料薄膜包装的净菜，要求有一定的货架期，特别是叶菜类，如香港要求广东供港的净菜货架期达3～5天。我国有4亿多吨蔬菜，解决叶菜类的常温保鲜技术在当前较为紧迫。食品伙伴个性空间9`_8q\(eeW[
　　此外，水果、粮食及熟食制品等需要解决的防腐技术很多，而研究开发天然、无毒的防腐保鲜剂，具有广阔的市场前景，其重点研发项目有：
E'm1a/U5^ f k0　　●红曲提取物我国古代就知道红曲有防腐效果，但由于红曲的防腐因子化学结构至今尚未突破，并且还涉及红曲米中次生代谢的有害成分桔霉素，这两者有相互关系，尚需进一步研究。应筛选和培育无桔霉素、专门用于提取防腐物质的红曲菌株，为开发新一代天然防腐剂创造条件。
IXcBPs r_0　　●真菌类提取物我国对真菌类提取菌类多糖有成功经验，并采用深层培养分离了虫草多糖和灵芝多糖作为免疫抗癌因子，但价格昂贵。真菌类中有的品种，如灰树花，有强抑菌作用，应筛选有防腐功能的优良菌株，进行深层培养，从而大批量分离真菌类防腐剂。
:`/O Jf1`X k0　　●植物提取的抗氧剂目前已有甘草抗氧灵、茶多酚等天然抗氧剂。由于油溶性差，色泽深等问题，加之价格贵，尚未能推广开。我国有很多植物富含多酚和黄酮类物质，应研究来源广阔、收集容易、价格低廉的原料，提取黄酮类及黄酮类前体牗绿原酸、儿茶酸等牘，为开发天然抗氧剂创造条件。食品伙伴个性空间4o9B1oE`xh~
　　●生物防腐剂是国际研发热点，但成熟的品种不多。生物防腐剂不仅安全有保证，而且不同于其他防腐剂在于：进入体内后能代谢成为能量和营养的来源。例如乳链菌肽，由蛋白质原料发酵生成，是由34个氨基酸组成，作为防腐剂进入体内后，能代谢成各种氨基酸被吸收；又如聚赖氨酸，由淀粉发酵生成，进入体内能代谢成赖氨酸系被吸收，这二者我国目前均处于研发阶段，尚未列入使用卫生标准。此类生物防腐剂最能受消费者欢迎牞但技术难度大，至今国际上只有少数国家、少数品种投产，我国只有乳链菌肽在浙江台山有小批量生产。在这方面，包括活性提高，成本降低，新品种开发，应该有更多的工作需要我们去做。

5?;a[C&F(k-J0　　高新分离技术
,NJj^|M0　　□重大革新性技术———树脂吸附色谱分离技术
　　很多食品工业原料均是通过水溶液分离提取。不论是天然植物原料或生物发酵制取的产品，如糖类、酸类、醇类，为了获得纯的商品，要经过繁杂的净化和提取过程，因而能耗高、污染大。例如，我国年产柠檬酸37万吨，出口24万吨，是国际上柠檬酸的出口大国。但是，传统的柠檬酸提取方法是将含有柠檬酸的发酵液加入碳酸钙，使生成柠檬酸钙，从发酵液中分离出来，然后再用硫酸分解柠檬酸钙，生成硫酸钙和柠檬酸溶液，再将柠檬酸溶液经脱色、离子交换蒸发浓缩结晶成商品柠檬酸。这种方法，每吨柠檬酸消耗硫酸1吨，碳酸钙1吨，同时又产生大量污染物，平均每吨柠檬酸要向环境排放难以利用的湿硫酸钙2．5吨，全国每年排放约90万吨。而采用树脂吸附色谱分离法，吸附完毕，只需用热水即可将柠檬酸洗脱下来，获得浓度30％以上的柠檬酸，实现了吸附分离、纯化、浓缩3个过程，全部割除了钙粉中和、硫酸酸化等繁杂的工艺过程，是一次柠檬酸生产工艺的重大革新。目前我国自己研制成的树脂，每公斤可吸附0．6公斤柠檬酸，已经完成年产200吨中间试验。
*xZIN{R/b0　　在树脂吸附脱色代替活性炭脱色方面，新工艺不仅能降低生产成本，而且能摆脱原来间歇粗放的加活性炭、板框过滤等笨重劳动，使车间生产实现流水作业，面貌焕然一新。其他，如糖和醇的分离，对味精行业谷氨酸发酵液中丙氨酸、天冬氨酸等氨基酸的回收等，都可以运用树脂色谱分离技术。总之，色谱分离在今后的食品加工中，不论是物理加工或化学加工，对在溶液中分子量相近或同分异构体的分离、微量高附加值物质的提取，均有重要作用。
O;]4r8m%pD3Yg0　　□简化工艺，提高质量———膜分离技术食品伙伴个性空间+m|!F]H#yI0X
　　在食品工业中使用的主要有微滤、超滤和纳滤。微滤目前使用较广泛，常用的膜材料有有机合成膜、陶瓷膜、不锈钢膜。微滤对除去空气中的悬浮物、微生物有明显的效果，同样对各种可溶性物质水溶液的净化性能优异，在木糖和糖醇生产中，对提高木糖和木糖醇结晶质量，起到关键作用。目前一些主要的出口产品企业，均在蒸发浓缩后，安装了微滤装置，使成品质量从原来纯度总醇中木糖醇92％～95％提高到98．5％～99％，达到FCC级水平。
^,KKY t8g L0　　在大豆分离蛋白生产中，使用截留量2万的超滤膜分离，代替酸碱调节沉淀分离，可以减少蛋白质变性和降低产品灰分（小于4％），蛋白质纯度92％以上。分离了蛋白质以后的上清液可以用纳滤膜分离其中的大豆低聚糖。
QWp)k(iBgw*]0　　□提高纯度和收率———超临界二氧化碳萃取食品伙伴个性空间\ R Q&cc
　　对一些热稳定性较差、含量较低、价值较高的产品，最适宜使用这一方法。近年来，国内外逐渐采用天然香料、食用色素、酒花等分离提取，以提高有效物的纯度和收率。目前，在国内中草药现代化研究中，就有采用超临界萃取的重点课题。我国90年代实现了超临界萃取装置的产业化，经超临界萃取的姜黄提取物纯度90％以上，其中姜辣素20％组分11种，姜精油63．4％组分6种，实现了姜黄的深加工，大幅度提高了姜黄的经济价值。目前，我国出口到日本的辣椒红也均是超临界萃法生产的。食品伙伴个性空间m;e!yc T:o
　　□解决高沸点热敏物质混合物的分离———分子蒸馏
.EWD5`"L7SV+N x0　　乳化剂中常用品种单甘酯，在20世纪90年代前半期，国内只能生产粗制品，纯度45％左右。我国自行研制开发成功分子蒸馏装置后，其单甘酯纯度达93％～95％，同时，也使我国从油脂脱臭冷凝液中提取天然维生素E获得成功，分子蒸馏提取不饱和脂肪酸、鱼油中DHA的方法，也被广泛采用，优异的产品赢得了国内外市场。此外，分子蒸馏技术最近又成功应用到有机酸的纯化，如纯度88％粗制品乳酸，经分子蒸馏可达98％以上。食品伙伴个性空间X1m(JO-t+MW
　　随着对食品安全问题的日益重视，回归大自然、健康饮食成为新的国际消费潮流。我国也把天然、营养、功能性的食品添加剂，列入“十五”新产品开发指南。由于高新分离技术的实际应用，使一大批天然原料提取物的开发得以成功。我国的功能性食品添加剂的发展，也因此能够跟上国际的研发步伐。
0y ]4wZ+I@ y:G3DN8j0　　90年代以来，具健康功能的热门产品有绿茶提取物、低聚糖类、葡萄子提取物等，近两年大量推出的是大豆异黄酮、番茄红素、叶黄素等品种，主要突出了其优异的生理活性和明确的防病抗病功能。
　　在我国，绿茶提取物早在80年代进入市场，当时产品纯度较低，且均为水溶性。由于掌握了高新分离技术，现在茶多酚既有水溶性又有油溶性，作为医药原料，纯度95％～98％的产品已出口国外。2001年，清华大学生物科学系和无锡艾迪生物技术公司推出每粒含大豆异黄酮35mg的金多康胶粒；广州优宝生物技术公司推出了每粒含番茄红素5mg的胶囊，卫生部批准功能为延缓衰老和养颜；叶黄素用金盏花（万寿菊）提取，粗品已大量生产，95％以上精品也将很快从实验室走向市场。
7D$X"o(T,_(X.ew^ ]0　　但我国近年开发上市的上述品种，主要是跟随国外研究步伐，很少是我国首创。而我国特有的品种，如竹黄酮等，对其功能的研究推广力度又不够。我国地域广阔，物种丰富，有几千年药食同源的传统，在未来的功能性食品市场中，期待我国的开发商能够拿出自有知识产权的、功能显著的新品种，满足广大消费者的需要，并走向国际市场。

　　生物技术
　　用生物合成代替传统用化学方法合成和转化，具有根除催化剂和化学药剂的毒性危害，使反应从高温高压成为常温常压，反应设备不需严格的防腐材料，产品收率高等诸多优势。20世纪90年代，我国广泛采用酶法糖化代替酸法糖化，改变了建国40年的传统糖化方法，使平均转化收率从88％提高到97％，意味着凡是用粮食原料转化的产品，包括淀粉糖、酒精、味精、抗菌素等，其原料利用率提高了10个百分点。以味精为例，现年产100万吨味精，用粮300万吨牗玉米牘，将酸法糖化改为酶法后，使糖收率提高8％～10％，味精得率提高5％，相当于年增产9万吨味精。全国玉米用于酒精、味精、淀粉糖等行业约1000万吨，如果全部采用酶法转化，能为国家节粮80万吨。对于企业，由酸法改为酶法，可使糖液中葡萄糖纯度从85％提高到97％以上，从而降低黏度，过滤速度提高10倍，蒸发浓缩热效提高，大量节约能源。同时，由于纯度提高，使净化过程活性炭消耗下降，离子交换效率大幅度提高，在产品收率提高的同时，相应获得了节能、降耗、提高质量的效果，其技术经济意义是十分巨大的。食品伙伴个性空间#ca^/M8]m
　　□新酶种开发和新应用领域
`3qO6| G]fA0　　1．纤维素酶已经投入小批量生产的纤维素酶的活力低，只适于局部酶解牛仔布砂洗和洗涤剂用酶。要研制α－纤维素降解酶，从纤维素获得葡萄糖，为用酶法代替酸法水解植物纤维废料生产酒精创造条件。日本报导已经完成了从720公斤蔗渣制取200升酒精的中试。我国甘蔗制糖每年有600多万吨蔗渣，如用来造纸也要分筛出蔗髓200多万吨，这是已经集中的资源。全国农作物秸秆达7亿吨，是需要大力开发的领域。
　　2．半纤维素酶“九五”期间，已完成了造纸用木聚糖酶，要进一步研究用酶法代替酸法水解玉米心制取木糖。目前我国年产2万吨木糖，原料玉米心使用达20万吨。由于酸法水解糖类局部分解，其他有机物，如蛋白质也分解，污染了水解液，且用无机酸水解没有选择性，使六碳糖也被水解出来，因而玉米心水解液的还原物纯度只有70％，而且还原物中木糖只有80％～85％，大大增加了净化分离的成本。所以，研究开发有选择性的木聚糖酶用于玉米心水解，对提高收率和纯度将有重大的技术经济意义。
)}[f7e{i0　　3．食品工业用蛋白酶过去几年，由于洗涤剂工业的发展，碱性蛋白酶需求旺盛，推动了蛋白酶的发展，现在已达到年产2万吨以上蛋白酶，但其活性尚远远低于国外水平。从发展的角度看，食品工业对蛋白酶的需量更多，问题是目前的质量和针对性不强，应发展能迅速降解蛋白为肽和氨基酸的内肽和外肽蛋白酶。我国有500万吨酱油，优质的必须用传统曲法生产，虽然已有技术改进，但发酵时间长，需几十天；氨基酸含量低，鲜味差；原料未能充分利用，得率低。采用蛋白酶生产酱油，可彻底改变其生产工艺，实现连续化、现代化生产。此外，目前大量配制酱油均采用水解蛋白，但用的是盐酸水解，易产生氯丙醇致癌物，完全可用蛋白酶代替盐酸生产水解蛋白。
　　我国年产6000多万吨的肉类，有大量的加工下脚，一般均作饲料使用，但如经酶处理，可以获得同样风味的酶解液，是很好的营养性调料。目前，只有少量酶解的蛇骨液作口服液，而且标示的是蛇蛋白肽。日本市场有上万吨的鸡骨精和牛骨精，均是用鸡骨架和牛骨酶解获得，日本年消费各种天然动物蛋白质提取的酶解调味用料达8万多吨。我国1998年产复合调料150万吨，但成分中缺乏这种天然的营养成分和风味。用酶法处理这些加工下脚，不会影响饲料利用，只是在作饲料前，先用酶从这些下脚中提取一部分风味调料，残余物仍然是饲料。
　　我国每年消耗约7000万吨面粉，但面粉的筋力不足，主要是小麦所含蛋白质的质量差。目前使用的面粉改良剂均为化学合成，对人体健康有影响，特别是溴酸钾国际上已提出残留物有致癌毒性。现在国际公认的、安全性好的面粉强筋剂是酶制剂。例如，淀粉酶、脂肪氧化酶、木聚糖酶，还有转谷氨酰胺蛋白酶，使小麦蛋白降解由颗粒成网络状，从而提高面粉筋力。酶制剂和乳化剂配合使用，能使面食的口感富有弹性，大幅度提高面食品的质量。
c S YB$r9wE6q0　　4．纤维素酶改造制油工业传统的制油从压榨法过渡到溶剂法，已有了很大改进，但是对油料中所含蛋白质活性有影响，利用价值降低。此外，油料中水溶性低聚糖均作废水排放，未能综合利用。新的油料综合利用工艺应是使油料浸润、粉碎后，将油脂、蛋白、低聚糖用物理法分别提取，简称水溶法制油，目前在个别花生油厂开始工业生产。但是油脂含在细胞里面，油料组织紧密，因此利用特殊的半纤维素酶和纤维素酶处理油料，将油料中纤维素降解达到溶解状态，这样油料中的含油细胞壁也破坏，容易使油脂用物理方法和蛋白质、低聚糖分开，从而提高了出油率，防止蛋白质变性，将脂肪、蛋白、糖类、矿物质全部利用，消除污染，简称水酶法制油。我国有2000多万吨油料，采用纤维素酶处理油料综合利用的水酶法技术，将会是油料加工业的一次革命性变革。
-j;}&`iF8bm,ac+gP0　　□新型发酵工业
f,op8]7_0　　1．半纤维素发酵制酒精我国半纤维素水解，不论酸法和酶法水解，均有成熟经验。半纤维素水解液制木糖、木糖醇、饲料酵母，均有一定工业规模，但是没有半纤维素水解制酒精。国外报道，利用特殊的酵母菌可使木糖发酵成酒精，也可以使木糖转换成木酮糖再用普通酵母发酵成酒精。
#\8T/{*rV0　　据1996年报道，稻草半纤维素水解液，用假丝酵母发酵，每克水解液中的还原物，可获得0．37～0．45克的酒精，即对糖得率37％～45％。植物废料半纤维素水解得率一般为20％～25％，玉米心达35％，即每吨植物纤维废料半纤维素水解后，可获得对原料10％～15％的酒精，残余的纤维可经热压制纤维板。食品伙伴个性空间&rzR]~
　　2．淀粉发酵制多元醇我国“九五”已经完成了甘油发酵，今后应加快葡萄糖发酵法制山梨醇和赤藓醇的研究开发。赤藓醇是4个醇，是结晶型，便于储运，又利于有机合成，将是甘油的最佳代用品。甘油目前淀粉发酵耗淀粉3．3吨，而赤藓醇消耗只要2吨多淀粉。
uKQ-p)\^B/|0　　3．可食用生物降解材料高分子量的微生物多糖，如短梗霉多糖，具有很好的成膜性，能作为食品、药品的包装，并且可食用，能代谢。例如，用在黄瓜表面、豆制品表面、肉食表面作为涂层，可以保鲜，延长货架期。
　　□生物合成功能性食品配料
_0m6d`a|u0　　1．酶法合成海藻糖海藻糖含在酵母细胞内，具有保护蛋白质生命的作用。酵母干燥后，经过1年冷藏，复水后能恢复酵母的生命活力，这是因为海藻糖的功效。为此过去市场上海藻糖价格每公斤要数千元，实际上只是一种生化制剂。目前日本已发明淀粉发酵法制海藻糖，每公斤价格降至200多元，现在随着生产量增加，价格还在下降。海藻糖我国已列入“十五”计划，应加快研发进度。食品伙伴个性空间Lfl1Qk2~n!jV
　　2．酶法降解制取功能肽利用廉价的玉米蛋白粉（我国年产60多万吨，作饲料用，每吨2000多元）酶解，可以获得具有保肝功能的活性肽；利用酪蛋白制取钙的吸收剂的同时，可以获得降血压肽，日本已通过临床证明降血压肽的疗效。我国“九五”期间，已开展了初步研究，完成了动物试验，还需深化并商品化。食品伙伴个性空间6z3lu&J]*s
　　3．谷胱甘肽通过培育高含量谷胱甘肽的酵母提取，具有消除过氧化物和毒素、提高机体免疫和抗衰老作用。食品伙伴个性空间m:@5E[-FLy
　　4．培他葡聚糖利用微生物细胞膜提取，具有免疫功能，可用于功能食品和护肤用品。《文：尤新》