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“稻米及其副產品高效增值深加工技術”簡介我國是世界水稻王國，稻米產量居世界首位，占世界稻米的31.6%，但我國稻米深加工技術相當落后，嚴重影響稻米產業的可持續發展。長期以來，我國稻谷加工僅處于一種滿足人們口糧大米需求的初級加工狀態，嚴重影響稻谷資源的有效利用。我國年產1.8億噸稻谷，每年將產生3000萬噸可食用的稻米副產品，目前未得到有效利用。這些副產品集中了64%的稻米營養素，含有豐富而優質的蛋白質、脂肪、多糖、維生素、礦物質等營養素和生育酚、γ-谷維醇、28醇等生理功能卓越的活性物質。深加工技術落后已嚴重影響稻米資源利用和經濟價值，嚴重影響農民增收和種糧積極性。國內外研究證明，稻谷全身皆是寶。通過深加工和科學合理的綜合利用，稻谷除提供人們主食大米之外，還可轉化為營養豐富、生理功能卓越的健康食品原料，又可轉化為優質廉價的醫藥、化工等工業原料。稻米深加工可增值5-10倍。 為了迅速改變我國稻米及其副產品高效增值深加工技術落后的現狀，國家計委、教育部、科技部分別于1998年、2000年、2001年下達了六個“稻米深加工技術”攻關項目：米糠營養素和米糠營養纖維制取工藝技術；早秈稻及其碎米轉化為低過敏性蛋白和抗性淀粉生產技術；米糠活性物質28醇和30醇產品開發技術；多孔淀粉的制備與應用研究；米胚芽飲料的研究；糙米、成品米混合均勻度檢測方法的研究。米糠營養素和米糠營養纖維(趕超美國“利普曼”和“RICE-X”公司產品、打破美國以3000萬美元的高價轉讓給中國的技術壟斷)米糠營養素富集了米糠中優質蛋白質、脂肪、維生素、可溶性膳食纖維和礦物質(美國產品FOB：2800美元/噸)。米糠營養纖維以米糠中的膳食纖維為主、并含有豐富蛋白質等營養成分的營養纖維產品(美國產品FOB：2000美元/噸)。米糠活性物質二十八醇和三十醇，FDA認可的功能性添加劑改善運動耐力調節脂肪代謝，降低膽固醇，超聲波水解時間由12小時縮短至1小時，水解率由60%提高到94.2%。國內首次用分子蒸餾對混合醇預分離，解決了常規蒸餾高溫、長時間，需反復蒸餾三次的弊端，使高真空蒸餾28、30醇的純度由60%提高到80%。 低過敏性蛋白和抗性淀粉，早秈米及其碎米轉化為低過敏蛋白、抗性淀粉和多孔淀粉的全利用關鍵技術，（蛋白和淀粉提取分離，淀粉成孔、蛋白改性、抗性淀粉制備方法）。多孔淀粉的成孔技術-突破，首先糖化酶酶解突出在生淀粉顆粒表面的不規則部分，及較容易水解的無定形區，沿著淀粉分子的非還原末端逐級水解；隨著水解的進行，淀粉的溶漲使α-淀粉酶能接近顆粒內部，α-淀粉酶的隨機內切作用為糖化酶提供新的非還原性末端，兩種酶的協同作用不僅提高了水解速度，也使水解沿著更多的點逐級向淀粉分子內部推進。開孔率：99%以上，超過日本90%，吸油率：本產品1.3g/g，日本0.75g/g，孔徑：1mm生產成本：僅為國際市場價的1/3。多孔淀粉已在國內外開拓了廣泛的應用領域。米胚芽飲料是一種利用稻米加工所提取的大米營養精華——米胚芽，再度加工而成的飲料。在飲料業屬國內甚至國際首創，具有獨特的營養功能和風味口感，1噸米胚芽可生產8噸米胚芽飲料，可使米胚芽增值15倍。γ-氨基丁酸（GABA）在人或動物體內參與腦循環生理活動。γ-氨基丁酸是一種生理活性成分，具有降血壓、抗驚厥、神經營養、改善腦機能、促進長期記憶、促進生長激素分泌、腎功能活化、肝功能活化等功能。江南大學從米胚和米糠中富集γ-氨基丁酸己取得突破性成果，在100克米胚或米糠中γ-氨基丁酸含量可高達2000毫克，比發芽糙米提高8倍。研究成果與關鍵技術突破：米糠擠壓穩定化技術，米糠營養素和營養纖維全利用、清潔生產生物技術，生淀粉酶和復合淀粉酶制備多孔淀粉技術，大米胚芽飲料脫腥穩定化生產技術，酶法和高溫鍛，產低過敏性蛋白和抗性淀粉技術。專利、人才、獎勵、許可證、論著：申報發明專利六項,已授權兩項，獲衛生部批準保健食品4個，囯內外核心刋物發表論文60余篇，SCI收錄5篇，2004年化學工業出版社出版“稻米深加工”專著1本，項目培養碩士10名、博士6名、博士后2名，本成果獲2004年江蘇省科技進步一等獎。“稻米及其副產品高效增值深加工技術”獲得2004年江蘇省科技進步一等獎、2005年國家科技進步二等獎。該項目匯集了國家十五攻關“稻米深加工技術研究與開發”的大米蛋白、米糠健康食品、多孔淀粉等子課題，其中攻克的關鍵技術和開發的新產品都是與國際接軌、具有國際領先水平的成果。主要內容如下：一、米糠營養素、營養纖維健康食品米糠雖然只占稻米總重的6～8%，卻含有稻米64%的重要營養成分，因此有“天然營養寶庫”之稱，其中蛋白質約為16～18%，脂肪15～17%（其中80%以上是不飽和脂肪酸），膳食纖維30～40%，同時含有豐富的γ–谷維醇和生育三烯酚等生物活性物質。因此說米糠是一種極具開發潛力的高附加值資源。米糠營養素、營養纖維飲料，是利用米糠集中了稻谷70%的營養這一特點，將我們人體十分需要的、而在日常飲食中無法攝取的營養成分又“揀”了回來。這類固體飲品不僅含有優質的蛋白質、脂肪（不飽和脂肪酸），還含有人體每天所需的維生素和礦物質及多種生理活性成分。通過提取、生物修飾、調配等工序，米糠營養素、營養纖維飲料已全無米糠的不良口感，與目前市場上的同類產品“高樂高”、“阿華田”等類似，外觀呈咖啡色，具有濃郁的可可香味和令人喜愛的豐厚潤澤口感。是一種全新理念的休閑和健康有機融合的大眾食品，不僅能使喜食者補充每日所需的蛋白質、不飽和脂肪酸、維生素、礦物質等，而且還能補充膳食纖維，得到潤暢通便保健作用，非常適合作為為兒童、老人和容易忽略自身營養的白領人士每日必備的沖飲。米糠營養素、營養纖維飲料的生產還具有很好的經濟效益，項目設備投資大約400萬元人民幣，需要1000平方米的廠房。每噸米糠除了正常的損耗外，沒有任何廢物排放，可以全部轉化為米糠營養素和營養纖維，配以可可粉、奶粉等配料得到的米糠營養素和營養纖維固體飲料，每公斤的生產、人工、管理、包裝等總成本為10元，而“高樂高”、“阿華田”等同類產品的市場售價為60元，因此本產品具有較大的利潤空間和經濟效益，可以使米糠增值10倍以上。二、米胚、米乳飲料 米乳飲料是以優質白米和糙米為主要原料經科學手段精制而成的天然植物飲品，盡可能多地保留了大米中特別是糙米中的營養保健成分。天然米乳飲料風味純正、清甜爽口，具有大米特有的香味，并且飲用方便、冷熱皆宜、營養豐富，與其它飲料相比，具有獨特的風味。米乳飲料還富含有維生素B1、維生素B2和礦物元素鈣、鎂、鋅等營養素，是一種營養豐富的植物飲料。另外，米乳飲料的生產技術含量高，無論從大米加工方面，還是從飲料生產方面及配方調配看，都具有技術上的獨到之處，充分體現了現代高新技術在大米深加工中的應用。目前在國內市場上只有少數幾個發達城市有少量的米乳飲料銷售，但全是韓國的產品，價格昂貴，難以為普通消費者接受。而國內市場上還沒有國產的米乳飲料產品，這為本產品的開發提供了廣闊的市場空間。因此米乳飲料具有很高的商品附加值和良好的市場潛力，是大米綜合開發利用的一個很好方向，將大大提高稻米的附加值。米乳飲料生產的原料成本和生產、配料成本都不高，每噸大米、碎米和糙米混合原料可生產8噸米乳飲料，采用超高瞬時溫滅菌無菌和利樂包罐裝，每盒（250ml）生產、人工、管理和包裝等總成本為0.6元，以每盒1.5元的出廠價銷售，每噸原料可獲利2.88萬元，經濟效益十分顯著。年產3萬噸的規模，如果采用易拉罐或PE瓶、玻璃瓶包裝，項目設備投資不大，大約400萬人民幣，采用利樂包罐，設備投資大約500萬元人民幣。另外需要1000平方米的廠房。三、多孔淀粉 多孔淀粉是一種淀粉顆粒表面有大量孔洞的淀粉，具有非常優良的吸附功能。如：多孔淀粉各種營養或活性成分具有保護作用和吸附目的物后的緩釋作用。以咖啡香精、尿素以及殺蟲劑（敵敵畏和擬除蟲菊酯）為目的物，制備得到了緩釋制劑；在保護作用的應用時，以維生素A和雙歧桿菌為目的物，制備得到了活性較高的制品。目前多孔淀粉已在油墨、化妝品、食品、保健品和醫藥等行業得到了廣泛的應用，市場價格在每噸3-4萬元左右，經濟效益十分顯著。生產原料根據需要可以采用玉米淀粉、紅薯、大米淀粉等，利潤空間很大。年產1000噸多孔淀粉項目的設備投資大約400萬元人民幣，需要大約1200平方米的廠房。四、米糠活性物質二十八醇和三十醇 米糠油中含蠟3%～4%，米糠蠟主要是由高級脂肪醇酯組成,酯經過分解轉化處理可以獲得具有生物活性的功能性物質二十八醇和三十碳醇。米糠活性物質二十八醇和三十醇是FDA認可的功能性添加劑，可以改善運動耐力調節脂肪代謝和降低膽固醇。可廣泛應用于功能性食品、各種營養補助品、醫藥、化妝品、高檔飼料中，其市場份額也不斷擴大。眾多的實驗證實：它具有增強體力、精力和耐力，；提高應激能力和反應靈敏性；提高機體代謝率、改善心肌營養；提高機體氧利用率、降低血清膽固醇和甘油三脂含量；降低收縮期血壓等功能。以二十八碳醇為主要配料的功能食品在美國、日本等國家十分風靡，國際市場上的價格大約每公斤1000美元。但有關二十八碳醇功能性的研究以及功能食品的開發在我們國家還是空白，市場前景非常廣闊，經濟效益也十分顯著。年產3噸規模，項目的設備投資大約200萬元人民幣，需要大約1000平方米的廠房。五、大米蛋白和大米淀粉 大米蛋白作為一種優質的谷物蛋白，其氨基酸組成較為平衡，在食品工業中有著廣泛的用途。運用不同的提取手段可以得到不同蛋白質含量和不同性能的產品，一般作為營養補充劑用于食品的是蛋白質含量80%以上并具有很好營養功能。含量為40-70%大米蛋白一般用于寵物（貓、狗）食品、小豬飼料、小牛飲用乳等。除此之外，大米蛋白還有在日化行業中的應用，如用于洗發水，作為天然發泡和增稠劑。本項目主要以稻米加工副產品――碎米為原料聯合生產大米分離蛋白和大米淀粉。其中大米蛋白產品純度達到70%以上，是一種高營養品質的粉末。作為蛋白質補充劑可自己喜愛的各種食品中，具有高營養、易消化、低過敏和風味溫和的特點，非常適合兒童、老人和病人。另外，該產品能值低，是蛋白質中能值最低的，成人作為蛋白質補充，不用擔心攝入過多能量。在全國城市具有很好的市場前景。大米蛋白的品質是公認的谷類蛋白中的最佳者，大米蛋白的營養價值高于小麥蛋白質，其第一限制性氨基酸賴氨酸含量高于其它谷類，其氨基酸配比較為合理，與其它谷類蛋白相比生物價(BV)和蛋白質效用比率(PER)更高。大米蛋白的最大特點是其低過敏性，這使它非常適合作為嬰兒或是特殊人群的蛋白補充劑。而成為世界蛋白市場上的寵兒，每噸可達3萬元的高價。大米蛋白還可加工成醬油，蛋白飲料，蛋白胨和蛋白發泡粉，若將它水解成短肽或氨基酸后，則可以制成營養價值更高的氨基酸營養液，而進一步用于保健飲料，調味品，化妝品及洗滌劑等。大米淀粉突特的功能成為世界關注的新產品，米淀粉因其顆粒細小，其顆粒為玉米淀粉的1/5、口感柔滑、滲透力強、風味自然、無過敏、抗壓性強、凍融穩定、凝膠特性等在食品中有越來越廣泛的用途，例如：嬰兒食品、冰淇淋、酸乳酪、脂肪替代品等。其關鍵技術為淀粉和蛋白的分離及如何提高米淀粉的得率和米蛋白的回收、改性技術。大米淀粉因其顆粒小，滲透力強，也有著廣泛的用途，可被應用于化妝品、制藥、食品工業、紡織、造紙等。因此將稻米加工副產品碎米開發成大米蛋白和大米淀粉對促進碎米的轉化利用和提高其附加值有著十分重要的意義。六、γ-氨基丁酸（GABA）（從米糠中提取）γ-氨基丁酸（GABA）是廣泛分布于動植物中的一種非蛋白質氨基酸，具有多種生理功能。主要包括：（1）心血管調節作用：如調節血壓和抗心律失常等；（2）神經營養作用：近年發現GABA在神經系統的發育過程中具有營養作用，是一種神經營養因子。（3）促進生長激素分泌的作用，生長激素是人體內含量最高的幾種激素之一，對于人體新陳代謝和各種生理功能有著廣泛的調節作用；（4）有助于抗衰老：最新研究發現，大腦中神經遞質——GABA的減少可能是腦衰老的一個原因，GABA能幫助神經細胞處于對信號的高識別能力狀態，有可能改善老年人的感覺功能以延緩衰老。作為一種具有多種生理功能的生物活性因子，GABA在美國、日本等國家已廣泛用于營養補充劑和功能食品中。而我國在這方面的研究尚處于起步階段，亟待發展和提高。稻米加工副產品米胚芽和米糠因其谷氨酸脫羧酶活性高、原料來源廣和成本低廉而成為制備GABA的首選原料，因此利用米糠中天然存在的內源性谷氨酸脫羧酶，通過生物技術生產高GABA含量的具有調節血壓等多種生理功能的米糠健康食品或食品配料，是米糠增值轉化的又一嶄新的途徑，每噸γ-氨基丁酸（GABA）的售價在4-5萬元，可以使米糠增值10倍以上。咨詢：江南大學食品學院 姚惠源 教授電話：0510-85884277 13706180115 姚惠源:江南大學食品學院 教授，博士生導師。科技部“十五”農產品深加工重大科技專項總體專家組首席專家，江蘇省“十一五”農產品加工發展規劃頂層設計首席專家。是江南大學“食品科學與工程”國家級重點學科學術帶頭人，江蘇省糧油重點學科首席學科帶頭人，中國糧油學會副理事長，中國糧油學會學術委員會副主任，中國糧油學位食品分會會長，中國稻米產業分會副理事長、中國糧食工業協會大米分會副理事長、食品科學等六本有關食品和農產品加工核心學報、雜志的編委。姚惠源教授45年來始終工作在以食品加工為主的農產品深加工的高等教學、科學研究、工程設計的第一線，是我國目前唯一的糧食、油脂與植物蛋白工程博士點的博士生導師，40多年來主持研究國家、部、省級重大科研項目20余項，研究成果多項指標達到國際領先水平，獲國家發明專利7項，主持國內外重大糧食與農產品深加工工程設計項目20余項，就免淘米生產技術及成套設備一項，在全國20多個省、市推廣應用，累計為企業創經濟效益100多億元。累計獲部、省級科技進步獎15項。“速煮米”研究成果獲國家科技大會獎，“天然大米增香劑”獲美國發明家年會國際金獎，由發改委、教育部、科技部分別下達的有關“稻米與副產品高效增值深加工技術”研究項目成果獲2004年江蘇省科技進步一等獎，獲2005年國家科技進步二等獎，國家十五農產品深加工重大科技專項中有關“l小麥、稻米副產品深加工新技術”獲2005年中國糧油學會科學技術一等獎，與河南蓮花味精集團公司、湖南金健米業股份公司二家農產品加工上市公司聯合承擔的“十五”攻關項目“小麥深加工技術研究與開發”、“稻米深加工技術研究與開發”的研究成果分別獲河南省、湖南省2005年科技進步二等獎。對我國糧食與農產品深加工作出了重要貢獻。40多年來編寫出版高等專業教材、專著7本，工具書和國家標準3本，計300多萬字，“碾米工藝與設備”統編教材獲國家優秀教材獎。在CSCD核心期刊發表學術論文100余篇，SCI收錄10篇。在學科建設，教書育人，培養青年教師，建設學術梯隊成績卓著。多次榮獲全國優秀教師，全國優秀科技工作者，部先進工作者，江蘇省高校優秀學科帶頭人，江蘇省優秀研究生導師，江蘇省“九五” 農業科技先進工作者等榮譽稱號，是享受政府特殊津貼的農產品加工領域的著名專家。 背景資料：一項新技術 抬高糧油價（2006-03-28）科技讓普通糧油變得“更加值錢”。江南大學一項名為“稻米及其副產品高效增值深加工技術”，一年內轉化稻米100萬噸，產生約50億元產值。在日前召開的全國科學技術大會上，此項成果榮獲了2005年度國家科技進步二等獎。 我國是全球水稻王國，稻米產量居世界首位，但對稻米的有效利用率卻只有65%，主要原因就是深加工技術落后。江南大學姚惠源教授是國家“十五”農產品深加工重大科技專項首席專家，他帶領“稻米及其副產品高效增值深加工技術”課題組，經過5年的攻關，研發出多孔淀粉、米糠健康食品等6項成果，均達到了同類研究的國際領先水平，目前已獲授權專利4個。截至今年1月，這6項成果已在全國10家大企業投入生產，一年內轉化稻米100萬噸，產生約50億元產值。（ 佚名）
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