富硒大米是功能性产品吗(大米的富硒标准)
我国稻谷加工业
的现状问题、发展路径及对策建议
——对41家粮食企业的调查报告
一、我国稻谷加工业现状
我国是世界主要大米生产和消费国,约三分之二以上人口以大米为主食。近年来,我国每年稻谷总产量稳定在2亿吨以上。据国家统计局发布数据显示,2022年我国稻谷播种面积为4.42亿亩,产量2.08亿吨。2022/2023年度国内稻谷总消费达2.05亿吨,其中口粮消费占比最大。
我国大米加工行业门槛低、分散度高、中小微民营企业数量众多,稻谷资源利用粗放,大米产品结构、种类、用途单一,大多以加工一级大米为主,科技创新能力不足。2021年粮食行业统计资料显示,我国大米加工企业9734家,稻谷年加工生产能力3.8亿吨,年实际加工稻谷1.1亿吨,产能利用率29%,生产大米8705万吨,实现工业总产值4508亿元。2021年度,大米加工企业取得专利587件,其中发明专利272件,研究开发投入5.1亿元。
二、我国稻谷加工业的主要问题
“十三五”期间,我国粮食行业工作者为推动大米适度加工做了很多工作,围绕大米适度加工布局了“稻谷(大米)加工产业化关键技术装备研究与示范”“创新米制品加工的营养保全关键技术及成套装备并集成示范”等粮食科技发展规划重点任务,修订了《大米》(GB/T 1354-2018)标准等,但从调研反馈情况来看,我国稻谷加工业依然存在以下问题。
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(一)大米过度加工普遍存在
我国大米过度加工问题比较普遍,主要表现是碾米机、抛光机道数过多,导致出米率低、能耗高。在大米加工过程中,碾白和抛光对大米加工精度起关键性作用。碾白是通过碾米设备产生的机械作用力将糙米表面的米皮(即糠层)部分或全部剥除,使之成为白米的过程。抛光是将米粒表面附着的糠粉去除,从而使米粒表面更加光洁,提高大米的色泽。
调研发现,加工企业大米过度加工的主要表现主要有以下几个。一是碾米机道数较多,超过三分之二的企业碾米机串联配置3~5道,最多的6道。二是抛光机道数较多,多数企业串联配置抛光机3~4道,最多的5道。三是出米率较低,稻谷品种、品质、加工工艺与装备等都会影响出米率。每增加一道碾白,平均减少0.3%~0.5%的出米率;每增加一道抛光,平均减少0.3%~0.4%的出米率。16家企业的糙米出米率在50%~70%之间,13家企业的糙米出米率在70%~85%之间。四是电耗较高,碾米机和抛光机配置的电机功率比较大,碾米机和抛光机道数的增加直接增加电耗。
(二)大米产品单一,不能满足居民消费需求
在对湖北省37家稻谷生产企业调研中发现,仅有1家企业生产留胚米,其他企业主要生产一级籼米或一级粳米。湖北省稻谷加工业现状侧面反映出我国稻谷加工业的实际情况。我国大米产品单一,不能满足居民对营养健康的消费需求。同质化竞争,也是造成大米过度加工的主要原因之一。居民多样化消费需求的大米产品、特殊人群需要的功能性大米以及年轻人需要的方便化大米制品,产品开发和市场供应还有较大空间。
(三)大米过度加工,难以满足健康合理膳食需求
近年来,我国慢性疾病的发病率呈快速上升趋势。究其根源,慢性病发生与生活方式、膳食结构等有很大关系。世界卫生组织研究报告指出,在各种影响健康的因素中,个人生活方式占比60%,而合理膳食是健康生活方式的重要环节,对于慢性疾病防控起着关键性作用。
研究表明,稻米皮层的膳食纤维、维生素、甾醇等营养物质对人体营养健康很重要。由于过度加工,大米失去了稻米皮层中膳食纤维、B族维生素、多酚、谷维素、植物甾醇等营养物质。长期食用过度加工的大米可能会导致机体缺乏膳食纤维、维生素、矿物质等人体必需营养素,造成“隐形饥饿”发生,继而引发系列慢性疾病的患病风险。
(四)稻谷加工业副产物的增值利用率低
调研发现,大米加工多停留在初级加工阶段,以一级大米为主导产品,稻谷加工副产物的精深加工水平较低。在湖北省37家稻谷加工企业中,仅有2家企业将米糠用于制取稻米油,其余企业将米糠作为饲料售卖。少数企业用稻壳燃烧发电,平均每1500g稻壳燃烧产生的蒸汽就可以取代500g煤,这种生物质原料燃烧的环保程度相对较高,既节能环保,又实现了稻谷资源的充分利用。在碎米增值利用方面,少数企业通过酶解技术制备了淀粉糖产品,包括麦芽糖浆、果葡糖浆等产品。据了解,麦芽糖浆的售价在3000元/吨左右,相较碎米的收购价2400元/吨有所提高。
米糠、稻壳等加工副产物未能得到充分有效利用,缺乏高附加值产品,极大限制了稻谷产业高质量发展。在一些发达国家,稻谷副产物的综合利用与精深加工已形成产业化,开发出20余种产品,米糠的综合利用率可达90%,稻谷加工业对稻谷资源的增值率约4倍。我国稻谷加工业对稻谷资源的增值率大约1:1.3,对比发达国家,我国稻谷深加工业还有广阔发展空间。
三、稻谷加工业的发展路径
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(一)引导企业开展大米适度加工工艺
目前,解决大米过度加工最有效的方式,就是引导稻谷加工企业减少碾米机和抛光机的使用道数。结合其他国家大米加工工艺,碾米机串联使用道数不宜超过4道,碾米温升应控制在15℃以内;抛光机串联使用1道为宜。
(二)积极推广大米加工新发明、新技术、新装备
碾白是大米加工中一道重要的工序。碾米机的性能一定程度上决定了成品大米的质量和产能。自20世纪60年代世界上第一台立式碾米机诞生,碾米机的发展始终朝着降低碎米率、实现高产能、减少电能耗的方向发展。传统的大米加工过程中,采用多机轻碾工艺,包括多台砂辊的串联使用,或砂辊—铁辊碾米机的组合使用。近年来,大米加工的新发明、新技术、新装备正在逐步改变我国大米加工业和大米产品生态。
柔性智能碾米技术。柔性智能砂带型碾米机与现在大量使用的碾米机不同。一是柔性碾米。大米之间、大米和腔室之间的作用力是柔性的,柔性智能碾米机通过数控系统可以生产不同的大米产品,如大米、留胚米,还可以加工青稞、小米、高粱等小品种谷物。二是可实现智能化、数字化、自动化的精准分层碾磨。通过设置不同参数,柔性智能碾米机可以对糙米从1%至100%实现精准分层碾磨。三是温升低。串联三道柔性碾米机,碾米平均温升6℃~7℃,现在大量使用的碾米机碾白工段的碾米平均温升15℃~20℃。四是低能耗。据调研企业介绍,柔性智能碾米机每加工1吨糙米较现在大量使用的碾米机降低电耗8~12千瓦时。五是降低碎米率。根据工厂实际调研情况,在相同原粮情况下,柔性智能碾米机增碎率较现在大量使用的碾米机由15%降至5%,提高出米率10%。以籼米为例,大米较碎米售价高出1000~1300元/吨,经济效益相当可观。需要关注的是,柔性智能碾米机生产能力2.5~3吨/小时,现在大量使用的碾米机生产能力可达18吨/小时,其单机产能还较低,需要不断推进科技创新。
蒸谷米生产技术。蒸谷米生产技术有较长的发展历史,但由于蒸谷米生产过程中易褐变,蒸谷米在我国发展并不顺利。调研发现,有一些蒸谷米加工企业在稻谷品种培育、选育、关键加工工艺和加工技术等方面取得发明专利技术,较好解决了蒸谷米褐变问题。通过科技创新和品牌建设,蒸谷米的消费市场正在发生改变。
蒸谷米是以稻谷或糙米为原料,经过浸泡、蒸煮和干燥等一系列水热处理后,再经常规碾米工序得到的大米产品。蒸谷米在制备过程中发生水合—脱水、淀粉糊化和老化等系列理化变化,赋予其高营养、耐储存等特点。蒸谷米缓慢消化淀粉含量升高,具有低血糖生成指数(GI)功能特性,蒸谷米的γ-氨基丁酸(GABA)含量较精白米显著提高,是一种营养健康的主食产品。
(三)大米产品向多样化、功能化、健康化、方便化方向发展
随着我国经济社会的高质量发展,居民膳食结构正在发生深刻变化,居民消费需求不断升级,消费结构也逐渐多元。我国大米产品应向着多样化、功能化、健康化、方便化方向发展,应统筹考虑营养特性、加工特性、食味特性。
企业要生产多样化的大米产品,如糙米、大米、留胚米、蒸谷米、发芽糙米等,满足居民不同消费需求;要从育种到加工全链条,开发低血糖生成指数(GI)大米、富硒大米等功能性产品,满足特殊人群的需求;要开发更方便、更美味的米制品,目前方便米饭、自热米饭等占据的市场份额仍然很小,究其原因与价格定位偏高、口感风味与蒸煮米饭差异大等原因有关,需要持续努力。
(四)加强科技创新,提高米糠等副产物的增值利用
在米糠等副产物增值利用方面,亟需加强科技创新。2016年,国务院办公厅印发《关于进一步促进农产品加工业发展的意见》,提出加快推进秸秆、稻壳米糠、麦麸、油料饼粕、果蔬皮渣、畜禽皮毛骨血、水产品皮骨内脏等副产物综合利用。2020年,农业农村部《关于促进农产品加工环节减损增效的指导意见》提出,引导粮油加工企业应用低碳低耗、循环高效的绿色加工技术,综合利用碎米、米糠、稻壳、麦麸、胚芽、玉米芯、饼粕、油脚等副产物,开发米粉、米线、米糠油、胚芽油、膳食纤维、功能物质、多糖多肽等食品或食品配料,生产白炭黑、活性炭、助滤剂等产品,提高粮油综合利用效率。2022年,农业农村部《关于落实党中央国务院2022年全面推进乡村振兴重点工作部署的实施意见》强调,拓宽食用植物油来源,挖掘米糠油、玉米胚芽油等生产潜力。今年1月,国家卫生健康委网站对《关于促进米糠回归人类食用提升国民营养的建议》进行官方答复时指出,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。
稻壳质量约占稻谷的20%,其主要成分为纤维素、半纤维素和木质素,可食化开发利用性较差,目前多作为生物质燃料。此外,稻壳中约20%的无定形二氧化硅,经过化学改性可用于提取白炭黑。米糠中的脂肪含量约为16%~20%,经压榨或浸提、精炼制备米糠油。利用蒸汽爆破、挤压膨化等物理手段对米糠膳食纤维进行改性;通过物理—酶法联用、胶体磨湿法粉碎及超高压技术等更高效地制备米糠可溶性膳食纤维。研究表明,米糠膳食纤维的添加可以部分替代猪肉脂肪,并提供类似的感官特性。另有学者通过喷雾干燥法制备了米糠速溶粉,此外脱脂米糠粕也可用于无麸质面包的开发。
四、对策建议
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(一)完善大米产品标准体系
我国稻谷品种众多,不同品种稻谷的品质、粒型差别较大,以一个产品标准来定义所有的大米是困难的事情。大米的加工工艺、技术、装备不同,也很难用一个产品标准判定。建议针对不同品种、不同加工工艺,完善大米产品标准体系,制定和完善国家标准、行业标准、地方标准、企业标准以及团体标准,真正引领、推动大米产业高质量发展,不断满足居民差异化的消费需求。
(二)开展大米加工损失的学术研究
2021年10月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《粮食节约行动方案》明确提出,引导消费者逐步走出过度追求“精米白面”的饮食误区,提高粮油出品率。提升粮食加工行业数字化管理水平。发展全谷物产业,启动“国家全谷物行动计划”。这既关系到国家粮食安全战略,也关系到健康中国战略,必须引起足够重视。当前,需要基于节粮减损提高出米率、满足居民健康消费等维度,开展大米加工损失的学术研究,研究大米加工损失的内涵和外延,从而达成共识,指导和推动大米产业高质量发展。
(三)科普宣传
要在全社会加强科学消费理念的科普、引导和宣传工作,向消费者普及粮食安全、全谷物营养健康等知识,树立科学健康的膳食习惯。要在学校、军队、社区、食堂等重点场景开展科普宣传活动,充分利用央视、网络等媒体主动开展形式多样的公益性科普主题宣传活动,改变居民大米消费错误观念,让健康消费理念深入人心。
(作者:吴少堂 吴娜娜 吴非霏;作者单位:国家粮食和物资储备局科学研究院粮油加工研究所。)