高新技术在农副产品加工业中的应用农产品加工业是农业产业的重要环节之一,随着我国国民经济的快速发展,作为食品工业重要支柱的农产品加工业取得了巨大成就,在促进农业的持续发展、保证城乡市场供应,对协调国民经济健康、快速发展具有战略性的积极作用。农产品加工业不但是农业生产的继续、发展和深化,也是消费品工业的主要行业之一,因而与人民生活息息相关,它的发展直接影响着农牧业生产、经济发展、民族振兴和人民的合理膳食结构,对保障城镇居民在肉、果、菜、蛋、奶等的供应需要上起到了物质保证作用。这也是农业、营养和食物有机的统一,是农业宏观战略的重要组成部分。一、农产品加工的概念农产品加工是把农产品按其用途分别制成成品或半成品的生产过程。针对原料的加工程度而言可分为初加工和深加工。对于加工程度浅、层次少、产品与原料相比,理化性质、营养成分变化小的加工过程可称为初加工;对于加工程度深、层次多,经过若干道加工工序,原料的理化特性发生较大变化,营养成分分割很细,并按需要进行重新搭配,这种多层次的加工过程称为深加工。深加工是在应用现代科学技术的基础上所进行的现代化加工方式。它与传统的加工式存在三个方面的显著区别。(一)传统的农产品加工是建立在自然经济为主的基础上,而现代的农产品加工是建立在社会化生产的基础上。(二)传统的农产品加工是建立在手工操作的基础上,而现代的农产品加工则是建立在机器工业的基础上,大都是进行批量生产。(三)传统的农产品加工是凭借经验的积累进行生产,而现代的农产品加工则是随着现代科学技术的发展而发展起来的。它不断地运用现代生物学、物理学、化学、营养学、卫生学等知识以及新的技术革命成果来改进农产品加工工艺。特别是深加工,还需掌握机械加工、食品加工工艺、食品微生物、食品包装、食品保藏及运输等各种专门技术及一系列的现代管理等。二、农产品加工的主要内容根据农产品的加工原料的不同可以分为粮食作物加工、油料作物加工、果蔬加工、畜禽加工、蛋制品加工、乳制品加工等。(一)粮食作物的加工及综合利用技术对于粮食作物的加工及综合利用技术,主要涉及玉米,稻谷,小麦的加工,现简要阐明这三方面内容。1.玉米加工玉米是世界三大粮食作物之一,由于其单产高、增产潜力大,适应性强,在农业生产中占有重要地位。世界上以美国为玉米的第一生产大国,年产玉米2亿吨以上,我国玉米年产量已超过9000万吨,居世界第二位。玉米属禾木科,粉粒中富含淀粉,平均含量可达70%,同时含有8~14%蛋白质和4.5%左右的脂肪及其它成分。由于玉米淀粉粒较大,粗纤维合量较高,口感不好,人们日常食用比例较少。由于玉米产量高、淀粉足、易贮藏、价格低廉等优点已成为淀粉工业、饲料工业的首选原料。目前,由于加工技术不断进步,经过精深加工的玉米食品在一定程度上受到人们的青睐。(1)传统的加工技术如粉碎、研磨、干燥等生产的玉米粗加工产品有玉米面、玉米淀粉等。玉米淀粉生产工艺过程可概括:玉米清理去皮→籽粒在亚硫酸溶液中浸泡→玉米粉碎→胚芽分离→浆料细磨碎→湿筛分及渣滓和胚芽的洗涤→淀粉与蛋白南分离→淀粉洗涤→淀粉机械脱水→淀粉加热干燥等。此时可得到的产品有淀粉、胚芽、麸质(蛋白质)、渣滓、玉米浆,这些物质再进一步加工利用。(2)玉米深加工产品主要指通过淀粉生产初级农产品再深度加工利用制成的产品,如多种食品葡萄糖、果糖、维生素C,有机酸、氨基酸、味精、酒精、丙酮、丁醇以及有些抗菌素等。以玉米淀粉为原料,在经过水解反应或酶的作用下,生产出糖品总称为淀粉糖。水解程度完全的可制成葡萄糖,水解程度不完全,则可生成中间水解产物如糊精、低聚糖和麦芽糖等。玉米淀粉生产副产物还可再综合利用,如蛋白质、脂肪、可溶性物质、纤维素以及若干微量成分等。经过再加工利用则可制成高级食用油脂、植酸、醇溶蛋白、玉米黄色素、谷氨酸、高级饲料等产品。(3)玉米秆、芯综合利用:利用现代高新技术还可加工制成高营养价值的饲料、多聚戊糖等产品及食品包装、工业装饰材料等。(4)玉米食品加工:用未成熟的玉米可制成菜用玉米、罐头玉米、冷冻玉米、盐渍玉米、干制玉米等。用成熟的玉米可制成膨化玉米、玉米炸片等。2.稻谷加工我国稻谷产量占世界第一位,全国约有2/3的人中以稻米为主要食粮。稻谷含有大量淀粉、少量脂肪、蛋白质、纤维素、钙、磷等无机物和各种维生素。由于我国稻谷产区广、产量大,种类多,不同品种和不同等级的稻谷且有不同的工艺品质,它直接影响成品大米的质量和出米率的高低。稻谷加工利用主要是制米、大米深加工、米糠加工及稻壳综合利用。(1)稻谷的初加工:就是指稻谷加工或大米的整个过程。其基本工艺流为:稻谷→清理→垄谷→垄下物分离→碾米→成品整理→大米。(2)稻谷深加工:区别于一般加工,其产品不仅精细美味,而且可以通过一定的生产技术和加工工艺,保留大米自身的营养成份或强化一定的营养素,以人们对美食和营养的需要。常见的有免淘米加工、强化米加工、营养米速食米饭、膨化米加工等。(3)大米深加工:现已有许多国家将大米深加工用于造酒生产发酵制品、制取葡萄糖浆和蛋白质提取。大米加工副产物―米糠,含有丰富的营养物质(糠中脂肪分量较高),可以用米制取米糠油。糠饼又是很好的饲料。米糠油是一种优质的食用油和工业用油。由于其价值高,富含维生素E,具有抗氧化能力强,稳定性好的特点,易贮藏,同时它还具有高烟点(213℃)、高着火点(352℃),很适合家庭使用,在日本家庭食用较多,而我国由于生产产量小,家庭应用较少。同时,米糠油又是谷维素最佳提取原料。谷维素是一种可调节植物神经的脂溶性维生素药物,对人体具有促进生长、调节改善胃肠神经功能、促进微血管循环、降低血清胆固醇等作用。米糠的合理利用可大大提高稻谷的经济价值。(4)稻壳、稻草综合利用:稻壳主要成分有粗纤维、木质素等,经加工后是有机合成化学工业的基本原料及可降解包装材料。稻草可以用于酿酒、制纸浆、纤维板、栽培食用菌、加工饲料等。3.小麦加工小麦是我国主要的粮食作物之一,小麦面粉营养丰富,品质优良,是我们所喜爱的面食。小麦的加工与利用主要是制粉,利用面粉可继续加工成各种成品或半成品食品。(1)小麦制粉:将净麦中的胚乳磨制成面粉的生产过程。制粉的任务是破碎麦粒,刮尽麦皮里的胚乳,分出混在面粉中的细小麦屑,将胚乳研磨到一定的粗细度,按不同的质量标准,混合搭配成一种或几种等级的面粉。其工艺流程为研磨→筛理→粉路。一般磨制高等级粉的粉路要长,粉路越长,工艺就越复杂。(2)面食的加工:以面粉为主要原料加工成的食品,可大致分为面包、饼干、糕点及半成品的挂面、方便面等食品。面包生产:世界上有2/3的人以面包为主食。在我国随着人们生活节奏加快和生活水平的提高,面包的食用量也不断提高。其加工工艺流程:调制面团→面团发酵→切块、搓圆、静置→整型→醒发→烘烤。糕点制作:糕点以粮食为主,加配其它辅料,经烘烤、蒸制、油炸、蒸制等工艺加工而成。按制作方法分为烘烤、蒸制、油炸三大类;按商业习惯可分为中式糕点和西式糕点两大类,中式糕点以面粉或米粉为高料,辅料为油、糖、蛋、果仁等,西式糕点配料多采用黄油、牛奶、巧克力以及蛋、糖、咖啡等。糕点加工,各种类型,不同产地,不同品种的工艺各不相同。挂面生产:挂面加工的原辅料主要有面粉、水、添加剂等。其加工工艺为和面→熟化→压片→切条→干燥→切断→包装等。随着人们生活水平的提高,挂面生产突出了口感、营养、方便的特点,市场上出现了许多营养强化面、方便面、速食面等。(3)麦麸综合利用:麦麸含有丰富的碳水化合物和部分蛋白质,可制曲用于酿酒和制酱上。(二)油料作物加工及综合利用油料作物含有丰富的油脂,种类很多,主要有大豆、花生、油菜籽和棉籽,平均含油量为22%、32%、42%和20%。其它还有芝麻、向日葵、乌柏油、油桐、蓖麻子等。从油料作物中提取的油脂是重要生活资料和工业原料,除供食用外,在肥皂、油漆、医药、工业上也有重要用途。这里重点介绍大豆的加工与综合利用。大豆原产于我国,栽培历史悠久,分布广、品种资源极为丰富,总产量位居世界第三位。大豆含有丰富的营养成分,其中含30~45%的蛋白质,15.5~22.7%的脂肪和17%的碳水化合物。此外,还含有丰富的维生素。根据大豆的营养成份,其综合利用基本上可分为三个方面:榨油、提取蛋白质和提取其它产品等。1.大豆制油:我国现有制油方法有机械压榨法、溶剂浸出法和水剂法,其中浸出法较为常用。浸出法制油是利用能溶解油脂的溶剂,通过润湿渗透、分子扩散和对流扩散的作用,将料坯中的油脂浸提出来,然后再将混合油分离取得毛油,将含溶剂豆粕脱溶得到豆粕的过程。浸出法与压榨油相比,突出优点是出油率高可达90~99%,干粕残油率仅为0.5~1.5%,同时还能制取低变性粕和质量较高的毛油。但也存在毛油成分复杂、使用溶剂易燃易爆等缺点。2.油脂精炼:由压榨法、浸出法和水剂法制取的植物油脂称为毛油。毛油中含有多种杂质,只有通过精炼后才能达到食用或工业用途的需要。油脂精炼包括去杂、脱胶(脱磷)、脱酸、脱色、脱臭、脱蜡、冬化等过程。3.油脂深加工:深加工的目的是生产专用油脂如氢化油、人造奶油、起酥油等。4.制油副产品的综合利用:在植物油的提取和精炼等生产过程中,除了获得油脂产品以外,还可得到各种各样的副产品,如油脚和皂脚、油饼和油粕及油料皮壳等。这些副产品的数量很大,其中油脚和皂脚约占毛油质量的5~10%;油饼和油粕约占剥壳后籽仁质量的50~85%;油料皮壳约占油料种籽质量的25~40%。这些副产品中分别含有丰富的油脂、糖类和蛋白质等成份。合理地开发、利用这些副产品,即可充分利用油籽资源,还可开发新产品,增加经济效益。(1)油脚和皂脚的利用:油脚的重要成分是油脂和磷脂,还有少量的蛋白质、糖类、蜡、甾醇、色素以及有机和无机杂质。皂脚的主要成分是油脂和肥皂,其中含有少量的蛋白质、色素和不皂化物等。利用油脚和皂脚可制取脂肪酸、磷脂、谷维素、不皂化物和低级皂等产品。(2)油饼和油粕的综合利用:油饼和油粕是制油工艺过程的主要副产品。一般将压榨法制取油脂后的物料称为油饼,浸出法制取油脂后的物料称为油粕。油料饼粕中蛋白质大约为15~40%,脂肪为0.5~6%,纤维素含量为2~20%,水分为10%,糖类、色素、维生素和无机盐等总量为20~25%。其主要用途:1作为畜禽饲料;2.去毒后干净无毒的饼粕直接作为人类食品;3.从低变性脱脂油粕中提取蛋白质,制脱脂大豆粉;组织状蛋白、浓缩蛋白、提取蛋白或分离蛋白等新型蛋白产品。4.利用某些饼粕制酒、醋、酱油、味精和饴糖等;5.提取某一成分制成产品,如从豆渣中制取核黄素等。6.油料皮壳的综合利用:油料皮壳可作为化工原料或燃料,如糠醛和活性炭的制取等(三)果蔬加工和综合利用果品、蔬菜含有丰富的营养成份,是人类饮食中不可缺少的组织部分。果蔬加工是以新鲜果蔬为原料,依不同的理化特性,采用不同的方法和机械,制成各种制品的过程。主要制品有果干和菜干、果蔬罐头、果酒、速冻制品、果汁和菜汁、腌渍制品和糖制品等。针对果蔬产品败坏的原因,可将果蔬产品加工保证措施归纳为物理的、化学的和生化的三大类,生产中常采用物理方法为主,辅以化学和生化的方法。具体方法如原料和加工的清洁卫生、低温、冻结、脱水与干燥、高浓度溶液、真空与密封、杀菌、防腐剂、抗氧化剂、酸类、生化保证等。1.果蔬加工原料及预处理果蔬加工方法较多,其性质相差较大,不同的加工方法和制品对原料均有一定的要求,优质高产、低耗的加工,除受工艺和设备的影响外,与原料的品质好坏及原料的加工过程有密切关系。果蔬加工对原料的要求是要有合适的种类、品种,适当的成熟度和良好、新鲜完整的状态。加工前预处理是保证加工品的风味和综合品质的重要环节,一般包括选别、分级、洗涤、去皮、修整、切分、烫漂(蒸煮)、抽空等工序。2.重点果蔬加工制品的技术内容(1)果蔬罐头:是将果蔬原料经处理后密封在一种容器中,通过杀菌将绝大部分微生物消灭掉,在维持密闭状态的条件下,能够在室温下长期保存的果蔬保藏方法。其工艺过程包括原料的预处理、装罐、排气、密封、杀菌与冷却等。近几十年来,保藏技术发展较快,主要表现在包装材料与包