农产品加工与转化技术

农产品加工与转化技术第一节农产品加工和加工技术发展现状一、农产品加工在国民经济中作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。二、农产品加工及加工技术发展现状（一）国外农产品贮存、保鲜和加工的现状农产品产后的增值潜力巨大。世界发达国家均将农产品的贮藏、保鲜和加工业放在农业的首要位置。从农产品的产值构成来看，农产品的产值70％以上是通过产后的贮运、保鲜和加工等环节来实现的。美国用于采前田间生产的费用仅占30％，而70％的资金都用在采后环节，从而保证了农产品高附加值的实现和资源的充分合理利用。生鲜果蔬产后损耗控制在1.7％～5%之间,粮食损耗低于1%。70年代以来，世界各经济及技术进步的国家陆续实现了农产品保鲜产业化，保鲜规模在意大利、荷兰为60％左右，其它西欧国家为50％，美国、日本高达70％左右。食品工业转化率发达国家粮食在80％以上，果蔬占50％。产后产值与采收时自然值的经例，美国为3.7﹕1，日本为2.2﹕1，我国仅0.38﹕1。（二）我国农产品贮藏、保鲜和加工现状我国农产品保鲜加工业在近几十年来有了较快地发展，极大地改善了我国食品市场的供应现状，随着计划经济向市场经济的过渡，农产品产后处理和加工行业已由销地向产地转移。以水果贮藏为例，1985年全国冷库贮量约为3.9×105吨，其中3.215×105吨由城市商业系统贮藏，销地库藏量为产地的4.6倍，而1993年产地贮藏容量达以5.40×106吨，约为销地的11倍。粮食贮藏也已打破了计划经济控制下国有粮库独家贮藏的状况，农民手中贮粮总量也超过了国库贮量。“六·五”以来，国家在农产品产贮藏、保鲜和加工上加大了科研的投入，使一大批科研成果直接转化为生产力。“七·五”期间，我国果品商品质量明显提高，损耗下降，贮藏供应期大大延长。在贮藏技术方面，系列产地简易节能技术在果产区普遍应用，果品防腐处理已基本在生产上实施，正朝着产、供、销一体化流通领域冷链体系方面迈进。在产地果品加工技术方面，通过对国外设备的引进、消化和吸收，研制了适合我国的果汁、果酱生产线，取得了明显效益。蔬菜贮藏商品率达90％以上；商品化处理技术规范已在一些大城市实施。蔬菜加工及包装技术如低盐酱菜防腐小包装技术等，在生产中已推广应用。近几年来，在食品及农产品的包装材料、包装机械、包装技术、加工工艺等方面取得了几百项成果，有些成果达到了国内外先进水平。随着一些高新技术也不断地引入加工领域，如电子计算机技术、生物技术、新包装材料等都在加工领域中得到有效运用，促进了农产品加工的飞速发展，新技术、新工艺、高度机械化、自动化的生产线不断地为人们提供更高、更新、更优质的新型食品。（三）与国际同类加工业的差距及我国存在主要问题世界发达国家均将农产品加工业放在农业的首要位置，如美国在农业总投入中，用于产前田间生产的费用仅占30％，而70％的资金都用于产后加工环节，从而保证了农产品高附加值的实现和资源的充分合理利用，美国每年用于食品技术与新产品的研制经费在10亿美元左右。1．粮油加工以玉米为例，我国玉米加工自1980年刚开始起步，到1985年玉米淀粉年产量已接近200万吨，但年消耗为300万吨玉米，仅占我国玉米总产量8500万吨的3．8％，人均淀粉产量仅1．3kg，这与美国人均淀粉50kg，欧洲、日本人均淀粉10kg都相差甚远。按我国应有的工业发展规模，现有的淀粉产量远不能满足食品、医药、纺织、造纸、化工等行业的需求。我国近80％的玉米直接用于饲料生产，而饲料来源应采用深加工的副产品以及其它原料，这种生产造成资源极大浪费，目前我国玉米产区却仍存在卖粮难，玉米大量积压、价格下迭等现象。2．畜产品加工我国养殖业经过十几年的努力和奋斗取得很突出的成绩，肉、蛋产品均占世界首位（增长速度年均10％左右），是世界上发展速度最快的国家，但从畜禽个体生产性能，饲料转化率，草地牧业综合生产能力，畜禽死亡率等指标和世界发达国家相比仍有较大差距，尤其在高产品加工业上差距更为明显。而畜产品加工业的发展水平在一定程度上是反映一个国家科技水平与富裕程度的重要指标之一。自70年以来世界发达国家中畜产品加工业已经不再是传统农业生产的延伸和继续，也不是一般的农业产品而是具有制造工业的性质。国外畜产品工业的研究历史较长，并深入到应用技术的各个领域内，肉乳加工业是国外食品工业中制造规模和效益最大的行业之一。美国经济的私人部门中，肉品工业已经列为商业总收入的第一位，约占食品工业收入的25～30％，许多发达国家早在40～50年代就建立肉类研究中心，并每年在全欧洲或全世界召开一次国际性肉类科技大会，肉类科研上主要集中在屠宰工艺卫生要求、肌肉组织和生物化学、微生物学、肉制品生熟加工、肉品质量检测技术等领域，并将挤压成型技术、微电子技术、材料和力学技术、生物工程技术、酶技术、辐射和化学保鲜技术、冷冻干燥技术、微波技术、远红外技术等高新技术广泛用在综合和深加工中。据1993年统计的我国肉类消费结构中，熟肉制品仅占10～20％，而法国为40％、德国为45～50％，美国已达65％。由于我国肉制品质量不稳定，包装和规格不标准，肉类制品在国际市场上竞争能力很低，同土地面积不大的丹麦比，其肉类制品出口量位居世界第一，东南亚市场几乎全被其占领。我们各类肉制品出口总计大约16万吨，而且以初级加工品和基本原料进入市场，这表明我国有大量的畜副产品未经加工。然而蛋产品的加工在我国几乎尚未形成。3．乳制品加工我国牛奶产量虽有所增长,但因原有基数较低，95年人均鲜奶仅5．2kg，从目前牛奶产业发展分析预测，到2000年牛奶人均占有量为6kg，这低于世界平均水平（约100kg）。可以说乳制品工业面临着更为严峻的局面，在许多发达国家和发展中国家都把乳业作为获取优质蛋白质、提高国民体质的重要措施，但在我国由于饮食习惯和各种其他原因，乳在食物构成中的比例很低。发达国家由于加工技术和包装材料的发展，超高温灭菌乳的出现使其保质期长达6个月以上，并可保持牛奶的营养和风味。国外牛奶鲜食比例较高，一般达60～70％，乳制品中以干酪、黄油、婴儿奶粉为主，仅干酪就有上千种之多，而我国加工和鲜食比例约为1:1，在乳制品生产中奶粉的比例高达80％，虽然这对不发达，冷链和交通条件较差地区适宜，但奶粉生产是一种耗能很高的制品，生产1吨奶粉所耗的煤、电、水，比生产1吨超高温灭菌奶高出10～20倍。目前我国乳品工业中存在着原料奶质量不高，产品结构不合理，机械加工设备落后，科技的投入力度低、市场开拓、宣传引导失误等问题。近几年，随着人民消费水平的提高，国外乳制品涌入国内的数量日趋增加。4．果蔬加工十几年来，我国在果蔬加工方面取得了长足进展，但无论是生产规模，还是技术水平与发达国家相比仍有很大差距。果汁加工厂的生产规模大多数在1吨／h以下，先进的加工技术在生产中很少应用。果品加工业由于系统割据，不重视基地建设，缺少贮藏、保鲜与加工环节，企业得不到优质原料用于加工，造成产品质量参差不齐。许多加工企业的技术和装备水平落后，在设备的稳定性、可操作性、以及连续化、自动化、程控化等方面水平不高，普遍缺乏高水平的监测手段，阻碍了产品质量的提高和规模效益的形成。对比国内外加工技术，国外更突出以下几个特点、工厂化设计和设备现代化，严格科学管理，工艺规范化，产品多样化，注重产品质量，卫生和营养，强调食用方便，易于保鲜，普遍采用自动微机监督和控制，随着现代技术和生物工程在畜产品加工业中应用，肉、乳、蛋加工制品比重会不断增加，保证了产品质量和提高资源本身附加值，使其增值可由原来的50～60％提高到150～200％。第二节农产品加工技术主要内容一、农产品加工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。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；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。它与传统的加工方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、农产品加工方法及分类（一）物理机械加工：包括粉碎、筛理、搅拌、加热、浓缩、干燥、浸出、压榨、过滤、蒸馏等。如制米、磨粉就是物理机械加工方法为主的加工类型。（二）化学加工：包括水解、中和、沉淀、凝聚、解析等。如淀粉糖生产就是优化学方法为主的加工类型。（三）生物加工：包括发酵、微生物的培养利用等。如酿造就是以生物方法为主的加工类型。三、农产品加工为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→籽粒在亚硫酸淀液中浸泡→玉米粉碎→胚牙分离→浆料细磨碎→湿筛分及渣滓和胚牙的洗涤→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、可淀性物质、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、