談生物技術與糧油的綜合利用

陳麗萍

摘 要：通過提高糧油資源的綜合利用率和產品附加值，從糧油副產物中分離提純出蘊含著豐富的、具有各種生物功效的生物活性物質，作為很好的保健功效成分應用于食品中，也可不斷開發食品添加劑新品種，從而創造可觀的經濟效益和顯著的社會效益。以具體應用為案例，對此進行了探討和實踐。

關鍵詞：生物技術；糧油；膳食纖維物質；糧油副產物

中圖分類號：TS201.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.040

文章編號：2095-6835（2015）15-0040-02

1 生物技術在糧油綜合利用中的應用現狀

中國是一個糧油生產、消費和加工的大國，糧油加工業是我國的重要支柱產業，各種副產品，例如稻殼、米糠、麩皮、油料皮殼、餅粑、油腳、皂腳及脫臭餾出物等，包括一些廢棄物等是一類龐大的生物可再生資源。這些副產業作為廢棄物丟棄，不但體現不了其利用價值，而且還會造成環境污染。目前我國開發利用副產品的生產技術水平比較落后，產品種類單一，利用低效高耗，產品質量參差不齊，成分和功能利用欠缺，綜合利用不成體系，需進一步探索和研究。近年來，我國在總結前人應用成果的基礎上，引入新技術、工藝和設備，大大地提高了綜合利用程度。

為提高糧油資源的綜合利用和產品附加值，可從糧油副產物中分離提純出蘊含著豐富的、具有各種生物功效的生物活性物質作為很好的保健功效成分應用于食品中，也可不斷開發食品添加劑新品種。例如通過對糧油加工副產物開發生產的植物烷醇、低聚糖、異黃酮、營養膳食纖維、植物功能性蛋白等；糧食的綜合利用中用稻殼釀酒、用大豆制作乳酸豆奶、用稻殼制作膳食纖維等；用礱糠生產活性炭、用米糠中制取糠蠟、用油腳（皂腳）制肥皂、用玉米穗及皮生產出日用品等。

2 生物技術在糧油綜合利用中的應用

2.1 稻殼釀酒

將稻殼研成統糠，按35%（質量比）的比例將水加入統糠使之濕潤，再裝入蒸料鍋上的木桶中，蒸煮2 h，出鍋攤晾，加入2～2.5倍質量的鮮酒槽拌勻，并在料溫30 ℃時拌入酵母液和酒曲，用料分別為混合料液的30%和7%，將混合料充分拌勻，然后裝桶，經過4～5 h封閉發酵，最后放入蒸餾鍋中進行蒸餾。白酒出酒率約為1 kg/kg稻殼，加入鮮酒槽后，可釀造白酒約為2 kg/kg稻殼。

2.2 乳酸豆奶的生產

用大豆植物蛋白代替脫脂奶粉生產乳酸豆奶，其工藝特點主要是對經嚴格處理的豆漿進行蛋白質降解和發酵，利用乳酸菌的產酸、生香和脫臭作用，使終產品不沉淀、不分層，口感細膩爽滑、風味俱佳，不具有豆腥味和苦澀味。乳酸豆奶的原料為大豆次品，其工藝流程為：大豆→脫皮→浸泡→磨漿→分離→接種→發酵→冷卻→兌制→勻質→調香→無菌包裝→成品。

操作要點為：首先選用新鮮的大豆及其次品，在脫皮機上脫去皮殼后，通過磨漿分離；然后制備發酵培養基，接種微生物；最后進行產品兌制及后階段的處理，并采用無菌分裝灌裝線。

2.3 制取膳食纖維

膳食纖維包括抗性低聚糖、非淀粉類多糖、碳水化合物類似物、木質素及相關植物物質，是指能抵抗人體小腸消化吸收，而在人體大腸能部分或全部發酵的可使用的植物性成分、碳水化合物及其類似物的總和。具體物質組成如表1所示。

表1 膳食纖維物質組成

通常來說，膳食纖維按照溶解性分為水溶解性膳食纖維（SDF）和水不溶解性膳食纖維（IDF）兩大類。膳食纖維又按其來源又可分為大豆膳食纖維、麥麩膳食纖維、玉米膳食纖維等。

2.3.1 水溶性膳食纖維的制備

水溶性膳食纖維包括果膠等親水膠體物質和部分半纖維素，主要來源于水果、蔬菜、大豆和燕麥。它的主要功能是調節血糖水平，減少血液中的膽固醇，從而降低心臟病的發生概率。

大豆膳食纖維的制備工藝為：脫脂大豆粉原料→氫氧化鈉處理→過濾→濾液調pH7→離心→收集上清液→調pH7→酒精沉淀→水溶性膳食纖維。

其操作要點為：脫脂大豆粉，粉碎，過40目篩，用10倍量純水浸泡30 min；加熱至80 ℃，加入質量分數為5%的氫氧化鈉，目的是生產濃縮大豆蛋白，攪拌提取1 h；過濾，將濾渣浸泡10倍量水中，以食用級鹽酸調溶液的pH值約至7，加入耐高溫液化淀粉酶（3 000 U/100 g）；80 ℃酶解30 min，然后升溫至100 ℃，保溫10 min鈍化酶，加入質量分數為0.2%雙氧水脫色4 h，冷卻至60 ℃；離心，將濾渣用純水洗滌2次，最后為低溫、干燥的淡黃色SDF產品。

2.3.2 水不溶性膳食纖維的制備

水不溶性膳食纖維包括纖維素、木質素和部分半纖維素，它大量存在于麥麩、米糠、稻草等植物中，原料來源豐富、生產成本低。其主要功能是膨脹，可以調節腸的功能，防止便秘，保持大腸健康。

以麥麩為原料制取加工而成的一種水不溶性膳食纖維的工藝流程為：小麥麩皮預處理→加入65～70 ℃的熱水（麥麩︰熱水=1︰10）→60 ℃條件下加入糖化酶與α-淀粉酶分解淀粉類物質→加蛋白酶→水洗→滅酶（100 ℃）→干燥（105 ℃，2 h）→粉碎→膳食纖維。

3 在重要農副產品綜合利用中的應用

3.1 甘蔗糖廢糖蜜的綜合利用

甘蔗糖綜合利用的原料包括蔗渣、糖蜜和蔗泥。目前，對于糖蜜的綜合利用相對比較完善，主要用來生產酒精、味精、檸檬酸、賴氨酸、酵母、抗生素、焦糖色素和飼料等。生產酒精的工藝流程為：糖蜜→稀釋→酸化→澄清→液體培養液→接種對數期酵母種子→發酵成熟→蒸餾→酒精。

固定化酵母生產糖蜜酒精技術是一項新的生物技術，該技術先將酵母細胞用載體固定起來，然后使用固定化酵母細胞在

生產和增值狀態下連續使用。該技術能減輕勞動強度、縮短發酵周期，提高產酒率，降低物耗，而且酵母適應性強、穩定性好、管理粗放。

3.2 木薯淀粉生產的綜合利用

木薯淀粉加工生產規模目前正向大型化的方向發展，木薯生產加工的主要產品有木薯原淀粉和變性淀粉。在生產加工過程中會產生大量的木薯渣、木薯皮衣等下腳料，這些下腳料還有一定量的木薯淀粉和多種生理活性物質，對其進行綜合利用，既可以增加產品附加值，又可以減少環境污染。

3.2.1 木薯渣發酵生產蛋白飼料

木薯渣和淀粉按1︰2配比，混合發酵，將尿素、無機鹽溶于定量水中，然后加入木薯淀粉渣、根霉曲、酵母液，定溫、定時發酵，離心分離，然后水洗、分離，去氮烘干。

3.2.2 木薯渣發酵生產酒精

以木薯為原料，經除雜、粉碎、投料、發酵、蒸餾，有濕法和干法兩種酒精生產方法。干法是通過原料處理、粉碎、蒸煮、糖化工藝、酒母制備、發酵、蒸餾與精餾，獲得低脂木薯粉作為酒精原料。

3.2.3 木薯淀粉酶轉化生產果葡糖漿

葡萄糖和果糖在催化劑作用下發生可逆轉化，經液化、糖化、過濾、脫色、濃縮、異構化、離子交換、再脫色，最后濃縮為果糖漿。

3.3 植物蛋白的開發利用

目前生產高附加值、高營養的植物蛋白前景廣闊，例如來源于谷麥的谷物蛋白質、油料蛋白質、紅花蛋白質、芝麻蛋白質、椰子蛋白質等，還有單細胞蛋白質、螺旋藻等。首先，從營養角度來看，植物蛋白不含膽固醇，不存在限制性氨基酸，可與動物蛋白質相媲美；其次，從膳食需求來看，植物蛋白利用更方便。當然，在開發中要防止原料處理技術影響蛋白質的獲得率和質量，要優化蛋白質提取工藝，保證色澤和風味，解決限制性氨基酸，改善植物蛋白的營養。而如何克服限制性因子，保證產品質量，尚需進一步研究。當前，我國植物蛋白生產工藝缺乏先進的標準化管理，許多技術歷來是師徒相傳，缺乏實踐驗證，導致質量不穩定，所以急需制訂有科學依據的操作工藝規程和各種用料標準來指導生產。

總之，綜合利用高新生物技術的優勢，對具有高附加值的產品進行深加工，對原料進行深度開發具有無浪費、無污染的優勢，可以使農副產品科技產業化，促進農民增收。目前以酶工程、發酵工程、基因工程和細胞工程共同構成的現代生物技術為農副產品的開發利用提供了技術保障。

參考文獻

[1]廖威.食品生物技術概論[M].北京：化學工業出版社，2008.

[2]李則選，金增輝.糧食加工[M].北京：化學工業出版社，2005.

〔編輯：王霞〕