谈生物技术与粮油的综合利用

陈丽萍

摘 要：通过提高粮油资源的综合利用率和产品附加值，从粮油副产物中分离提纯出蕴含着丰富的、具有各种生物功效的生物活性物质，作为很好的保健功效成分应用于食品中，也可不断开发食品添加剂新品种，从而创造可观的经济效益和显著的社会效益。以具体应用为案例，对此进行了探讨和实践。

关键词：生物技术；粮油；膳食纤维物质；粮油副产物

中图分类号：TS201.1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.040

文章编号：2095-6835（2015）15-0040-02

1 生物技术在粮油综合利用中的应用现状

中国是一个粮油生产、消费和加工的大国，粮油加工业是我国的重要支柱产业，各种副产品，例如稻壳、米糠、麸皮、油料皮壳、饼粑、油脚、皂脚及脱臭馏出物等，包括一些废弃物等是一类庞大的生物可再生资源。这些副产业作为废弃物丢弃，不但体现不了其利用价值，而且还会造成环境污染。目前我国开发利用副产品的生产技术水平比较落后，产品种类单一，利用低效高耗，产品质量参差不齐，成分和功能利用欠缺，综合利用不成体系，需进一步探索和研究。近年来，我国在总结前人应用成果的基础上，引入新技术、工艺和设备，大大地提高了综合利用程度。

为提高粮油资源的综合利用和产品附加值，可从粮油副产物中分离提纯出蕴含着丰富的、具有各种生物功效的生物活性物质作为很好的保健功效成分应用于食品中，也可不断开发食品添加剂新品种。例如通过对粮油加工副产物开发生产的植物烷醇、低聚糖、异黄酮、营养膳食纤维、植物功能性蛋白等；粮食的综合利用中用稻壳酿酒、用大豆制作乳酸豆奶、用稻壳制作膳食纤维等；用砻糠生产活性炭、用米糠中制取糠蜡、用油脚（皂脚）制肥皂、用玉米穗及皮生产出日用品等。

2 生物技术在粮油综合利用中的应用

2.1 稻壳酿酒

将稻壳研成统糠，按35%（质量比）的比例将水加入统糠使之湿润，再装入蒸料锅上的木桶中，蒸煮2 h，出锅摊晾，加入2～2.5倍质量的鲜酒槽拌匀，并在料温30 ℃时拌入酵母液和酒曲，用料分别为混合料液的30%和7%，将混合料充分拌匀，然后装桶，经过4～5 h封闭发酵，最后放入蒸馏锅中进行蒸馏。白酒出酒率约为1 kg/kg稻壳，加入鲜酒槽后，可酿造白酒约为2 kg/kg稻壳。

2.2 乳酸豆奶的生产

用大豆植物蛋白代替脱脂奶粉生产乳酸豆奶，其工艺特点主要是对经严格处理的豆浆进行蛋白质降解和发酵，利用乳酸菌的产酸、生香和脱臭作用，使终产品不沉淀、不分层，口感细腻爽滑、风味俱佳，不具有豆腥味和苦涩味。乳酸豆奶的原料为大豆次品，其工艺流程为：大豆→脱皮→浸泡→磨浆→分离→接种→发酵→冷却→兑制→匀质→调香→无菌包装→成品。

操作要点为：首先选用新鲜的大豆及其次品，在脱皮机上脱去皮壳后，通过磨浆分离；然后制备发酵培养基，接种微生物；最后进行产品兑制及后阶段的处理，并采用无菌分装灌装线。

2.3 制取膳食纤维

膳食纤维包括抗性低聚糖、非淀粉类多糖、碳水化合物类似物、木质素及相关植物物质，是指能抵抗人体小肠消化吸收，而在人体大肠能部分或全部发酵的可使用的植物性成分、碳水化合物及其类似物的总和。具体物质组成如表1所示。

表1 膳食纤维物质组成

通常来说，膳食纤维按照溶解性分为水溶解性膳食纤维（SDF）和水不溶解性膳食纤维（IDF）两大类。膳食纤维又按其来源又可分为大豆膳食纤维、麦麸膳食纤维、玉米膳食纤维等。

2.3.1 水溶性膳食纤维的制备

水溶性膳食纤维包括果胶等亲水胶体物质和部分半纤维素，主要来源于水果、蔬菜、大豆和燕麦。它的主要功能是调节血糖水平，减少血液中的胆固醇，从而降低心脏病的发生概率。

大豆膳食纤维的制备工艺为：脱脂大豆粉原料→氢氧化钠处理→过滤→滤液调pH7→离心→收集上清液→调pH7→酒精沉淀→水溶性膳食纤维。

其操作要点为：脱脂大豆粉，粉碎，过40目筛，用10倍量纯水浸泡30 min；加热至80 ℃，加入质量分数为5%的氢氧化钠，目的是生产浓缩大豆蛋白，搅拌提取1 h；过滤，将滤渣浸泡10倍量水中，以食用级盐酸调溶液的pH值约至7，加入耐高温液化淀粉酶（3 000 U/100 g）；80 ℃酶解30 min，然后升温至100 ℃，保温10 min钝化酶，加入质量分数为0.2%双氧水脱色4 h，冷却至60 ℃；离心，将滤渣用纯水洗涤2次，最后为低温、干燥的淡黄色SDF产品。

2.3.2 水不溶性膳食纤维的制备

水不溶性膳食纤维包括纤维素、木质素和部分半纤维素，它大量存在于麦麸、米糠、稻草等植物中，原料来源丰富、生产成本低。其主要功能是膨胀，可以调节肠的功能，防止便秘，保持大肠健康。

以麦麸为原料制取加工而成的一种水不溶性膳食纤维的工艺流程为：小麦麸皮预处理→加入65～70 ℃的热水（麦麸︰热水=1︰10）→60 ℃条件下加入糖化酶与α-淀粉酶分解淀粉类物质→加蛋白酶→水洗→灭酶（100 ℃）→干燥（105 ℃，2 h）→粉碎→膳食纤维。

3 在重要农副产品综合利用中的应用

3.1 甘蔗糖废糖蜜的综合利用

甘蔗糖综合利用的原料包括蔗渣、糖蜜和蔗泥。目前，对于糖蜜的综合利用相对比较完善，主要用来生产酒精、味精、柠檬酸、赖氨酸、酵母、抗生素、焦糖色素和饲料等。生产酒精的工艺流程为：糖蜜→稀释→酸化→澄清→液体培养液→接种对数期酵母种子→发酵成熟→蒸馏→酒精。

固定化酵母生产糖蜜酒精技术是一项新的生物技术，该技术先将酵母细胞用载体固定起来，然后使用固定化酵母细胞在

生产和增值状态下连续使用。该技术能减轻劳动强度、缩短发酵周期，提高产酒率，降低物耗，而且酵母适应性强、稳定性好、管理粗放。

3.2 木薯淀粉生产的综合利用

木薯淀粉加工生产规模目前正向大型化的方向发展，木薯生产加工的主要产品有木薯原淀粉和变性淀粉。在生产加工过程中会产生大量的木薯渣、木薯皮衣等下脚料，这些下脚料还有一定量的木薯淀粉和多种生理活性物质，对其进行综合利用，既可以增加产品附加值，又可以减少环境污染。

3.2.1 木薯渣发酵生产蛋白饲料

木薯渣和淀粉按1︰2配比，混合发酵，将尿素、无机盐溶于定量水中，然后加入木薯淀粉渣、根霉曲、酵母液，定温、定时发酵，离心分离，然后水洗、分离，去氮烘干。

3.2.2 木薯渣发酵生产酒精

以木薯为原料，经除杂、粉碎、投料、发酵、蒸馏，有湿法和干法两种酒精生产方法。干法是通过原料处理、粉碎、蒸煮、糖化工艺、酒母制备、发酵、蒸馏与精馏，获得低脂木薯粉作为酒精原料。

3.2.3 木薯淀粉酶转化生产果葡糖浆

葡萄糖和果糖在催化剂作用下发生可逆转化，经液化、糖化、过滤、脱色、浓缩、异构化、离子交换、再脱色，最后浓缩为果糖浆。

3.3 植物蛋白的开发利用

目前生产高附加值、高营养的植物蛋白前景广阔，例如来源于谷麦的谷物蛋白质、油料蛋白质、红花蛋白质、芝麻蛋白质、椰子蛋白质等，还有单细胞蛋白质、螺旋藻等。首先，从营养角度来看，植物蛋白不含胆固醇，不存在限制性氨基酸，可与动物蛋白质相媲美；其次，从膳食需求来看，植物蛋白利用更方便。当然，在开发中要防止原料处理技术影响蛋白质的获得率和质量，要优化蛋白质提取工艺，保证色泽和风味，解决限制性氨基酸，改善植物蛋白的营养。而如何克服限制性因子，保证产品质量，尚需进一步研究。当前，我国植物蛋白生产工艺缺乏先进的标准化管理，许多技术历来是师徒相传，缺乏实践验证，导致质量不稳定，所以急需制订有科学依据的操作工艺规程和各种用料标准来指导生产。

总之，综合利用高新生物技术的优势，对具有高附加值的产品进行深加工，对原料进行深度开发具有无浪费、无污染的优势，可以使农副产品科技产业化，促进农民增收。目前以酶工程、发酵工程、基因工程和细胞工程共同构成的现代生物技术为农副产品的开发利用提供了技术保障。

参考文献

[1]廖威.食品生物技术概论[M].北京：化学工业出版社，2008.

[2]李则选，金增辉.粮食加工[M].北京：化学工业出版社，2005.

〔编辑：王霞〕