淀粉及其深加工产品展望
2022-11-16邢丽君
邢丽君
(巴里坤县市场监督管理局,新疆哈密 839200)
随着科学技术的迅速发展,淀粉及其制品的应用越来越广泛,促进了淀粉工业的发展及淀粉技术的深入研究。为扩大淀粉加工和深加工产品的发展空间,目前淀粉及其深加工正向工业应用和非食用方向拓展。如今,淀粉工业已成为重要的工业,其产品几乎应用于各个领域,对工业和人们的日常生活有着重要的影响。
1 市场环境
淀粉深加工是以淀粉为原料,经过机械、化学或生化工艺加工制成的产品。淀粉深加工原材料很多,如玉米、小麦、各种薯类等,国内以玉米深加工为主,其他材料的深加工还未形成预期的规模。2020 年,我国淀粉产量近3 400 万t,其中玉米淀粉占95%以上,其他淀粉产品占比均超过2%。目前,玉米淀粉深加工技术产品种类繁多,达到3 500 多种,且分类方法不尽相同。根据加工工艺大致可以分为淀粉分离产品、淀粉成形制品、变性淀粉和淀粉糖4大类。淀粉深加工产品大多是食品或食品工业的原料,也有一部分是造纸工业、纺织工业的浆料以及其他工业的原料。
近年来,我国在淀粉生产工艺,尤其是玉米淀粉生产工艺方面已经有了很大的发展,但在深加工方面与其他发达国家仍有不小的差距。目前,国内淀粉深加工产品主要是氨基酸与维生素,而对技术含量更高、附加值更高的产品的研究相对有限,依旧处于实验室水平,距离产业化生产还比较远[1]。
在低碳环保的大趋势下,淀粉作为一种可再生的自然资源具有天然的优势。淀粉深加工产品可广泛应用于食品、纺织、造纸及塑料(可降解塑料制品)等行业。①在食品行业中,淀粉深加工中的变形淀粉可制作软糖、胶姆糖、饮料、面食制品、肉食制品和调味品等,能在较长时间内保持较好的稳定性。②在造纸行业中,利用酸变性淀粉的一些特性改善纸张的光泽度、透气性、柔韧性及抗磨损等性能。③在纺织行业中,可以代替昂贵的合成浆料等,并且可以提高织品的光泽度等,表现出较好的挺括性与润泽度。④在塑料行业中,可降解的淀粉深加工产品可以替代不可降解塑料,如淀粉聚乙烯醇塑料等,具有非常大的经济效益与社会效益。⑤除食品工业外,凝胶现代工业中有较多用途[2]。在化工行业中,淀粉凝胶电泳技术已经广泛地用于基础理论研究、临床诊断及工业制造等方面。凝胶电泳技术在分离分析酶、蛋白质、核酸等生物大分子方面具有较高的分辨力,为生物化学、分子生物学的发展作出了重大贡献。此外,糖果生产商利用高直链淀粉快速形成凝胶结构的特性,得到理想的产品结构。采用高直链淀粉,可以节省产品生产时间,可以提高产品的硬度,其还具有优秀的成膜性,有利于保存产品[3]。在医药行业中,可利用淀粉凝胶对流免疫电泳分析病人血清,为早期诊断原发性肝癌提供资料[4]。
2 淀粉深加工产品展望
2.1 变性淀粉
变性淀粉是淀粉深加工众多产品之一,是为改善淀粉的性能、扩大其应用范围,利用物理、化学或酶法处理,在分子维度上引入新的官能团或改变淀粉分子大小和淀粉颗粒性质,从而改变淀粉的天然特性如糊化温度、热粘度、稳定性、冻融稳定性、凝胶力、成膜性和透明性等,使其更适合于特定应用的要求,扩大淀粉的应用范围。这种经过二次加工,改变性质的淀粉统称为变性淀粉[5]。我国变性淀粉的食用需求相对稳定,主要应用于方便面、火腿肠、酸奶及各种酱料中。其中,变性淀粉的增长主要依赖于食品行业,并依托物流业务支撑。我国对于淀粉的加工技术和对新产品的开发较为落后。从我国淀粉需求量大,需求种类较多的基本国情来看,应大力发展淀粉深加工产品的新技术以及新产品开发探究。
2.2 辅酶Q10
辅酶Q10 是一种脂溶性抗氧化剂,具有提高人体免疫力、增强抗氧化、延缓衰老和增强人体活力等功能。医学上广泛用于心血管系统疾病,国内外广泛将其用于营养保健品及食品添加剂。日本是第一个发现辅酶Q10 的国家,而美国为消费量最大的国家,中国为最大的生产国,年产值在1 000 t 左右,而辅酶Q10 的价值还在继续研究。
3 淀粉深加工产业发展建议
3.1 继续加强政策支持与导向
淀粉深加工行业的发展,离不开政策的引导与支持。淀粉深加工产业线较长,只有从上层加强淀粉深加工行业建设,才能促进淀粉深加工行业的稳步发展。在国家农业政策导向及补贴的利好形式下,淀粉深加工产业整体水平均有所提升,集中资源快速促进产业成型与发展,但导致产能过剩与市场竞争压力的提升。因此,强化对淀粉深加工产能的差异化调控,深入研究国内外行业的发展现状、特点、发展趋势以及淀粉深加工行业发展规划及行业政策,发挥政府职能优势,调整行业配置,优化行业结构,为淀粉深加工行业发展及布局提供战略性、专业性和权威性的决策性建议与指导,引领行业企业规范而稳定的发展,从而获得合理的产业布局[6]。①在资金和政策上,重点扶持现代化规模企业,树立行业样板或标杆,鼓励企业在新产品、新技术、新材料和新装备等方面加大研发投入,尤其是在绿色低碳制造和智能制造等薄弱环节,鼓励淀粉深加工相关企业不断增强自身的技术创新能力,提高产品科技含量,提升产品的附加价值,降低产品能耗,减少污染物排放,以实现整个淀粉深加工行业的绿色可持续发展。②对业内带动力大、有突出贡献的企业进行投资补贴,主力企业增强其科研开发力量,最终促进其技术改造,并带动整个淀粉深加工行业的转型升级。
3.2 强调产教融合,提高研发投入
淀粉深加工生产技术的提升离不开各类人才,尤其是技术性人才的引入。用现代技术含量较高的生物技术改造传统行业,一定需要不断的人才引入、技术积累以及技术成果的转化。淀粉深加工技术经历了从机械、化学到生物技术的发展历程,从浸泡到分离的工序中可以使用绿色低碳的生物技术进行操作,减少化学物品的使用,改善生产环境的各个环节,最终研制价值更高的商业产品,扩大产业规模,同时有效地解决污染问题、生产效率问题以及效果问题。产教融合可以使淀粉深加工生产企业与高等院校形成互相优势互补。①企业利用高校技术性人才与科学技术优势进行产学研合作,共同创办研究中心,提升企业自身的科研水平,提高淀粉深加工产品的技术含量与附加值,获得更大的市场竞争优势。②合作高校可以利用企业的生产研发平台,将技术理论转换成符合市场预期的附加值较高的落地成果,更加及时地了解市场环境变化,获得一手的市场信息。校企合作的情况下,双方可以共建产教整合实习实训基地、建立人才创新实验基地等,借力优势资源,提高产学研效率与转化速度。③鼓励企业提高研发经费占比。加工的关键技术是生物发酵,而生物发酵涉及到菌种。目前,我国部分企业采取进口菌种的方式生产,无论从经济效益还是安全上考量,加强研发,彻底摆脱国外对先进技术与菌种的垄断,同样是行业发展的内在迫切需求。因此,提升研发经费,重视高新技术和科技的投入,完成优质菌种的自主供应是我国要实现的基本目标。
3.3 继续拓宽与延长产业线
由于近年来的政策支持与市场效益,我国淀粉深加工企业的结构调整初见成效,但受国际金融危机的影响及我国政策的限制,国内淀粉深加工的产品结构调整速度较慢。目前淀粉深加工产业过剩,新增产能有所减少,企业经营难度越来越大。例如,乙醇产量基本稳定,非粮乙醇的比例逐步提高,但在某些如淀粉糖等较有发展前途的产品支持方面,力度仍然不够,使国内玉米深加工业的产品结构仍不合理。随着技术的进步,以淀粉糖和多元醇为代表的深加工产品所占的比重会继续扩大,一些能耗少、综合利用效能高的产品将继续扩大,产业链条将继续不断延伸,深加工企业的综合能力将继续提高。①储备小品种的淀粉深加工技术。淀粉糖、造纸、食品加工为前3 大主要消费行业,相关下游厂商,如淀粉糖或者造纸厂商可能会寻找相关薯类淀粉等替代品进行生产,所以在研究玉米深加工技术的同时,还要做好小品种原材料的淀粉深加工技术储备。例如,木薯淀粉的进口量会随着玉米淀粉价格波动而变化,尤其是玉米淀粉价格升高时更为明显[7]。②扩大淀粉深加工产品产业化应用规模,如淀粉膜、淀粉凝胶等。国外早在30 年代已经把可降解的淀粉膜应用于保鲜膜与包装制作等,用以替代传统的、自然分解的、漫长的人工聚合物塑料的使用[8]。淀粉凝胶的用途更加广泛。例如,在医药行业,淀粉凝胶电泳广泛应用于临床诊断及工业制造等方面,在生物化学方面作出了重要的贡献。就产业分布来说,无论是从玉米淀粉产区分布还是从企业分布看,我国玉米淀粉产业的集中度都较高。
3.4 加强环境治理,保证绿色生产
①强化淀粉深加工生产污水处理,做到绿色低碳作业,保护好生态环境。淀粉深加工生产产生的污染,主要包括异味气体排放和生产废水,生产废水主要包括污冷凝水、设备冲洗废水、车间冲洗水、生活污水、锅炉废水和冷却系统排水,一般都属于有机废水,而有机废水是环境污染的主要污染源之一。②对废气、废水治理进行应针对性处理。例如,在废弃治理方面,应针对不同工序进行尾气治理,并制定相应且合规的环境管理管控措施,对现有的淀粉深加工企业,要尽早确认生产中的污染源,积极寻找、落实异味污染的治理措施。目前常用的治理措施中,低位能源回收设备投资大,但不能实现生产废气的回收与再利用;而在降低生产尾气温度,回收热能的同时减少异味气体的排放更容易被企业所接受。但随着技术的提升与生态环境保护要求的不断提高,治理技术提升是必然的,仍应该加强企业与科研单位之间的合作,深入研究异味的产生源和理化性质,更快找出全面治理的有效办法。
4 结语
淀粉及其深加工技术的创新、产品创新和应用的创新必将进一步拓宽市场,推动淀粉深加工业的发展。同时,也展现了淀粉及其深加工的光明前景。我国变性淀粉的食用需求相对稳定,主要应用于方便面、火腿肠、酸奶及各种酱料中。当地政府职能部门应鼓励淀粉深加工相关企业不断增强自身的技术创新能力,提高产品科技含量,提升产品的附加价值,降低产品能耗、减少污染物排放,以实现整个淀粉深加工行业的绿色可持续发展。淀粉深加工生产技术的提升离不开各类人才,相关部门要不断引入人才,实现技术成果的转化。