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中国植物油料油脂科技发展探讨

  作者: 来源: 日期:2004-11-09  
    1 中国油料与油脂加工生产现状

     中国油脂年产量为1 440万吨,是世界油料生产和油脂加工大国。棉籽、菜籽、花生产量均居全球首位;芝麻、蓖麻、亚麻产量居世界第2位;大豆产量居世界第4位;动物油脂中猪、牛油脂均居世界第1位。但由于中国是13亿人口的大国,油脂消费年增长率为5.7%,人均年消费量仅为8 kS,低于世界18.6 ks的水平,远低于国际标准24 ks的推荐量。中国幅员辽阔,油料作物品种繁多,除了一般的大宗油料如大豆、花生、油菜籽外、还有小批量的特种油料如芝麻、向日葵、红花、胡麻、苏子、月苋草、微孔草、沙棘等,这些特种油料具有独特的脂肪酸组成和功能成分,开发和利用前景广阔。向日葵、红花、胡麻、苏子、月苋草、沙棘等特种油料作物适应性强,耐贫瘠、耐干旱,适于在西部地区种植,其种籽含油率较高。油用向日葵平均出油率40%,是近30年来总产量增长最快的3大油料作物之一;红花籽的含油量变动比较大,一般为13%-35%,最高可达45%,中国常年播种红花的面积约为3万-4.7万平方公里,新疆红花种植面积和产量最大,产量占全国的80%;胡麻在中国的种植面积在66.7万平方公里以上,年产量约40万吨,胡麻籽含油量36%-45%,主产于内蒙古、甘肃等省;苏子是中国传统的中药材,含油量45%,适宜大面积种植;月苋草种子含油量20%-30%,是药食兼用品种;中国是沙棘资源最丰富的国家之一,沙棘资源面积约140多万平方公里。

     2003年中国主要油料品种播种面积继续扩大,产量增加。全国油菜籽种植面积746万平方公里,比上年增长7%;花生种植面积513万多平方公里,比上年增长5%。今年油料作物生长期间气候条件等因素分析,全年油菜籽播种面积为760万平方公里,比上年增加14万平方公里,油菜籽产量约1 150万吨,其中主产省江苏产量预计为150万吨,安徽为176万吨,湖北187万吨,四川142万吨,湖南112万吨,贵州70万吨,浙江为54万吨,江西45万吨。湖北地区菜粕销售价格保持在1 300-1 350元/吨,安徽、江苏等地成交价在1 350-1 400元/吨,最高价达1 450元/吨。花生产量1 520万吨,再加上其他油料作物产量,全国油料产量将近2 900万吨,比上年有所增长。由于调整种植业结构,大豆种植面积达到867万平方公里左右,比上年增长5%。虽然受低温、干旱等严重自然灾害影响,大豆产量为1 650万吨,大豆进口量为2 000万吨。

     中国可耕土地面积不足国土面积的16%,而且油料成本每年以不低于10%的速度增长,其价格高出国际油料市场的2-5成,供需矛盾突出。中国每年需进口相当数量的大豆、菜籽、大豆油、棕榈油和菜油。随着世界油料进出口的变化,油料的加工也由原油料生产国自行生产而转向在输入国进行。在此形势下,作为油料主要输入国的中国,近年来油脂的加工量从13.6%上升到16.6%。在沿海各省市近年来兴建了许多日处理1 000 吨以上的大型油脂加工厂,加工能力和技术也得到了较大的提高。

     中国加入世贸组织,在油脂产业的承诺主要有2个方面:一是逐步放宽特定商品的配额限制,二是在对外贸易政策上作出适当的调整,撤销与WTO规则相悖的非关税措施。其中主要的配额分配指标如下: 豆油:2003年281.8万吨,2004年311.8万吨,2005年358.7万吨;菜籽油:2003年101.9万吨,2004年112.7万吨,2005年124.3万“棕榈油:2003年260万吨以上,3种油脂在全年的配额中均为国有公司占34%,私营企业占66%。在2006年以后,取消3大油脂品种的进口关税配额限制,统一征收9%的关税。在油脂、油料进出口贸易政策方面,中国政府同意对大豆进口不实行配额限制,保持目前3%的关税水平。取消对棉籽、向日葵、花生仁、玉米油的配额限制,代之以10%的关税措施。

     2 油脂机械装备的研究开发

     2.1 油料收获后、加工前的干燥、清理、储藏等方面的技术及设备的研制和开发

     以大豆和菜籽为主,研究开发适合中国不同地区与不同油料品种的,以平型静置式干燥机、连续输送式输送机、方型和圆型干燥机、循环式干燥机、齿条式干燥机、利用太阳能的干燥机以及风力分选机、比重分选机、形状分选机、色彩分选机等多种高效、实用的油料干燥和清理装备。

     2.2 推广应用油料膨化直接浸出技术和设备

     中国已研制出具有自主知识产权的油料挤压膨化机,50-1 500 吨/日各种型号的挤压膨化机装置可以满足不同规模厂家的需求。

     2.3 油料加工厂大型关键设备的产业化

     如大型高效节能干燥机、大型预榨机、大型油料挤压膨化机、大型破碎机、软化锅和液压紧辊轧坯机、大型蒸炒锅和蒸脱机及低温脱溶装置等。

     2.4 低温脱溶技术装备的研发

     低温脱溶粕技术是生产大豆、花生等浓缩蛋白、分离蛋白和组织蛋白所需原料的一项关键技术。双低油菜籽脱皮后生产的高蛋白低变性菜籽粕是优质饲料和生产优质饲料蛋白和氨基酸的原料;高蛋白低棉酚含量的优质棉粕是优质的抗生素等药用培养基,低温脱溶粕技术也有望在这些方面做出一定的成效。因此,不论是大豆,还是菜籽、棉籽的低温脱溶粕的加工,都需要研究开发大型低温脱溶技术和设备。

     2.5 开发以大豆蛋白为主的植物蛋白加工利用技术装备

     中国的大豆蛋白不能满足国内市场的需求,组织蛋白、丝状纤维蛋白的加工技术和设备几乎为空白。以研发浓缩蛋白、分离蛋白的加工设备,组织蛋白、丝状纤维蛋白的加工工艺和设备,植物蛋白饮料的加工工艺和设备为重点,配合分离蛋白、组织蛋白、丝状纤维蛋白的应用研究。以大豆蛋白、花生蛋白等植物蛋白的加工技术研究和推广应用将是中国油脂加工业的一项长期任务。

     2.6 开发新的油料资源,做好调和油、保健油等功能性油脂产品加工技术和成套设备的研制开发

     2.7 在油脂综合利用中应着重解决的技术装备问题

     (1)菜籽加工中多种菜籽脱皮新工艺及新设备。(2)油脚(皂脚)的综合利用技术和装备。(3)脱色白土利用技术装备。(4)在高真空条件下采用离心式或降膜式分子蒸馏器提取高纯度的维生素E、维生素K、甾醇等技术装备。(5)大豆中各种有效生理活性成分(肽、糖质、异黄酮、皂角苷、胰蛋白酶抑制剂、植酸、维生素E、维生素K、甾醇、钙、食物纤维)的制取工艺与设备的开发利用。(6)米糠油中各种有效生理活性成分(肌醇、甾醇、植酸、阿魏酸、谷维素、第二磷酸钙等)的制取工艺与设备的开发利用。(7)茶籽中各种有效生理活性成分(茶皂素、茶黄酮等)的制取工艺与设备的开发利用。

     2.8 加强食品安全生产工艺技术和设备的研究推广

     (1)在油脂精炼脱臭工艺中,引入和研制推广高压蒸汽锅炉或其它清洁能源和装备,替代现有导热油炉的导热油介质的使用。(2)在油脂精炼脱臭工艺中,引进和开发温度低、时间短、蒸汽少的新工艺和设备。如采用薄膜式填料塔与热脱色用传统塔盘塔组合的新型软塔脱臭系统、双重低温脱臭系统、冻结—凝缩真空脱臭系统等。(3)结合最新的油脂食品中丙烯酰胺的生成机理研究成果,从油脂食品的加工温度与食物储藏温度着手,开发新油脂加3232艺与设备,抑制和减少油脂食品中丙烯酰胺的产生。(4) 根据中国油脂资源紧缺,以及从废弃食用植物油的出路着手,开发以煎炸油等废植物油和动物油为主要原料制取的生化柴油工艺和设备的开发利用。

     3 目前油脂工业面临的问题

     油脂加工过程中产生的废水、废气、废物及噪音造成的污染也是不容忽视的。在浸出工段,每处理1 吨油料就会产生60升的废水;在碱炼脱酸中,每处理1吨油会产生100升的含油和碱的污水;在脱臭工艺中每处理1 吨油产生约100升的轻度污水。油脂工厂使用的生产锅炉大多属于燃煤型,在生产供汽过程中产生大量烟尘和S02,这是油厂控制大气污染的一个重点。精炼工段产生的废白土一般都作为垃圾扔掉,油脂加工技术发展到现在是否已尽善尽美?如何看待国外市场又兴起的纯机榨油脂产品的需求?怎样更好地治理油厂末端污染?

     目前全国较具规模的制油厂已达2 000多家。大多数油脂厂还停留在将原料简单制油,而不对其进行延伸一步的开发研究。油脂产品的需求量越来越大,而且随着近几年制油业技术的发展,油脂产品的品质得到了很大改善,生产设备的自给能力也在不断加强,但制油业却陷入了困境,究其原因主要有:一是受部分走私油的冲击;二是中国制油业的产品定位、产品结构不对路,仍停留在低水平重复阶段。

     4 油脂研究开发的主攻方向

     在油脂产品开发及生产中,利用膜分离、分子蒸馏、脲素包合法、超临界流体浸出、柱层析、微胶囊化、酯交换、挤压膨化、冷冻干燥、化学及生物改性、生物分离、高压、冷榨和现代生物工程等技术,使油脂加工的产品要达到“安全、营养、健康、方便”的目的。

     4.1 建立油脂加工工艺过程动态变化数学模型,实现油脂工业全自动控制

     利用计算机、模糊数学和概率统计等技术,建立油脂加工工艺过程动态变化数学模型,实现油脂工业全自动控制,以便更好地指导生产实践。

     4.2 水酶法制油工艺的研究

     在水溶剂法应用基础上,采用纤维酶、半纤维酶或果胶酶来破坏油料细胞结构,提高油料蛋白和油脂提取率。

     4.3 生物技术在油脂改性或结构脂质制备中的研究

     酶促水解和酶促定向酯交换生产功能性油脂和结构酯质,化学或酶法合成共轭亚油酸。

     4.4 膜分离技术在油脂工业中的应用研究

     用膜分离进行水化脱胶,用膜分离对油脂浸出中混合油分离溶剂来替代混合油的蒸发与汽提,回收溶剂,节能降耗。

     4.5 可再生油脂浸出溶剂的开发研究

     4.6 功能性油脂及脂肪代用品的研究

     开发适合不同消费群体功能性油脂的产品,如运动员专用、降血脂、促进少儿增长发育、减肥、食品专用和营养保健等油脂产品。研究和生产脂用代用品,具有脂肪口感,不产生热量,适用于高血脂人群。

     4.7 特种油料资源的开发利用

     4.7.1 特种油料 油菜籽和茶叶籽高效增值全价开发及产业化工程。油菜籽和茶叶籽功能成分的研究;油菜籽低温制油技术;茶粕茶壳综合利用技术,如天然表面活性剂、皂甙和绿色农药等;茶壳提取糠醛的研究;茶饼粕制备复合花卉肥料的研究;茶壳制备木糖醇的研究;茶籽油制备系列化妆晶的研究。特种油料油脂的加工与利用,开辟新油源,研究加工工艺参数与条件,对产品质量进行分析。如月苋草油、大蒜油、紫苏油、葡萄籽油、红花籽油、莎棘油、南瓜籽油、亚麻籽油、富硒油、山苍籽核仁油、翅果油、核桃仁油和杏仁油等。

     4.7.2 微生物油脂 利用生物技术制备特殊功能的微生物油脂,PUFAs主要包括亚油酸、7—亚油麻酸(CLA)、双高7—亚麻酸、O—亚麻酸(ALA)、花生四烯酸(ARA)、廿碳六五烯(EPA)、廿二碳六烯酸(DHA)等。

     4.7.3 谷物油脂 米糠油、玉米胚芽油和小麦胚芽油都是上乘的营养保健油,同时在其精深加工中还可以提取维生素E、谷维素、牙周宁、甾醇、糠蜡等副产品。对谷类油脂深加工的研究与应用,从米糠中糠蜡制备二十六烷醇、二十八烷醇、三十烷醇的开发与利用。

     4.7.4 海洋动植物油脂 海洋动植物油脂的研究与应用。

     4.8 开展油脂基础理论研究

     进一步弄清油脂生物活性成分、结构、作用机理和功能性评价。

     4.9 再生能源——生物柴油的研究与开发

     由植物油制备生物柴油作为石油燃料的替代物,生物柴油是用含植物油或动物油作为原料的可再生资源,是优质的石化柴油代用品。

     4.10 双低油菜籽加工技术

     对双低油菜籽采取脱皮分离、菜籽仁冷榨、挤压膨化等技术,进行低温浸出,提供优质蛋白原料。

     5 主要策略与措施

     5.1 油厂新的出路就是加大下脚料的综合利用,提高其附加值,从而提高经济效益

     5.2 组建集团化公司,打造中国油脂业的“航母”

     入世后如果国外将这部分大豆转化为油脂产品后再进入中国,油脂行业不仅面临着国外优质产品的冲击,而且将面临着原料短缺的挑战,从而导致原料涨价,生产成本加大,失去与国外产品竞争的能力。所以,国内的油脂厂必须上升到一个新的层次才能立于不败之地。要强强联合,鼓励大企业联合兼并小企业,组建集团化公司,打造中国油脂行业的“航空母舰”,增强企业的竞争力,大力发展油脂产品的深度加工和下脚料的综合利用,增强产品的竞争力。

     5.3 油脂企业在经营生产中不仅要密切关注市场,而且应关注国家相关政策

    尤其是入世后的一段时间里,更应关注有关政策,遵守入世规则,预测市场,及时调整产品结构,指导企业生产。中国的油厂小而分散,形不成龙头企业,因此势必进行资产重组,鼓励有实力的企业收购兼并一些面临倒闭或遇到困难的企业,然后在此基础上形成在全国范围内的连锁经营式的集团企业,统一商标、管理模式、价格和服务。

     5.4 加大高新技术在制油工业中的应用

     如低温脱溶技术、分提技术(液态混合物的分提)、膜分离技术(在炼油工艺上的应用研究)、分子蒸馏技术(提取VE)、节能技术、生物技术、酯交换技术、重构脂质技术及计算机技术(在生产自动化管理现代化中的应用)等。功能性油脂产品的研究与开发,营养保健油。在油脂产品中添加营养素和微量元素,如VE、茶多酚、胡萝L素及硒、钙、锌等,调配脂肪酸平衡的调合油。

    (作者; 何东平 单位:武汉工业学院)

 
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