开发淀粉原料 深化加工力度

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  • 时间: 2014-12-09 15:10:52
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——我国淀粉产业的发展对策

金树人

(中国淀粉工业协会)

序言

近年来,我国淀粉及其深加工产业发展十分迅速。淀粉产量从2005年的1,100t增长到2012年的2,252t;淀粉糖产量,从上世纪90年代的几十万t发展到目前的超过1,200t,成为世界上淀粉糖生产大国;变性淀粉产量,由2005年的56t发展到2012年的172t;糖醇产量也从上世纪90年代初的2.4t发展到目前的近百万t,也已成为世界上最大的糖醇生产国。

淀粉深加工,包括变性淀粉、淀粉糖与糖醇的发展,从整体上看,形势很好,其表现为:

⑴ 我国已经形成完整的淀粉深加工生产体系,规模齐全。从规模上看,既有西王、诸城兴贸等年产量超过200t的特大型企业,也有年产几十万吨的秦皇岛骊骅这样大型企业以及年产510t级的中小型企业;从品种上讲,所生产的产品已经基本涵盖淀粉深加工的主要品种,产品出口量逐年上升。

拥有自主知识产权的国产技术与装备,为我国淀粉糖与糖醇的进一步发展提供了强大后盾。百万t级淀粉、淀粉糖与十万吨级糖醇的整套设计与装备可以完全立足于国内,投资省、质量好、运行稳定、维修方便。其中一些关键设备,例如,蒸发量高达60100t/h的薄板换热蒸发器、F-55玉米高果糖浆产量高达40t/年的模拟流动床全套设备、容量270m3的连续结晶罐、150Kg压力10m3的磁力搅拌高压加氢釜等都达到了国际先进水平。

淀粉糖与糖醇的主要生产原料与下游市场发展很快。我国2013年玉米产量达到2.28亿t,比上世纪90年代翻了一番多,原料充分;下游产品,如啤酒、饮料、糖果、维生素C及食品等每年都以近15%的速度发展,为淀粉糖与淀粉糖醇产品提供了充分的市场。

几十年来,我国自主建立了一支充满活力的科技与工程队伍,为淀粉与淀粉糖事业的发展创造了人才条件。

然而,经验与教训告诉我们,有三个关键因素制约着淀粉糖与糖醇的发展:一是原料,二是能源,三是环保。作为应对之策,本文着重讨论发展淀粉糖与糖醇发展的原料问题。

原料问题的紧迫性

2.1  淀粉深加工的主要原料

纵观全球,淀粉深加工的主要原料是玉米。美国基本上是玉米加工,玉米淀粉的产量超过了3,000t/年;在欧洲,除玉米外,还大量使用了小麦原料;而在泰国等东南亚地区,则以木薯为主。

2005年到2012年,我国年均的淀粉原料93.2%为玉米。近年来,玉米淀粉不仅产量大增,其占总淀粉的比例也在增加。木薯淀粉占总淀粉产量的比例,2005年为4.9%,到2012年下降为3.03%

2.2  我国对玉米淀粉加工限制的政策

我国是世界上人口最多的国家,我国的可耕地仅为世界的7%,但要养活世界1/5的人口,粮食问题历来是执政者的头等大事。许多老人想起上世纪60年代粮食困难的情形,总是心有余悸。

2005年以来,为保证国家粮食与饲料供应,国家出台了一系列限制玉米深加工的政策,其中包括:

200612月:关于加强玉米加工项目建设管理的紧急通知”

20079月:关于促进玉米深加工业健康发展的指导意见”

20106月:关于淘汰落后产能的通知”

201010月:发布淀粉行业水污染物排放标准”

国家明确要求控制玉米深加工规模,工业消费玉米要求控制在总玉米消费量的26%以内;要求调整产品结构,提高淀粉糖、多元醇产量、稳定淀粉产量、控制味精等供大于求的产品产量、限制赖氨酸、柠檬酸产量;限制使用玉米来发展食用酒精、工业酒精和燃料乙醇。

2.3  分析

目前,我国的淀粉深加工企业,包括变性淀粉、淀粉糖与淀粉糖醇处于一个进退两难的地步,下游市场很大,平均年增长率15%以上,要求我们加大产量;但主要生产原料玉米又受到明确的政策限制,不仅不能增加,还要大幅度地减少。2011年,我国淀粉总产量为2,245.7t,玉米淀粉产量为2,082t,市场基本平衡。如果按后续市场年增量12%计算,到2015年,我国的淀粉市场需求量至少要达到3,534t,按玉米淀粉占比92.5%、玉米淀粉耗玉米1.45 t计,需要玉米量为4,740t

2010年我国玉米淀粉产量1,902t,消耗玉米2,757t,当年工业用玉米总量为5,200t,占当年工业用玉米总量的53%

1  20052013年中国玉米总产量                  亿t

年份

 

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

玉米总产量

1.3937

1.516

1.523

1.659

1.630

1.762

1.845

2.081

2.150

 

 

 

2  20052012年中国各种淀粉产量                  t                                                                  

年份

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

玉米淀粉

1016.6

1206.8

1530.0

1685.2

1725.5

1902.0

2082.3

2122.4

木薯淀粉

54.4

67.9

79.1

89.5

76.0

67.0

90.05

68.2

马铃薯淀粉

13.7

18.8

34.3

32.1

16.72

22.76

57.85

38.5

红薯淀粉

2.3

0.5

3.0

7.2

9.0

8.5

10.45

19.4

小麦淀粉

19.5

5.1

4.5

4.3

4.04

4.98

4.51

3.94

总淀粉产量

1106.6

1299.1

1650.6

1818.4

1831.26

2005.24

2245.7

2252.7

玉米淀粉占%

91.87

92.9

92.7

92.7

94.2

94.9

92.7

94.2

 

 

由表1和表2可见,从2005年到2013年,我国的玉米产量从1.3937亿t增加到2.15亿t,年平均增长率为5.57%。如果继续保持此增长速度,则2015年全国玉米总产量将达到2.25亿t。按国家政策要求,玉米深加工比例为26%,则可用于淀粉深加工的玉米需要控制在5,900t左右。扣除燃料乙醇、发酵产品等用玉米,按淀粉加工占玉米深加工比例53%计,可用于淀粉加工的玉米只有3,127t

换句话说,按目前市场比例与正在执行的调控政策,到2015年,我国可用于淀粉糖与糖醇生产的玉米将有1,600t缺额。

按中国糖业协会估计,到2020年,我国仅蔗糖市场缺额就高达500t,这部分市场也可用F-55果葡糖浆来代替,但仅该市场淀粉原料缺额至少在700t以上。

对策

3.1  开发粮食类型的玉米替代原料

3.1.1  走出国门,大力开发木薯加工

我国的木薯主要集中在广西、广东西部、云南南部及海南岛,其中广西占65%以上,近年来其产量与种植面积见表3

广西20002011年木薯种植面积与平均单产

年份

种植面积(万亩)

鲜薯总产量(万t

平均亩产(t/亩)

2005

404.1

578.7

1.43

2006

426.0

630

1.47

2007

443.0

673

1.52

2008

360.0

453

1.26

2009

430.0

547

1.27

2010

350.0

550

1.57

2011

348.8

520

1.49

 

 

木薯是典型的热带亚热带作物,我国的种植区基本与甘蔗种植区重合,而且大多是丘陵山地。木薯种植与甘蔗、热带水果争地很剧烈。因此,想依靠国内的木薯种植来解决我国淀粉糖与糖醇的原料问题是不现实的。

东盟国家的大多数是木薯种植国,随着我国与东盟经济体的逐渐成熟,依靠东南亚开发木薯原料基地是可行的。

例如,2011年泰国的木薯种植面积约为1,615万亩,2011/2012年度产量达到2,500t,折干片相当于1,000t

越南2011年木薯种植面积达到53万公顷以上,同比增长5%6%2011/2012年度的木薯总产量达到1,000t,折干片相当于400t

东盟地区主要的木薯生产国近年来均获得丰收,如印尼、柬埔寨、老挝、缅甸等,尤其是在印尼,木薯产量有超过8%的较高增长。

木薯是有名的“懒人作物,抗旱耐瘠、收成稳定,对热带亚热带来说,是一种极好的脱贫作物。目前,东南亚一些国家处于发展初期,种植木薯对这些国家经济发展意义很大,所以得到这些国家的高度重视。当然,目前大部分东南亚国家已经脱离了最贫困线,木薯基本上不作食用,绝大多数作为工业加工或出口。例如泰国,70%以上木薯是以木薯干片或木薯淀粉形式出口,原来主要销售对象是欧洲,由于贸易限额,目前主要出口对象为中国,占其出口总额的40%以上。能否扩大对中国的木薯出口,已经成了泰国政府改善农村面貌,甚至政局稳定的大事。

东盟国家木薯种植的潜力将达到5,000t以上,折干片产量将达到2,000t。从东盟国家进口的木薯已经免除关税,因此,我们采用走出去开发木薯种植与初加工,引进原料进行国内深加工,特别是淀粉糖与淀粉糖醇的深加工,前景看好。

近年来我国木薯干片与木薯淀粉进口量        t                                                

品种

2007

2008

2009

2010

2011

木薯干片进口量

490.0

195.0

601.0

566.0

488.0

木薯淀粉进口量

62.4

46.3

83.2

73.5

126.0

 

 

 

随着我国与非洲国家的交往,从非洲进口木薯也大有可为。

非洲,特别是非洲的中部与中南部,总体看是比较欠发达的国家。当地气候比较干旱,人少地多,发展种植木薯条件很好。随着我国大型远洋运输的发展,从那里进口木薯原料远景是很好的。

3.1.2  因地制宜,开发小麦深加工与碎米的深加工

我国地域广大,根据当地特点,开发小麦深加工与碎米深加工也是一种寻找玉米替代原料的好方法。

如河南省是我国第一人口大省,同时又是国家粮食第一大省。按2011年统计,河南省总人口1.0484亿,年产粮食为1,110亿斤,人均1,058.8斤,比全国人均粮食产量833.56斤高出225.2斤。河南粮食产量中,小麦约占一半,许多农村就拿小麦直接喂养鸡、鸭、豬等。这意味着可以拿出一部分小麦进行淀粉深加工,发展当地经济。

大米生产区,在碾米过程中,一般有3%5%的碎米。而且,米越精,碎米比例越高。这些碎米过去都是直接用作饲料,目前,广西、湖南、湖北、江西等一些地方,利用这些碎米制造淀粉糖浆,总产量已经接近100t。碎米制糖浆的渣,含有大量优质蛋白,但由于技术限制,目前只能加工成优质饲料。这种大米蛋白是极好的营养物质,特别适用于婴幼儿与妇女保健,应当从中提取高档食用蛋白,与乳粉混用,经济效益会更好。

3.1.3  开发新型淀粉原料

目前,淀粉的工业来源仅限于少数几种,如玉米、马铃薯、木薯等。新工艺或加工技术需要不同性质的淀粉,为此,开发了变性淀粉,但目前大多数变性淀粉都是化学变性。而食品卫生的要求限制了化学变性淀粉范围,激发了人们对特殊稀有天然淀粉的重视,如:

芭蕉芋(Canna edulis Ker淀粉:芭蕉芋原是南美洲的亚热带的山地海拔1,0002,500m)野生根茎作物。芭蕉芋淀粉的特点是淀粉颗粒巨大类似于马铃薯),它除了淀粉颗粒大外,直链淀粉含量还很高、凝沉性能好,具有很好的成膜性与凝胶性,糊化后的透明性与胶化性质好,可以利用这些性能,制造高档粉丝与粘结剂,应用效果很好。还可以利用其大颗粒的包容性能,制造环状糊精,用于缓释农药与化妆品、香料等。芭蕉芋淀粉制作的粉丝不容易煮烂,口感很好。而且,芭蕉芋淀粉与50%的木薯淀粉混合后,制作的粉丝仍具有纯芭蕉芋淀粉相同的性质。

条件适合时,芭蕉芋的根茎亩产可达45t,其淀粉含量可以达到18%,同时还有近两吨的芭蕉芋叶可以用于饲料。按目前市场价,芭蕉芋精淀粉为10,000/t左右,要比木薯淀粉高23倍,比马铃薯淀粉高60%

芭蕉芋淀粉的生产工艺与木薯很相近。目前,由于生产规模很小,粗粉生产时,环境污染比较严重,规模化生产尚需要一定的科研力量支持,但是,由于其独特的性能,一定会有很好的经济效益。

葛根Lobed Kudzuvine Root粉的开发葛根内含12%黄酮类化合物,如葛根素、大豆黄酮苷、花生素等营养成分,还有蛋白质氨基酸、糖和人体必需的铁、钙、铜、硒等矿物质,是老少皆宜的名贵滋补品,有“千年人参”之美誉,既有药用价值又有营养保健之功效。广西是适合种植的地域之一。葛根淀粉曾是贡品,有食用、药用、特殊工业用三方面的用途,葛根和葛叶所含的黄酮有多种确切的保健作用,其临床应用显示出速效和高效的难得特色。葛粉不但有独特诱人的风味,其口感和食疗价值也属上乘。

魔芋Konjac粉的开发:魔芋是多年生天南星科草本植株,其淀粉主要是多聚甘露糖,具有独特的保健性能。

低聚甘露糖可以形成各种不同孔径的半透膜,附着在肠道粘膜上形成一个防卫屏障,阻挡致癌物质的侵入,起到防癌的作用。低聚甘露糖的键合方式与纤维素相似,适用于糖尿病人等不能摄入过多糖类的情况,在水中可吸水膨胀(80100倍),可以抑制食欲,产生饱腹感,使进食量下降。可以延缓、阻止胆固醇、单糖等营养物质的吸收,从而使脂及酸在体内的合成减少。

 

 

 

魔芋的开发在我国目前大部分还停留在粗制品阶段。高纯度魔芋胶的生产已有眉目。魔芋产业的前景广阔,把魔芋精粉转化为几十、几百、上千种新产品,将会创造出更多的价值和经济效益。

3.2  木薯的综合利用

3.2.1  木薯渣的综合利用

泰国已经将木薯淀粉渣干燥后用作可以降低抗生素用量的饲料添加剂,广泛用于牛、鸡、鸭等饲料。其原理虽然还不太清楚,但是,它可以降低饲料中抗生素的用量,具有重大意义。人们知道,抗生素的滥用是造成人类免疫力下降的主要原因,而加在饲料中的抗生素用量是直接用于人体的抗生素用量的10倍以上,用于饲料的抗生素,无论用于家禽或大牲畜,并不会全部分解,最终大部分会变成人类食物中的抗生素进入人体。要解决抗生素滥用进而造成的人体免疫力下降,减少饲料中的抗生素用量是关键。据泰国有关人士介绍,泰国科学家经过多年研究,证明采用干燥的木薯渣加入鸡与牛的饲料中时,抗生素的用量可以减少80%以上,甚至可以不用。我曾参观过一个木薯淀粉厂,它在生产木薯淀粉的同时,就将木薯渣干燥作为饲料添加剂送往饲料厂。

3.2.2  木薯叶的综合利用

干木薯叶中含有40%左右的蛋白质,可以作为重要的饲料蛋白来源。越南就曾经做过试验,采用干木薯叶做蛋白饲料,取得了很好效果。广西也试验过将干木薯叶作为喂鱼的饲料,效果很好。因此,在木薯综合利用中,木薯叶的综合利用也应当作为重要的课题。

前景

扩大淀粉生产的原料范围,特别是根据地方特点,生产一些具有独特性质的稀有淀粉与淀粉系列产品,以满足市场需求的目的,具有重要的经济与战略意义。因此,我们在重点发展传统淀粉产品的同时,应当根据国内政策情况,回避玉米深加工禁区,因地制宜开发不同的稀有淀粉原料,以满足不同的市场需求。