全球谷物產(chǎn)量前景與糧食加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

摘要：谷物是全球絕大部分國(guó)家的主食，在塑造人類文明方面發(fā)揮了重要作用。分析了主要谷物和生產(chǎn)國(guó)及生產(chǎn)水平，介紹了全球主要生產(chǎn)國(guó)谷物加工行業(yè)名稱和網(wǎng)站以及谷物加工的新技術(shù)和產(chǎn)品，對(duì)我國(guó)谷物加工發(fā)展歷程、主要加工企業(yè)和加工技術(shù)進(jìn)行了梳理。

關(guān)鍵詞：全球;谷物;加工;發(fā)展趨勢(shì)

一、谷物生產(chǎn)國(guó)及發(fā)展水平

谷物是全球絕大部分國(guó)家的主食，幾千年來(lái)一直是人類飲食的主要組成部分，在塑造人類文明方面發(fā)揮了重要作用。糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）的谷物供需簡(jiǎn)報(bào)提供了全球谷物市場(chǎng)的現(xiàn)狀。從簡(jiǎn)報(bào)來(lái)看，由于7月份幾個(gè)主要生產(chǎn)國(guó)的持續(xù)干旱，實(shí)際產(chǎn)量與糧農(nóng)組織2021年的谷物預(yù)測(cè)產(chǎn)量相比減少了29.3噸。盡管如此，與2020年相比，糧農(nóng)組織2021年的谷物產(chǎn)量預(yù)測(cè)為2788噸，預(yù)計(jì)仍將增長(zhǎng)0.7%（18.7噸）[1]。

根據(jù)2019年FAOSTAT的數(shù)據(jù)，中國(guó)是世界上最大的小麥生產(chǎn)國(guó)，其次是印度、俄羅斯和美國(guó)。在全球總產(chǎn)量的765.8噸中，以上各國(guó)的小麥產(chǎn)量分別占133.6噸、103.6噸、74.5噸、52.3噸。大麥的全球總產(chǎn)量為159.74噸，其中俄羅斯、法國(guó)、德國(guó)是大麥產(chǎn)量最高的國(guó)家，分別為20.5噸、13.6噸和11.6噸。玉米的世界產(chǎn)量為1148噸，其中美國(guó)、中國(guó)和巴西的玉米產(chǎn)量最高，分別為350噸、260.8噸和102噸。燕麥主要種植在世界土地面積最大的國(guó)家，俄羅斯和加拿大在2019年20.3噸的燕麥總產(chǎn)量中分別占4.4噸、4.3噸[2]。由于地區(qū)飲食文化的不同，稻米主要產(chǎn)于亞洲國(guó)家，其中，中國(guó)、印度和印度尼西亞是主要的稻米生產(chǎn)國(guó)，分別為209.6噸、177.7噸和54.6噸。大部分的大豆是在西方國(guó)家種植的，其中主要生產(chǎn)國(guó)包括巴西、美國(guó)和阿根廷，分別生產(chǎn)了114.3、96.8噸和55.3噸的大豆。根據(jù)FAOSTAT，美國(guó)是高粱生產(chǎn)的主要國(guó)家，2019年美國(guó)生產(chǎn)了8.7噸的高梁[3]，尼日利亞和埃塞俄比亞分別以6.7噸和5.3噸的高梁產(chǎn)量位居世界第二和第三位。加拿大、中國(guó)和印度是油菜籽的主產(chǎn)國(guó)[4]。

二、現(xiàn)階段全球主要谷物加工技術(shù)探析

完善的糧食加工體系可以帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，保證民生增長(zhǎng)，為企業(yè)、城鄉(xiāng)居民增產(chǎn)增收提供途徑，同時(shí)，也積極推動(dòng)農(nóng)業(yè)種植業(yè)的發(fā)展選擇。以下是最具創(chuàng)新性和前沿性的糧食加工技術(shù)。

一是粉碎技術(shù)。這種技術(shù)可以有效地去除谷物的麩皮和胚芽，大部分的膳食纖維、脂類、維生素、礦物質(zhì)和植物化學(xué)物質(zhì)都在這里。最近開(kāi)發(fā)了改進(jìn)的研磨技術(shù)，用于生產(chǎn)具有適當(dāng)顆粒大小的全谷物面粉，目前正用于生產(chǎn)各種烘焙應(yīng)用的全谷物面粉。苦味掩蔽成分被廣泛用于改善各種全谷物產(chǎn)品的風(fēng)味。在過(guò)去20年里，通過(guò)謹(jǐn)慎使用選定的添加劑和加工條件，含有全谷物成分的產(chǎn)品質(zhì)地特性得到了顯著改善。在研究和創(chuàng)新技術(shù)方面的進(jìn)展應(yīng)促進(jìn)更好地利用谷物研磨的副產(chǎn)品。例如，我們正在開(kāi)發(fā)利用谷物碾磨的副產(chǎn)品來(lái)分離活性化合物（脂醇、甾醇、酚類、阿魏酰阿拉伯氧烷等）技術(shù)，用于特定的食品生產(chǎn)[5]。

二是酶技術(shù)。由于碳水化合物活性酶能選擇性地與復(fù)雜食品系統(tǒng)中的碳水化合物成分（如淀粉）發(fā)生反應(yīng)，因此酶技術(shù)在烘焙業(yè)有若干潛在的應(yīng)用。淀粉分解酶被添加到以淀粉為基礎(chǔ)的食品中，如烘焙食品，以幫助它們保持水分并保持其柔軟度、新鮮度和更長(zhǎng)的保質(zhì)期。如a一1、4或a-l、6糖苷連接的水解，通過(guò)葡聚糖分子轉(zhuǎn)移進(jìn)行的歧化，通過(guò)創(chuàng)造a-l、6糖苷連接進(jìn)行的分支等是用于改變膳食淀粉結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵反應(yīng)。單一的酶或兩種以上酶的混合物已經(jīng)被用來(lái)產(chǎn)生獨(dú)特的淀粉，對(duì)淀粉結(jié)構(gòu)進(jìn)行化學(xué)改變，如分子質(zhì)量、支鏈長(zhǎng)度分布以及直鏈淀粉和直鏈淀粉比例的變化。這些研究進(jìn)展表明，酶技術(shù)有可能為食品和烘焙業(yè)開(kāi)發(fā)各種結(jié)構(gòu)的淀粉[6]。

三是超聲波技術(shù)。食品加工通過(guò)減少浪費(fèi)和防止變質(zhì)，在應(yīng)對(duì)食品安全的挑戰(zhàn)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。超聲波技術(shù)在各種工藝中的廣泛使用，使食品加工行業(yè)發(fā)生了革命性的變化，成為一種可持續(xù)的、具有成本效益的選擇。這種非破壞性技術(shù)具有快速加工、提高加工效率、簡(jiǎn)化加工步驟、提高產(chǎn)品質(zhì)量和保持產(chǎn)品特性（質(zhì)地、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、有機(jī)特性）以及延長(zhǎng)保質(zhì)期等功效[7]。

四是生物燃料技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)旨在將植物油作為替代溶劑，用于綠色油料的提取、提純和食品及天然產(chǎn)品的配方。由于來(lái)自石油的溶劑現(xiàn)在在世界范圍內(nèi)受到嚴(yán)格管制，因此對(duì)使用更環(huán)保的、基于生物的、可再生的溶劑來(lái)提取、純化和配制天然食品的需求越來(lái)越大。小麥和玉米是生產(chǎn)乙醇的主要原料，將其用于汽車(chē)燃料增加了對(duì)這些谷物的需求。理想的替代溶劑是具有高溶解力和閃點(diǎn)的非揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）以及低毒性和低環(huán)境影響?；诰G色化學(xué)和綠色工程的原則，植物油可以成為理想的替代溶劑，用于提取化合物進(jìn)行凈化、濃縮，甚至污染修復(fù)[8]。

五是副產(chǎn)品回收。啤酒廢糧是釀造業(yè)最豐富的副產(chǎn)品之一，富含各種生物活性化合物（酚酸、不溶性膳食纖維和蛋白質(zhì)）。近年來(lái)，從副產(chǎn)品中提取的生物活性化合物的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，有必要獲得這些生物活性化合物并加以表征。提取方法已經(jīng)被開(kāi)發(fā)出來(lái)，受到新方法的影響，生物活性化合物的提取產(chǎn)量更高。

三、我國(guó)谷物發(fā)展情況及主要產(chǎn)品

新中國(guó)成立六十年以來(lái)，特別是改革開(kāi)放三十年以來(lái)，谷物產(chǎn)量連續(xù)跨過(guò)數(shù)個(gè)大臺(tái)階，谷物供應(yīng)從長(zhǎng)期短缺向總量平衡、豐年有余轉(zhuǎn)變。隨著谷物生產(chǎn)、加工的迅速發(fā)展，我國(guó)的谷物研究機(jī)構(gòu)、高等院校、企業(yè)的科技工作者，經(jīng)過(guò)幾十年的不懈努力已取得了數(shù)百項(xiàng)重要的研究成果，促進(jìn)了我國(guó)谷物加工學(xué)科的迅速發(fā)展。學(xué)科的發(fā)展與進(jìn)步，保證了谷物加工企業(yè)的工藝設(shè)備和工藝水平的不斷提升，使谷物加工企業(yè)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化的目標(biāo)。谷物加工產(chǎn)業(yè)在技術(shù)上已經(jīng)達(dá)到了世界領(lǐng)先水平，谷物加工產(chǎn)業(yè)已滿足城鄉(xiāng)居民的基本需要，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上也有了長(zhǎng)足進(jìn)步，各種新產(chǎn)品和名優(yōu)產(chǎn)品層出不窮。開(kāi)展各種小麥專用粉、食品添加劑、面制品工業(yè)化生產(chǎn)線的研制;研制了30種面食、饅頭、餅干等專用的面粉;研制了全自動(dòng)方便面生產(chǎn)線，饅頭工業(yè)化生產(chǎn)線，水餃生產(chǎn)線，餅干生產(chǎn)線，掛面生產(chǎn)線;大量的國(guó)產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行了更新和改造，設(shè)備性能得到了改善，生產(chǎn)效率得到提升。

四、我國(guó)主要谷物加工企業(yè)情況

2005年，安徽豐原等9個(gè)公司年產(chǎn)檸檬酸和食鹽63萬(wàn)噸，占全國(guó)80%以上;蓮花味精集團(tuán)、菱花味精集團(tuán)、齊魯味精集團(tuán)等5個(gè)公司，產(chǎn)能已達(dá)80萬(wàn)噸，占到了國(guó)內(nèi)70%以上;目前，全國(guó)山梨醇的產(chǎn)量已達(dá)109萬(wàn)噸，長(zhǎng)春大成集團(tuán)的山梨醇產(chǎn)能為35萬(wàn)噸，山東天力公司的山梨醇產(chǎn)能為20萬(wàn)噸;山東西王公司（年產(chǎn)50噸淀粉糖）有4-5個(gè)公司，其生產(chǎn)規(guī)模超過(guò)80%;吉林大成公司和山東金玉米發(fā)展有限公司等多個(gè)公司的生產(chǎn)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了20萬(wàn)噸以上，基本形成了大公司的壟斷格局。國(guó)家對(duì)雜糧的研究也日益重視，科技部在“十一五”科技支撐計(jì)劃中，將雜糧的生產(chǎn)和加工應(yīng)用技術(shù)納入國(guó)家重大專項(xiàng)計(jì)劃。該工程的目標(biāo)是研究和發(fā)展特色雜糧的生產(chǎn)和加工利用技術(shù)，以解決目前國(guó)內(nèi)雜糧生產(chǎn)和加工利用嚴(yán)重落后的狀況;培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、多抗、專用的特色雜糧新品種，推動(dòng)特色雜糧優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效安全生產(chǎn)，延伸了我國(guó)雜糧產(chǎn)業(yè)鏈?！笆晃濉庇?jì)劃的實(shí)施和發(fā)展，將為我國(guó)雜糧產(chǎn)業(yè)和雜糧經(jīng)濟(jì)的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)，開(kāi)創(chuàng)雜糧科學(xué)研究和發(fā)展的新局面。

五、我國(guó)谷物加工技術(shù)發(fā)展歷程探析

國(guó)家科技部在“十五”期間聯(lián)合農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、教育部、國(guó)家谷物局、國(guó)家林業(yè)和草原局、中華供銷社、國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局等單位，發(fā)起了“農(nóng)產(chǎn)品深加工技術(shù)及裝備研發(fā)”的重大科技項(xiàng)目。此外，科技部在科技攻關(guān)、“星火計(jì)劃”“農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化基金”“科技基礎(chǔ)性工作”等科技計(jì)劃中也加大了對(duì)“水稻加工”的扶持力度。整個(gè)“十五”期間，國(guó)家科技攻關(guān)、社會(huì)公益研究專項(xiàng)、科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)、農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化基金項(xiàng)目、國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程等重點(diǎn)項(xiàng)目約130項(xiàng)，總投資超過(guò)10億元。通過(guò)引進(jìn)、消化、吸收谷物加工技術(shù)、設(shè)備，提高了谷物生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備水平。

近年來(lái)，江南大學(xué)水稻及其副產(chǎn)品的綜合利用技術(shù)，在2005年度獲得國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng);山東怡康公司的無(wú)水葡萄糖生產(chǎn)線、豐原公司的玉米漿發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸、大成公司利用玉米制取化學(xué)酒精等自主創(chuàng)新技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)的糧油加工業(yè)進(jìn)行了升級(jí)改造，推動(dòng)了谷物深加工和鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展;江蘇牧羊集團(tuán)、湖北省永祥谷物機(jī)械有限公司、天津圣昌達(dá)機(jī)械有限公司等自主研發(fā)、設(shè)計(jì)了具有國(guó)際先進(jìn)水平的機(jī)械加工設(shè)備。北京糧庫(kù)組織研制的電子式粉末分析儀、拉伸試驗(yàn)機(jī)代替進(jìn)口機(jī)械，受到廣大客戶的一致好評(píng);無(wú)錫糧科院、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)中心等單位研制的谷物質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)和信息共享技術(shù)，為國(guó)家谷物生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與質(zhì)量檢測(cè)提供了技術(shù)支持。“十五”計(jì)劃完成的國(guó)家科研項(xiàng)目130余項(xiàng)，其中，12項(xiàng)達(dá)到世界先進(jìn)水平，49項(xiàng)在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位，13項(xiàng)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。

參考文獻(xiàn)：

[1]聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織，作物前景和糧食狀況一全球季度報(bào)告.[E B/OL].（2021- 09- 03） [2021- 09- 28].https：//www.fao.org/3/cb690len/cb690len.pdf.

[2]美國(guó)農(nóng)業(yè)部一涉外農(nóng)業(yè)服務(wù)，世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[EB/OL].（2020-1-10）[2021- 09- 28l.https：//downloads.usda.library.cornell.edu/usda- esmis/files/5 q47rn72z/k643bh183/s 17853404/production.pdf.

[3]美國(guó)農(nóng)業(yè)部一國(guó)家農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)局.2019年作物產(chǎn)量總結(jié)[EB/OL]（2020- - 10） [202 - 09- 28l.https：//www.nass.usda.gov/Publications/To-days_Reports/reports/cropan20.pdf.

[4]KwakuG. Duodu.Effects of Processing on Antioxidant Phenolics of Cere-al and Legume Crains.[J].Advances in Cereal Science： Implications t。Food Processing and Health Promotion， 01l， 1089（3）：3 1-54.

[5]Park SH， Na Y，Kim J， Kang SD， Park KH.Propenies and Applicationsof Starch Modifying Enzymes for use in the Baking Industry.[J].Food SciBiotechnol. 2018， 27（2）：299-312.

[6]Bhargava N， Mor RS. Kumar K， Sharanagat VS.Advances in Applicationof Ultrasound in Food Processing：A Rewew.[J].Ultrason Sonochem.2020.70（1）：1-12.

[7]Yara-Varon E，Li Y，Balcells M，Canela- Garayoa R，F(xiàn)abiano-TixierAS. Chemat F.Vegetable Oils as Alternative Solvents for Creen Oleo-Ex-traction. Purification and Formulation of Food and Natural Products.[J].Molecules， 2017， 22（9）： 1474-1498.

[8]T. Bonifacio- Lopesa，， Jose A.Teixeira， and Manuela Pintado.CurrentExtraction Techniques Towards Bioactive Compounds from Brewer'sSpent grain -A review.[J].Critical Reviews in Food Science and Nutri-tion， 2019. 60（16）：2730-2741.

作者簡(jiǎn)介：王怡涵（2000-），女，河南鄭州人，學(xué)士在讀，研究方向：食品科學(xué)和營(yíng)養(yǎng)。

（責(zé)任編輯曹雯梅）