施 蕾

(長江大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖北 荊州 434025)

稻米副產(chǎn)物加工利用現(xiàn)狀及發(fā)展對策

施 蕾

(長江大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖北 荊州 434025)

對稻米加工中產(chǎn)生的主要副產(chǎn)物稻殼、碎米、米糠等的加工利用方式進(jìn)行了綜述，展望了產(chǎn)品利用途徑，并探討了稻米副產(chǎn)物加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展對策。

稻米副產(chǎn)品；深加工；對策

我國是水稻種植大國，至今已有近7000年水稻種植歷史。稻米作為主食在加工成大米的過程中產(chǎn)生約20%的稻殼、15%的碎米和10%的米糠等副產(chǎn)物[1]。據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)，2011年我國稻米總產(chǎn)量20078萬噸，分別產(chǎn)生約4000萬噸稻殼、3000萬噸碎米和2000萬噸米糠。

長期以來，我國稻米加工主要集中在稻米初加工領(lǐng)域，對其副產(chǎn)品碎米、米糠、米胚、稻殼等利用較少，一般用作飼料或丟棄，造成了巨大的資源浪費和環(huán)境污染。國家發(fā)展改革委、國家糧食局發(fā)布的《糧食行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃綱要》中指出要明顯提高稻米副產(chǎn)物綜合利用率?？梢姡七M(jìn)稻米加工副產(chǎn)物利用具有極大現(xiàn)實意義，通過合理利用可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益。為此，綜述了稻米加工副產(chǎn)物的主要深加工利用途徑，探討了稻米副產(chǎn)物加工業(yè)發(fā)展對策，以期為提高企業(yè)核心競爭力、提升產(chǎn)品附加值，使企業(yè)獲利、農(nóng)民增收提供參考。

1 稻米副產(chǎn)物加工利用現(xiàn)狀

1.1 稻殼

稻殼的主要成分是多縮戊糖、纖維素、灰分和木質(zhì)素，還有少量的蛋白質(zhì)、維生素和脂類[2]。稻殼深加工主要用作發(fā)電、吸附劑、化工材料、建材、生物制劑等。

1.1.1 稻殼發(fā)電

稻殼中可燃成分達(dá)70%以上，發(fā)熱量12.5～14.6MJ/kg，約為標(biāo)準(zhǔn)煤的一半。稻殼揮發(fā)分高，達(dá)50%以上，較易著火燃燒[3-4]。近十年來，我國稻殼發(fā)電機組以每年30～40套的速度遞增，且實現(xiàn)了企業(yè)自發(fā)電與國家電網(wǎng)自動切換。我國《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》中明確提出到2020年生物質(zhì)發(fā)電裝機3000萬kW，稻殼發(fā)電作為一種生物質(zhì)能源發(fā)電途徑符合國家發(fā)展需要。

稻殼發(fā)電主要通過2種技術(shù)路徑實現(xiàn)。

(1)稻殼直燃發(fā)電 稻殼進(jìn)入專用鍋爐后直接燃燒，產(chǎn)生高熱蒸氣進(jìn)入氣輪機做功，驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。燃燒的煙氣經(jīng)省煤器、空氣預(yù)熱器降溫，再經(jīng)電除塵器引風(fēng)機由煙囪排至大氣，余熱可用于生產(chǎn)、生活供熱。燃燒后的稻殼灰可作為建筑和化工材料[3]。稻殼直燃發(fā)電投資大、設(shè)備簡單、效率高，適合大規(guī)模大米加工廠使用(3000kW裝機以上)。目前應(yīng)用較為成熟的是丹麥BWE公司的水冷振動爐排爐和Foster wheler的循環(huán)流化床鍋爐。

(2)稻殼氣化發(fā)電 稻殼在燃料爐中與空氣進(jìn)行缺氧燃燒，燃燒時可產(chǎn)生可燃性混合氣體。經(jīng)除去灰塵和焦油等雜質(zhì)后進(jìn)入燃燒爐中燃燒。燃燒生成的高溫氣體驅(qū)動氣輪機做功發(fā)電[5]。稻殼氣化過程中產(chǎn)生大量余熱可滿足生產(chǎn)、生活供熱，燃燒后產(chǎn)生的稻殼灰可作為其他化工產(chǎn)品原料。稻殼氣化發(fā)電投資小、建設(shè)周期短，適合中小型加工企業(yè)使用(裝機量小于800kW)。

1.1.2 化工材料

(1)糠醛 糠醛尚無法通過石油化工原料合成，主要使用多縮戊糖含量高的玉米芯、甘蔗渣、稻殼等生產(chǎn)。稻殼在稀酸液中，加熱加壓可使稻殼中的縮聚戊糖水解成戊糖，戊糖再脫水生成糠醛[6]。目前，每噸糠醛的價格過萬元，且市場需求旺盛，在我國南方地區(qū)使用廉價易得的稻殼作為替代原材料，具有巨大的應(yīng)用前景?？啡┛捎糜谙鹉z、樹脂等化工產(chǎn)品合成，也是多種藥物的原料[6]。

(2)活性炭 稻殼在低于800℃溫度下缺氧燃燒可得到未完全燃燒的炭化稻殼，炭化稻殼進(jìn)一步加工可生產(chǎn)稻殼活性炭?；钚蕴恐饕脕砻撋?、脫腥以及空氣凈化、污水處理等，在食品、印染、化工和環(huán)保等工業(yè)應(yīng)用非常廣泛[7]。

(3)水玻璃 水玻璃即為硅酸鈉。經(jīng)燃燒后的稻殼灰中所含的SiO2在加溫、加壓的條件下與燒堿溶液發(fā)生反應(yīng)，經(jīng)分離即可得水玻璃。其主要用于電視熒光粉、粘接劑、洗滌劑、防火劑、防腐劑、展色劑、涂料等[7]。

(4)白炭黑 稻殼中無定型結(jié)構(gòu)SiO2含量高達(dá)21%，是制備白炭黑的理想原料。將稻殼燃燒后經(jīng)堿化再酸化、沉淀、洗滌、干燥即可得。通?？膳c水玻璃聯(lián)產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益更明顯。白炭黑是一種重要的化工原料，可用作耐高溫、高絕緣性材料，廣泛應(yīng)用于陶瓷、光纖、太陽能、橡膠、造紙等工業(yè)[2,6-7]。目前國內(nèi)益海(佳木斯)已有一定的生產(chǎn)規(guī)模，但產(chǎn)品質(zhì)量目前無法達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)。

1.1.3 建筑材料

燃燒后的稻殼灰摻入混凝土中會使建筑的堅固性、抗腐蝕性增強；稻殼灰與石灰反應(yīng)可制成具有防潮、不結(jié)塊特性的稻殼灰水泥；稻殼灰添加到涂料中，可使涂料常見的龜裂現(xiàn)象消失。稻殼與水泥、樹脂混合均勻后，制成具有防火、防水、隔熱性能磚塊。經(jīng)粉碎后的稻殼粉可與塑料樹脂、碳酸鈣、阻燃劑等配料采取一定的配比，制成致密性好、易加工的型材[8-9]。

1.2 碎米

碎米具有與整粒米在形態(tài)上具有差異，其化學(xué)組成完全相同，一般不作為口糧銷售。碎米主要由淀粉與蛋白質(zhì)組成。

1.2.1 大米淀粉

大米中淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占其干物質(zhì)的90%左右[10]，顆粒均一，粒徑約為2～8μm。大米淀粉糊化后吸水快，質(zhì)構(gòu)柔滑，具有脂肪的口感，且容易涂抹開[11]。大米淀粉通常采用堿法處理，利用其不溶于水的特性分離制備。天然大米淀粉可用于羹湯、沙司和方便米飯中作為增稠劑；替代脂肪用于低脂食品和化妝品。大米淀粉消化率高達(dá)98%～100%，并且大米淀粉中的結(jié)合蛋白具有完全非過敏性，可用于嬰幼兒食品和部分特殊食品[12]。

大米淀粉還可以通過物理、化學(xué)和酶法處理等方法加以改性以滿足特殊的需要。例如不能被胰淀粉酶酶解的抗性淀粉，具有吸附效果的多孔淀粉、慢速消化淀粉等。其中，經(jīng)次氯酸鹽氧化后的大米氧化淀粉還可用于造紙、紡織、建筑行業(yè)。

1.2.2 大米蛋白

大米中的蛋白質(zhì)含量為7%～9%。大米蛋白屬于低過敏性蛋白，含豐富的賴氨酸，其生物價為77。大米蛋白可加工成蛋白粉、蛋白飲料、蛋白發(fā)和培養(yǎng)基等[13-14]。國內(nèi)對大米蛋白的研究熱點主要集中在大米改性蛋白、功能性多肽、抗性蛋白、可食用涂膜等高附加值產(chǎn)品。大米蛋白含量超過90%的產(chǎn)品的國際貿(mào)易價比大豆分離蛋白的價格高約40%。

1.3 米糠

米糠含有稻米中60%～70%的生理活性物質(zhì)，主要是生育酚、生育三烯酚、谷維素、二十八碳烷醇、α-硫辛酸、角鯊烯、神經(jīng)酰胺、六磷酸肌醇酯等[15-16]。米糠主要被用作飼料，其中的有效成分未被合理利用。對米糠進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)主要涉及到米糠油、米糠膳食纖維、米糠蛋白、米糠多糖等，主要應(yīng)用于食品、日化和醫(yī)藥三大行業(yè)中。

1.3.1 米糠油

米糠中含油率為16%～22%，且米糠油中油酸和亞油酸比例約為1∶1。米糠油中含有谷維素、角鯊烯、生育三烯酚等功能性生理活性物質(zhì)，具有預(yù)防心血管疾病、降低膽固醇、改善血液微循環(huán)等功能[16]?！笆濉笔称饭I(yè)規(guī)劃中明確提出了要加快研發(fā)和推廣米糠油，可見其發(fā)展前景廣闊。

目前，我國不到15%的米糠用于制取米糠油，由于米糠中富含多種油溶性物質(zhì)，精制較為困難，且酸價高、色澤深難以作為高檔食用油而提升附加值[17]。

1.3.2 米糠膳食纖維

經(jīng)脫脂后的米糠中膳食纖維的含量可達(dá)30%～50%。膳食纖維能夠平衡人體營養(yǎng)、調(diào)節(jié)機體功能，可改善人體腸道功能，降低膽固醇吸收[18]。米糠膳食纖維被添加在焙烤食品中以提高持水性、柔軟性；加入面制品中使強度增強；也可制成低熱型火腿。米糠膳食纖維在飲料、早餐和休閑食品中，用來改善食品的口感和營養(yǎng)。經(jīng)超微粉碎處理后的米糠膳食纖維口感差的問題，將其制成咀嚼片直接食用。米糠油與米糠膳食纖維的聯(lián)產(chǎn)使其經(jīng)濟(jì)效益更明顯[18-19]。

2 稻米副產(chǎn)物加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展對策

隨著我國稻米產(chǎn)量的逐年增加，傳統(tǒng)加工方式已很難進(jìn)一步提升其附加值。近年來，廣大科技工作者對稻米副產(chǎn)物加工利用行了大量卓有成效的研究，部分已經(jīng)在工業(yè)中得到了應(yīng)用。但是，與國外相比還具有較大的差距，主要體現(xiàn)在：企業(yè)對稻米副產(chǎn)品循環(huán)利用提升附加值的意識不高，滿足于現(xiàn)有加工方式所獲利潤；稻米加工企業(yè)分散，副產(chǎn)品較難收集，且標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一；加工技術(shù)和裝備落后，產(chǎn)品品質(zhì)較低；生產(chǎn)自動化程度低，能耗高，用工量大，物流成本高企，導(dǎo)致產(chǎn)品利潤較低。

雖然我國稻米加工業(yè)已經(jīng)得到了長足的發(fā)展，但是其副產(chǎn)品加工能力尚處于低水平階段。因此，大力發(fā)展稻米副產(chǎn)物加工有利于提升稻米加工業(yè)整體水平，還有利于降低稻米加工企業(yè)生產(chǎn)成本。

2.1 加強政策引導(dǎo)

稻米副產(chǎn)品加工利用符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的“減量化、再利用、資源化”原則，是我國稻米加工業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必然選擇，是走新型工業(yè)化道路的重要途徑之一，對“十二五”提出的加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式有重要的意義。同時，在糧食主產(chǎn)區(qū)發(fā)展稻米副產(chǎn)品加工業(yè)，為大宗農(nóng)產(chǎn)品增值轉(zhuǎn)化提供了另一條途徑。在我國，稻米副產(chǎn)品加工業(yè)起步晚、層次低、規(guī)模小、布局散，僅有不到1/3的稻殼和1/5的米糠被深加工利用，且尚未形成一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。因此，政府要加強規(guī)劃指導(dǎo)、提高企業(yè)發(fā)展稻米副產(chǎn)品利用意識、指引稻米副產(chǎn)加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，對稻米加工及稻米副產(chǎn)品加工企業(yè)要繼續(xù)加大扶持力度，制定符合我國國情的稻米副產(chǎn)品綜合利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃，逐步引導(dǎo)。

2.2 加大資金扶持

有研究表明，我國大部分農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)抵抗財務(wù)風(fēng)險的能力較弱，這其中最主要的來自于資金風(fēng)險，稻米副產(chǎn)品加工企業(yè)也不例外。稻米副產(chǎn)品加工企業(yè)原材料采購季節(jié)性強且價格波動大、籌資渠道狹窄、產(chǎn)品銷售受國內(nèi)外市場的影響大等特點，且我國稻米副產(chǎn)品加工企業(yè)尚處于起步階段，多屬于稻米加工企業(yè)的延伸項目，企業(yè)自有資金不足，融資能力差，貸款門檻高[20]。資金問題正是困擾稻米副產(chǎn)品加工企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的根結(jié)。因此，要繼續(xù)加大資金扶持力度，保障企業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。一是財政支持。國家、省、市、縣涉農(nóng)相關(guān)部門要設(shè)立稻米深加工利用的專項建設(shè)資金，優(yōu)先選取具有一定規(guī)模的稻米副產(chǎn)品深加工企業(yè)的技術(shù)引進(jìn)、設(shè)備改造、品牌推廣、平臺建設(shè)、產(chǎn)品推介等進(jìn)行有計劃的分類扶持；市、縣財政部門利用貸款貼息、先征后補、以獎代補、投資參股等方式靈活處理；發(fā)展多元化投資渠道，引入社會資本、外資企業(yè)投資等進(jìn)入稻米副產(chǎn)品加工行業(yè)。二是稅收扶持。落實涉及稻米副產(chǎn)品加工的相關(guān)稅收扶持政策，按規(guī)定免征、減征企業(yè)所得稅。對認(rèn)定為高新技術(shù)企業(yè)，減按15%的稅率征收所得稅。三是金融支持。放寬信貸政策，增加信貸額度，保障資金供給。對成長性好、競爭力強的稻米副產(chǎn)品加工企業(yè)，其授信額度要逐年增加；實行各級有關(guān)部門向金融部門推薦政策，優(yōu)先貸款，并給予利率優(yōu)惠；對于企業(yè)的原材料采購、技術(shù)改造等項目，可根據(jù)企業(yè)發(fā)展情況發(fā)放短中期流動資金貸款和中長期貸款；大力支持發(fā)展前景好、經(jīng)濟(jì)效益明顯的稻米副產(chǎn)品加工高新技術(shù)企業(yè)中小企業(yè)板上市融資，分擔(dān)企業(yè)風(fēng)險；開展稻米副產(chǎn)品加工企業(yè)融資擔(dān)保。

2.3 推進(jìn)平臺建設(shè)

長期以來，我國稻米加工企業(yè)呈現(xiàn)出多、散、小的特點，這就使稻米副產(chǎn)品加工的原料供應(yīng)成為了發(fā)展瓶頸之一。同時，原材料的異地采購又會造成物流成本高企，難以獲得利潤甚至虧本經(jīng)營，這就導(dǎo)致企業(yè)積極性不高，進(jìn)一步限制產(chǎn)業(yè)發(fā)展。未來10年，我國計劃將建成約100個糧食加工業(yè)園區(qū)[21]。這就需要抓住機遇，在稻米主產(chǎn)區(qū)建立稻米加工園區(qū)，使稻米加工企業(yè)集中化，產(chǎn)生大量的稻米加工副產(chǎn)物可保障一定數(shù)量的稻米副產(chǎn)品加工企業(yè)原材料供應(yīng)；加快中小企業(yè)合并重組，實現(xiàn)企業(yè)規(guī)?；\行，也可避免重復(fù)建設(shè)；建立信息平臺，為企業(yè)提供供給信息，促進(jìn)稻米副產(chǎn)品產(chǎn)地就地或近地加工，避免勞動力資源浪費，降低加工成本。推進(jìn)平臺建設(shè)，可使企業(yè)優(yōu)勢互補，資源互為利用，構(gòu)架合理的稻米加工體系，使大米、碎米、稻殼、米糠等能夠物盡其用。

2.4 支持龍頭企業(yè)做大做強

農(nóng)副產(chǎn)品加工龍頭企業(yè)在行業(yè)內(nèi)具有資金、人才、市場優(yōu)勢，扶持龍頭企業(yè)能發(fā)揮其開拓市場、引導(dǎo)生產(chǎn)、加工轉(zhuǎn)化、銷售服務(wù)等作用[22]。按照“資金優(yōu)先、人才優(yōu)先、項目優(yōu)先”的原則，著力培育一批科技含量高、具有區(qū)域競爭優(yōu)勢的龍頭企業(yè)。龍頭企業(yè)做大做強可起到帶動稻米加工企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈延伸、培育新興市場、促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的效果，真正做到將我國稻米副產(chǎn)品加工業(yè)從資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌?、技術(shù)優(yōu)勢。目前，我國益海(佳木斯)、湖南金健米業(yè)、中興能源(湖北)等區(qū)域性龍頭企業(yè)在當(dāng)?shù)卣拇罅Ψ龀窒?，其稻殼生物質(zhì)發(fā)電、淀粉糖、大米蛋白、米糠油等深加工方面取得了一定的成績。

2.5 規(guī)范行業(yè)發(fā)展

稻米副產(chǎn)品加工行業(yè)尚處在起步階段，國內(nèi)已有30余家企業(yè)涉足。隨著市場和技術(shù)的成熟，會有更多的企業(yè)進(jìn)入。若不加以規(guī)范，將會導(dǎo)致行業(yè)不合理發(fā)展、工廠重復(fù)建設(shè)、市場的無序化競爭、產(chǎn)品品質(zhì)低劣等現(xiàn)象發(fā)生。行業(yè)的規(guī)范需要政府、企業(yè)、科研機構(gòu)的綜合發(fā)力。一是吸納政府、企業(yè)、科研機構(gòu)組建中國稻米副產(chǎn)品加工行業(yè)協(xié)會，整合優(yōu)勢資源探索行業(yè)發(fā)展方向，規(guī)范行業(yè)布局，優(yōu)先設(shè)置在稻米主產(chǎn)區(qū)和市場需求大的區(qū)域；二是建立企業(yè)市場準(zhǔn)入制度。建立稻米副產(chǎn)物深加工產(chǎn)品對應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和對口檢測機構(gòu)，特別是涉及稻米中的功能性成分，要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。稻殼生物質(zhì)發(fā)電要嚴(yán)格把控環(huán)評關(guān)，以經(jīng)濟(jì)和社會效益為準(zhǔn)繩，不能以犧牲環(huán)境為代價。

2.6 增加科技投入

我國稻米副產(chǎn)品加工業(yè)科技水平低，依賴國外的技術(shù)，主要表現(xiàn)在高新技術(shù)應(yīng)用、高純度產(chǎn)品制備、自動化裝備制造等方面。要改變這一現(xiàn)狀，就需要鼓勵自主創(chuàng)新，提供科研創(chuàng)新資金支持。各級科技部門設(shè)立“稻米副產(chǎn)品利用研究與開發(fā)專項資金”，鼓勵科研院所與相關(guān)企業(yè)聯(lián)合申報，開展關(guān)鍵共性技術(shù)攻關(guān)與推廣。對于屬于國際前沿性研究可納入“973”項目范圍。對技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)和社會效益明顯的企業(yè)和科研院所進(jìn)行先期資助、后期獎勵，特別是稻殼生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備研發(fā)、米糠油脫酸、藥品級神經(jīng)酰胺和六磷酸肌醇酯制備等技術(shù)難題以先期資助為主。企業(yè)設(shè)立獎勵基金，加大對稻米副產(chǎn)物深加工項目關(guān)鍵技術(shù)和核心設(shè)備的研發(fā)、升級改造的資金投入。

2.7 培養(yǎng)實用型人才

我國自建國初期就設(shè)立糧食專業(yè)學(xué)校，開辦了糧食加工專業(yè)，但是其人才培養(yǎng)中涉及稻米副產(chǎn)品加工的少且淺顯。而稻米副產(chǎn)品的加工利用又涉及到食品、生物、化工、機械、醫(yī)藥等多學(xué)科交叉領(lǐng)域，這就導(dǎo)致了相關(guān)專業(yè)人才的匱乏。依托傳統(tǒng)糧食深加工特色的高等院校及科研院所，采取“訂單式”定向培養(yǎng)方式，培養(yǎng)適合稻米副產(chǎn)品加工業(yè)發(fā)展的專業(yè)人才；加強國際合作交流，采取定期交流、聯(lián)合培養(yǎng)、聘請專家等方式，加快先進(jìn)科技成果的吸收轉(zhuǎn)化；加強稻米副產(chǎn)品加工業(yè)從業(yè)人員職業(yè)技能培訓(xùn)，提高從業(yè)人員素質(zhì)。以高等院校和行業(yè)協(xié)會培訓(xùn)為主體，企業(yè)內(nèi)部培訓(xùn)為輔，理論與實踐相結(jié)合，要注重實際操作技能。

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2012-10-20

施 蕾(1984-)，女，湖北荊州人，碩士生，研究方向為農(nóng)村與區(qū)域發(fā)展。

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2012.11.010

TS210.9

A

1673-1409(2012)11-S045-05