全球谷物产量前景与粮食加工技术的发展趋势

摘要：谷物是全球绝大部分国家的主食，在塑造人类文明方面发挥了重要作用。分析了主要谷物和生产国及生产水平，介绍了全球主要生产国谷物加工行业名称和网站以及谷物加工的新技术和产品，对我国谷物加工发展历程、主要加工企业和加工技术进行了梳理。

关键词：全球;谷物;加工;发展趋势

一、谷物生产国及发展水平

谷物是全球绝大部分国家的主食，几千年来一直是人类饮食的主要组成部分，在塑造人类文明方面发挥了重要作用。粮食及农业组织（FAO）的谷物供需简报提供了全球谷物市场的现状。从简报来看，由于7月份几个主要生产国的持续干旱，实际产量与粮农组织2021年的谷物预测产量相比减少了29.3吨。尽管如此，与2020年相比，粮农组织2021年的谷物产量预测为2788吨，预计仍将增长0.7%（18.7吨）[1]。

根据2019年FAOSTAT的数据，中国是世界上最大的小麦生产国，其次是印度、俄罗斯和美国。在全球总产量的765.8吨中，以上各国的小麦产量分别占133.6吨、103.6吨、74.5吨、52.3吨。大麦的全球总产量为159.74吨，其中俄罗斯、法国、德国是大麦产量最高的国家，分别为20.5吨、13.6吨和11.6吨。玉米的世界产量为1148吨，其中美国、中国和巴西的玉米产量最高，分别为350吨、260.8吨和102吨。燕麦主要种植在世界土地面积最大的国家，俄罗斯和加拿大在2019年20.3吨的燕麦总产量中分别占4.4吨、4.3吨[2]。由于地区饮食文化的不同，稻米主要产于亚洲国家，其中，中国、印度和印度尼西亚是主要的稻米生产国，分别为209.6吨、177.7吨和54.6吨。大部分的大豆是在西方国家种植的，其中主要生产国包括巴西、美国和阿根廷，分别生产了114.3、96.8吨和55.3吨的大豆。根据FAOSTAT，美国是高粱生产的主要国家，2019年美国生产了8.7吨的高梁[3]，尼日利亚和埃塞俄比亚分别以6.7吨和5.3吨的高梁产量位居世界第二和第三位。加拿大、中国和印度是油菜籽的主产国[4]。

二、现阶段全球主要谷物加工技术探析

完善的粮食加工体系可以带动经济发展，保证民生增长，为企业、城乡居民增产增收提供途径，同时，也积极推动农业种植业的发展选择。以下是最具创新性和前沿性的粮食加工技术。

一是粉碎技术。这种技术可以有效地去除谷物的麸皮和胚芽，大部分的膳食纤维、脂类、维生素、矿物质和植物化学物质都在这里。最近开发了改进的研磨技术，用于生产具有适当颗粒大小的全谷物面粉，目前正用于生产各种烘焙应用的全谷物面粉。苦味掩蔽成分被广泛用于改善各种全谷物产品的风味。在过去20年里，通过谨慎使用选定的添加剂和加工条件，含有全谷物成分的产品质地特性得到了显著改善。在研究和创新技术方面的进展应促进更好地利用谷物研磨的副产品。例如，我们正在开发利用谷物碾磨的副产品来分离活性化合物（脂醇、甾醇、酚类、阿魏酰阿拉伯氧烷等）技术，用于特定的食品生产[5]。

二是酶技术。由于碳水化合物活性酶能选择性地与复杂食品系统中的碳水化合物成分（如淀粉）发生反应，因此酶技术在烘焙业有若干潜在的应用。淀粉分解酶被添加到以淀粉为基础的食品中，如烘焙食品，以帮助它们保持水分并保持其柔软度、新鲜度和更长的保质期。如a一1、4或a-l、6糖苷连接的水解，通过葡聚糖分子转移进行的歧化，通过创造a-l、6糖苷连接进行的分支等是用于改变膳食淀粉结构的关键反应。单一的酶或两种以上酶的混合物已经被用来产生独特的淀粉，对淀粉结构进行化学改变，如分子质量、支链长度分布以及直链淀粉和直链淀粉比例的变化。这些研究进展表明，酶技术有可能为食品和烘焙业开发各种结构的淀粉[6]。

三是超声波技术。食品加工通过减少浪费和防止变质，在应对食品安全的挑战中发挥着关键作用。超声波技术在各种工艺中的广泛使用，使食品加工行业发生了革命性的变化，成为一种可持续的、具有成本效益的选择。这种非破坏性技术具有快速加工、提高加工效率、简化加工步骤、提高产品质量和保持产品特性（质地、营养价值、有机特性）以及延长保质期等功效[7]。

四是生物燃料技术。这项技术旨在将植物油作为替代溶剂，用于绿色油料的提取、提纯和食品及天然产品的配方。由于来自石油的溶剂现在在世界范围内受到严格管制，因此对使用更环保的、基于生物的、可再生的溶剂来提取、纯化和配制天然食品的需求越来越大。小麦和玉米是生产乙醇的主要原料，将其用于汽车燃料增加了对这些谷物的需求。理想的替代溶剂是具有高溶解力和闪点的非挥发性有机化合物（VOCs）以及低毒性和低环境影响。基于绿色化学和绿色工程的原则，植物油可以成为理想的替代溶剂，用于提取化合物进行净化、浓缩，甚至污染修复[8]。

五是副产品回收。啤酒廢粮是酿造业最丰富的副产品之一，富含各种生物活性化合物（酚酸、不溶性膳食纤维和蛋白质）。近年来，从副产品中提取的生物活性化合物的应用不断扩大，有必要获得这些生物活性化合物并加以表征。提取方法已经被开发出来，受到新方法的影响，生物活性化合物的提取产量更高。

三、我国谷物发展情况及主要产品

新中国成立六十年以来，特别是改革开放三十年以来，谷物产量连续跨过数个大台阶，谷物供应从长期短缺向总量平衡、丰年有余转变。随着谷物生产、加工的迅速发展，我国的谷物研究机构、高等院校、企业的科技工作者，经过几十年的不懈努力已取得了数百项重要的研究成果，促进了我国谷物加工学科的迅速发展。学科的发展与进步，保证了谷物加工企业的工艺设备和工艺水平的不断提升，使谷物加工企业实现了现代化的目标。谷物加工产业在技术上已经达到了世界领先水平，谷物加工产业已满足城乡居民的基本需要，在产品结构上也有了长足进步，各种新产品和名优产品层出不穷。开展各种小麦专用粉、食品添加剂、面制品工业化生产线的研制;研制了30种面食、馒头、饼干等专用的面粉;研制了全自动方便面生产线，馒头工业化生产线，水饺生产线，饼干生产线，挂面生产线;大量的国产设备进行了更新和改造，设备性能得到了改善，生产效率得到提升。

四、我国主要谷物加工企业情况

2005年，安徽丰原等9个公司年产柠檬酸和食盐63万吨，占全国80%以上;莲花味精集团、菱花味精集团、齐鲁味精集团等5个公司，产能已达80万吨，占到了国内70%以上;目前，全国山梨醇的产量已达109万吨，长春大成集团的山梨醇产能为35万吨，山东天力公司的山梨醇产能为20万吨;山东西王公司（年产50吨淀粉糖）有4-5个公司，其生产规模超过80%;吉林大成公司和山东金玉米发展有限公司等多个公司的生产规模已经达到了20万吨以上，基本形成了大公司的垄断格局。国家对杂粮的研究也日益重视，科技部在“十一五”科技支撑计划中，将杂粮的生产和加工应用技术纳入国家重大专项计划。该工程的目标是研究和发展特色杂粮的生产和加工利用技术，以解决目前国内杂粮生产和加工利用严重落后的状况;培育高产优质、多抗、专用的特色杂粮新品种，推动特色杂粮优质高产高效安全生產，延伸了我国杂粮产业链。“十一五”计划的实施和发展，将为我国杂粮产业和杂粮经济的发展打下良好的基础，开创杂粮科学研究和发展的新局面。

五、我国谷物加工技术发展历程探析

国家科技部在“十五”期间联合农业农村部、教育部、国家谷物局、国家林业和草原局、中华供销社、国家质量监督检验检疫总局等单位，发起了“农产品深加工技术及装备研发”的重大科技项目。此外，科技部在科技攻关、“星火计划”“农业科技成果转化基金”“科技基础性工作”等科技计划中也加大了对“水稻加工”的扶持力度。整个“十五”期间，国家科技攻关、社会公益研究专项、科技基础性工作专项、农业科技成果转化基金项目、国家高技术产业化示范工程等重点项目约130项，总投资超过10亿元。通过引进、消化、吸收谷物加工技术、设备，提高了谷物生产技术及设备水平。

近年来，江南大学水稻及其副产品的综合利用技术，在2005年度获得国家科学技术进步二等奖;山东怡康公司的无水葡萄糖生产线、丰原公司的玉米浆发酵生产柠檬酸、大成公司利用玉米制取化学酒精等自主创新技术，对传统的粮油加工业进行了升级改造，推动了谷物深加工和乡村经济的发展;江苏牧羊集团、湖北省永祥谷物机械有限公司、天津圣昌达机械有限公司等自主研发、设计了具有国际先进水平的机械加工设备。北京粮库组织研制的电子式粉末分析仪、拉伸试验机代替进口机械，受到广大客户的一致好评;无锡粮科院、国家标准化技术中心等单位研制的谷物质量监测技术系统和信息共享技术，为国家谷物生产质量监测与质量检测提供了技术支持。“十五”计划完成的国家科研项目130余项，其中，12项达到世界先进水平，49项在国内处于领先地位，13项填补了国内空白。

参考文献：

[1]联合国粮食及农业组织，作物前景和粮食状况一全球季度报告.[E B/OL].（2021- 09- 03） [2021- 09- 28].https：//www.fao.org/3/cb690len/cb690len.pdf.

[2]美国农业部一涉外农业服务，世界农业生产[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]美国农业部一国家农业统计局.2019年作物产量总结[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，Fabiano-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.

作者简介：王怡涵（2000-），女，河南郑州人，学士在读，研究方向：食品科学和营养。

（责任编辑曹雯梅）