功能化全谷物食品技术开发及产业化项目计划立项申请书

1、编号辽宁省技术开发项目计划立项申请书计划年度：计划类别：项目名称：承担单位：（公章）辽宁省经济和信息化委员会年月日说明1、本申请书为申报研发项目使用，计划类别分为重点新产品开发，关键产业技术研发，产学研合作，重大技术装备研制、产品质量提升技术攻关等五类项目，五类项目之间不得兼报。2、本申请书必须用A4 纸、小四号字体计算机打字并装订。3、承担单位据实逐项填写，然后由主管部门逐级审查签署意见并报省经信委。4、费用支出明细栏内，应填写技术开发中所需的设备、仪器、主要材料和技术攻关等费用。5、分类说明。按工业行业属性和兼具新兴产业属性情况进行分类。所属行业栏。按照 机械、冶金、石化、电子、轻工、纺织

2、、建材、医药、其它 进行分类填写。新兴产业分类栏。按照高端装备制造产业、新一代信息技术产业、新材料产业、新能源产业（含风电、核电、光伏等） 、生物产业以及节能环保产业 等六个新兴产业进行分类填写， 不属上述六个新兴产业范围的不用填写此栏。6、本申请书作为技术档案，应妥善保管。7、本申请书未尽事宜，可另附文字材料说明。项目名称功能化全谷物食品技术开发及产业化承担单位本溪寨香生态农业有限公司项目类别重点新产品开发关键产业技术研发产学研合作重大技术装备研制产品质量提升技术攻关所属行业轻工新兴产业分类法定代表人职工总数企业性质国有 民营 股份制有限公司其他开发方式技术转让合作开发自主研发其他项目负责人

3、联系电话企业地址辽宁省本溪市溪湖区张其寨乡大翻身村协作单位一、项目提出背景和立项意义精白米面粉制作的食品具有良好的质构、口感、风味与外观，但同时也造成了许多膳食纤维、维生素、矿物元素与其他营养素的损失。随着发达国家与发展中国家肥胖与超重发生率的日益增加， 直接与肥胖及超重相关的疾病发生率也不断上升，心血管疾病等慢性疾病已成为了影响世界范围内的医疗与健康的社会问题。谷物作为人类最基本的膳食来源，对人体健康起着举足轻重的作用。科学合理的谷物加工与消费日益引起了社会各界的关注。 近年的谷物营养强化项目试图通过强制性的添加 B 族维生素与铁等营养素等以弥补一些在精加工过程中损失的营养成分。然而，这种营

4、养强化产品还是不能拥有全谷物所有的营养健康成分。全谷物是指完整、 碾碎、破碎或压片的谷物， 基本组成包括胚乳， 胚芽与皮层，各部分组成的相对比例与完整颖果相当。欧美国家大量的流行病学研究证实，全谷物食品富含的高膳食纤维、低脂肪、低饱和脂与胆固醇和低热量，可大幅度降低中风、糖尿病、心脏疾病危险，同时还有利于体重控制。全谷物食品实现粮食资源高效利用。如果全国 1.14 亿吨小麦中有 10%的用于生产全谷物产品，利用率提高 6% 计，全国将相当于增产粮食 1140 万吨、相当于扩大 1628 万亩耕地，同时减少约 100万人罹患高血压。完整的全谷物链条是从原料品种选择、育种，到粮食的收获、储藏、加工

5、等全环节生产体系，因此随着全谷物产品的普及各产业环节也将随之产生新的配套和工艺改进变化。对行业、技术领域的自主创新、技术进步和产业升级将会产生积极的影响。“全谷物食品”不仅具有促进国民健康的重大意义，同时在保证粮食安全、资源节约利用、环境保护等多方面均具战略意义。二、项目主要内容和原理一、以糙米为代表的复合全谷物杂粮挤压膨化技术糙米等全谷物含有较多的粗纤维，吸水膨胀性及蒸煮性差，内含的植酸及其盐，影响矿物质的吸收和利用。 通过挤压膨化技术可以改善全谷物食用品质和营养价值，提高功能性。挤压过程是一种高温、高压、高剪切的流动过程。由于剪切和加热的作用，会使物料发生一系列的物理和化学变化。如：蛋白质

6、变性交联、淀粉糊化降解、糖的焦化和降解，褐变的发生，维生素及酶活性的破环等。在高温、高压、高剪切力的作用下，糙米等杂粮原有的淀粉、蛋白质甚至纤维素结构会瓦解，在经过模具时，沿物料流动方向成为线性结构，并产生分子间重排。经挤压后，组织结构发生了变化，容易受到酶的作用，消化利用率提高。在挤压过程中，原料中的脂肪与淀粉、蛋白质会形成复合物，使得脂肪受到淀粉和蛋白质的保护作用，对降低脂肪氧化速度和氧化酸败，延长产品的货架期有积极的作用。糙米等杂粮经膨化后，口感、营养、消化吸收和贮藏性能都有明显提高。用挤压膨化方法生产的糙米等杂粮粉食用方便，营养丰富，还是一种很好的功能性食品原料或配料。在挤压机内，淀粉

7、在高压、高温和剪切的共同作用下，高分子的结构键断裂而使其变成了低分子的产物， 如淀粉结构中的 1，4- 糖苷键断裂使其成为葡萄糖、 麦芽糖等。而更主要的原因是在高温、高压下，降解使淀粉分子问的氢键断裂因而其发生了糊化。挤压膨化后膨化物中的脂肪含量明显降低；膨化物中的膳食纤维含量略有增加。二、糙米糊品质改进1. 发芽糙米与糙米相比，生理活性成分更多，含量更丰富。尤其GABA是糙米中的 2-4 倍。发芽糙米为原料的产品食用品质和营养价值、功能性进一步提升。以发芽糙米的 - 氨基丁酸含量为考察指标进行响应面分析，对糙米发芽条件（温度、时间等）进行优化。以灭菌率为指标，优选对发芽糙米浸泡过程中臭氧灭菌

8、效果最佳的浸泡温度、臭氧作用时间、臭氧浓度。以发糙米作为糙米糊的主要原料，可以提高产品中 - 氨基丁酸含量，增加产品中的功能性成分，提高产品营养价值。三、糙米复合杂粮煎饼生产通过湿法超微粉碎技术，使物料颗粒微细化，缩短熟制时间，改善产品品质。混合物料颗粒大小、均匀度、料水比等对煎饼品质的影响，以产品水分为指标，通过质构仪（软硬度、弹性、韧性等物性指标）确定较理想的湿法超微粉碎生产工艺参数；采用复合发酵剂（自制）控制发酵周期和提高产品质量。三、国内外技术发展趋势目前，湿法和干法是制备速食糙米粉较成熟两种方法。湿法是采用生物技术使糙米酶解，然后通过干燥工艺制备糙米粉产品。干法是通过挤压机将糙米膨化

9、，然后粉碎，再通过后续工艺加工成营养糙米粉产品。湿法制备：是以净糙米为原料，通过酶解技术，利用淀粉酶将淀粉转变为葡萄糖、低聚糖和 极限糊精，再用纤维素酶将纤维素转变为葡萄糖和小分子纤维片段，酶解后产物更有利于人体吸收；然后再通过喷雾干燥、滚筒干燥工序，制成冲调特性良好的速食糙米粉。此生产法投产比较大、对生产技术要求较高。在生产工艺中，利用向糙米液添加大麦芽产生多种酶系对糙米进行酶解，开发了糙米酶解一条途径。另外，以糙米为原料，通过蒸煮、淀粉酶酶解、过滤、蒸馏等工序，而不经过干燥工艺，便得到具不同甜度、半透明糖类替代品，这便是糙米糖浆。目前主要由美国、欧洲和日本等国公司生产。由于其主要由葡萄糖、

10、麦芽糖和麦芽三糖组成；甜度高于蔗糖，糖尿病患者应慎食用；但糙米糖浆血糖指数值较低，所以，愈来愈受到市场青睐。干法制备：挤压膨化技术是一种能对谷物进行深度加工技术，挤压膨化机在全谷物早餐食品、婴儿食品、膨化面包屑、改性淀粉和烘焙食品等方面已有广泛应用。挤压过程引入合适热能和机械能，使物料淀粉糊化、蛋白质变性、纤维降解，在此过程中，致病菌也被杀死。物料在强大压力作用下，通过模孔，瞬间喷出，水分骤然汽化，物料最后膨化成多孔、酥脆产品。挤压产品具有不易老化、易消化吸收、易储藏、且营养损失少等特点。此外，挤压膨化技术是一种高效能加工方式，与传统生产相比，由于加工过程物料停留时间短、产品水分较低，因此后续

11、干燥能耗较低。与湿法生产速食糙米粉相比，干法工艺和生产操作较为简单。对挤压膨化技术制备速食糙米粉工艺条件进行研究，通过附聚团粒化技术，改善糙米粉冲调特性。生产营养均衡、食用方便、老少皆宜糙米粉。另外，超细全糙米精细粉一般是采用特殊石磨工艺制备，以消除糙米砂砾感觉，颗粒类似小麦粉；但含有更多纤维素、维生素及矿物质，可用以改善无面筋食品质构和营养价值，如蛋糕、饼干、馅饼皮等。挤压技术与传统蒸煮工艺相比，具有较大优越性我们曾利用挤压蒸煮优点先将净糙米挤压膨化处理，然后与生化酶解集成制备糙米粉，制成糙米粉溶解性、口感及香味能达到很好效果，并申报国家发明专利。糙米挤压膨化处理是高温、高压、短时蒸煮工艺，

12、比传统蒸煮省时、节约能源、利于生产连续化，可使糙米中淀粉充分糊化、纤维发生一定降解及美拉德反应产生特殊香味，大大减少外加纤维素酶和活性酵母使用量，甚至可不用活性酵母，也能制得溶解性、口感及香味均能达到很好效果产品。四、开发方案（研制内容、解决的关键技术问题、方式、技术路线）一、以糙米为代表的挤压膨化杂粮粉的开发生产工艺流程：原料精选制粉混料挤压膨化干燥粉碎过筛配料混合称量包装密封装箱成品技术路线：全谷物混合粉调湿双螺杆挤压膨化参数（挤压筒前段、中段、后段温度）调整膨化粉糊化度测定参数修正生产工艺参数确定二、糙米糊品质改进1. 糙米发芽工艺优化及富集 GABA的研究选取发芽温度、发芽时间、氯化钙

13、溶液浓度3 个因素利用 minitab软件进行 Box-Behnken 设计及响应面分析，以发芽糙米的 - 氨基丁酸含量为考察指标，对糙米发芽条件进行优化。通过添加营养液促进糙米发芽过程富集 GABA，并采用响应面方法确定了其最佳培养条件稻谷砻谷糙米除杂筛选清洗浸泡发芽检测干燥称量包装2. 糙米发芽过程中微生物的控制的研究发芽糙米富含营养，由于原料本身带菌状况复杂，且在发芽过程中受发芽环境条件影响，发芽过程中极易受到微生物污染。目前常用的方法是在发芽过程中添加次氯酸钠等杀菌剂，这不仅增加了现场操作的困难，而且容易造成环境污染，增加污水排放和设备维护费用，更容易产生药剂残留带来产品安全隐患。臭氧

14、杀菌技术就是近年来发展起来的一种非热杀菌技术， 具有杀菌能力强、 速度快、范围广、安全性好、操作简便、生产成本低等突出特点，已经成为食品安全技术中的一项关键技术。以浸泡温度、臭氧作用时间、臭氧浓度、灭菌率为指标，对发芽糙米浸泡过程中臭氧灭菌效果进行试验。采用响应面分析法确定臭氧灭菌的最佳条件。3. 提高膨化糙米粉的冲调分散性研究针对挤压膨化糙米粉的冲调分散性差，易结块现象，通过添加乳化剂并进行复配，提高其分散性。4. 糙米粉的冲调稳定性研究以沉淀率为指标，挤压膨化糙米粉的K 值分别为 0.0010 、0.0012 ，SR值分别为 34.27%、 38.45%，其冲调稳定性明显高于添加或不添加复

15、配稳定剂的蒸煮、焙炒糙米粉。5. 挤压膨化糙米粉的抗氧化性研究采用油脂自动氧化分析仪和添加抗氧化剂对挤压膨化糙米粉贮藏稳定性进行研究。试验得出 TBHQ与PG、柠檬酸复配后抗氧化效果较好。采用响应面分析法优化TBHQ、PG、柠檬酸的添加量，确保保质期可达到12个月以上。三、糙米复合杂粮煎饼生产通过湿法超微粉碎技术，使物料颗粒微细化，缩短熟制时间，改善产品品质。混合物料颗粒大小、均匀度、料水比等对煎饼品质的影响，以产品水分为指标，通过质构仪（软硬度、弹性、韧性等物性指标）确定较理想的湿法超微粉碎生产工艺参数；采用复合发酵剂（自制）控制发酵周期和提高产品质量。工艺流程：（膨化）糙米粉配料搅拌熟制折

16、叠成型包装成品技术指标：（膨化）糙米粉及高粱米粉不低于总原料（绝干质量）50%，熟制时间与传统方法相比缩短25%，能耗降低 25%左右。五、承担单位与协作单位主要研发内容及分工六、项目完成后达到的技术指标、技术水平及采用标准情况七、国内外同类产品技术指标对比情况1. 项目产品的主要竞争者莲子羹、核桃粉、豆奶粉、芝麻糊、麦片粥等产品是项目产品即食糙米糊主要竞争者。目前，冲调类产品种类繁多，市场竞争激烈，即使位居国内销售前列的维维集团、黑五类、立顿、南方食品、中粮集团等几大品牌，国外的雀巢、麦斯威尔等知名食品供应商也不敢懈怠，都在全力开发新的产品，扩大市场份额。糙米富含多种营养物质，是保健食品的优

17、良材料。2000 年来，日本大力开发糙米保健食品，形成种类多、风味佳、保健功能显著、消费者众等特点。目前，韩国、台湾和东南亚部分国家和地区也开始生产糙米食品。糙米虽然具有很高的营养价值，但因为它的外围被纤维组织包裹起来，人体难以消化吸收。经过长时间的蒸煮，营养成分会因加热而损失， 因此，提倡吃糙米饭是不切合实际的。随着食品科技的发展，食品新工艺的广泛应用，为开发糙米健康食品创造了条件，糙米粉、糙米羹、糙米饮料等的问世， 既解决了糙米难煮、 难吸收的问题， 又保存了糙米的全部营养成分。在日本市场上已有精制糙米粉、糙米片剂和米胚芽片剂食品供应。最近又推出利用糙米生产出多种糙米酵素，便于食用，其营养

18、与保健功能优于糙米米饭。在国内，生产发芽糙米的企业主要有中粮集团年产量3 万吨；浙江益万生物技术有限公司，年产量 5000 吨。生产糙米茶、糙米酵素、糙米粉的企业有：徐州百年康汇有限公司、吉林敖东大高酵素有限公司等，年产量不足1000 吨。2. 企业产品技术性能比较优势本企业产品技术显著特点是将具有理论创新的谷物籽粒发芽技术和膨化挤压技术相结合，有效改善谷物杂粮的食用品质并提高其营养价值，使其品质改善与功能化得到统一，其核心技术有专利保护，是其他同类产品无法企及的，因此在技术上具有很强的优势。以产品中所含的 - 氨基丁酸含量作为主要的技术性能指标 ，对比如下：以产品中所含的 - 氨基丁酸含量作

19、为主要技术性能指标对比如下竞发芽糙米糙米糙米深加工产品争品牌浙江益徐州百吉林敖指标中粮日本寨香公司国内万生物年康汇东大高集团技术有有限公酵素有公限公司司限公司-氨基丁酸量140120210.824150165200（mg/100g）每 1000g售价1590作为原料10130225260（元）不对外销售企业产品其他市场竞争优势杂粮方便食品是全新品类，具有地域资源优势，通过先进加工技术，使产品具有排他性和特异性；随着人们保健意识不断增强和对杂粮类产品的深入科学研究，加工技术水品的提高，其产品市场发展空间巨大，市场竞争优势明显。八、项目实施进度安排（起止年月、鉴定时间、鉴定类型）2013.7-2013.12完成糙米复合杂粮挤压膨化工艺条件优化；