全国粮食科技创新大会科技成果及技术前沿发布

1. 全国粮食科技创新大会科技成果及技术前沿发布全国粮食科技创新大会科技成果及技术前沿发布 食用植物油 适度加工关键技术与应用 江南大学 王兴国 2014.11.16

2. 汇报内容 背景及意义 一 主要内容 二 三 成果总结与展望

3. 一、背景及意义 《国家粮食局关于粮食行业带头爱粮节粮反对浪费的指导意见》 （国粮发[2013]105号） 国家粮食局 • 习近平总书记、国务院先后批示并出台文件，“厉行节约、反对浪费” • 我国粮油产后仅储藏、运输、加工等环节损失浪费总量达700亿斤以上；每年粮食损失浪费量约相当于1.5亿亩耕地的产量

4. 一、背景及意义 我国食用油现状——油料产量及榨油量 根据国家粮油信息中心预测，2013年我国油菜籽、大豆、花生等八大油料总产量为5846.8万吨，与2012年实际产量5972.3万吨基本持平。 2008~2013年主要油料生产（千吨） 数据来源：国家粮油信息中心

5. 一、背景及意义 我国食用油现状——人均消费情况 2012/2013年度我国食用植物油的生产总量为3040.8万吨，按全国13.5亿人口计算，人均年消费量为22.5公斤，较2012年的21.4公斤又提高了1.1公斤。 2011-2013年我国人均食用油消费情况

6. 一、背景及意义 2013年 油料自给率 一、组建背景——食用油产业存在问题 我国食用油现状——对外依存严重 • 油脂油料进口量连年增加，国产食用油自给率不足40%。 38.5% 油脂油料进口 数据来源：国家粮油信息中心

7. 一、背景及意义 2012年食用植物油加工企业 按日加工能力划分比重图 我国食用油现状——企业数量及构成 根据国家粮食局的统计，2012年，全国入统食用植物油加工企业1734个，其中： • 100t/d以下规模的企业664个； • 100~200t/d规模企业316个； • 200~400t/d规模企业386个； • 400~1000t/d规模企业192个； • 1000t/d以上规模的企业176个； 注：入统食用植物油加工企业是指日处理油 料30吨以上的食用植物油加工企业。

8. 一、背景及意义 一、组建背景——食用油产业存在问题 食用油过度加工： 资源能源浪费、环境污染、营养物流失、食品安全等。 • 食用油损耗约50万吨； • 我国油脂工业年排放正己烷10-15万吨/年； • 营养物损失，例，VE损失20-40%； • 风险因子（例，TFA2-6%），废水、皂脚、废油、废气。

9. 一、背景及意义 国家/省/部委多项科技项目支持食用油领域科技创新 • 国家“863”计划重点项目：食用油生物制造技术研究与开发(2010年) • 国家科技支撑计划：食用植物油加工关键技术研究与示范(2011年) • 国家科技支撑计划：食用油质量安全控制技术研究与产业化示范(2009年) • 国家科技支撑计划：食品物性修饰与油脂加工新技术开发研究(2006年)

10. 高含油油料物理制取精炼技术 大豆油适温短时精准加工技术 二、成果主要内容 2 1 磷脂精制除杂-薄膜蒸发技术 凹土酸热作用机理及结构演化 高纯粉末磷脂制备技术 美拉德反应生香控制技术 高效、低耗 节能、增效 超低酸挤压捏合、中温活化解聚扩孔干法活化技术 大豆磷脂高效分离纯化技术 分离纯化制备医药级磷脂产品 大型高效一次榨油技术 干法活化脱色吸附材料 磷脂的化学/酶定向修饰技术 低活性脱色剂两步脱色技术 低温絮凝无水脱磷精制技术 大豆原料检测及控制技术 4 紫外辐照-物理吸附脱除黄曲霉毒素技术 高效蜕皮-非水化磷脂控制技术 低温短时两级捕集回流脱臭技术 酶法脱胶技术 3 植物多酚抗氧化 低温充氮储藏

11. 高含油油料物理制取精炼技术 大豆油适温短时精准加工技术 二、成果主要内容 2 1 磷脂精制除杂-薄膜蒸发技术 凹土酸热作用机理及结构演化 高纯粉末磷脂制备技术 美拉德反应生香控制技术 超低酸挤压捏合、中温活化解聚扩孔干法活化技术 大豆磷脂高效分离纯化技术 分离纯化制备医药级磷脂产品 大型高效一次榨油技术 干法活化脱色吸附材料 磷脂的化学/酶定向修饰技术 低活性脱色剂两步脱色技术 低温絮凝无水脱磷精制技术 大豆原料检测及控制技术 4 紫外辐照-物理吸附脱除黄曲霉毒素技术 高效蜕皮-非水化磷脂控制技术 低温短时两级捕集回流脱臭技术 酶法脱胶技术 3 植物多酚抗氧化 低温充氮储藏

12. 二、成果主要内容 氮杂环化合物 吡嗪、吡啶、吡咯 Roasty/nutty 49.53% 氧杂环化合物 呋喃、吡喃 Sweet, fruity, caramel-like 22.39% 非杂环化合物 醛、醇、酮、酸、烷烃、烯烃、酯 Green, fatty/oily 1、高含油油料（花生/葵花仁）物理制取精炼技术 ——美拉德反应生香控香技术 首次分离、鉴定53种风味物质和7种吡嗪类特征风味化合物明确了浓香食用油风味物质的结构与呈香特征；

13. 二、成果主要内容 小路 大路 炒籽 破碎 冷却 制胚 初期阶段 破碎 蒸炒 中期阶段 N\O杂环化合物 Strecker醛等 混合 后期阶段 压榨制油 1、高含油油料（花生/葵花仁）物理制取精炼技术 还原糖 氨基酸 ——美拉德反应生香控香技术 利用可控性美拉德反应，创立了“大小路焙炒”生香留香预处理工艺和风味稳定化调控技术，解决了浓香食用油的风味优化和标准化难题。

14. 二、成果主要内容 螺旋轴容积比-出油效率 压榨出油率低 饼粕不成形 1、高含油油料（花生/葵花仁）物理制取精炼技术 ——大型高效一次榨油技术 榨油机 创新设计了榨油机螺旋轴结构，开发出花生/葵花籽专用的新型螺旋榨油机，一次压榨出油率由78%提高至90%以上，饼残油由18%降至7-8%，水耗降低90%。

15. 二、成果主要内容 絮凝率 100% 75% 50% 25% 0% T/℃ 55 45 35 25 65 絮凝特性曲线 1、高含油油料（花生/葵花仁）物理制取精炼技术 ——低温絮凝无水脱磷精制技术 利用磷脂、蜡质类的低温絮凝和结晶性，开发了无水脱磷、低温物理精炼工艺，使风味物质和有益伴随物得到高保留。 • 植物甾醇、VE 、VD3含量提高1.3倍、提高81%、含量提高26% • TFA未检出 低温可控絮凝结晶

16. 二、成果主要内容 阴性 花生油降解产物 AFB1 1、高含油油料（花生/葵花仁）物理制取精炼技术 ——紫外辐照-物理吸附脱除黄曲霉毒素技术 明确了黄曲霉毒素B1降解机理，证实其降解产物的安全性。

17. 二、成果主要内容 1、高含油油料（花生/葵花仁）物理制取精炼技术 ——紫外辐照-物理吸附脱除黄曲霉毒素技术 AFB1未检出(检测限1ppb) 低于国标≤20ppb、欧盟≤2ppb的限量 发明了单机200t/d黄曲霉毒素B1脱除设备。

18. 2、主要技术创新及先进性 二、成果主要内容 1、高含油油料（花生/葵花仁）物理制取精炼技术 ——植物多酚抗氧化、低温充氮储藏技术 保留原有内源性抗氧化剂 维持26度以下 PSA 变压吸附制氮自控充氮 脂溶性茶多酚替代合成抗氧剂 5万吨低温仓库自控充氮储存 建成大型浓香油企业8家，年加工90多万t，鲁花成国内最大花生油生产企业，占中国花生油总产1/3;带动300万户农民增收，年增收30亿元。

19. 二、成果主要内容 1、高含油油料（花生/葵花仁）物理制取精炼技术 山东省科技厅组织专家对本成果进行技术鉴定，该项目总体加工技术达到国际领先水平。 2012年国家科技进步二等奖

20. 高含油油料物理制取精炼技术 大豆油适温短时精准加工技术 二、成果主要内容 2 1 磷脂精制除杂-薄膜蒸发技术 凹土酸热作用机理及结构演化 高纯粉末磷脂制备技术 美拉德反应生香控制技术 超低酸挤压捏合、中温活化解聚扩孔干法活化技术 大豆磷脂高效分离纯化技术 分离纯化制备医药级磷脂产品 大型高效一次榨油技术 干法活化脱色吸附材料 磷脂的化学/酶定向修饰技术 低活性脱色剂两步脱色技术 低温絮凝无水脱磷精制技术 大豆原料检测及控制技术 4 紫外辐照-物理吸附脱除黄曲霉毒素技术 高效蜕皮-非水化磷脂控制技术 低温短时两级捕集回流脱臭技术 酶法脱胶技术 3 植物多酚抗氧化 低温充氮储藏

21. 二、成果主要内容 2）大豆油适温短时精准加工技术 ——大豆原料检测及控制技术 原料检测项目及指标 “选用好豆、短期储藏”原则：合同约定、限定运输船只、控制运输周期，实施严格的到港检测程序等保障原料质量；储藏期定期检测，建立霉豆、青豆应急处理措施。

22. 二、成果主要内容 2）大豆油适温短时精准加工技术 ——高效去皮-非水化磷脂控制技术 水含量-非水化磷含量 未干燥大豆 干燥大豆 与传统脱皮工艺指标对比 通过热风将大豆表皮加热至75-80℃，控制大豆水分10-10.5%，大豆“表皮爆裂”，实现豆皮分离；利用挤压膨化技术，使豆坯瞬间升温至100℃以上，钝化酶活，控制大豆中的非水合磷脂含量。

23. 二、成果主要内容 2）大豆油适温短时精准加工技术 ——酶法脱胶技术 酶法脱胶工艺 开发了PLC-PLA双酶脱胶技术，利用少量PLA脱胶形成溶血磷脂，使体系乳化，利于后续PLC脱胶，提高脱胶效率。

24. 二、成果主要内容 2）大豆油适温短时精准加工技术 ——低活性脱色剂两步脱色技术 吸附剂的粒度分布 针对项目开发的食用油脱色专用吸附剂特性，开发了预脱-复脱两步脱色工艺及折流脱色装置，提高了脱色效率，降低了脱色剂用量和脱色过程油脂损耗。

25. 二、成果主要内容 2）大豆油适温短时精准加工技术 ——低温短时两级捕集回流脱臭技术 各精炼工序对油脂样品中维生素E含量的影响 脱臭馏出物于不同温度两级捕集；同时降低脱臭搅拌蒸汽用量和温度，有效减少了食用油有益伴随物的损失。

26. 二、成果主要内容 2）大豆油适温短时精准加工技术 产品优势：TFA≤0.3% （达零反式酸标示要求），VE ≥1200ppm（保留率 ≥ 90%），甾醇≥2200ppm（保留率 ≥ 90% ），氧化稳定性明显提高；其余常规指标均达一级油国家标准。

27. 二、成果主要内容 2）大豆油适温短时精准加工技术 山东渤海油脂工业有限公司 青岛渤海农业发展有限公司 • 吨电耗降低5% • 脱色剂用量减少38% • 软水消耗降低70% • 吨溶耗降低11% • 吨汽耗降低14% 工艺优势： 山东渤海实业股份有限公司 6000吨大豆/天生产线（总投资7.45亿），新增产值15亿

28. 二、成果主要内容 2）大豆油适温短时精准加工技术 中国粮油学会对本成果进行技术鉴定，专家组对项目成果给予了高度评价，认为“适度加工”是食用植物油加工企业的大势所趋，本成果对于改变我国食用油产业现状，实现产业整体水平的国际化，提升企业抵御市场风险的能力，具有重要意义。

29. 二、成果主要内容 2）大豆油适温短时精准加工技术 技术鉴定委员会认为：项目的完成对于促进大豆产业可持续发展具有重要意义，与会专家一致认为，项目整体技术达到国际领先水平！

30. 二、成果主要内容 2）大豆油适温短时精准加工技术 教育部组织专家对本成果进行技术鉴定，鉴定委员会：整体技术达到国际领先水平。

31. 高含油油料物理制取精炼技术 大豆油适温短时精准加工技术 二、成果主要内容 2 1 磷脂精制除杂-薄膜蒸发技术 凹土酸热作用机理及结构演化 高纯粉末磷脂制备技术 美拉德反应生香控制技术 超低酸挤压捏合、中温活化解聚扩孔干法活化技术 大豆磷脂高效分离纯化技术 分离纯化制备医药级磷脂产品 大型高效一次榨油技术 干法活化脱色吸附材料 磷脂的化学/酶定向修饰技术 低活性脱色剂两步脱色技术 低温絮凝无水脱磷精制技术 大豆原料检测及控制技术 4 紫外辐照-物理吸附脱除黄曲霉毒素技术 高效蜕皮-非水化磷脂控制技术 低温短时两级捕集回流脱臭技术 酶法脱胶技术 3 植物多酚抗氧化 低温充氮储藏

32. 二、成果主要内容 3）大豆磷脂高效分离纯化技术 ——磷脂精制除杂-薄膜蒸发耦合技术 开发了混合油膜过滤精制技术，避免含杂高所致蒸发、汽提工序泛液；改进薄膜蒸发器出口、补充出口区域热量损失等，使静电所致磷脂粘度高峰区远离蒸发器出口，实现磷脂高效、低耗分离。

33. 二、成果主要内容 3）大豆磷脂高效分离纯化技术 ——高纯粉末磷脂制备技术 工业化超临界CO2生产大豆粉末磷脂设备 攻克了溶剂萃取、反胶束金属膜、超临界CO2分离甘油酯、脂肪酸与磷脂技术，解决了浓缩磷脂脱油过程中高粘性物料结团、液-固分离困难的技术难题。

34. 二、成果主要内容 3）大豆磷脂高效分离纯化技术 ——医药级磷脂产品制备技术 采用醇相逆流萃取、冷冻分提、混合溶剂脱除致热源物质、柱色谱分离纯化技术，结合低温阻氧干燥技术，开发了注射用磷脂酰胆碱产品。 柱层析硅胶 离子交换树脂 LC-MS/MS spectrum

35. 二、成果主要内容 3）大豆磷脂高效分离纯化技术 ——磷脂的化学/酶定向修饰技术 响应面的3D图和等高线图 • 磷脂酶A1水解单因素 • pH:7 • 底物浓度 50 mg/mL • 反应温度50 ℃ • 酶添加量 18 U/mL • CaCl2添加量2 mg/mL • 反应时间3.5 h 利用化学催化、酶催化定向修饰技术，获得了溶血磷脂、羟基化磷脂、乙酰化磷脂和氢化磷脂系列产品。 响应面试验因子水平表

36. 二、成果主要内容 3）大豆磷脂高效分离纯化技术 在东海粮油、九三集团、上海（良友）集团等20家企业建立46条生产线，累计经济效益20亿元。获得了大豆磷脂保健品4种、磷脂药品3种。浓缩磷脂高于CENTRAL SOYA(美国)、FAO/WHO标准；粉末磷脂优于美国同类产品；注射磷脂高于我国药典、Degussa公司（德国）指标。 国药准字H19999523、国药准字199903739、国药准字H19999594，国食健字G20040418、国食健字G20060601、卫食健字（1998）第050号、卫食健字（1999）第0544号

37. 二、成果主要内容 3）大豆磷脂高效分离纯化技术 2010年 国家科技进步二等奖 省部级奖励4项

38. 高含油油料物理制取精炼技术 大豆油适温短时精准加工技术 二、成果主要内容 2 1 磷脂精制除杂-薄膜蒸发技术 凹土酸热作用机理及结构演化 高纯粉末磷脂制备技术 美拉德反应生香控制技术 超低酸挤压捏合、中温活化解聚扩孔干法活化技术 大豆磷脂高效分离纯化技术 分离纯化制备医药级磷脂产品 大型高效一次榨油技术 干法活化脱色吸附材料 磷脂的化学/酶定向修饰技术 低活性脱色剂两步脱色技术 低温絮凝无水脱磷精制技术 大豆原料检测及控制技术 4 紫外辐照-物理吸附脱除黄曲霉毒素技术 高效蜕皮-非水化磷脂控制技术 低温短时两级捕集回流脱臭技术 酶法脱胶技术 3 植物多酚抗氧化 低温充氮储藏

39. 二、成果主要内容 凹凸棒土 4）干法活化食用油脱色专用吸附剂 ——凹土酸热作用机理及结构演化规律 膨润土 发现并证实，凹土是较传统膨润土更理想的食用油吸附脱色材料，进一步研究揭示了凹土酸、热处理的作用机理和结构演化规律。

40. 二、成果主要内容 4）干法活化食用油脱色专用吸附剂 ——超低酸挤压捏合、中温活化解聚扩孔干法活化技术及装备 适度扩孔 对天然凹土超低酸挤压捏合、强制渗透活化，结合中温活化，机械破坏晶体纤维胶结物的同时强化无机酸的渗透与反应，实现晶束解聚和微纳米孔道的复生与扩生，使微孔孔径适度扩大。

41. 二、成果主要内容 4）干法活化食用油脱色专用吸附剂 培育7家高新技术企业，近三年新增销售收入5亿、利税1.8亿元；实现脱色剂绿色制造，彻底改变传统高温高酸高能耗湿法加工模式。

42. 二、成果主要内容 4）干法活化食用油脱色专用吸附剂 24% 35% 90 吨吸附剂酸用量由500kg降到2kg，废水排放由60t降到0；产品脱色率从60提高到90、吸附容量大、过滤速率快、催化活性和吸油率低；脱色时间缩短24%，吸附剂用量降低35%，滤饼残油由25%降到15%。 500 60 2

43. 二、成果主要内容 4）干法活化食用油脱色专用吸附剂 大规模应用于国内多家大型企业，如益海嘉里“金龙鱼”、中粮集团“福临门”、山东渤海实业“美食客”等著名品牌食用油生产企业，大幅提高了脱色吸附效果和食用油品质，推广应用以来，累计节约食用油20多万t，减少废水排放1亿吨 。 2014年国家技术发明二等奖

44. 三、成果总结与展望——先进性 与传统工艺相比 高含油油料物理制取精炼技术 大豆油适温短时精准加工技术 • 一次压榨出油率由78%提高至90%以上、水耗降低90%； • 产品植物甾醇、VE 、VD3含量分别提高1.3倍、提高81%、含量提高26%，风味物质结构与香气特征明显，黄曲霉毒素、TFA未检出。 • 得率提高1.5%，电耗、软水消耗、汽耗、溶耗分别降低5%、70%、7%、14%%； • 产品TFA含量降低15～40%，VE提高25-78%，甾醇提高15-35%，氧化稳定性明显提高；其余常规指标均达到一级油国家标准。 大豆磷脂高效分离纯化技术 • 浓缩磷脂：丙酮不溶物62.4%10，高于CENTRAL SOYA、FAO/WHO标准。 • 粉末磷脂：丙酮不溶物97%，棕褐/黃色，优于美国同类产品。 • 注射磷脂：丙酮不溶物≥95%、PC≥92%，黄白色，高于我国药典、Degussa公司（德国）指标。 干法活化食用油脱色专用吸附剂 • 吨吸附材料酸用量由500kg降到2kg，废水排放由60t降到零； • 产品脱色率从60提高到90、催化活性低，脱色时间缩短24%，吸附剂用量降低35%，滤饼残油由25%降到15%。

45. 三、成果总结与展望 国家科技进步/技术发明奖二等奖3项 省部级科技奖励14项

46. 三、成果总结与展望 制修定国家标准4项，行业标准1项 授权发明专利29项

47. 三、成果总结与展望 省部级鉴定成果11项 建立62条示范线，近三年新增利税50亿元

48. 三、成果总结与展望 本着“厉行节约、反对浪费”的精神，以“多出油、出好油、好出油”为目标，针对传统加工的能源资源浪费、环境污染、营养物流失及副产物利用率低等问题，从原料优选、先进加工、科学存储、新产品创制等方面出发，遵循适度加工理念，系统深入研究食用油营养与安全相关重大科学技术问题，突破了花生、大豆绿色高效加工关键技术、大豆磷脂梯度增值加工关键技术及基于干法活化的食用油脱色吸附材料开发与应用技术，在技术创新和集成基础上，构建起我国食用油适度加工技术体系，显著促进了油脂行业技术进步和加工业可持续发展，明显提升我国食用油品质。

49. 三、成果总结与展望 推广建议 • 科普推广：宣传使普通百姓了解适度加工概念和产品。 • 标准体系建设：建立与适度加工相关的标准体系。 • 装备开发：与适度加工相适应的相关工业化设备的开发。 • 政策扶持：相关政策支持推动适度相关技术的推广。

50. 衷心感谢！