谷物物理改性中试工程中心 加工谷物产品的技术创新与产业应用

一、项目背景与定位

国家粮食局科学研究院谷物物理改性中试工程中心是支撑我国粮食产业高质量发展的关键技术创新平台。该中心聚焦谷物物理改性技术的中试放大与工程化验证，致力于解决从实验室成果到工业化生产之间的“最后一公里”难题。在加工谷物产品领域，中心通过物理手段（如挤压、超微粉碎、温热处理、高压处理等）改变谷物中淀粉、蛋白质、膳食纤维等组分的结构与功能特性，从而开发出符合现代消费需求的新型谷物产品。

二、核心物理改性技术及产品类型

1. 挤压改性技术：利用双螺杆挤压机在高温、高压、高剪切条件下对谷物粉体进行重组，可生产即食谷物早餐、组织化谷物蛋白、休闲膨化食品等。挤压过程中淀粉糊化、蛋白质变性，赋予产品独特的质构和消化特性。
2. 超微粉碎与气流分级：将谷物麸皮、胚芽等副产物粉碎至微米级，提高膳食纤维的溶解性和口感，用于开发高纤维面包、谷物饮料及营养代餐粉。
3. 湿热处理与预糊化：通过控制水分和温度，改善谷物粉的黏度、冻融稳定性和成膜性，适用于方便米面制品、酱料增稠剂及可食用包装膜。
4. 高压均质与动态超高压：用于制备稳定的谷物乳液、纳米级谷物淀粉颗粒，可提升饮料的悬浮稳定性和生物利用度。

三、加工谷物产品实例与创新方向

中心已成功推出多类中试产品，包括：全谷物挤压麦片、高纤杂粮饼干、速溶谷物粉、低GI（血糖生成指数）重组米、以及功能性谷物肽饮品。创新方向正向着“精准营养”与“清洁标签”迈进：一方面利用物理改性调控谷物组分的消化速率，开发适合糖尿病人群、老年人及运动人群的定制化产品；另一方面减少化学添加剂使用，以物理场辅助实现防腐、抗老化与质构改良。

四、中试工程中心的能力与产业价值

中心配备了全流程中试线，涵盖原料预处理、改性反应、成型干燥、在线检测与包装单元，可完成日处理百公斤级至吨级的工艺验证。通过与高校、企业联合开展技术熟化，中心不仅输出可复制的工艺包和产品标准，还为企业提供设备选型、生产线设计与人员培训服务。其成果已应用于多家头部粮食加工企业，推动挤压谷物、超微全粉等产品实现规模化生产，显著提升了我国谷物资源的附加值，减少了对进口功能配料的依赖。

五、展望

面向谷物物理改性中试工程中心将继续围绕国家粮食安全与健康中国战略，深化物理场协同改性、智能传感与数字孪生等技术在谷物加工中的应用，加速开发低碳、高效、营养的谷物新品。通过打通“实验室—中试—产业”创新链条，该中心正成为引领我国谷物加工向绿色化、智能化、高端化升级的核心引擎。