乳品加工業(yè)科技創(chuàng)新路線圖探究論文
1乳品加工業(yè)市場(chǎng)分析
1.1乳品加工業(yè)品類分析
我國(guó)現(xiàn)階段被消費(fèi)者廣泛接受的乳品大類品種為：液態(tài)奶（包括常溫奶和鮮奶）、酸奶及配方奶粉，下面對(duì)各類別分別進(jìn)行分析。
1.1.1液態(tài)奶在液態(tài)奶方面，普通品類已無(wú)法滿足消費(fèi)者的要求，于是近年來(lái)，大型乳品企業(yè)紛紛開(kāi)始推出高端奶產(chǎn)品，且競(jìng)爭(zhēng)趨激烈。“枸杞奶”、“白金木糖”、“植物甾醇”等健康概念相關(guān)高端奶的推出，說(shuō)明人們已越來(lái)越注重養(yǎng)生，而消費(fèi)者也逐漸熟知膳食纖維、不飽和脂肪酸、植物蛋白、微量元素和礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分的重要性，因而生產(chǎn)出更多養(yǎng)生類的功能性液態(tài)奶制品將是一個(gè)發(fā)展方向。
1.1.2酸奶原味型酸奶甜度不夠，水果型及調(diào)配型酸奶通過(guò)豐富口味及增加甜度來(lái)滿足不同消費(fèi)者需求。在健康方面，也可與谷物、水果、蔬菜、礦物質(zhì)、維生素進(jìn)行組合，使酸奶品種更豐富多樣。此外，還可以發(fā)展新品種，如易保存的脫乳清酸奶、與冰淇淋口味相似的冷凍酸奶、粉末形式生產(chǎn)的酸奶粉等。對(duì)于目前各國(guó)都還在繼續(xù)研究的生物酸奶，豆奶酸奶等，我國(guó)也需要對(duì)其進(jìn)行深入研究及推廣。在菌種方面，各國(guó)研發(fā)人員正致力于研發(fā)出能在人體腸道內(nèi)存活且具有免疫調(diào)節(jié)作用的菌種，以及一些特殊的，如產(chǎn)香性能的菌種。
1.1.3奶粉奶粉方面，最重要的是質(zhì)量安全問(wèn)題。在經(jīng)過(guò)三聚氰胺事件后，消費(fèi)者對(duì)國(guó)產(chǎn)嬰幼兒奶粉質(zhì)量產(chǎn)生了懷疑，導(dǎo)致一些洋品牌奶粉在我國(guó)銷量直線上升。20xx年奶粉全年進(jìn)口量達(dá)到44.95萬(wàn)t，同比增長(zhǎng)8.57%，進(jìn)口額達(dá)16.45億美元，同比增加18.54%[3]。因而現(xiàn)在對(duì)于嬰幼兒奶粉產(chǎn)品，我國(guó)企業(yè)首先要做的是保證產(chǎn)品質(zhì)量，重塑消費(fèi)者信心，在此基礎(chǔ)上再發(fā)展其他品種。對(duì)于中老年配方奶粉，應(yīng)加大宣傳以加強(qiáng)消費(fèi)者對(duì)其認(rèn)識(shí)程度，添加和強(qiáng)化日常所需要的營(yíng)養(yǎng)元素，使其更適合中老年人身體健康要求。
1.1.4其他乳制品對(duì)于其他乳制品的品種，大致可分為兩大類，一類是受我國(guó)消費(fèi)者消費(fèi)習(xí)慣的影響而一直沒(méi)有被重視的奶酪制品；另一類是特殊乳制品，如針對(duì)肥胖者的特殊乳制品，針對(duì)運(yùn)動(dòng)員的乳制品，或其他乳清類、免疫乳制品等。奶酪的營(yíng)養(yǎng)很豐富，蛋白質(zhì)含量達(dá)到25%左右，鈣可達(dá)1.2%，但由于受我國(guó)消費(fèi)習(xí)慣的影響一直沒(méi)有被消費(fèi)者重視。乳清是生產(chǎn)奶酪中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，其含有的成分乳糖、乳清蛋白及其他微量等，非常有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。乳清蛋白是目前市場(chǎng)上營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高的蛋白質(zhì)產(chǎn)品，可以幫助運(yùn)動(dòng)員迅速的恢復(fù)體力，也可以調(diào)節(jié)嬰兒奶粉中酪蛋白和乳清蛋白的比例，使其更接近母乳。從乳品品類長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，在發(fā)展奶酪制品基礎(chǔ)上，應(yīng)對(duì)其副產(chǎn)物乳清同時(shí)進(jìn)行深入的研究，以創(chuàng)新出更多的品類，滿足不同消費(fèi)者的要求。免疫乳是指哺乳動(dòng)物選擇性地接種一些外來(lái)抗原，刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答，分泌特異性的抗體或免疫球蛋白進(jìn)入乳中[4]。國(guó)外研究機(jī)構(gòu)對(duì)乳牛接種細(xì)菌抗原，制成含有大量的抗體和抗炎癥因子乳粉。
1.2乳品消費(fèi)區(qū)域分析
根據(jù)20xx年《中國(guó)奶業(yè)年鑒》的數(shù)據(jù)[2]，20xx~20xx年各地區(qū)城鎮(zhèn)居民家庭平均每人全年消費(fèi)性支出中對(duì)奶及奶制品的支出費(fèi)用及排名情況如表1所示。根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以看到，這三年始終排在前四位的是上海、北京、西藏、安徽。上海、北京是國(guó)際性的大都市，生活水平高，因而對(duì)乳制品的消費(fèi)水平也高。西藏地區(qū)奶牛的養(yǎng)殖業(yè)較發(fā)達(dá)，當(dāng)?shù)鼐用竦娘嬍沉?xí)慣也偏向食用奶油等乳制品，因此對(duì)乳品的消費(fèi)量也大。安徽省的現(xiàn)代牧業(yè)集團(tuán)是蒙牛奶源最重要的供應(yīng)地之一，因而該地的消費(fèi)乳品支出排在前面也是合理的。消費(fèi)量較低的地區(qū)主要是黑龍江、湖南、吉林、云南等地，因而在進(jìn)行區(qū)域發(fā)展的規(guī)劃時(shí)，應(yīng)引導(dǎo)乳品加工企業(yè)有意識(shí)的向這些省份開(kāi)拓市場(chǎng)。進(jìn)行區(qū)域發(fā)展規(guī)劃的總體思路即為，對(duì)原來(lái)消費(fèi)量較高的地區(qū)，因其經(jīng)濟(jì)水平也相對(duì)較好，因而可以發(fā)展高端奶，并豐富產(chǎn)品品種，滿足消費(fèi)者的需求，穩(wěn)固并逐步增加其銷量；對(duì)于中等消費(fèi)地區(qū)，重點(diǎn)應(yīng)加大宣傳，進(jìn)一步提高消費(fèi)量；對(duì)消費(fèi)量較低的地區(qū)，按當(dāng)?shù)匚幕M(fèi)習(xí)慣、自然條件、經(jīng)濟(jì)條件三方面劃分歸類，針對(duì)不同的地域特點(diǎn)進(jìn)行路線圖的設(shè)計(jì)。如對(duì)于湖南等在消費(fèi)習(xí)慣上不適應(yīng)乳制品的地區(qū)，企業(yè)應(yīng)加大對(duì)乳品作用的宣傳，可先對(duì)容易接受新事物的青年多進(jìn)行宣傳，以不同口味、獨(dú)特的包裝吸引青年消費(fèi)者，以此逐漸打開(kāi)市場(chǎng)。黑龍江、吉林等東北地區(qū)，由于與主產(chǎn)品生產(chǎn)地的距離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致外地乳品進(jìn)入較難。對(duì)于這種情況，企業(yè)可采取與當(dāng)?shù)匦⌒腿槠菲髽I(yè)合作，逐漸找開(kāi)該地的消費(fèi)市場(chǎng)。對(duì)經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)，如云南，乳品企業(yè)可有針對(duì)性的改變包裝大小，進(jìn)行小包裝低價(jià)格的方式來(lái)擴(kuò)大銷售量。
1.3乳品加工關(guān)鍵技術(shù)分析
乳制品生產(chǎn)加工的關(guān)鍵技術(shù)大致包括：原料乳的檢測(cè)、殺菌、濃縮、干燥等，下面結(jié)合國(guó)內(nèi)外情況分別對(duì)其進(jìn)行分析。
1)對(duì)于檢測(cè)技術(shù)，因?qū)θ槠芳庸ば袠I(yè)來(lái)講，產(chǎn)品質(zhì)量安全是企業(yè)的命脈，故乳品行業(yè)要求十分嚴(yán)格。但對(duì)原料乳中一些含量極少、但影響大的物質(zhì)檢測(cè)可能需要一些特定的技術(shù)手段，我國(guó)應(yīng)進(jìn)一步引進(jìn)并研究生物傳感器、超聲波技術(shù)、高效毛細(xì)管電泳分析技術(shù)等，以提高檢測(cè)水平。
2)對(duì)于殺菌技術(shù)，我國(guó)目前采用是熱殺菌，主要是巴氏殺菌和超高溫殺菌技術(shù)。一些發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用在生產(chǎn)領(lǐng)域的冷殺菌技術(shù)，既可保持乳品中功能成分的生理活性，也能很好的保持乳中色、香、味，具體有高壓殺菌技術(shù)、超聲波殺菌技術(shù)、微波殺菌、電場(chǎng)殺菌、磁力殺菌、輻射殺菌、紫外線殺菌、臭氧殺菌等。高壓殺菌技術(shù)獨(dú)特新穎，而且簡(jiǎn)單而易操作，是近年發(fā)展起來(lái)的一種新型殺菌技術(shù)，目前還處于試驗(yàn)研究階段。微波殺菌相對(duì)于傳統(tǒng)加熱方式而言，引起營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失程度較少，對(duì)食物的風(fēng)味影響也較小。但如果加熱時(shí)間不充足、溫度不均勻，可能導(dǎo)致殺菌不徹底，如何解決這一問(wèn)題需進(jìn)一步探討的。電場(chǎng)殺菌現(xiàn)用于延長(zhǎng)面包、牛奶、橙汁、啤酒等產(chǎn)品的保質(zhì)期，但其對(duì)微生物作用機(jī)理還沒(méi)有十分明確，成本也比較高，所以還沒(méi)有進(jìn)入到商業(yè)應(yīng)用階段。我國(guó)乳品企業(yè)應(yīng)不斷探索引進(jìn)新型殺菌技術(shù)，以更好的保存乳制品營(yíng)養(yǎng)成分，滿足消費(fèi)者對(duì)健康的更高要求。
3)對(duì)于濃縮技術(shù)，現(xiàn)在普遍使用真空濃縮。真空濃縮的設(shè)備方面有缺陷：?jiǎn)涡綕饪s設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，生產(chǎn)能力大，但管子較長(zhǎng)，清洗不太方便；雙效式濃縮設(shè)備由于二次蒸汽能夠加以利用，降低了能耗，但其設(shè)備結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，要求較高操作和管理水平。現(xiàn)在發(fā)展的濃縮新技術(shù)有超濾反滲透技技術(shù)、冷凍濃縮技術(shù)等。超濾可以從溶液中分離高分子和微粒，反滲透可以除水，冷凍濃縮是基于冰與水溶液之間的固液平衡原理將水以固態(tài)方式從溶液中去除。這兩種方法的耗能比真空濃縮蒸發(fā)少。但設(shè)備成本和保養(yǎng)費(fèi)較高且不易操作。我國(guó)乳品企業(yè)需要深入研究并開(kāi)發(fā)濃縮新技術(shù)，兼顧能耗和可操作性。
4)對(duì)于干燥技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)乳粉生產(chǎn)普遍采用加熱干燥法，即噴霧干燥法。但噴霧干燥法所需空間大，一次性投資大，熱效率低，噴霧干燥塔內(nèi)壁粘有的乳粉，時(shí)間長(zhǎng)會(huì)影響成品的溶解性能，而且清除困難。冷凍干燥因蛋白質(zhì)不會(huì)受到損害，對(duì)乳粉質(zhì)量更加有利，但因其能耗太高而未被廣泛應(yīng)用。對(duì)于已有方法的缺陷及新方法的不足，都是可進(jìn)行進(jìn)一步研究的方向，以切實(shí)解決乳品加工生產(chǎn)中的技術(shù)難題。
5)應(yīng)用于生產(chǎn)特定的乳品品種的其他一些先進(jìn)技術(shù)。如膜分離技術(shù)中的反滲析技術(shù)應(yīng)用于濃縮乳清，超濾技術(shù)應(yīng)用于蛋白質(zhì)濃縮、分離以及提純等，生物技術(shù)中的基因工程、酶工程、發(fā)酵工程等應(yīng)用于生產(chǎn)免疫乳，微膠囊技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)功能性乳品等。其中膜技術(shù)在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已成功地應(yīng)用于乳品生產(chǎn)中，用來(lái)濃縮牛奶、分離乳清固型物等。微膠囊技術(shù)是將物料包埋或封存在微型膠囊中，使其成為一種固體微粒產(chǎn)品的技術(shù)，這樣能夠使被包裹的物料與外界環(huán)境隔絕，防止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的破壞與損失，最大限度地保持其原有的色香味和生物活性[5]。我國(guó)乳品企業(yè)需要引入并進(jìn)一步完善相關(guān)技術(shù)，推進(jìn)特定乳制品的生產(chǎn)。
1.4乳品加工設(shè)備分析
先進(jìn)的設(shè)備不僅能夠生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的乳品、節(jié)約能源、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而且與企業(yè)的科技創(chuàng)新，新技術(shù)的應(yīng)用，新產(chǎn)品的生產(chǎn)有著密不可分的關(guān)系[6]。我國(guó)乳品加工流程中原料乳預(yù)處理、殺菌、濃縮、干燥及包裝等諸多關(guān)鍵環(huán)節(jié)的設(shè)備大多還是依賴于進(jìn)口，這增加了乳品企業(yè)的.負(fù)擔(dān)。
1)在原料乳檢測(cè)設(shè)備方面，我國(guó)自動(dòng)檢測(cè)儀器、乳制品在線檢測(cè)設(shè)備等方面的研究才剛剛起步，現(xiàn)有的快速檢測(cè)設(shè)備大部分是從國(guó)外進(jìn)口，價(jià)格昂貴，應(yīng)用受限。
2)在原料乳凈化設(shè)備方面，目前多采用分體設(shè)備分別完成對(duì)乳的分離、凈乳、標(biāo)準(zhǔn)化，但這耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，因而應(yīng)研究生產(chǎn)出性能穩(wěn)定的一體化處理設(shè)備，提高生產(chǎn)率。
3)在原料乳預(yù)處理的均質(zhì)機(jī)設(shè)備方面，我國(guó)均質(zhì)機(jī)種類較多，也被大多乳品企業(yè)廣泛使用，但設(shè)備穩(wěn)定性方面與國(guó)外的還有一定的差距，有待提高。4)在高溫殺菌設(shè)備方面，因?yàn)槌啬淌俏覈?guó)乳品消費(fèi)的主要品種，因而對(duì)于高溫殺菌設(shè)備需求量也相對(duì)較大。但在這方面，我國(guó)乳品企業(yè)基本上都是引進(jìn)外國(guó)整套的生產(chǎn)線。雖然國(guó)內(nèi)企業(yè)也研發(fā)無(wú)菌生產(chǎn)設(shè)備，但質(zhì)量和性能方面都存在一定的問(wèn)題。
5)在乳粉生產(chǎn)所需濃縮設(shè)備方面，真空濃縮設(shè)備的形式較多，按加熱蒸汽被利用的次數(shù)有單效濃縮設(shè)備、多效濃縮備、帶熱泵的濃縮設(shè)備等。蒸發(fā)器效數(shù)多，可節(jié)約蒸汽，降低能耗。在國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家，真空濃縮所使用的蒸發(fā)器的效數(shù)已可達(dá)到七效，最新研發(fā)的閃蒸設(shè)備更是可以更大程度的節(jié)約能源、降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。但目前在我國(guó)多采用的是多為單效和雙效的蒸發(fā)器。
6)在乳粉生產(chǎn)過(guò)程中干燥環(huán)節(jié)所需噴霧設(shè)備方面，國(guó)產(chǎn)一段干燥設(shè)備較多，但二次干燥設(shè)備和速溶噴霧設(shè)備，與國(guó)際水平還有一定的差距，可作為以后研發(fā)重點(diǎn)。
7)在奶酪加工生產(chǎn)設(shè)備方面，由于我國(guó)奶酪生產(chǎn)很少，所以相關(guān)國(guó)產(chǎn)設(shè)備基本還是空白，加快奶酪設(shè)備的研究對(duì)生產(chǎn)奶酪制品也有重要的推動(dòng)作用。
8)在乳制品的包裝設(shè)備方面，主要是采用真空充氮的袋裝和罐裝。袋裝體積小，材料便宜；灌裝密封性能好，但材料較貴。目前我國(guó)包裝設(shè)備較多還是從國(guó)外進(jìn)口，對(duì)其研究的重視程度還不夠。總體而言，對(duì)于設(shè)備方面，一方面要認(rèn)識(shí)到我國(guó)已有乳品加工設(shè)備與國(guó)外相比還存在一定的差距，要對(duì)原有的設(shè)備進(jìn)行改造；另一方面，對(duì)引進(jìn)國(guó)外設(shè)備與技術(shù)進(jìn)行消化利用，應(yīng)掌握其核心技術(shù)，并不斷的對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，開(kāi)發(fā)出具有我國(guó)自主產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)設(shè)備。在設(shè)備生產(chǎn)方面創(chuàng)建自己的企業(yè)品牌，逐步脫離依賴國(guó)外生產(chǎn)設(shè)備的狀況。
2乳品加工業(yè)科技創(chuàng)新目標(biāo)分析
綜合前文對(duì)乳品加工業(yè)市場(chǎng)需求的分析，并結(jié)合有關(guān)專家及企業(yè)高層意見(jiàn)，可歸納產(chǎn)業(yè)目標(biāo)如下：
1)乳品加工產(chǎn)品品類方面：應(yīng)生產(chǎn)更多的新產(chǎn)品，豐富產(chǎn)品品種，并向國(guó)際前沿的功能性乳品品種靠攏。
2)乳品消費(fèi)區(qū)域方面：應(yīng)平衡區(qū)域消費(fèi)差距，企業(yè)也可借此擴(kuò)大自己的銷售區(qū)域，增加新的利潤(rùn)來(lái)源地區(qū)，也可避免高消費(fèi)區(qū)域價(jià)格戰(zhàn)造成產(chǎn)品質(zhì)量的下降。
3)乳品加工技術(shù)方面：技術(shù)水平相對(duì)于國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家有一定的差距，現(xiàn)在技術(shù)水平還較低，需要引進(jìn)國(guó)外的一些技術(shù)，并對(duì)于已引進(jìn)的技術(shù)進(jìn)一步研究以開(kāi)發(fā)新技術(shù)。
4)乳品加工設(shè)備方面：我國(guó)的加工設(shè)備在穩(wěn)定性和節(jié)能性方面都有待提高，對(duì)于引進(jìn)的設(shè)備，不僅要懂得其如何操作，還需要對(duì)其設(shè)計(jì)原理進(jìn)行研究，使其能轉(zhuǎn)化為我國(guó)的核心技術(shù)。
3乳品加工業(yè)科技創(chuàng)新技術(shù)壁壘分析
綜合相關(guān)專家人員的意見(jiàn)，得出我國(guó)乳品加工業(yè)主要加工技術(shù)的瓶頸問(wèn)題及其可能產(chǎn)生的原因可歸納對(duì)于我國(guó)生產(chǎn)量較少的奶酪產(chǎn)品，其技術(shù)壁壘是由于我國(guó)基本不生產(chǎn)，所以相應(yīng)的技術(shù)都比較陌生，我國(guó)需要從發(fā)達(dá)國(guó)家一些奶酪技術(shù)成熟的企業(yè)學(xué)習(xí)，盡快打開(kāi)中國(guó)的奶酪市場(chǎng)。
4乳品加工業(yè)科技創(chuàng)新需求項(xiàng)目的優(yōu)先性及研發(fā)模式分析
從乳品加工業(yè)產(chǎn)品品類、乳品消費(fèi)區(qū)域、乳品加工技術(shù)、乳品加工設(shè)備四方面總結(jié)科技創(chuàng)新需求項(xiàng)目，并依次編號(hào)，1~4號(hào)為品類方面需求項(xiàng)目，5~7號(hào)為消費(fèi)區(qū)域方面需求項(xiàng)目，8~14號(hào)為加工技術(shù)方面需求項(xiàng)目，15~20號(hào)為加工設(shè)備方面需求項(xiàng)目。把研究需求項(xiàng)目的優(yōu)先級(jí)分為頂級(jí)、高級(jí)和中級(jí)，按研究需要的時(shí)間長(zhǎng)短節(jié)點(diǎn)分為近期（0~3年）、中期（3~10年）、長(zhǎng)期（大于10年），分別用N，M和L表示，由此得出研究項(xiàng)目?jī)?yōu)先性分類。項(xiàng)目研發(fā)的模式可分為：自主研發(fā)，即企業(yè)內(nèi)研發(fā)；技術(shù)合作，企業(yè)與大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)等合作；技術(shù)引進(jìn)，即從行業(yè)之外或國(guó)外引進(jìn)。按照此分類，結(jié)合研發(fā)需求項(xiàng)目的內(nèi)容以及對(duì)項(xiàng)目的編號(hào)，制定乳品加工技術(shù)發(fā)展模式路線圖。
5乳品加工業(yè)科技創(chuàng)新綜合路線圖的繪制
結(jié)合對(duì)乳品加工業(yè)科技創(chuàng)新的市場(chǎng)需求、產(chǎn)業(yè)目標(biāo)、技術(shù)壁壘以及研發(fā)需求的分析基礎(chǔ)上，繪制乳品加工業(yè)綜合路線圖。企業(yè)可以此為參考，從戰(zhàn)略的高度對(duì)以后的發(fā)展進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃。在產(chǎn)品、技術(shù)等方面進(jìn)行創(chuàng)新，不斷進(jìn)行深入研究，生產(chǎn)出更多高質(zhì)量的產(chǎn)品，滿足更多消費(fèi)者的需求，進(jìn)一步進(jìn)軍國(guó)際水平，引領(lǐng)國(guó)際乳品加工業(yè)。
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