1、玉米胚芽的綜合利用摘要：玉米胚芽含豐富的人體必須營養素，利用玉米淀粉廠副原料玉米胚芽，經先進的生產工藝與技術，進行油的提取、純天然植物蛋白的提純。既可充分利用我國糧食資源，增加糧食附加值，還可以對淀粉廠產品進行綜合利用，同時為食品行業增加新型植物材料。關鍵詞：玉米胚芽；油；植物蛋白我國是玉米產量大國，居世界第二，玉米除少量食用外，大部分 作玉米淀粉生產原料、飼料原料及酒精原料。其中玉米淀粉平均年產 量近1.70X 109kg,副原料中玉米胚芽近2.0Xl08kg,目前主要是將部 分玉米胚芽生產玉米胚油。玉米胚芽含豐富的人體必須營養素，玉 米胚芽占玉米重的8%10%,每100g玉米胚芽含蛋白質2

2、0.5g、脂 肪28.6g、碳水化合物40.8g以及豐富的VB、VE、粗纖維和多種氨 基酸、礦物質。因此，利用玉米淀粉廠副原料玉米胚芽，經先進的 生產工藝與技術，開發純天然植物蛋白飲料，既可充分利用我國糧食 資源，增加糧食附加值，還可以對淀粉廠產品進行綜合利用，同時為 食品行業增加新型植物蛋白飲料。1玉米胚芽的營養價值玉米胚芽油含有豐富營養成分和較高營養價值，其脂肪酸組成中80%以上是油酸、亞油酸和亞麻酸等不飽和脂肪酸，不含膽固醇，且 富含維生素E,具有防止動脈粥樣硬化病變和抗衰老作用，正日益成 為理想的健康營養食品。長期食用玉米胚芽油具有改善人腦細胞功 能，增強記憶力，緩解人體機制老化及老年

3、斑形成，預防肌肉收縮， 增強體質活力，控制血中膽固醇等作用3。提油后的玉米胚芽餅（粕）往往含有玉米纖維，特別是有一種異 味，所以一般均作為飼料處理。如果胚芽分離效果好，而且以溶劑浸 出法制油，那么這樣獲得的脫脂玉米胚芽粕經過脫溶脫臭處理后，就 成為一種風味、加工性能和營養價值均良好的食品添加劑， 可在糕點、 餅干、面包中使用，也可制作胚芽飲料或制取分離蛋白 。玉米胚芽蛋白主要由球蛋白和白蛋白構成，含量達60 %以上。有 關玉米胚芽蛋白質的生物學價值， 通過酶解測定，其總蛋白或主要組 成谷蛋白，均不低于雞蛋白和酪蛋白。按其氨基酸構成評定，符合國 際衛生組織全價蛋白的規定值，近似于人奶和雞蛋生物學

4、價值。 其氨 基酸組成不同于胚乳，必需氨基酸含量很高，尤其是玉米胚乳中缺乏 的賴氨酸和色氨酸含量都比較高。玉米胚芽蛋白的氨基酸組成與雞蛋 白的氨基酸組成非常相似，與FAO/WHO推薦的人類蛋白質標準具有 較好的一致性。2玉米胚芽油2.1水代法水代法是一種傳統的提油方法。其原理是以水代油，油料經烘炒、 磨碎后，加入大量沸水攪拌振蕩，利用蛋白質的親水性強而油脂疏水 性強的特性達到分離油脂的目的。該法設備簡單，不需加入有機溶劑， 提取的油脂品質好。例如小磨香油就是用此法制成的。2.1壓榨法壓榨法是通過機械壓力把油從油料中擠壓出來，是油脂廠普遍應 用的方法。在壓榨前，需要經過篩選、軋坯、蒸烘等工藝對油

5、料進行 預處理。篩選是為了除去油料中的雜質；軋坯是使油料在蒸烘時受熱 和水分分布均勻，并使油料中部分細胞組織受到破壞，有利于油脂的 榨出或浸出；蒸烘可使油料中的蛋白質凝聚變性， 破壞蛋白質膠體對 小油滴的包圍，同時高溫能夠增加油脂的流動性，使小油滴匯成大油 滴從料坯中流出。壓榨過程中也常采用溶劑萃取法浸出油餅中殘留的 油脂。2.2浸出法把油料胚（或預榨餅）浸于選定的溶劑中，使油脂溶解在溶劑內（組成混合油），然后將混合油與固體殘渣（粕）分離，混合油再按 不同的沸點進行蒸發、汽提，使溶劑汽化變成蒸氣與油分離，從而獲 得油脂（浸出毛油）。溶劑蒸氣則經過冷凝、冷卻回收后繼續使用。粕 中亦含有一定數量的

6、溶劑，經脫溶烘干處理后即得干粕，脫溶烘干過 程中揮發出的溶劑蒸氣仍經冷凝、冷卻回收使用 。2.3水酶法玉米胚芽在浸泡、干燥、儲藏期間，胚芽內部許多酶如過氧化物 酶、脂酶使玉米胚芽油發生降解反應，其降解產物在預榨、浸出過程 中進入油中，使油脂品質下降。既為了最大程度的保留營養物質，也 為了可以同時得到油與蛋白質，水提法的出現恰恰滿足這兩點。但是 由于水提法不足以徹底破壞植物組織細胞壁而導致出油率低、蛋白質回收率不高。因此，通過諸多研究者的研究發現，通過水酶法即在機 械破碎的基礎上，采用能降解植物油料細胞壁的酶， 從而使油脂從油 料中釋出。利用非油組分對油和水的親和力差異， 同時利用油水比重 不同

7、而將油和非油組分分離 。李珺等8研究認為：pH值、加水比、蒸汽處理時間、酶的選擇、加酶量以及作用時間對油脂的提取率都有很大影響。 在水酶法制取玉米胚芽油的工藝中，最適參數為：料液比 1: 5，蒸汽預處理時間20 min，酶的加入量0.18%,反應時間6h,此時提油率可達89.75%。王 素梅等9研究認為：水酶法制取的油脂，其氧化穩定性、生育酚及酸 值均較壓榨油高，而磷脂及過氧化值則遠小于壓榨油中的含量。由此可見，水酶法是一種很好的提油方法 ，不僅能提高出油率，而且油脂 的穩定性也很好。2.4超臨界CO?萃取傳統的壓榨法或預榨一浸出法得到的玉米毛油中因含較多葉黃 素和葉紅素，呈深琥珀色，含磷脂較

8、多（1%-3%），較多的非脂肪成 份（主要是甾醇，1%以上），游離脂肪酸含量高于一般的植物油（約 1.5%）。此外，濕法去胚得到的胚芽有很濃的酸味和玉米糠味，必須 經脫酸、脫色、脫臭、脫膠等處理，才可食用。經多次精煉，玉米 油中的不飽和脂肪酸在高溫下被氧化，Ve和憐胡蘿卜素等營養成份有所損失。我們采用超臨界CO2萃取技術從玉米胚芽中萃取玉米油，并根據 玉米油中各組分在超臨界中溶解性能的差異， 通過改變壓力進行選擇 分離，在萃取的同時完成脫膠、脫酸、脫臭和脫色的精制過程。尹卓 容10實驗得到萃取最優條件為：35MPa, 65C條件下萃取，回收率達 到 95.7%。2.5油粉的微膠囊化由于胚芽油不

9、穩定，其中含有較多的易氧化成分，通過微膠囊化 處理，不僅增強穩定性、延長貨架期，也明顯增強其對水的溶解性和 乳化分散能力。以CMC和大豆分離蛋白最為包裹玉米胚芽油的壁材， 以蔗糖脂肪酸酯、分子蒸餾單甘脂為乳化劑，采用噴霧干燥法制備玉 米胚芽油的微膠囊11。3玉米胚芽蛋白3.1玉米胚芽蛋白的功能性質玉米胚芽蛋白的溶解性較好，在堿性條件下(pH8時)，其氮溶解指數(NSI)非常高，可達95.6%。不同脫胚方式和脫脂方式對玉米胚芽 蛋白的溶解性影響較大。采用低溫條件下干磨脫胚和超臨界萃取制 油，獲得的玉米胚芽蛋白具有較好的功能性質。Za-yas等比較了不同 脫脂方式的玉米胚芽蛋白的溶解性，與傳統的正

10、己烷脫脂方式相比， 采用CO2超臨界萃取脫脂，玉米胚芽蛋白的溶解性明顯提高，這可 能是由于在傳統的溶劑浸油后的脫溶過程中，造成蛋白質變性，使溶解性變差12。玉米胚芽蛋白具有較好的吸水性，遠遠超過乳清濃縮蛋白和大豆 蛋白。不同的脫胚方式影響玉米胚芽蛋白的吸水性，Nielsen等測定干磨法獲得的玉米胚芽蛋白粉吸水性為4.2g/g，濕磨法為 6.98.0g/g13。關于玉米胚芽蛋白的吸油性，Hung等的研究表明：玉米胚芽蛋 白的吸油性與脫脂乳粉(NFDM，non-fat dry milk)和大豆濃縮蛋白相 近，低于乳清濃縮蛋白和酪蛋白鈉鹽14。利用這種性質，玉米胚芽蛋 白可用做碎肉制品中的蛋白質添加

11、劑， 以提咼產品品質，降低生產成 本。與其他的植物蛋白一樣，玉米胚芽蛋白在等電點區域，其乳化活 性最低，這說明乳化活性與溶解性密切相關；在pH7.08.5時，玉米胚芽蛋白的乳化活性有明顯的增加。 Zayas等人研究證明玉米胚芽蛋 白具有良好的乳化能力和乳化穩定性，可以做為一種蛋白質添加劑用 于食品中15。3.2玉米胚芽蛋白分離蛋白的提取目前從餅粕中提取玉米胚芽蛋白主要有以下幾種方法：（1）水相法：采用不同水相（水、稀堿、稀酸、稀鹽）將蛋白提取出來，在蛋 白質等電點附近將蛋白沉淀，再分離干燥制取玉米胚芽濃縮蛋白。 此 方法制取濃縮玉米蛋白具有工藝簡單、成本低等優點，容易實際應用， 但這種方法在工

12、業生產中往往蛋白得率較低。（2）水相酶解法：利用 蛋白酶將玉米胚芽粕中蛋白質充分溶出以提高蛋白質收率。此方法中酶制劑的成本較高。劉曉等利用纖維素酶與玉米蛋白粉反應后， 多級 酸洗，得到蛋白產品中蛋白質含量達。（3）有機溶劑法：利用丙酮、 乙醇等有機試劑提取餅粕中的多酚、植酸后得到蛋白質。因工藝復雜， 成本高及溶劑對蛋白質營養價值有一定影響，工業化生產困難較大。（4）雙液相萃取法：王車禮等采用CaCL:水溶液和二氯乙烷為液選 劑處理菜籽粕，從菜籽粕粒度小于 0.2mm的餅粕得到含量大于58% 蛋白質，有少量籽皮。（5）超濾、滲濾法：利用超濾膜對分離組分選 擇性，截留分子量較大各種蛋白質分子或相當

13、粒徑膠體物質，可將蛋白質濃縮和分離并保留在截留物中，產品蛋白具有較佳氨基酸組成。缺點為膜容易被阻塞，分離效率下降。利用超濾和滲濾處理鹽溶球蛋 白，使球蛋白沉淀，同時溶液中植酸鹽含量大幅降低，經噴霧干燥得 到蛋白質含量為85.6%。3.3玉米胚芽蛋白在食品中的應用3.3.1在焙烤食品中的應用玉米胚芽蛋白氨基酸組成均衡、必需氨基酸含量高，是一種很好 的食品營養添加劑。焙烤食品中添加玉米胚芽蛋白，可以彌補小麥蛋 白質中賴氨酸和蘇氨酸的不足，起到強化蛋白質的作用。姜元榮研究發現在面包中添加 20%玉米胚芽蛋白粉時，不僅面包 的蛋白質含量大大提咼，而且外觀、膨松度、口感等指標與原來無多 大差異16。籍保

14、平等對玉米胚芽面包面團的發酵性能進行研究發現， 玉米胚芽粉的添加量對面團的發酵性能有很大的影響，隨著胚芽粉添加量的增加，面團發酵后的最大體積減小，發酵時間縮短；當胚芽粉 添加量不大于3%時（按質量計），胚芽面包面團發酵的最大體積與面 包專用粉基本相同，當胚芽粉達到 9%時，面團發酵的最大體積減小 約18%，生產不同的面包，應選擇不同的玉米胚芽粉添加量17。盧敏 在面粉中加入2%的玉米胚芽蛋白粉，制作餅干，餅干體積增大，口 感更為松脆18。Guota在普通玉米中添加1 : 1的脫脂玉米胚芽粉（以蛋白質含量 計），加工制作了玉米胚芽蛋糕，大大提高了玉米蛋白質的利用率， 其生物價（BV）、蛋白質凈利

15、用率（NPU）、蛋白質功效比值（PER）較未 添加分別提高了 18.2%、11.4%、20.0%19。Tsen等在小麥粉中添加12%的玉米胚芽蛋白粉，生產營養強化面包，產品外觀、口感與普通 面包無明顯差異；繼續增加玉米胚芽蛋白粉的添加量，當添加量達到24%時，面包的膨松度降低，體積變小20。332在肉制品中的應用碎肉制品的生產取決于瘦肉能否在一定條件下，與脂肪（肥肉）形成具有熱穩定性的乳化肉糜，即加熱后脂肪和水分仍保留在肉糜中而 不會分離出來，因此在碎肉制品中要添加蛋白質以改善肉糜穩定性， 增加產品持水、持油的能力。傳統的蛋白質添加劑包括酪蛋白、孚L清 濃縮蛋白、大豆蛋白等，國內目前在肉類食品

16、中使用的蛋白質添加劑 主要是大豆粉和大豆分離蛋白。李晶等將玉米胚芽蛋白代替大豆分離蛋白，應用于乳化性碎肉制品中，通過研究發現，玉米胚芽蛋白對固體脂肪的乳化能力與大豆分 離蛋白相似，但是對油的乳化穩定性和凝膠性均比大豆分離蛋白好； 添加玉米胚芽蛋白產品的質構性能（硬度、彈性、黏結性、咀嚼性）與 添加大豆分離蛋白沒有明顯差異，并且提高了產品的得率21。Zayas等研究發現，在肉糜中添加 2%4%的玉米胚芽蛋白能夠增加肉糜的 持水力、彈性和熱穩定性，從而顯著地增加了最終產品的得率，產品 的顏色、口感（肉香、肉味）、組織特性、儲藏穩定性沒有發生明顯變 化22-23。Brown等在肉餡中分別添加2.5%

17、7.5%的玉米胚芽蛋白粉， 制作牛肉餡餅，研究發現添加玉米胚芽蛋白粉能夠增加肉餡的持水性 和持油性，提高肉餡的乳化穩定性，改善了產品的組織特性；品嘗試 驗表明：配方中加入玉米胚芽蛋白粉使肉餡的咀嚼性明顯提高，但是 餡餅的肉香味稍有降低24。333制備植物蛋白飲料利用玉米胚芽進行蛋白飲料的生產，國內研究較多。無錫輕工大學的馬曉軍直接以玉米胚芽為原料，對玉米胚芽汁的生產進行了研 究，其生產工藝流程如下：玉米胚芽-漂洗-浸泡-洗滌-磨漿-漿 渣分離t配料t均質（兩次）超高溫瞬時滅菌，脫臭灌裝封口- 殺菌冷卻。由于在生產工藝中并未去除玉米胚芽中的油脂，所以完全保持了玉米胚芽的營養，經工廠化生產試驗驗證

18、，其產品品質穩定、 口感細膩滑潤、飲后余香無窮 曲。李琰用生產玉米淀粉后分離出的副原料玉米胚芽，經清洗、凍 干、微波烘烤、粉碎、調配、去油脂等先進生產技術與工藝，生產玉 米蛋白飲料。通過實驗得出了玉米胚芽植物蛋白飲料最佳生產工藝條 件為：均質粒度20um,調配后二次均質壓力分別是 20MPa、30MPa, 均質溫度為70 C,加0.1%蔗糖酯和0.1%黃原膠復合穩定劑。王文俠 26以干法玉米胚芽為原料，對酶法制備玉米胚芽蛋白飲料基料的工藝 條件進行了研究。結果表明，Alcalase蛋白酶能顯著提高玉米胚芽蛋 白質及其水解物提取率，提取的較優工藝條件是：料液比 1: 6,堿 性蛋白酶加量0.2%

19、（以蛋白質計），pH7.0,浸提溫度60C，浸提時間 5h。在玉米胚芽蛋白飲料基料制備工藝中， 堿性蛋白酶能顯著地提咼 玉米胚芽蛋白質及其水解物的提取率。 經過二次浸提，蛋白質及其水 解物提取率可達65.38%。玉米胚芽蛋白飲料是中性飲料，營養豐富， 生產過程中只要控制好關鍵技術與生產衛生條件，就可生產出質優味 美的玉米胚芽植物蛋白飲料。4其它方面的應用醬油生產需要大量蛋白質原料，目前國內企業采用的是大豆或豆 餅。胚芽粕富含氮源且價格低廉，將其做為蛋白質原料用于醬油釀造 不僅找到新的蛋白質原料，而且用其釀造醬油后，醬油糟還可以生產 飼料，因此用玉米胚芽粕代替大豆生產醬油，增加了產品的附加值，

20、為企業創造更高的利潤。最佳工藝參數：豆餅：玉米胚芽粕=1:1,麩皮添加量20%，面粉含量4%,含水量30%。【27】將玉米胚芽用于酸奶的制作，生產出一種新型的、營養更加全面 合理的產品，具有很好的實際應用前景。以玉米胚芽和奶粉為主要原 料，經過酶法提取玉米胚芽汁，再經調配、均質、殺菌、發酵等工藝 制成發酵型玉米胚芽酸奶，產品營養豐富，風味獨特，具有保健功效28O玉米胚芽中的玉米纖維是以多糖為主的、 不能被人體消化吸收的 高分子物質，具有膳食纖維的功能特性，可促進腸胃蠕動，螯合膽固 醇，防治心血管疾病等，是制造越來越受到人們青睞的膳食纖維食品 的優質原料30。研究表明，添加適量優質大豆膳食纖維和

21、分離蛋白均 可提高面包品質，并可減少其他輔料用量29。通過對面團流變學特性 和面包品質特性進行分析，在面包制作中，添加玉米胚芽粕是可行的， 但為了使面包品質不受較大影響，面粉中玉米胚芽粕的添加量應不超 過 50 g/ kg30。5結束語通過上述對玉米胚芽的綜合利用現狀的分析從玉米深加工的角度來說，對玉米胚芽蛋白進行綜合利用是一項很有發展前途的行業。 它不但可以滿足人們對營養的需求，還可以帶動一系列食品加工行 業，并且對環境保護也起到了積極的作用。其中新型植物蛋白飲料的研制是一項簡單可行、經濟效益較好的產業。水解玉米胚芽制備玉米 胚芽肽則是新興的行業、但是產率低是一個亟待解決的問題。參考文獻1

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