玉米胚芽油制取工艺及综合利用研究进展

马栎

（江苏财经职业技术学院，江苏淮安 223003）

玉米是我国主要的粮食作物之一，也是重要的经济作物。玉米胚芽是玉米籽粒的重要组成部分，其中油脂含量高达35%～55%，占玉米脂肪总量的80%以上。玉米胚芽油营养价值很高，有“长寿油”、“放心油”的美称，目前玉米胚芽油已经广泛应用于食品、药品、日用品等行业。

1 玉米胚芽油成分

玉米胚芽油营养丰富、品质良好，是联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）食品标准安全性认可的16种食用油脂之一。其脂肪酸组成80%以上为不饱和脂肪酸，其中亚油酸含量高达60%、亚麻酸含量1%、油酸含量30%左右，同时含有VE、VA、卵磷脂、植物甾醇、β－胡萝卜素等营养成分，被西方国家誉为“液体黄金”[1]，具体成分见表1。

表1 玉米胚芽油营养成分表Table1 Nutrition facts of corn germ oil

2 玉米胚芽油提取工艺

传统的玉米胚芽油提取方法多为压榨法、浸出法，但这两种方法在不同程度上引起蛋白质变性。随着科技发展，水酶法逐渐成为玉米胚芽油提取的主要方法，而超临界CO2萃取法、反胶束法等也逐渐应用于玉米胚芽油制取过程中。

2.1 压榨法

压榨法是通过机械外力将油脂从油料中压榨出来的方法，此方法生产出的油脂品质较好，但油饼残油率较高。压榨前需对油料进行蒸炒，过程中由于温度较高导致蛋白质变性，品质下降。工艺流程如下：

2.2 预榨浸出法

预榨浸出法是先将玉米胚芽进行压榨，后将油饼送入浸出器中进行提油，再将毛油进行精炼生产高品质玉米胚芽油的方法。此法与压榨法相比，提油效率高，饼粕残油率低于1%，生产过程机械化、自动化程度较高，生产成本较低，饼粕质量较好。但预榨过程中同样存在蛋白质变性，影响蛋白质品质。其工艺流程如下：

2.3 水酶法

水酶法是将玉米胚芽进行湿热处理，然后用酶破坏细胞及油脂复合物，使油脂从细胞中释放出来。同时，根据油脂和非油脂成分与水的亲和能力差异及油、水比重的差异，将油脂和非油成分分离[2]。其工艺流程如下：

水酶法提油过程中，应用不同种类酶提取率不同。Mirjana Bocevska等研究发现[3]，玉米胚芽采用果胶酶Pectinex Ultra SP－L在37°C、pH 5.2条件下作用6 h提取油脂，所得油脂色泽浅，游离脂肪酸含量1.5%，过氧化值8.1，磷脂含量0.022%，VE含量1 350 mg/kg，氧化稳定值为14.6 h。段作营等研究发现[4]，水酶法提取过程中采用纤维素酶和中温α－淀粉酶（5∶3）复合作用、应用1∶5的料液比、蒸汽处理时间20 min、加酶量0.8%、反应时间6 h条件下，提取率可达89.75%。Robert A.Moreau等对干磨玉米胚芽和E－胚芽研究发现[5]，直接使用酸性纤维素酶无法提出油脂，对干磨玉米胚芽进行沸水热处理或微波处理后，采用酸性纤维素酶提取油脂，提取率分别为43%和57%。不经过热处理，采用酸性纤维素酶和碱性蛋白酶处理，干磨玉米胚芽出油率为50%～65%，E－胚芽出油率为80%～90%。

水酶法取油率较高，油脂品质好，但酶制剂用量大、成本高，工业应用受到限制。

2.4 超临界CO2萃取法

超临界CO2萃取技术是一种新兴的提取技术，是利用CO2在超临界状态下具有似液体的密度，似气体的扩散性和黏度，从而显示出较大的溶解能力和较高的传递特性的原理，通过改变操作压力、温度、时间及流量等手段来完成对提取成分选择性萃取的方法[6]。工艺流程如下：

不同条件下萃取效率不同，D.D.Christianson等研究发现[7]，超临界CO2萃取工艺提取玉米胚芽油，采用温度 50°C、压力 34.5 MPa～55.2 MPa条件，所得油脂与普通方法提取油脂相比，游离脂肪酸含量、精炼损失较低，色泽更浅。除采用CO2为萃取剂外，还可采用乙醇、CO2混合萃取方法，E.Rónyai等研究发现[8]，在恒温、恒压下（30 MPa，41.5℃）采用乙醇和CO2混合超临界萃取方式提取玉米胚芽油，随着乙醇添加量增加，萃取时间明显减少所得油脂脂肪酸组成与单纯CO2萃取基本相同。程霜等研究得出[9]，萃取条件采用压力35 MPa、温度50℃、时间3 h、CO2流量34 kg/h情况下，油脂萃取率高达97.3%。

总体来讲，超临界CO2萃取过程萃取、分离一体，整体工艺简单，所得油脂品质好。

2.5 反胶束法

反胶束法是一种新型的油脂提取方法，工艺过程分为前萃取和后萃取，提取油脂同时可获得蛋白。反胶束指分散于连续有机溶剂介质中包含有水分子内核的表面活性剂的聚集体，大小一般都在纳米尺寸[10]。将表面活性剂溶于非极性有机溶剂中，当浓度超过临界胶束时，在有机溶剂中形成反胶束。研究发现反胶束法提取玉米胚芽油肪酸组成与其他方法制取基本一致，油脂酸价略高于浸出法取油而明显低于水酶法取油，碘值低于水酶法、浸出法取油，过氧化值略高于水酶法但明显低于浸出法取油[11]。

3 玉米胚芽油应用

3.1 食品行业应用

玉米胚芽油是优质的烹调用油及食品加工用油。玉米胚芽油色泽金黄、口味清淡、油而不腻，其极易被人体吸收，对于大多数人特别是老年人来说是理想的保健用油。玉米胚芽油稳定性好，特别适合用于煎炸食品，经玉米胚芽油煎炸的食品色泽金黄、口味纯正、保质期长，且营养价值高。玉米胚芽油脂富含人体必需脂肪酸及其他营养成分，是母乳化奶粉中理想的油脂配料，对婴儿的生长、视网膜及大脑皮质发育非常有益，一些大品牌的奶粉配料中均添加玉米胚芽油[1]。

3.2 饲料行业应用

玉米胚芽油可作为传统的高淀粉能量添加剂的替代品添加到反刍动物饲料中，Pavan等研究发现[12]，将玉米胚芽油作为高纤维日粮的替代品添加，可满足动物生产需求，同时提高肉内脂肪酸含量；在放牧牛饲料中添加玉米胚芽油，会提高胴体重量和脂肪含量，但会导致饲草采食量、消化率降低。同时由于脂肪对饲料颗粒和瘤胃微生物有包被作用，添加量过多会影响瘤胃发酵。

李胜利等研究发现[13]，添加玉米胚芽油到绵羊日粮中，当添加量为4%时，瘤胃液pH提高，瘤胃液体中BCP浓度降低，但瘤胃内VFA浓度无明显变化；当添加量为8%时，瘤胃液pH升高，瘤胃内VFA浓度降低，但对BCP浓度没有影响。

李凤学等研究发现[14]，在肉牛日粮中添加玉米胚芽油，当添加量小于8%时，对肉牛瘤胃pH、蛋白质在牛瘤胃中降解程度无明显影响，但导致VFA浓度及乙酸浓度明显下降。

3.3 医药行业应用

玉米胚芽油药用价值高、富含不饱和脂肪酸，适量食用可调节血脂、预防和改善动脉硬化，对糖尿病、冠心病等患者有益，因此是许多心血管治疗药物的主要原料。动物实验研究发现[15]，对患高脂症的小鼠灌胃玉米胚芽油，30 d后小鼠血清中低密度值脂蛋白-胆固醇、高脂血症、总胆固醇含量显著下降，动脉硬化指数显著下降。

但近年来研究发现[16]，不饱和脂肪酸虽可以降低总胆固醇水平，但主要降低对机体有保护作用的高密度脂质蛋白胆固醇，同时不饱和脂肪酸链中的双键易受自由基攻击形成脂肪酸自由基，诱发脂质过氧化反应，产生的氧化物可能导致肝脏疾病、肿瘤等。苗宇船等用玉米胚芽油和猪油做大鼠饲喂对比试验证实[17]，在大鼠肝脏内玉米胚芽油比猪油更容易发生脂质氧化反应，从而促进酒精等引起肝损伤，同时更容易诱发脂肪肝伴炎症和纤维化。因此，在应用玉米胚芽油时应综合考虑，适量食用，避免危害。

3.4 化妆品行业应用

近年来，玉米胚芽油广泛应用于化妆品行业。研究发现[18]，玉米胚芽油所含亚油酸、油酸的甘三酯成分和多种维生素对改善肤质、发质有良好作用。临床实验表明，含玉米胚芽油化妆品对治疗慢性湿疹、黑斑、皮肤老化等病症效果明显；油脂所含γ-谷维素可调节皮肤分泌、抗脂质过氧化、促进血液循环。有研究表明[19]，添加玉米胚芽油的化妆品可缓解皮肤、嘴唇干燥问题，减少皮肤皱纹产生；添加玉米胚芽油的洗发产品更容易渗透入头发，对改善头发干枯、恢复头发光泽有明显作用。同时，含玉米胚芽油化妆产品有防止妊娠纹、保持皮肤弹性、去除皮肤角质的功能。

3.5 其他应用

玉米胚芽油还可应用于化工、能源等领域。随着能源危机的不断加剧，环境问题日益严重，生物柴油等新型能源越来越广泛应用。玉米胚芽油高温稳定、抗氧化、抗低温性能较好，可应用于工业上生产生物柴油[20]。有研究表明，以玉米胚芽油、甲醇为原料，以氢氧化钠为催化剂生产生物柴油，在原料比1∶3（甲醇∶玉米胚芽油）、催化剂用量为油重1%、温度60℃，时间70 min条件下得率可达95.33%[21]。

玉米胚芽油含有大量不饱和脂肪酸，其双键可以被单质硫氧化加成，生成含硫润滑油添加剂。相关资料显示，该种添加剂铜片腐蚀一般要明显好于硫化烯烃，但考虑经济性，以植物油为基础的添加剂大多应用于高档含硫润滑油的生产中[22]。

4 展望

我国既是玉米主要生产国，也是玉米的主要消费国，总消费水平可达1.2亿t左右，仅次于美国居世界第二位，充分、合理利用玉米胚芽资源，生产食用油脂将是提高我国食用油自给率的重要途径。

目前，我国玉米胚芽油所占市场份额逐年增大，自2009年以来已成为仅次于大豆油、棕榈油、菜籽油、花生油的第五大食用植物油品种。但由于广大消费者对其营养性、功能性了解不足，使其只被作为普通油脂使用，没有真正发挥“保健油脂”的作用。在今后的生产、销售中，如能对其营养性、功能性进行合理的宣传，提高我国消费者的认识，在人们日益关注营养健康的今天，玉米胚芽油必将占领更大的市场份额。此外，随着玉米胚芽油产量增大，社会对其认知程度增加，玉米胚芽油在药品、日用品、能源、饲料等行业的应用将更加广泛、更加深入。

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