玉米胚芽的综合利用研究

玉米胚芽的综合利用研究

我国是玉米主要的生产和消费国，年产量22458万吨，约占世界总产量的1/5。玉米胚芽是玉米生长和发育的起点，虽然质量仅占玉米籽粒的11%-14%，但其脂质占玉米籽粒总脂质的84%、蛋白质占22%、矿物质占83%。多年来，国内外学者致力于玉米胚芽的研究与应用。目前，玉米胚芽已被广泛运用于食品工业、农林业、医药行业等。

玉米胚芽的营养组成

玉米胚芽是优质的食用油资源，其脂肪含量在46%以上，不饱和脂肪酸含量占脂肪总含量的85.5%，且油酸、亚油酸和α-亚麻酸的含量都很丰富。研究表明，玉米胚芽油有降低血清胆固醇、抗氧化、提高免疫的作用，经常食用对肥胖症、高血压、高血脂、糖尿病和冠心病患者都有一定的保健功效。玉米胚芽也是优质的蛋白质资源，含量一般为23%～25%，且其氨基酸种类齐全、含量相对平衡，与FAO/WHO推荐的人类蛋白质标准具有较好的一致性。并且，玉米胚芽中还含有功能性因子γ-氨基丁酸和谷胱甘肽。γ-氨基丁酸被证实在降血压、改善脂质代谢、减缓动脉硬化等方面效果显著。谷胱甘肽在临床医药领域上用于保护肝脏、治疗肿瘤、酒精性肝病等。此外，由于玉米胚芽蛋白具有较好的吸油、持水、乳化、延展、凝胶等特性，还可用于肉制品、焙烤、方便面等食品工业。膳食纤维在玉米胚芽中占9%，具有多种保健功能，包括降低血糖、缓解便秘、降低血脂等。除了以上营养素，玉米胚芽还含有植物甾醇、维生素E等成分。

玉米胚芽的应用

富含玉米胚芽油、蛋白质和膳食纤维的玉米胚芽是玉米加工工业的副产物，是一种值得大力开发的资源。近年来，诸多学者对其综合利用展开了大量研究。

玉米胚芽油是一种提取于玉米胚芽的植物油，其饱和脂肪酸含量高达86%，其中亚油酸占55%，油酸占30%，还含VE、VA、植物甾醇、卵磷脂、辅酶、β-胡萝卜素等营养成分，拥有“长寿油”“放心油”美称。目前，我国玉米胚芽油所占市场份额逐年增加，已成为第五大食用植物油品种,并已广泛应用于食品、药品、日用品等行业。提取玉米胚芽油的方法主要有压榨法、浸出法、水酶法、超声波提取法、超临界CO2提取。压榨法的油品质较好，但油饼残油率较高。浸出法提取率较高，但存在时间长、温度高、有效成分受热过程长、杂质浸出多、能源消耗大、原料利用率低、安全生产及有机溶剂残留等问题。水酶法是先湿热处理玉米胚芽，再用酶破坏细胞及油脂复合物，使油脂从细胞中释放出来。该法提油率与酶的种类有关。MirjanaBocevska等利用果胶酶PectinexUltraSP-L在37℃、pH5.2条件下作用6h提取玉米胚芽油脂，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1350mg/kg，氧化稳定值为14.6h。段作营等采用纤维素酶和中温-淀粉酶（5:3）复合作用、应用1:5的料液比、蒸汽处理时间20min、加酶量0.8%、反应时间6h条件下，提取率可达89.75%。RobertA. Moreau等证实，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50%～65%，E-胚芽出油率80%～90%。水酶法提油率较高，油脂品质好，但酶制剂用量大、成本高，工业应用受到限制。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。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。该法提取的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。超声波强化萃取能够避免热敏性有效成分如蛋白质、酶和色素等的变化。但超声波强化萃取依然使用有机溶剂，无法有效解决溶剂残留问题。作为一种绿色的萃取技术，超临界CO2萃取具有诸多优势。超临界CO2萃取是利用CO2在超临界状态下具有较大溶解性和较好的传递特性，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的选择性萃取。在不同的操作条件下，萃取效率不同。在操作压力34.5MPa～55.2MPa、温度50℃时，所得油脂与普通方法提取的油脂相比，游离脂肪酸含量、精炼损失较低，色泽更浅。超临界CO2萃取整体工艺简单，所得油脂品质好。

玉米胚芽蛋白因其特殊营养价值，在食品行业中有着广泛应用。玉米胚芽经进一步加工可获得玉米胚芽蛋白粉。玉米胚芽蛋白粉因其特殊氨基酸组成，具有较高营养价值，可用于糕点、面包、奶茶等的辅助添加，提高营养价值，改善产品性能，也可以生产植物蛋白饮料，目前已上市的典型产品有露露集团的“黄金E王”玉米胚芽植物蛋白饮料，安广杰等研制了一款脱脂玉米胚芽饮料。除了蛋白粉，有学者致力于酶解玉米胚芽蛋白，从而获得生物活性肽。张鸣镝等发现玉米胚芽蛋白酶解物能显著提高正常小鼠的免疫脏器指数、腹腔巨噬细胞的吞噬百分率等，表明能提高机体免疫功能，是一种很好的非特异性免疫激活剂。李军采用蛋白酶酶解玉米胚芽蛋白，获得玉米胚芽肽，并对肽进行分离纯化，研究其性质。通过氨基酸组成分析、抗氧化性、溶解性、表观粘度的研究，表明获得的是一种良好的生物活性肽。任健等研究了2709碱性蛋白酶水解脱脂玉米胚芽粕的最佳工艺，通过单因素和正交试验，确定了最佳水解工艺条件：底物浓度5%(占水的质量)，加酶量5%(占底物的质量)，水解温度45℃，水解pH10.0，水解时间180min。在此条件下，脱脂玉米胚芽粕的水解度为22.46%。

γ-氨基丁酸(GABA)也是玉米胚芽中重要的营养成分。李楠等采用超声波法对玉米胚芽中GABA进行了提取，并利用玉米胚芽进行面包制作试验。结果表明最佳提取工艺为温度50℃，时间2h，料液比1:6，平均提取量为163.5mg/100g,约占玉米胚芽GABA总含量(271.1mg/100g)的60.3%。经富集处理的玉米胚芽适于制作面包、蛋糕等焙烤制品，其中所含的GABA对热加工较为稳定。

膳食纤维是由以单糖为基本单位聚合而组成的有机化合物及其衍生物，是聚合物较高的多糖。膳食纤维的制备方法主要有粗分离法、化学分离法、膜分离法、酶试剂法、化学试剂、酶结合法和发酵法。酶法能温和地去除淀粉、脂肪、蛋白质等杂质，可以有效保护可溶性纤维素和半纤维素，产品得率高，持水力和膨胀力高，且无污染，应用前景广阔。玉米胚芽粕中膳食纤维含量丰富，对其进行利用可以大大提高玉米胚芽粕的附加值。杨铭铎等对玉米胚芽粕中提取膳食纤维的工艺进行了研究，试验采用单因素和响应面分析法，确定了最佳提取工艺参数。结果表明纤维素酶量13Iu/g、液料比13：1、时间3h条件下，水溶性膳食纤维的提取率最高，为6.65%，占总膳食纤维的49.01%。

随着人们对玉米胚芽营养组成及保健功能的认知程度不断提高，玉米胚芽食品的开发潜力巨大。除却玉米胚芽油已商品化、品牌化，玉米胚芽食品的研究与开发尚处于起步或空白阶段，大量的研究工作有待完成。首先，玉米胚芽中植物甾醇、维生素E、生物活性肽、γ-氨基丁酸的工业化分离提取技术以及对人体生理机能的调节机制、量效关系等需要深入研究，以为相关保健产品或医药应用提供基础。其次，更多的玉米胚芽食品有待开发，以做到资源综合利用。重点研究玉米胚芽的脱硫、脱酸及保鲜技术，提高其感官指标和安全水平。

□徐锁玉 扬州中瑞酒店职业学院