玉米胚芽的综合利用docWord下载.docx

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108kg，目前主要是将部分玉米胚芽生产玉米胚油。

[1]玉米胚芽含丰富的人体必须营养素，玉米胚芽占玉米重的8%－10%，每100g玉米胚芽含蛋白质20.5g、脂肪28.6g、碳水化合物40.8g以及丰富的VB、VE、粗纤维和多种氨基酸、矿物质。

[2]因此，利用玉米淀粉厂副原料玉米胚芽，经先进的生产工艺与技术，开发纯天然植物蛋白饮料，既可充分利用我国粮食资源，增加粮食附加值，还可以对淀粉厂产品进行综合利用，同时为食品行业增加新型植物蛋白饮料。

1玉米胚芽的营养价值

玉米胚芽油含有丰富营养成分和较高营养价值，其脂肪酸组成中80%以上是油酸、亚油酸和亚麻酸等不饱和脂肪酸，不含胆固醇，且富含维生素E，具有防止动脉粥样硬化病变和抗衰老作用，正日益成为理想的健康营养食品。

长期食用玉米胚芽油具有改善人脑细胞功能，增强记忆力，缓解人体机制老化及老年斑形成，预防肌肉收缩，增强体质活力，控制血中胆固醇等作用[3]。

提油后的玉米胚芽饼（粕）往往含有玉米纤维，特别是有一种异味，所以一般均作为饲料处理。

如果胚芽分离效果好，而且以溶剂浸出法制油，那么这样获得的脱脂玉米胚芽粕经过脱溶脱臭处理后，就成为一种风味、加工性能和营养价值均良好的食品添加剂，可在糕点、饼干、面包中使用，也可制作胚芽饮料或制取分离蛋白[4]。

玉米胚芽蛋白主要由球蛋白和白蛋白构成,含量达60%以上。

有关玉米胚芽蛋白质的生物学价值，通过酶解测定，其总蛋白或主要组成谷蛋白，均不低于鸡蛋白和酪蛋白。

按其氨基酸构成评定，符合国际卫生组织全价蛋白的规定值，近似于人奶和鸡蛋生物学价值。

其氨基酸组成不同于胚乳，必需氨基酸含量很高，尤其是玉米胚乳中缺乏的赖氨酸和色氨酸含量都比较高。

玉米胚芽蛋白的氨基酸组成与鸡蛋白的氨基酸组成非常相似，与FAO/WHO推荐的人类蛋白质标准具有较好的一致性。

2玉米胚芽油

2.1水代法

水代法是一种传统的提油方法。

其原理是以水代油，油料经烘炒、磨碎后，加入大量沸水搅拌振荡，利用蛋白质的亲水性强而油脂疏水性强的特性达到分离油脂的目的。

该法设备简单，不需加入有机溶剂，提取的油脂品质好。

例如小磨香油就是用此法制成的。

2.1压榨法

压榨法是通过机械压力把油从油料中挤压出来，是油脂厂普遍应用的方法。

在压榨前，需要经过筛选、轧坯、蒸烘等工艺对油料进行预处理。

筛选是为了除去油料中的杂质；

轧坯是使油料在蒸烘时受热和水分分布均匀，并使油料中部分细胞组织受到破坏，有利于油脂的榨出或浸出；

蒸烘可使油料中的蛋白质凝聚变性，破坏蛋白质胶体对小油滴的包围，同时高温能够增加油脂的流动性，使小油滴汇成大油滴从料坯中流出。

压榨过程中也常采用溶剂萃取法浸出油饼中残留的油脂[5]。

2.2浸出法

把油料胚（或预榨饼）浸于选定的溶剂中,使油脂溶解在溶剂内（组成混合油），然后将混合油与固体残渣（粕）分离，混合油再按不同的沸点进行蒸发、汽提，使溶剂汽化变成蒸气与油分离，从而获得油脂（浸出毛油）。

溶剂蒸气则经过冷凝、冷却回收后继续使用。

粕中亦含有一定数量的溶剂，经脱溶烘干处理后即得干粕，脱溶烘干过程中挥发出的溶剂蒸气仍经冷凝、冷却回收使用[6]。

2.3水酶法

玉米胚芽在浸泡、干燥、储藏期间，胚芽内部许多酶如过氧化物酶、脂酶使玉米胚芽油发生降解反应，其降解产物在预榨、浸出过程中进入油中，使油脂品质下降。

既为了最大程度的保留营养物质，也为了可以同时得到油与蛋白质，水提法的出现恰恰满足这两点。

但是由于水提法不足以彻底破坏植物组织细胞壁而导致出油率低、蛋白质回收率不高。

因此，通过诸多研究者的研究发现，通过水酶法即在机械破碎的基础上，采用能降解植物油料细胞壁的酶，从而使油脂从油料中释出。

利用非油组分对油和水的亲和力差异，同时利用油水比重不同而将油和非油组分分离[7]。

李珺等[8]研究认为：

pH值、加水比、蒸汽处理时间、酶的选择、加酶量以及作用时间对油脂的提取率都有很大影响。

在水酶法制取玉米胚芽油的工艺中，最适参数为：

料液比1：

5，蒸汽预处理时间20min，酶的加入量0.18%，反应时间6h，此时提油率可达89.75%。

王素梅等[9]研究认为：

水酶法制取的油脂，其氧化稳定性、生育酚及酸值均较压榨油高，而磷脂及过氧化值则远小于压榨油中的含量。

由此可见，水酶法是一种很好的提油方法,不仅能提高出油率，而且油脂的稳定性也很好。

2.4超临界CO2萃取

传统的压榨法或预榨一浸出法得到的玉米毛油中因含较多叶黄素和叶红素，呈深琥珀色，含磷脂较多（1%-3%），较多的非脂肪成份（主要是甾醇，1%以上），游离脂肪酸含量高于一般的植物油（约1.5%）。

此外，湿法去胚得到的胚芽有很浓的酸味和玉米糠味，必须经脱酸、脱色、脱臭、脱胶等处理，才可食用。

经多次精炼，玉米油中的不饱和脂肪酸在高温下被氧化，VE和β-胡萝卜素等营养成份有所损失。

我们采用超临界CO2萃取技术从玉米胚芽中萃取玉米油，并根据玉米油中各组分在超临界中溶解性能的差异，通过改变压力进行选择分离，在萃取的同时完成脱胶、脱酸、脱臭和脱色的精制过程。

尹卓容[10]实验得到萃取最优条件为：

35MPa，65℃条件下萃取，回收率达到95.7%。

2.5油粉的微胶囊化

由于胚芽油不稳定，其中含有较多的易氧化成分，通过微胶囊化处理，不仅增强稳定性、延长货架期，也明显增强其对水的溶解性和乳化分散能力。

以CMC和大豆分离蛋白最为包裹玉米胚芽油的壁材，以蔗糖脂肪酸酯、分子蒸馏单甘脂为乳化剂，采用喷雾干燥法制备玉米胚芽油的微胶囊[11]。

3玉米胚芽蛋白

3.1玉米胚芽蛋白的功能性质

玉米胚芽蛋白的溶解性较好，在碱性条件下（pH8时），其氮溶解指数（NSI）非常高，可达95.6%。

不同脱胚方式和脱脂方式对玉米胚芽蛋白的溶解性影响较大。

采用低温条件下干磨脱胚和超临界萃取制油，获得的玉米胚芽蛋白具有较好的功能性质。

Za-yas等比较了不同脱脂方式的玉米胚芽蛋白的溶解性，与传统的正己烷脱脂方式相比，采用CO2超临界萃取脱脂，玉米胚芽蛋白的溶解性明显提高，这可能是由于在传统的溶剂浸油后的脱溶过程中，造成蛋白质变性，使溶解性变差[12]。

玉米胚芽蛋白具有较好的吸水性，远远超过乳清浓缩蛋白和大豆蛋白。

不同的脱胚方式影响玉米胚芽蛋白的吸水性，Nielsen等测定干磨法获得的玉米胚芽蛋白粉吸水性为4.2g/g，湿磨法为6.9~8.0g/g[13]。

关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与脱脂乳粉（NFDM，non-fatdrymilk）和大豆浓缩蛋白相近，低于乳清浓缩蛋白和酪蛋白钠盐[14]。

利用这种性质，玉米胚芽蛋白可用做碎肉制品中的蛋白质添加剂，以提高产品品质，降低生产成本。

与其他的植物蛋白一样，玉米胚芽蛋白在等电点区域，其乳化活性最低，这说明乳化活性与溶解性密切相关；

在pH7.0~8.5时，玉米胚芽蛋白的乳化活性有明显的增加。

Zayas等人研究证明玉米胚芽蛋白具有良好的乳化能力和乳化稳定性，可以做为一种蛋白质添加剂用于食品中[15]。

3.2玉米胚芽蛋白分离蛋白的提取

目前从饼粕中提取玉米胚芽蛋白主要有以下几种方法：

（1）水相法：

采用不同水相（水、稀碱、稀酸、稀盐）将蛋白提取出来，在蛋白质等电点附近将蛋白沉淀，再分离干燥制取玉米胚芽浓缩蛋白。

此方法制取浓缩玉米蛋白具有工艺简单、成本低等优点，容易实际应用，但这种方法在工业生产中往往蛋白得率较低。

（2）水相酶解法：

利用蛋白酶将玉米胚芽粕中蛋白质充分溶出以提高蛋白质收率。

此方法中酶制剂的成本较高。

刘晓等利用纤维素酶与玉米蛋白粉反应后，多级酸洗，得到蛋白产品中蛋白质含量达。

（3）有机溶剂法：

利用丙酮、乙醇等有机试剂提取饼粕中的多酚、植酸后得到蛋白质。

因工艺复杂，成本高及溶剂对蛋白质营养价值有一定影响，工业化生产困难较大。

（4）双液相萃取法：

王车礼等采用CaCl2：

水溶液和二氯乙烷为液选剂处理菜籽粕，从菜籽粕粒度小于0.2mm的饼粕得到含量大于58%蛋白质，有少量籽皮。

（5）超滤、渗滤法：

利用超滤膜对分离组分选择性，截留分子量较大各种蛋白质分子或相当粒径胶体物质，可将蛋白质浓缩和分离并保留在截留物中，产品蛋白具有较佳氨基酸组成。

缺点为膜容易被阻塞，分离效率下降。

利用超滤和渗滤处理盐溶球蛋白，使球蛋白沉淀，同时溶液中植酸盐含量大幅降低，经喷雾干燥得到蛋白质含量为85.6%。

3.3玉米胚芽蛋白在食品中的应用

3.3.1在焙烤食品中的应用

玉米胚芽蛋白氨基酸组成均衡、必需氨基酸含量高，是一种很好的食品营养添加剂。

焙烤食品中添加玉米胚芽蛋白，可以弥补小麦蛋白质中赖氨酸和苏氨酸的不足，起到强化蛋白质的作用。

姜元荣研究发现在面包中添加20%玉米胚芽蛋白粉时，不仅面包的蛋白质含量大大提高，而且外观、膨松度、口感等指标与原来无多大差异[16]。

籍保平等对玉米胚芽面包面团的发酵性能进行研究发现，玉米胚芽粉的添加量对面团的发酵性能有很大的影响，随着胚芽粉添加量的增加，面团发酵后的最大体积减小，发酵时间缩短；

当胚芽粉添加量不大于3%时（按质量计），胚芽面包面团发酵的最大体积与面包专用粉基本相同，当胚芽粉达到9%时，面团发酵的最大体积减小约18%，生产不同的面包，应选择不同的玉米胚芽粉添加量[17]。

卢敏在面粉中加入2%的玉米胚芽蛋白粉，制作饼干，饼干体积增大，口感更为松脆[18]。

Guota在普通玉米中添加1∶1的脱脂玉米胚芽粉（以蛋白质含量计），加工制作了玉米胚芽蛋糕，大大提高了玉米蛋白质的利用率，其生物价（BV）、蛋白质净利用率（NPU）、蛋白质功效比值（PER）较未添加分别提高了18.2%、11.4%、20.0%[19]。

Tsen等在小麦粉中添加12%的玉米胚芽蛋白粉，生产营养强化面包，产品外观、口感与普通面包无明显差异；

继续增加玉米胚芽蛋白粉的添加量，当添加量达到24%时，面包的膨松度降低，体积变小[20]。

3.3.2在肉制品中的应用

碎肉制品的生产取决于瘦肉能否在一定条件下，与脂肪（肥肉）形成具有热稳定性的乳化肉糜，即加热后脂肪和水分仍保留在肉糜中而不会分离出来，因此在碎肉制品中要添加蛋白质以改善肉糜稳定性，增加产品持水、持油的能力。

传统的蛋白质添加剂包括酪蛋白、乳清浓缩蛋白、大豆蛋白等，国内目前在肉类食品中使用的蛋白质添加剂主要是大豆粉和大豆分离蛋白。

李晶等将玉米胚芽蛋白代替大豆分离蛋白，应用于乳化性碎肉制品中，通过研究发现，玉米胚芽蛋白对固体脂肪的乳化能力与大豆分离蛋白相似，但是对油的乳化稳定性和凝胶性均比大豆分离蛋白好；

添加玉米胚芽蛋白产品的质构性能（硬度、弹性、黏结性、咀嚼性）与添加大豆分离蛋白没有明显差异，并且提高了产品的得率[21]。

Zayas等研究发现，在肉糜中添加2%~4%的玉米胚芽蛋白能够增加肉糜的持水力、弹性和热稳定性，从而显著地增加了最终产品的得率，产品的颜色、口感（肉香、肉味）、组织特性、储藏稳定性没有发生明显变化[22-23]。

Brown等在肉馅中分别添加2.5%~7.5%的玉米胚芽蛋白粉，制作牛肉馅饼，研究发现添加玉米胚芽蛋白粉能够增加肉馅的持水性和持油性，提高肉馅的乳化稳定性，改善了产品的组织特性；

品尝试验表明：

配方中加入玉米胚芽蛋白粉使肉馅的咀嚼性明显提高，但是馅饼的肉香味稍有降低[24]。

3.3.3制备植物蛋白饮料

利用玉米胚芽进行蛋白饮料的生产，国内研究较多。

无锡轻工大学的马晓军直接以玉米胚芽为原料，对