玉米胚芽的綜合利用研究

我國是玉米主要的生產(chǎn)和消費國，年產(chǎn)量22458萬噸，約占世界總產(chǎn)量的1/5。玉米胚芽是玉米生長和發(fā)育的起點，雖然質(zhì)量僅占玉米籽粒的11%-14%，但其脂質(zhì)占玉米籽?？傊|(zhì)的84%、蛋白質(zhì)占22%、礦物質(zhì)占83%。多年來，國內(nèi)外學(xué)者致力于玉米胚芽的研究與應(yīng)用。目前，玉米胚芽已被廣泛運用于食品工業(yè)、農(nóng)林業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)等。

玉米胚芽的營養(yǎng)組成

玉米胚芽是優(yōu)質(zhì)的食用油資源，其脂肪含量在46%以上，不飽和脂肪酸含量占脂肪總含量的85.5%，且油酸、亞油酸和α-亞麻酸的含量都很豐富。研究表明，玉米胚芽油有降低血清膽固醇、抗氧化、提高免疫的作用，經(jīng)常食用對肥胖癥、高血壓、高血脂、糖尿病和冠心病患者都有一定的保健功效。玉米胚芽也是優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)資源，含量一般為23%～25%，且其氨基酸種類齊全、含量相對平衡，與FAO/WHO推薦的人類蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)具有較好的一致性。并且，玉米胚芽中還含有功能性因子γ-氨基丁酸和谷胱甘肽。γ-氨基丁酸被證實在降血壓、改善脂質(zhì)代謝、減緩動脈硬化等方面效果顯著。谷胱甘肽在臨床醫(yī)藥領(lǐng)域上用于保護肝臟、治療腫瘤、酒精性肝病等。此外，由于玉米胚芽蛋白具有較好的吸油、持水、乳化、延展、凝膠等特性，還可用于肉制品、焙烤、方便面等食品工業(yè)。膳食纖維在玉米胚芽中占9%，具有多種保健功能，包括降低血糖、緩解便秘、降低血脂等。除了以上營養(yǎng)素，玉米胚芽還含有植物甾醇、維生素E等成分。

玉米胚芽的應(yīng)用

富含玉米胚芽油、蛋白質(zhì)和膳食纖維的玉米胚芽是玉米加工工業(yè)的副產(chǎn)物，是一種值得大力開發(fā)的資源。近年來，諸多學(xué)者對其綜合利用展開了大量研究。

玉米胚芽油是一種提取于玉米胚芽的植物油，其飽和脂肪酸含量高達86%，其中亞油酸占55%，油酸占30%，還含VE、VA、植物甾醇、卵磷脂、輔酶、β-胡蘿卜素等營養(yǎng)成分，擁有“長壽油”“放心油”美稱。目前，我國玉米胚芽油所占市場份額逐年增加，已成為第五大食用植物油品種,并已廣泛應(yīng)用于食品、藥品、日用品等行業(yè)。提取玉米胚芽油的方法主要有壓榨法、浸出法、水酶法、超聲波提取法、超臨界CO2提取。壓榨法的油品質(zhì)較好，但油餅殘油率較高。浸出法提取率較高，但存在時間長、溫度高、有效成分受熱過程長、雜質(zhì)浸出多、能源消耗大、原料利用率低、安全生產(chǎn)及有機溶劑殘留等問題。水酶法是先濕熱處理玉米胚芽，再用酶破壞細胞及油脂復(fù)合物，使油脂從細胞中釋放出來。該法提油率與酶的種類有關(guān)。MirjanaBocevska等利用果膠酶PectinexUltraSP-L在37℃、pH5.2條件下作用6h提取玉米胚芽油脂，所得油脂色澤淺，游離脂肪酸含量1.5%，過氧化值8.1，磷脂含量0.022%，VE含量1350mg/kg，氧化穩(wěn)定值為14.6h。段作營等采用纖維素酶和中溫-淀粉酶（5:3）復(fù)合作用、應(yīng)用1:5的料液比、蒸汽處理時間20min、加酶量0.8%、反應(yīng)時間6h條件下，提取率可達89.75%。RobertA. Moreau等證實，直接使用酸性纖維素酶無法提出油脂，對干磨玉米胚芽進行沸水熱處理或微波處理后，采用酸性纖維素酶提取油脂，提取率分別為43%和57%。不經(jīng)過熱處理，采用酸性纖維素酶和堿性蛋白酶處理，干磨玉米胚芽出油率50%～65%，E-胚芽出油率80%～90%。水酶法提油率較高，油脂品質(zhì)好，但酶制劑用量大、成本高，工業(yè)應(yīng)用受到限制。反膠束法是一種新型的油脂提取方法，工藝過程分為前萃取和后萃取，提取油脂同時可獲得蛋白。反膠束指分散于連續(xù)有機溶劑介質(zhì)中包含有水分子內(nèi)核的表面活性劑的聚集體，大小一般都在納米尺寸。將表面活性劑溶于非極性有機溶劑中，當(dāng)濃度超過臨界膠束時，在有機溶劑中形成反膠束。該法提取的玉米胚芽油肪酸組成與其他方法制取基本一致，油脂酸價略高于浸出法取油而明顯低于水酶法。超聲波強化萃取能夠避免熱敏性有效成分如蛋白質(zhì)、酶和色素等的變化。但超聲波強化萃取依然使用有機溶劑，無法有效解決溶劑殘留問題。作為一種綠色的萃取技術(shù)，超臨界CO2萃取具有諸多優(yōu)勢。超臨界CO2萃取是利用CO2在超臨界狀態(tài)下具有較大溶解性和較好的傳遞特性，通過改變操作壓力、溫度、時間及流量等手段來完成對提取成分的選擇性萃取。在不同的操作條件下，萃取效率不同。在操作壓力34.5MPa～55.2MPa、溫度50℃時，所得油脂與普通方法提取的油脂相比，游離脂肪酸含量、精煉損失較低，色澤更淺。超臨界CO2萃取整體工藝簡單，所得油脂品質(zhì)好。

玉米胚芽蛋白因其特殊營養(yǎng)價值，在食品行業(yè)中有著廣泛應(yīng)用。玉米胚芽經(jīng)進一步加工可獲得玉米胚芽蛋白粉。玉米胚芽蛋白粉因其特殊氨基酸組成，具有較高營養(yǎng)價值，可用于糕點、面包、奶茶等的輔助添加，提高營養(yǎng)價值，改善產(chǎn)品性能，也可以生產(chǎn)植物蛋白飲料，目前已上市的典型產(chǎn)品有露露集團的“黃金E王”玉米胚芽植物蛋白飲料，安廣杰等研制了一款脫脂玉米胚芽飲料。除了蛋白粉，有學(xué)者致力于酶解玉米胚芽蛋白，從而獲得生物活性肽。張鳴鏑等發(fā)現(xiàn)玉米胚芽蛋白酶解物能顯著提高正常小鼠的免疫臟器指數(shù)、腹腔巨噬細胞的吞噬百分率等，表明能提高機體免疫功能，是一種很好的非特異性免疫激活劑。李軍采用蛋白酶酶解玉米胚芽蛋白，獲得玉米胚芽肽，并對肽進行分離純化，研究其性質(zhì)。通過氨基酸組成分析、抗氧化性、溶解性、表觀粘度的研究，表明獲得的是一種良好的生物活性肽。任健等研究了2709堿性蛋白酶水解脫脂玉米胚芽粕的最佳工藝，通過單因素和正交試驗，確定了最佳水解工藝條件：底物濃度5%(占水的質(zhì)量)，加酶量5%(占底物的質(zhì)量)，水解溫度45℃，水解pH10.0，水解時間180min。在此條件下，脫脂玉米胚芽粕的水解度為22.46%。

γ-氨基丁酸(GABA)也是玉米胚芽中重要的營養(yǎng)成分。李楠等采用超聲波法對玉米胚芽中GABA進行了提取，并利用玉米胚芽進行面包制作試驗。結(jié)果表明最佳提取工藝為溫度50℃，時間2h，料液比1:6，平均提取量為163.5mg/100g,約占玉米胚芽GABA總含量(271.1mg/100g)的60.3%。經(jīng)富集處理的玉米胚芽適于制作面包、蛋糕等焙烤制品，其中所含的GABA對熱加工較為穩(wěn)定。

膳食纖維是由以單糖為基本單位聚合而組成的有機化合物及其衍生物，是聚合物較高的多糖。膳食纖維的制備方法主要有粗分離法、化學(xué)分離法、膜分離法、酶試劑法、化學(xué)試劑、酶結(jié)合法和發(fā)酵法。酶法能溫和地去除淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)，可以有效保護可溶性纖維素和半纖維素，產(chǎn)品得率高，持水力和膨脹力高，且無污染，應(yīng)用前景廣闊。玉米胚芽粕中膳食纖維含量豐富，對其進行利用可以大大提高玉米胚芽粕的附加值。楊銘鐸等對玉米胚芽粕中提取膳食纖維的工藝進行了研究，試驗采用單因素和響應(yīng)面分析法，確定了最佳提取工藝參數(shù)。結(jié)果表明纖維素酶量13Iu/g、液料比13：1、時間3h條件下，水溶性膳食纖維的提取率最高，為6.65%，占總膳食纖維的49.01%。

隨著人們對玉米胚芽營養(yǎng)組成及保健功能的認知程度不斷提高，玉米胚芽食品的開發(fā)潛力巨大。除卻玉米胚芽油已商品化、品牌化，玉米胚芽食品的研究與開發(fā)尚處于起步或空白階段，大量的研究工作有待完成。首先，玉米胚芽中植物甾醇、維生素E、生物活性肽、γ-氨基丁酸的工業(yè)化分離提取技術(shù)以及對人體生理機能的調(diào)節(jié)機制、量效關(guān)系等需要深入研究，以為相關(guān)保健產(chǎn)品或醫(yī)藥應(yīng)用提供基礎(chǔ)。其次，更多的玉米胚芽食品有待開發(fā)，以做到資源綜合利用。重點研究玉米胚芽的脫硫、脫酸及保鮮技術(shù)，提高其感官指標(biāo)和安全水平。

□徐鎖玉 揚州中瑞酒店職業(yè)學(xué)院