玉米胚芽油制取工藝及綜合利用研究進展

馬櫟

（江蘇財經職業技術學院，江蘇淮安 223003）

玉米是我國主要的糧食作物之一，也是重要的經濟作物。玉米胚芽是玉米籽粒的重要組成部分，其中油脂含量高達35%～55%，占玉米脂肪總量的80%以上。玉米胚芽油營養價值很高，有“長壽油”、“放心油”的美稱，目前玉米胚芽油已經廣泛應用于食品、藥品、日用品等行業。

1 玉米胚芽油成分

玉米胚芽油營養豐富、品質良好，是聯合國糧農組織（FAO）和世界衛生組織（WHO）食品標準安全性認可的16種食用油脂之一。其脂肪酸組成80%以上為不飽和脂肪酸，其中亞油酸含量高達60%、亞麻酸含量1%、油酸含量30%左右，同時含有VE、VA、卵磷脂、植物甾醇、β－胡蘿卜素等營養成分，被西方國家譽為“液體黃金”[1]，具體成分見表1。

表1 玉米胚芽油營養成分表Table1 Nutrition facts of corn germ oil

2 玉米胚芽油提取工藝

傳統的玉米胚芽油提取方法多為壓榨法、浸出法，但這兩種方法在不同程度上引起蛋白質變性。隨著科技發展，水酶法逐漸成為玉米胚芽油提取的主要方法，而超臨界CO2萃取法、反膠束法等也逐漸應用于玉米胚芽油制取過程中。

2.1 壓榨法

壓榨法是通過機械外力將油脂從油料中壓榨出來的方法，此方法生產出的油脂品質較好，但油餅殘油率較高。壓榨前需對油料進行蒸炒，過程中由于溫度較高導致蛋白質變性，品質下降。工藝流程如下：

2.2 預榨浸出法

預榨浸出法是先將玉米胚芽進行壓榨，后將油餅送入浸出器中進行提油，再將毛油進行精煉生產高品質玉米胚芽油的方法。此法與壓榨法相比，提油效率高，餅粕殘油率低于1%，生產過程機械化、自動化程度較高，生產成本較低，餅粕質量較好。但預榨過程中同樣存在蛋白質變性，影響蛋白質品質。其工藝流程如下：

2.3 水酶法

水酶法是將玉米胚芽進行濕熱處理，然后用酶破壞細胞及油脂復合物，使油脂從細胞中釋放出來。同時，根據油脂和非油脂成分與水的親和能力差異及油、水比重的差異，將油脂和非油成分分離[2]。其工藝流程如下：

水酶法提油過程中，應用不同種類酶提取率不同。Mirjana Bocevska等研究發現[3]，玉米胚芽采用果膠酶Pectinex Ultra SP－L在37°C、pH 5.2條件下作用6 h提取油脂，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1 350 mg/kg，氧化穩定值為14.6 h。段作營等研究發現[4]，水酶法提取過程中采用纖維素酶和中溫α－淀粉酶（5∶3）復合作用、應用1∶5的料液比、蒸汽處理時間20 min、加酶量0.8%、反應時間6 h條件下，提取率可達89.75%。Robert A.Moreau等對干磨玉米胚芽和E－胚芽研究發現[5]，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為50%～65%，E－胚芽出油率為80%～90%。

水酶法取油率較高，油脂品質好，但酶制劑用量大、成本高，工業應用受到限制。

2.4 超臨界CO2萃取法

超臨界CO2萃取技術是一種新興的提取技術，是利用CO2在超臨界狀態下具有似液體的密度，似氣體的擴散性和黏度，從而顯示出較大的溶解能力和較高的傳遞特性的原理，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選擇性萃取的方法[6]。工藝流程如下：

不同條件下萃取效率不同，D.D.Christianson等研究發現[7]，超臨界CO2萃取工藝提取玉米胚芽油，采用溫度 50°C、壓力 34.5 MPa～55.2 MPa條件，所得油脂與普通方法提取油脂相比，游離脂肪酸含量、精煉損失較低，色澤更淺。除采用CO2為萃取劑外，還可采用乙醇、CO2混合萃取方法，E.Rónyai等研究發現[8]，在恒溫、恒壓下（30 MPa，41.5℃）采用乙醇和CO2混合超臨界萃取方式提取玉米胚芽油，隨著乙醇添加量增加，萃取時間明顯減少所得油脂脂肪酸組成與單純CO2萃取基本相同。程霜等研究得出[9]，萃取條件采用壓力35 MPa、溫度50℃、時間3 h、CO2流量34 kg/h情況下，油脂萃取率高達97.3%。

總體來講，超臨界CO2萃取過程萃取、分離一體，整體工藝簡單，所得油脂品質好。

2.5 反膠束法

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有機溶劑介質中包含有水分子內核的表面活性劑的聚集體，大小一般都在納米尺寸[10]。將表面活性劑溶于非極性有機溶劑中，當濃度超過臨界膠束時，在有機溶劑中形成反膠束。研究發現反膠束法提取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取油，碘值低于水酶法、浸出法取油，過氧化值略高于水酶法但明顯低于浸出法取油[11]。

3 玉米胚芽油應用

3.1 食品行業應用

玉米胚芽油是優質的烹調用油及食品加工用油。玉米胚芽油色澤金黃、口味清淡、油而不膩，其極易被人體吸收，對于大多數人特別是老年人來說是理想的保健用油。玉米胚芽油穩定性好，特別適合用于煎炸食品，經玉米胚芽油煎炸的食品色澤金黃、口味純正、保質期長，且營養價值高。玉米胚芽油脂富含人體必需脂肪酸及其他營養成分，是母乳化奶粉中理想的油脂配料，對嬰兒的生長、視網膜及大腦皮質發育非常有益，一些大品牌的奶粉配料中均添加玉米胚芽油[1]。

3.2 飼料行業應用

玉米胚芽油可作為傳統的高淀粉能量添加劑的替代品添加到反芻動物飼料中，Pavan等研究發現[12]，將玉米胚芽油作為高纖維日糧的替代品添加，可滿足動物生產需求，同時提高肉內脂肪酸含量；在放牧牛飼料中添加玉米胚芽油，會提高胴體重量和脂肪含量，但會導致飼草采食量、消化率降低。同時由于脂肪對飼料顆粒和瘤胃微生物有包被作用，添加量過多會影響瘤胃發酵。

李勝利等研究發現[13]，添加玉米胚芽油到綿羊日糧中，當添加量為4%時，瘤胃液pH提高，瘤胃液體中BCP濃度降低，但瘤胃內VFA濃度無明顯變化；當添加量為8%時，瘤胃液pH升高，瘤胃內VFA濃度降低，但對BCP濃度沒有影響。

李鳳學等研究發現[14]，在肉牛日糧中添加玉米胚芽油，當添加量小于8%時，對肉牛瘤胃pH、蛋白質在牛瘤胃中降解程度無明顯影響，但導致VFA濃度及乙酸濃度明顯下降。

3.3 醫藥行業應用

玉米胚芽油藥用價值高、富含不飽和脂肪酸，適量食用可調節血脂、預防和改善動脈硬化，對糖尿病、冠心病等患者有益，因此是許多心血管治療藥物的主要原料。動物實驗研究發現[15]，對患高脂癥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-膽固醇、高脂血癥、總膽固醇含量顯著下降，動脈硬化指數顯著下降。

但近年來研究發現[16]，不飽和脂肪酸雖可以降低總膽固醇水平，但主要降低對機體有保護作用的高密度脂質蛋白膽固醇，同時不飽和脂肪酸鏈中的雙鍵易受自由基攻擊形成脂肪酸自由基，誘發脂質過氧化反應，產生的氧化物可能導致肝臟疾病、腫瘤等。苗宇船等用玉米胚芽油和豬油做大鼠飼喂對比試驗證實[17]，在大鼠肝臟內玉米胚芽油比豬油更容易發生脂質氧化反應，從而促進酒精等引起肝損傷，同時更容易誘發脂肪肝伴炎癥和纖維化。因此，在應用玉米胚芽油時應綜合考慮，適量食用，避免危害。

3.4 化妝品行業應用

近年來，玉米胚芽油廣泛應用于化妝品行業。研究發現[18]，玉米胚芽油所含亞油酸、油酸的甘三酯成分和多種維生素對改善膚質、發質有良好作用。臨床實驗表明，含玉米胚芽油化妝品對治療慢性濕疹、黑斑、皮膚老化等病癥效果明顯；油脂所含γ-谷維素可調節皮膚分泌、抗脂質過氧化、促進血液循環。有研究表明[19]，添加玉米胚芽油的化妝品可緩解皮膚、嘴唇干燥問題，減少皮膚皺紋產生；添加玉米胚芽油的洗發產品更容易滲透入頭發，對改善頭發干枯、恢復頭發光澤有明顯作用。同時，含玉米胚芽油化妝產品有防止妊娠紋、保持皮膚彈性、去除皮膚角質的功能。

3.5 其他應用

玉米胚芽油還可應用于化工、能源等領域。隨著能源危機的不斷加劇，環境問題日益嚴重，生物柴油等新型能源越來越廣泛應用。玉米胚芽油高溫穩定、抗氧化、抗低溫性能較好，可應用于工業上生產生物柴油[20]。有研究表明，以玉米胚芽油、甲醇為原料，以氫氧化鈉為催化劑生產生物柴油，在原料比1∶3（甲醇∶玉米胚芽油）、催化劑用量為油重1%、溫度60℃，時間70 min條件下得率可達95.33%[21]。

玉米胚芽油含有大量不飽和脂肪酸，其雙鍵可以被單質硫氧化加成，生成含硫潤滑油添加劑。相關資料顯示，該種添加劑銅片腐蝕一般要明顯好于硫化烯烴，但考慮經濟性，以植物油為基礎的添加劑大多應用于高檔含硫潤滑油的生產中[22]。

4 展望

我國既是玉米主要生產國，也是玉米的主要消費國，總消費水平可達1.2億t左右，僅次于美國居世界第二位，充分、合理利用玉米胚芽資源，生產食用油脂將是提高我國食用油自給率的重要途徑。

目前，我國玉米胚芽油所占市場份額逐年增大，自2009年以來已成為僅次于大豆油、棕櫚油、菜籽油、花生油的第五大食用植物油品種。但由于廣大消費者對其營養性、功能性了解不足，使其只被作為普通油脂使用，沒有真正發揮“保健油脂”的作用。在今后的生產、銷售中，如能對其營養性、功能性進行合理的宣傳，提高我國消費者的認識，在人們日益關注營養健康的今天，玉米胚芽油必將占領更大的市場份額。此外，隨著玉米胚芽油產量增大，社會對其認知程度增加，玉米胚芽油在藥品、日用品、能源、飼料等行業的應用將更加廣泛、更加深入。

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