玉米深加工淀粉副產物的蛋白選擇及應用分析

□ 周 杰

（中糧生化能源（龍江）有限公司，黑龍江 龍江 161100）

玉米是全球三大糧食作物之一，也是主要的精飼料原料。因企業生產量高，產業發展潛力大，在農業中具有重要影響力。作為一種工業生產原料，與紅薯相比，玉米含有大量的脂質和蛋白質［1］。因此，自20世紀50年代至今，全球淀粉、淀粉糖和乙醇工業生產愈來愈多的應用，玉米逐漸替代紅薯作為原料，極大地推動了玉米生產制造的發展趨勢。中國是世界第二大玉米生產國家。改革開放后，我國玉米生產加工技術取得了突飛猛進的發展。伴隨著技術生產制造能力的不斷提升和主營產品的生產制造，愈來愈多的蛋白質副產物獲得了靈活運用，進而更好地提高了公司的整體經濟效益［2］。這種副產物依據不同的加工工藝和主要產品可以生產制造出不同的蛋白質商品，且具備一定的使用價值。它是有效的精飼料原料，大大的填補了當今社會蛋白資源的不足，目前是繼豆粕、魚粉后的蛋白質原料之一。因此，如何正確挑選和運用這種蛋白副產品，非常值得進一步分析和討論。

一、玉米的主要營養成分

玉米歸屬于草本植物，別名玉蜀黍，又被稱為棒子、苞米、包谷。它是全世界總產量最大的農作物，是日常生活不可缺少的資源，也是十分關鍵的飼料作物和糧食作物。其總產值和栽種總面積僅次于麥子和稻谷。玉米是我國主要的糧食作物之一，每年產量超出2億多噸，居全國農作物第三位。普遍栽種的主產地為東北地區、華北地區、西南地區山區地帶［3］。玉米可作為食品類、飼養精飼料和工業生產原料。它不但是糧食作物，也是農作物。現階段，以玉米為主要食材的人口數量約占全球人口的30%，其中非洲國家占25%，南美洲占40%，亞洲國家超出50%，有的乃至達到90%。玉米的營養成分很高，每100kg玉米的熱量為1448.6千卡，其中蛋白質成分較高，約8.7克，人體所需脂肪約4.3克，淀粉占69%～75%。含有鉀、硒、硅、鎂、磷等營養元素，還含有B族維生素、維生素b21、B2、B6、維生素等。新鮮玉米帶有特有的玉米黃質、維生素E和維C，以及豐富的鐵、鉀、鈣等營養元素。但與其他的常見谷類對比，玉米欠缺磷酸氫鈣、鋅和其他人體必需的氨基酸［4］。

玉米含有的具體營養物質有淀粉、蛋白質、脂肪等。玉米籽粒由胚乳、胎芽、玉米皮和玉米冠共同構成。淀粉多存在與胚乳中，胚中成分非常少。玉米淀粉按其構造可分成網盤直鏈淀粉和碳鍵淀粉。網盤直鏈淀粉觸碰碘時呈深藍色，碳鍵淀粉觸碰碘時呈藍紫色。一般玉米淀粉僅含23%～27%的網盤直鏈淀粉。通過人力栽種干預，玉米優良品種的網盤直鏈淀粉成分可達80%以上。網盤直鏈淀粉可用來制作高韌性可食性淀粉膜［5］。粘玉米含有的淀粉為碳鍵淀粉，乳液聚合后清晰度高，黏性強。淀粉是食品產業的原料，全球淀粉生產量為4500萬噸，在其中80%以上是玉米淀粉。適用于淀粉糖（固態葡萄糖水、液態葡萄糖水、葡萄糖、麥芽糖）、乙醇、麥芽糖糊精、雞精、塑膠生產制造、造紙工業、制藥業、發酵等領域。玉米的胚乳中含75%的蛋白質，胎芽含20%的蛋白質［6］。玉米中的蛋白質主要是醇溶蛋白質和谷蛋白，各自占40%上下，清蛋白和免疫球蛋白僅占8%～9%。因此，玉米蛋清并不是人們理想的蛋白質資源，僅占玉米胎芽的一部分，其蛋白質含有30%的清蛋白和免疫球蛋白。玉米還含有約4.8%的脂質和2%的脂肪酸，因此是較好的糧食精飼料。玉米油是非常好的營養食品，含有72%的液態脂肪。從玉米的成分看來，除淀粉外，還含有蛋白質、人體脂肪、化學纖維等［7］。以往玉米生產加工受技術性限制，生產加工后的其他成分被作為“三廢”解決和排出，造成極大的浪費和空氣污染。假如玉米獲得開發利用和生產加工，產品價值將是原本的5～10倍以上，這將很大程度地推動社會經濟健康發展。

二、玉米漿的選擇和應用

玉米漿是將玉米浸泡在濃度值為0.2%～0.25%，浸泡溫度為50攝氏度的亞硫酸氫鈉飽和溶液中60～80分鐘以上。在泵的作用效果下，浸泡液在8～12個浸泡罐里循環，浸泡時玉米在罐內不產生變化。能夠長期保持新亞硫酸溶液與浸泡時間較長的玉米接觸（即浸泡完畢），而新引進的玉米與將要排出來的浸泡液觸碰。剩余的浸泡液，大家通常稱作稀玉米漿，根據蒸發濃縮成70%干物質的產品玉米漿。除可溶蛋白，也有其他可溶化學物質在浸泡全過程中溶解，如糖、灰份、乳酸等。因此，它被廣泛運用于發酵工業生產中。中國較大的使用者是生產制造抗菌素和雞精、味精的企業，作為培養基的營養液［8］。但因為近些年玉米淀粉生產量的持續增長，玉米漿的進出口貿易也成了問題。因此生產廠家務必找到新的發展方向。關鍵的是將其萃取，并與玉米胚芽粕餅（粉）、玉米纖維麩質飼料進行混合。現階段玉米漿的蛋白含量在45%上下，可溶碳水化合物比較豐富，礦物含量和乳酸含量也很高，分別超過20%和18%，灰粉5%，是一個較好的蛋白源。

三、玉米纖維飼料的選擇及應用

玉米纖維飼料也叫谷蛋白質飼料或顆粒飼料。它的主要成分是玉米漿、玉米皮和玉米麩，有時候還帶有少許的玉米胚芽粕餅。它的營養價值隨各個部分的組成占比發生變化。一般蛋白含量為10%～25%，膳食纖維伴隨著玉米皮的提高而提升，一般為7%～10%。在干法生產制造玉米淀粉的加工廠，生產制造下來的玉米皮營養元素也極為優質，32%的葡萄糖水中有23%來源于玉米皮中殘存的木薯淀粉。現階段一般加工廠的玉米皮生產量早已降低到14%。大多數是用干燥萃取的玉米漿和一些麥麩、胎芽餅混合做成玉米纖維蛋白質飼料。通常情況下，玉米皮與萃取玉米漿的比率是2∶1［9］。自然，發酵玉米皮還可作為精飼料酵母菌，生產制造化學纖維食品，對健康保健也是有效的。與生玉米對比，玉米蛋白飼料中的蛋白、人體脂肪、膳食纖維、粗灰分、營養元素、碳水化合物、維生素等含量均比較高。鐵含量為282mg/kg，是玉米的8倍。而無氮浸出物含量和動能降低許多。碳水化合物和胡蘿卜素含量遠小于玉米蛋白粉，但水溶性維生素和礦物（除硒）含量高過玉米蛋白粉。假如其中的殼較多，呈現出片狀、顏色更淺，那么多是被過熱或過細加工所致。如果成品呈淡黃色，那么品質較好。假如顏色為深咖啡色，表明生產制造加工工藝欠佳（如比較嚴重超溫）或早已嚴重質變。假如添加一定量的玉米漿，磷含量可達到0.9%，否則其磷含量很低。

四、玉米胚芽餅的選擇及應用

玉米經過榨取提油后的產品稱之為玉米胚芽餅，有機溶劑浸取提油后的產品稱之為玉米胚芽粕［10］。浸取制油是一種先進的制油方式，油的密度高，油粕運用效果非常的好。但目前許多直接從玉米胚芽中榨油的生產加工公司，生產加工經營規模都相對較小，許多是選用壓榨法制油。玉米胚芽餅和玉米胚芽粕的具體營養成分差別是一種無氮浸出物較高，達到42%～53%，粗蛋白質達到3%～10%。后者的粗蛋白質僅有1.5%，幾乎沒有無氮浸出物，但蛋白質品質比較穩定。玉米胚芽餅（粕）的蛋白質可達19%～22%，且均為清蛋白和免疫球蛋白。是苞米蛋清中二級使用價值最大的蛋白質，現階段首要作為精飼料。但其飼用使用價值高過玉米纖維蛋白質飼料，適中性、蛋白質品質和碳水化合物構成優良，尤其是磷酸氫鈣、蛋氨酸、谷氨酸、維生素和礦物質脂肪率高，是豬、雞的優質精飼料由來，可取代一部分豆粕喂養海產品和食草動物。玉米胚芽餅（粕）易質變、不穩定，品質很難操縱。質變的玉米胚芽餅（粕）會產生不良影響，必須謹慎使用。值得注意的是，目前市面上的玉米胚芽餅（粕）有蛋白質和低蛋白兩種。所說高蛋白食物玉米胚芽餅（渣），是在正常的生產制造的胎芽餅（渣）中添加一定量的玉米漿做成，蛋白質可達25%以上。沒有玉米漿的低蛋白玉米胚芽餅才算是傳統定義上真實的玉米胚芽餅（粕）。正常的玉米胚芽餅（粕）應呈淺黃色至深褐色，具備油粕的鮮香，不應該有劣變或長霉的味道。假如色調過深，是烘干處理時環境溫度過高引起的。與此同時玉米胚芽餅的脂肪含量非常高，尤其是夏季。

五、玉米蛋白粉的選擇與應用

玉米蛋白粉的另一個名稱叫“玉米麩質粉”，含蛋白質成分最高。玉米蛋白粉除了帶有很多的蛋白質外，還帶有非常高的面粉和纖維，及其具備獨特作用的黃色素，如胡蘿卜素。因為玉米蛋白粉的獨特構造，溶解度差、顏色解決不太好，現階段在我國玉米蛋白粉只作為蛋白質飼料應用，甚至無法應用，只有隨污水排出，既導致消耗，又環境污染。玉米蛋白粉的蛋白質成分達到65%，木薯淀粉成分15%，脂肪率7%。玉米蛋白粉還帶有胡蘿卜素等營養元素。玉米蛋白粉帶有很多水溶性天然色素——黃色素，還帶有很多玉米黃質、胡蘿卜素、隱黃素等胡蘿卜素。在其中苞米黃色素有一個至關重要的功效，尤其是轉換為維生素D后，可以增進身體成長發育，保護眼睛，抵御病癥。并且有著較強的抗氧化能力，可以減少患各種各樣慢性疾病的風險性，包含心血管疾病、白內障等病癥。因此，純天然黃色素具備很高的價值。正常的玉米蛋白粉是金黃色的，一般來講蛋白質含量越高，顏色越艷麗。如包含一部分玉米胚芽粕和玉米纖維精飼料，蛋白質含量會減少，顏色會變淡。太干燥，則顏色會發黑。氣味應當像烤玉米或玉米發酵的味道。總體來說，玉米蛋白粉盡管營養成分高，但其蛋白質中的營養成分并不全面。假設只從玉米蛋白粉中攝入營養成分，長期人體將缺乏所需其他元素，進而危害身體健康。因此，為了更好地使玉米蛋白粉能夠更好地滿足人們要求，必須對其碳水化合物構成進行改進，如營養成分加強，使其碳水化合物占比更為有效，轉變為更強的蛋白質。因為制作工藝不一樣，不同廠家生產的玉米蛋白粉成分差別比較大，這也是導致玉米蛋白粉品質差的首要緣故。選購和應用時留意蛋白質指標值。與此同時，不一樣蛋白質由來的玉米蛋白粉的氨基酸含量高過玉米纖維精飼料和苞米。蛋白質成分越高，玉米蛋白粉的氨基酸含量越高。因此，在相同條件下，高蛋白玉米粉應優于玉米蛋白粉。

玉米粉通過預備處理、堿性蛋白酶水解反應、酶處理、排渣過濾、超濾膜截流、吸鈉除鹽、脫苦、真空泵萃取、除菌、噴霧干燥機，可造成活性肽，具備吸收消化、抗肥胖癥、抗氧化性、降血脂、改進腸胃功能、預防黑色素沉積、祛毒、維護表皮細胞、推動神經系統和腦部發育、松果體再造等各種作用。在食品中的運用方法有下列幾類：（1）普通的食品活性肽具備較強的吸濕性保濕補水功效。當他們用以烘焙食品和糖塊里時，起到軟化食品，改進口味，調整強度，增加保存期和出產量的功效。（2）多功能性健康保健食品活性肽具備減少抗體膽固、降血脂、減肥瘦身、低抗原性的功效。可用作生產制造多功能性健康保健食品如降膽固醇和血壓值，防止心血管疾病和肥胖癥，及其非過敏健康保健食品如嬰幼兒奶粉和甜品。（3）美容護膚食品因為活性肽的強抗氧化性功效，清除氯丁二烯造成的細胞核和細胞器的空氣氧化、失去活性、衰老和身亡。養生美容食品加上到食品中，能具有肌膚護理、美容護膚、減肥瘦身、延緩衰老的特有功效，尤其適合女士服用。（4）營養成分飲食療法食品的活性肽易被身體吸收消化，因此可當做特殊疾病患者的養分劑，尤其是消化道和流食食品的腸胃營養成分劑。這種食材特別適合手術恢復期病人、消化吸收功用降低的老人和消化系統作用不成熟的嬰兒服用。（5）健身運動食品活性肽易吸收消化的特性說明，它能快速提供人體動能，推動脂質代謝，恢復元氣。因此可以制作成運動員食品，如增強體力、強化蛋白質的能量補充飲品或運動員食用的片狀、粉狀、顆粒狀食物。

六、結束語

深入開發與加工玉米，一方面可以有效運用玉米資源，提高利用效率，另一方面還可以提升相關企業的經濟收益。通過上述研討，對玉米淀粉的加工及其蛋白副產物有一定了解，如玉米纖維飼料、玉米粉、玉米胚芽餅、玉米蛋白粉等，對人們工作與生產中的技術配方、購置、質量管理、生產選擇與應用提供多樣化的參考，具有極強的開發與利用前景。