玉米胚芽油制取工藝及綜合利用研究進展

馬櫟

（江蘇財經(jīng)職業(yè)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(jīng)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(yǎng)價值很高，有“長壽油”、“放心油”的美稱，目前玉米胚芽油已經(jīng)廣泛應用于食品、藥品、日用品等行業(yè)。

1 玉米胚芽油成分

玉米胚芽油營養(yǎng)豐富、品質良好，是聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）和世界衛(wèi)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(yǎng)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(yǎng)成分表Table1 Nutrition facts of corn germ oil

2 玉米胚芽油提取工藝

傳統(tǒng)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(fā)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)過程機械化、自動化程度較高，生產(chǎn)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(jù)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(fā)現(xiàn)[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(wěn)定值為14.6 h。段作營等研究發(fā)現(xiàn)[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(fā)現(xiàn)[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(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(yè)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(tài)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(fā)現(xiàn)[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(fā)現(xiàn)[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(xù)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(fā)現(xiàn)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(yè)應用

玉米胚芽油是優(yōu)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(shù)人特別是老年人來說是理想的保健用油。玉米胚芽油穩(wěn)定性好，特別適合用于煎炸食品，經(jīng)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(yǎng)價值高。玉米胚芽油脂富含人體必需脂肪酸及其他營養(yǎng)成分，是母乳化奶粉中理想的油脂配料，對嬰兒的生長、視網(wǎng)膜及大腦皮質發(fā)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(yè)應用

玉米胚芽油可作為傳統(tǒng)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(fā)現(xiàn)[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(chǎn)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(fā)酵。

李勝利等研究發(fā)現(xiàn)[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(fā)現(xiàn)[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(yī)藥行業(yè)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(jié)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(fā)現(xiàn)[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(shù)顯著下降。

但近年來研究發(fā)現(xiàn)[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(fā)脂質過氧化反應，產(chǎn)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(fā)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(fā)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(yè)應用

近年來，玉米胚芽油廣泛應用于化妝品行業(yè)。研究發(fā)現(xiàn)[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(fā)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(jié)皮膚分泌、抗脂質過氧化、促進血液循環(huán)。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(chǎn)生；添加玉米胚芽油的洗發(fā)產(chǎn)品更容易滲透入頭發(fā)，對改善頭發(fā)干枯、恢復頭發(fā)光澤有明顯作用。同時，含玉米胚芽油化妝產(chǎn)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(huán)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(wěn)定、抗氧化、抗低溫性能較好，可應用于工業(yè)上生產(chǎn)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(chǎn)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(jīng)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(chǎn)中[22]。

4 展望

我國既是玉米主要生產(chǎn)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(chǎn)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(yǎng)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(fā)揮“保健油脂”的作用。在今后的生產(chǎn)、銷售中，如能對其營養(yǎng)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(yǎng)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(chǎn)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(yè)的應用將更加廣泛、更加深入。

：

[1]霍超,納文娟,徐桂花.玉米油的主要功效成分及開發(fā)應用前景[J].中國食物與營養(yǎng),2008(10):37-38

[2]李新.水酶法提取玉米胚芽油和納濾技術回收蛋白質[D].無錫:江南大學食品學院,2006

[3]Bocevska,Karlovic,Turkulov.Quality of corn germ oil obtained by Aqueous enzymatic extraction[J].JAOCS,1993,70(12):1273-1277

[4]段作營,李珺,尤新,等.水酶法提取玉米胚芽油的研究[J].中國油脂,2002(3):5-7

[5]Robert A Moreau,Leland C Dickey A.Process for the aqueous enzymatic extraction of corn oil from dry milled corn germ and enzymaticwet milled corngerm(E-Germ)[J].JAOCS,2009,86(5):469-474

[6]劉玉蘭.油脂制取與加工工藝學[M].北京：科學出版社,2009:277-278

[7]Christianson D D,Friedrich J P,List G R.Supercritical fluid extraction of dry-milled corn germ with carbon dioxide[J].Food science,1984,49(1):229-232

[8]Rónyaia E,Simándia B,T?m?sk?zib S,et al.Supercritical fluid extraction of corn germ with carbon dioxide-ethyl alcohol mixture[J].The journal of supercritical fluids,1998,14(1):75-81

[9]程霜,崔慶新,馮澤靜.玉米胚芽油的超臨界CO2萃取[J].中國糧油學報,2000(6):29-31

[10]陸強,李寬宏,施亞鈞.提取與分離蛋白質的新技術-反膠束萃取[J].現(xiàn)代化工,1993(12):37-39

[11]李飛.反膠束法同時提取玉米胚芽油脂和蛋白質的研究[D].無錫:江南大學食品學院,2009

[12]Pavan E,Duckett S K,Andrae J G.Corn oil supplementation to steers grazing endophyte-free tall fescue.I.Effectson in vivo digestibility,performance,and carcass traits[J].Journal of animal science,2007,85(5):1330-1339

[13]李勝利,孫海洲,趙存發(fā),等.日糧內添加玉米胚芽油對綿羊瘤胃內環(huán)境的影響[J].畜牧與飼料科學,2010,31(3):24-26

[14]李鳳學,趙廣永,楊雅芳.日糧中添加玉米胚芽油對肉牛瘤胃發(fā)酵的影響[J].中國畜牧雜志,2001,37(1):16-17

[15]周先漢,馬宏峰,范婷婷.玉米胚芽油降血脂作用的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2008,36(4):1337,1342

[16]馮翔.茶油、玉米油和魚油對免疫功能的影響[J].營養(yǎng)學報,1996,18(4):412-417

[17]苗宇船,韓德五,趙元昌.玉米胚芽油和豬油在大鼠脂肪性肝炎形成中不同機制的實驗研究[J].山西中醫(yī)學院學報,2004,5(3):54-56

[18]從彥麗.無臭蒜素與玉米胚芽油的制取及其在化妝品中的應用[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,2006(6):25-26

[19]Isabella Sundla,Michael Murkovicb,Donata Bandonieneb.Vitamin E content of foods:Comparison of results obtained from food composition tables and HPLC analysis[J].Clinical nutrition,2007,26(1):145-153

[20]何灼成,魏小平,朱瑞國.生物柴油的制備方法及研究進[J].潤滑油與燃料,2006,16(3):7-10

[21]胡震.玉米胚芽油制備生物柴油的研究[J].遼寧化工,2010(3):20-22

[22]李歡,劉紅研,汪樹軍,等.玉米胚芽油型含硫潤滑油添加劑的合成及性能評價[J].潤滑與密封,2010,35(11):102-106