玉米皮活性成分提取工藝研究進(jìn)展

趙二勞 - 王明華 - 高子怡 - 趙三虎 -

(1. 忻州師范學(xué)院化學(xué)系，山西 忻州 034000；2. 忻州師范學(xué)院生物系，山西 忻州 034000)

中國(guó)是玉米生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，玉米加工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中已占有很大的比例[1]。但中國(guó)玉米加工業(yè)主要是利用玉米中約占68%的淀粉，而約占玉米籽粒干重15%的副產(chǎn)物——玉米皮，未進(jìn)行精深加工，僅用于飼料及發(fā)酵行業(yè)，產(chǎn)品附加值低下[2]；有些甚至廢棄，既造成資源的極大浪費(fèi)，也嚴(yán)重污染環(huán)境?？茖W(xué)研究[2-5]已證明，玉米皮中含有多種活性成分。因此研究玉米皮中活性成分的提取應(yīng)用，對(duì)有效拉長(zhǎng)玉米產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)玉米皮的高值化轉(zhuǎn)化具有重要的實(shí)際意義。目前，中國(guó)學(xué)者對(duì)玉米皮中活性成分的提取進(jìn)行了不少的研究，取得了一定的成果，但總體而言，較為散亂。荊曉飛等[2]雖曾簡(jiǎn)單綜述過(guò)玉米皮功能成分的研究進(jìn)展，但其偏重于玉米皮功能成分的應(yīng)用簡(jiǎn)介，涉及提取工藝研究較少；劉玉春等[1]綜述過(guò)玉米皮精深加工技術(shù)進(jìn)展，但引用文獻(xiàn)較少，不夠全面，玉米皮中多糖、阿魏酸等功能成分的提取工藝研究未提及，對(duì)加工工藝和結(jié)果的闡述較為籠統(tǒng)。為此，本文梳理并總結(jié)近10年中國(guó)玉米皮中活性成分(包括膳食纖維、多糖、黃色素、L-阿拉伯糖、阿魏酸、阿魏酰低聚糖和玉米皮油)的提取工藝研究進(jìn)展，簡(jiǎn)要闡明了各種提取工藝技術(shù)及結(jié)果，并展望了玉米皮活性成分提取研究方向，旨在為玉米皮的合理開(kāi)發(fā)利用提供參考。

1 膳食纖維提取工藝研究

膳食纖維具有降血壓、降低能量值、促進(jìn)腸道暢通，預(yù)防心腦血管疾病、改善口味、增強(qiáng)質(zhì)感、緩解餐后血糖上升幅度等多種功效，在人體保健領(lǐng)域得到廣泛的關(guān)注和認(rèn)可，成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)[3,6]。近年中國(guó)學(xué)者從玉米皮中提取制備膳食纖維的相關(guān)研究不少，工作較為充分，取得了一定的成果，采用的方法主要為化學(xué)提取法和生物酶法。

1.1 化學(xué)提取法

化學(xué)提取制備法就是將粉碎的玉米皮原料采用化學(xué)試劑提取而制備膳食纖維的方法。郝瑞娟等[7]研究了玉米皮中水溶性膳食纖維的堿解工藝，結(jié)果表明，最佳工藝條件：溫度50 ℃、氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%、料液比1∶25 (g/mL)、時(shí)間30 min，此條件下玉米水溶性膳食纖維含量為21.16%。為了提高膳食纖維提取率，鹿保鑫等[8]采用微波輔助堿解提取堿性膳食纖維，通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化得最佳工藝條件：堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)8.45%、料液比1∶13.73 (g/mL)、微波功率598.83 W、提取時(shí)間4.31 min，此條件下堿溶膳食纖維提取率為65.57%。安瑩等[9]研究了超聲波輔助提取黑玉米皮中水溶性膳食纖維的工藝，通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化得最佳工藝條件：料液比1∶11 (g/mL)、超聲功率700 W、提取溫度60 ℃、提取時(shí)間32 min，此條件下水溶性膳食纖維提取率為53.8%。綜上，盡管因原料來(lái)源不同、預(yù)處理不同會(huì)對(duì)膳食纖維提取率有較大的影響，不便對(duì)幾種提取工藝進(jìn)行比較，但也不難發(fā)現(xiàn)，采取一些物理手段(如微波、超聲波等)輔助提取會(huì)有效提高膳食纖維的提取率。

1.2 生物酶法

生物酶法就是利用不同的酶通過(guò)酶解除去玉米皮中非膳食纖維成分或分解不溶性膳食纖維，最后獲得可溶性膳食纖維的方法。王剛等[10]以玉米皮為原料，采用纖維素酶制備可溶性膳食纖維，通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化得最適反應(yīng)條件：料液比1∶14 (g/mL)、酶添加量15.78 U/g、pH 5.56、酶解溫度50.56 ℃、酶解時(shí)間3.01 h，該條件下可溶性膳食纖維得率為26.45%。杜巧娟等[11]研究了幾種酶分步制備玉米皮膳食纖維的工藝，結(jié)果表明玉米皮先用蛋白酶處理60 min，后用淀粉酶處理30 min，玉米皮膳食纖維產(chǎn)率為86.4%，其中水溶性膳食纖維含量為1.17%；木聚糖酶改性膳食纖維的最佳工藝條件：木聚糖酶用量0.7%、溫度55 ℃、pH 6.5、反應(yīng)時(shí)間2.0 h，制備的改性玉米皮膳食纖維得率達(dá)78.74%，其中水溶性膳食纖維含量提高到14.27%。魏仲姍等[12]則在研究復(fù)合酶(淀粉酶、蛋白酶)提取玉米皮中膳食纖維的基礎(chǔ)上，通過(guò)優(yōu)化擠壓技術(shù)提高玉米皮水溶性膳食纖維，結(jié)果表明，提取玉米皮膳食纖維的最佳工藝條件：復(fù)合酶添加量1.2%、料液比1∶10 (g/mL)、溫度60 ℃、pH 7.0、酶解時(shí)間55 min，膳食纖維提取率為65.2%；膳食纖維優(yōu)化擠壓條件：物料加水量20%、擠壓溫度130 ℃、螺桿轉(zhuǎn)速130 r/min，該條件下水溶性膳食纖維含量可由15.87%提高到21.65%。顯見(jiàn)，運(yùn)用生物酶法可提高玉米皮中水溶性膳食纖維提取率。與化學(xué)法相比，對(duì)環(huán)境污染少，可提高水溶性膳食纖維得率，生物酶法是一種玉米皮水溶性膳食纖維提取制備的較好方法。雖因玉米皮來(lái)源不同、預(yù)處理不同，不便定量比較不同生物酶法工藝的優(yōu)劣，但也不難發(fā)現(xiàn)，采取多種酶分步或聯(lián)合輔助提取，以及在酶解的基礎(chǔ)上輔以一些物理技術(shù)會(huì)有效提高玉米皮水溶性膳食纖維的提取率，值得進(jìn)一步深入研究。

2 多糖提取工藝研究

玉米皮多糖具有顯著的免疫調(diào)節(jié)、降血糖、降血脂、抗腫瘤、抗病毒、抗便秘、抗氧化及預(yù)防結(jié)腸癌等多種生物活性[13-14]。目前，有關(guān)從天然產(chǎn)物中提取多糖的方法不少，但從玉米皮中提取多糖的工藝研究中國(guó)學(xué)者主要有浸提法、酶提法和其他物理技術(shù)輔助法。

2.1 浸提法

浸提法是一種天然產(chǎn)物多糖常用的方法，其設(shè)備要求低，操作簡(jiǎn)單，但提取溫度高，時(shí)間長(zhǎng)，多糖得率低。張賀等[15]研究了熱水浸提玉米皮多糖的工藝，結(jié)果表明，在溫度90 ℃、料液比1∶30 (g/mL)、提取時(shí)間3 h的條件下，玉米皮多糖提取率為6.74%。林松毅等[16]通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化得玉米皮多糖最佳提取工藝條件：溫度100 ℃、料液比1∶20 (g/mL)、浸提時(shí)間4.0 h，此條件下多糖提取率可達(dá)4.43%。推測(cè)前者提取率較高的原因可能是原料經(jīng)過(guò)脫脂預(yù)處理，多糖含量高，也可能是由于原料來(lái)源不同所致。

2.2 酶提法

酶提法是通過(guò)酶分解玉米皮細(xì)胞壁使其多糖更易溶出，該方法具有條件溫和，提取率高等優(yōu)勢(shì)。王文俠等[13]以經(jīng)酶法去除淀粉和蛋白質(zhì)后的玉米皮為原料，采用復(fù)合酶提取玉米皮多糖，通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化得最佳工藝條件：木聚糖酶∶復(fù)合纖維素酶(質(zhì)量比)=1∶1、加酶量1.5%、pH 4.1、底物濃度5 g/100 mL、酶解溫度55 ℃、酶解時(shí)間5 h，此條件下，多糖得率為27.25%。關(guān)海寧[17]研究了酶協(xié)同微波提取玉米皮多糖工藝，確定的最佳提取工藝條件為：纖維素酶添加量1.46%、中性蛋白酶添加量1.57%、料液比1∶20 (g/mL)、溫度50 ℃、酶解30min后，再在微波功率640 W下、微波作用4.1 min，此條件下玉米皮多糖提取率達(dá) 8.07%。張?jiān)钡萚4]采用酶協(xié)同超聲波提取玉米皮多糖，確定的最佳提取工藝條件：先在α-淀粉酶∶中性蛋白酶酶=1∶1(質(zhì)量比)、加酶量3.6 %、料液比1∶8 (g/mL)、水浴溫度50 ℃下，提取15 min后，再在超聲溫度73 ℃，超聲功率111 W，超聲提取17 min，多糖得率為15.53%。比較上述3種多糖提取工藝，復(fù)合酶法多糖提取率最高，但提取時(shí)間最長(zhǎng)，而酶法協(xié)同超聲波法，多糖提取率較高，提取時(shí)間最短。但也不能排除玉米皮原料不同對(duì)提取率的影響。

2.3 其他物理技術(shù)輔助法

為了提高多糖提取率，劉旭野等[18]研究了高壓脈沖電場(chǎng)技術(shù)結(jié)合纖維素酶法提取玉米皮多糖，得到的最佳工藝條件：電場(chǎng)強(qiáng)度25 kV/cm、電場(chǎng)頻率2 080 Hz、料液比1∶42 (g/mL)、纖維素酶加入量1.55%、水浴溫度59 ℃、pH 5.0、提取時(shí)間2.5 h，此條件下多糖提取率為15.36%。王文俠等[19]研究了擠壓處理提取玉米皮水溶性多糖的工藝，通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化得最佳工藝條件：物料目數(shù)8目、喂料量25 kg/h、螺桿轉(zhuǎn)速150 r/min、加水量20%、熔體溫度140 ℃。該條件下，多糖得率為24.91%，是未擠壓處理的2.7倍。顯見(jiàn)，經(jīng)擠壓處理能顯著提高玉米皮多糖的提取率，是一種值得推廣和深入研究的玉米皮多糖提取方法。

3 黃色素提取工藝研究

玉米皮黃色素具有抗癌、防癌、降壓、降血脂、抗炎消炎、抗脂質(zhì)過(guò)氧化、抗衰老、增強(qiáng)人體免疫力和預(yù)防心血管疾病等功效[20]。目前，中國(guó)學(xué)者從玉米皮中提取色素的相關(guān)研究不多，研究的提取工藝主要有有機(jī)溶劑浸提法、微波輔助提取法和超聲輔助提取法。

3.1 有機(jī)溶劑浸提工藝

陳利梅等[21]玉米皮中黃色素的乙醇浸提工藝，確定的最佳浸提工藝條件：體積分?jǐn)?shù)95%乙醇為提取劑，溫度70 ℃、料液比1∶12.5 (g/mL)、時(shí)間1.5 h。宋從從等[5]采用單因素和正交試驗(yàn)的方法優(yōu)化了玉米皮黃色素的浸提工藝，確定的最佳工藝條件：95%乙醇(用鹽酸調(diào)pH值為3)為提取劑、溫度60 ℃、料液比1∶10 (g/mL)、提取時(shí)間1.5 h。有機(jī)溶劑浸提設(shè)備簡(jiǎn)單、易于操作，成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)，是從天然產(chǎn)物中提取色素較常用的一種方法。存在的問(wèn)題是溶劑的殘留，所提色素雜質(zhì)較多，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

3.2 微波輔助提取工藝

陳紅等[22]研究確定微波輔助提取玉米皮中黃色素的最佳工藝條件：80%乙醇為提取劑、微波功率400 W、料液比1∶8 (g/mL)、微波時(shí)間60 s。陳紅等[23]還研究了微波協(xié)同酶法提取玉米皮中黃色素的工藝，通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化得到的最佳工藝條件：以95%乙醇為提取劑、料液比1∶8 (g/mL)、pH 5.5、微波功率400 W、纖維素酶用量1.2%、酶解溫度50 ℃、酶解時(shí)間90 min、微波時(shí)間50 s，與傳統(tǒng)溶劑浸提法相比，微波輔助提取可明顯縮短提取時(shí)間，僅數(shù)分鐘就可達(dá)到其他工藝的提取效果，溶劑用量少，有利于回收，節(jié)約能源，環(huán)境污染少，但也存在溫度不易控制，溫度過(guò)高會(huì)使色素分解，以及產(chǎn)品純度不高，需進(jìn)一步分離純化。

3.3 超聲輔助提取工藝

有關(guān)玉米皮黃色素的超聲輔助提取中國(guó)學(xué)者研究很少。劉軍海[24]通過(guò)正交試驗(yàn)確定得玉米皮黃色素超聲輔助提取最佳工藝條件：乙醇體積分?jǐn)?shù)80%、料液比1∶18 (g/mL)、超聲溫度60 ℃、超聲時(shí)間30 min。顯見(jiàn)，較溶劑浸提法，超聲輔助工藝提取時(shí)間明顯縮短?；诔曒o助提取技術(shù)在其他天然產(chǎn)物色素提取中所具有的諸多優(yōu)勢(shì)，亟需加強(qiáng)在玉米皮黃色素提取中的應(yīng)用研究。

4 L-阿拉伯糖提取工藝研究

L-阿拉伯糖屬于五碳醛糖，是一種沒(méi)有熱量的新型功能健康糖，其可選擇性對(duì)腸道內(nèi)蔗糖酶活性起非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用，對(duì)蔗糖代謝轉(zhuǎn)化有明顯的阻斷作用，可抑制肥胖、預(yù)防并治療與高血糖相關(guān)的疾病。目前，中國(guó)學(xué)者從玉米皮中提取L-阿拉伯糖的主要工藝技術(shù)有酸水解法和微生物法。

4.1 酸水解法

李令平等[25]研究了草酸水解玉米皮生產(chǎn)L-阿拉伯糖的工藝，通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化得最佳工藝條件：草酸濃度0.5%、料液比1∶10 (g/mL)、酸解溫度90 ℃、時(shí)間2.5 h，此條件下L-阿拉伯糖得率為10.08%。張澤生等[26]研究了硫酸水解玉米皮生產(chǎn)L-阿拉伯糖的工藝，優(yōu)化得最佳工藝條件：硫酸濃度5%、料液比1∶12 (g/mL)、水解溫度100 ℃、水解時(shí)間3.0 h、L-阿拉伯糖的得率為11.68%。張澤生等[27]采用酸性電解水水解玉米皮提取L-阿拉伯糖，通過(guò)單因素結(jié)合正交試驗(yàn)確定最佳提取工藝條件為：酸性電解水pH 2.0、料液比1∶40 (g/mL)、水解溫度180 ℃、水解時(shí)間30 min，該條件下L-阿拉伯糖水解得率為15.49%。酸水解玉米皮生產(chǎn)L-阿拉伯糖，工藝簡(jiǎn)單易行，產(chǎn)品收率較高，工藝相對(duì)成熟，缺點(diǎn)是酸水解過(guò)程中不但會(huì)產(chǎn)生糠醛等有毒物質(zhì)，而且會(huì)產(chǎn)生大量高濃度含鹽廢水及較多固體廢棄物，后續(xù)處理難度大、成本高，易污染環(huán)境。比較上述幾種提取工藝，可知提取劑酸性強(qiáng)，水解溫度高，L-阿拉伯糖產(chǎn)率高，相對(duì)來(lái)講，酸性電解水水解玉米皮提取L-阿拉伯糖是一種較好的方法。

4.2 微生物法

微生物法制備L-阿拉伯糖就是將玉米皮中半纖維素經(jīng)預(yù)處理降解成單糖溶液，然后利用微生物發(fā)酵該溶液，消耗其中的葡萄糖和木糖等非目標(biāo)糖，降低非目標(biāo)糖含量，保留溶液中目標(biāo)糖即L-阿拉伯糖，提高其含量，再經(jīng)濃縮結(jié)晶得到L-阿拉伯糖。鄒鴻菲等[28]比較研究了幾株酵母菌和霉菌對(duì)玉米皮水解液分離制備L-阿拉伯糖的工藝，發(fā)現(xiàn)球擬酵母菌發(fā)酵4 d，綠木霉、灰霉和從環(huán)境中分離出的霉菌Mgb1、Mgb2發(fā)酵3 d后，均能較好地利用木糖，而不利用L-阿拉伯糖，使玉米皮水解液中木糖保留率均低于5%，L-阿拉伯糖保留率為75%以上。蓋偉東等[29]比較研究了4種酵母菌對(duì)玉米皮水解液中木糖和L-阿拉伯糖的利用情況，得出熱帶假絲酵母菌對(duì)木糖發(fā)酵最快，發(fā)酵60 h，菌體生物量達(dá)12.6 g/L，水解液中木糖消耗率達(dá)96.76%，L-阿拉伯糖保留率為90.12%，經(jīng)結(jié)晶，最終L-阿拉伯糖晶體得率為6.8%(以玉米皮干重計(jì))。與傳統(tǒng)酸水解法相比，微生物法降低了L-阿拉伯糖后續(xù)提純的技術(shù)難度，簡(jiǎn)化了工藝，克服了傳統(tǒng)酸水解工藝復(fù)雜、對(duì)設(shè)備要求高、環(huán)境污染等問(wèn)題，值得深入研究。

5 阿魏酸提取工藝研究

阿魏酸的化學(xué)名稱為4-羥基-3-甲氧基肉桂酸，具有清除自由基、抗衰老、抗血栓、抗突變、抗紫外線輻射、抗菌消炎、降血脂、防治冠心病、防癌、增強(qiáng)精子活力和調(diào)節(jié)人體免疫功能等生理活性。從植物中提取的阿魏酸為純天然物質(zhì)，純化后可直接應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和化妝品等領(lǐng)域。目前，中國(guó)學(xué)者從玉米皮中提取阿魏酸主要有堿解法和酶解法。

5.1 堿解提取工藝

玉米皮中阿魏酸主要以脂鏈與多糖等交聯(lián)，易于水解，可通過(guò)堿解提取。賴紅武等[30]通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化得到了玉米皮中阿魏酸堿解提取最佳工藝條件：NaOH溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.034%、提取溫度98.4 ℃、堿醇體積比2.556，此條件下阿魏酸提取率達(dá)1.798 mg/g。趙戰(zhàn)利等[31]以膨化處理后的玉米皮為原料，采用攪拌輔助堿解法提取玉米皮中阿魏酸，通過(guò)響應(yīng)面分析確定的最佳提取工藝條件：NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.3%、料液比1∶13 (g/mL)、溫度80 ℃、提取時(shí)間72 min，此條件下阿魏酸得率達(dá)10.33 mg/g。趙升強(qiáng)等[32]研究了乙醇/水/NaOH溶液從玉米皮中提取阿魏酸，并采用膜分離法純化阿魏酸，最佳提取工藝條件：NaOH濃度0.25 mol/L、醇水比(體積比)1∶1，料液比1∶10 (g/mL)、提取溫度75 ℃、攪拌速度120 r/min、提取時(shí)間2.0 h；膜分離的工藝為：截流分子量為5 000 U的超濾膜、在室溫、0.10 MPa下超濾，阿魏酸透過(guò)率為86.4%。堿性乙醇水解法是提取玉米皮中阿魏酸的較好方法，該工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，易于操作，成本較低，阿魏酸產(chǎn)量較高，且解決了提取液黏度高而難以實(shí)現(xiàn)膜分離的問(wèn)題，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)中，但也存在廢液、廢渣多，易造成環(huán)境污染的問(wèn)題，綠色化提取工藝還需進(jìn)一步研究。

5.2 酶解提取工藝

采用單一糖酶降解玉米皮提取阿魏酸，水解效率較低，中國(guó)未有相關(guān)報(bào)道。為了提高阿魏酸提取率，郭麗等[33]采用超聲波輔助木聚糖酶提取玉米皮中阿魏酸，得到的最佳提取工藝：超聲溫度33 ℃、超聲時(shí)間80 min、料液比1∶25 (g/mL)、酶解溫度50 ℃、酶添加量0.83%、酶解時(shí)間65 min，該條件下阿魏酸得率為3.47 mg/g。酶法提取玉米皮阿魏酸，工藝簡(jiǎn)單，條件溫和，節(jié)能環(huán)保，提取率高，但也存在易受外界環(huán)境影響，提取時(shí)間長(zhǎng)，工藝穩(wěn)定性較差等問(wèn)題。

6 阿魏酰低聚糖提取制備工藝研究

阿魏酰低聚糖是阿魏酸與低聚糖通過(guò)脂鍵結(jié)合在一起形成的一類化合物，兼有阿魏酸和低聚糖的生理活性，能抑制糖基化反應(yīng)，促進(jìn)益生菌增殖，具有抗腫瘤、抗衰老和抗氧化功效，是一種新型功能性食品配料[34]。阿魏酰低聚糖的提取制備主要有酸水解法、酶水解法和生物發(fā)酵法，由于酸水解法存在所需條件苛刻，酸易殘留，會(huì)對(duì)人體造成一定危害，產(chǎn)生污水量大，造成環(huán)境壓力。所以目前，有關(guān)玉米皮阿魏酰低聚糖的酸水解提取制備研究在中國(guó)尚未見(jiàn)報(bào)道。

6.1 酶水解提取制備工藝

酶水解法是利用酶制劑的水解作用，破壞玉米皮細(xì)胞壁多糖，制取阿魏酰低聚糖的一種方法。為了有效破壞玉米皮細(xì)胞壁多糖，以釋放出連接在糖類上阿魏酰低聚糖，提高阿魏酰低聚糖產(chǎn)量，多采用復(fù)合酶水解玉米皮制備阿魏酰低聚糖。曾鳳彩等[35]在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面法研究了復(fù)合纖維素酶水解玉米皮制備阿魏酰低聚糖的工藝條件，得到的最佳工藝條件：pH 5.1、反應(yīng)溫度55 ℃、底物質(zhì)量濃度90 g/L、復(fù)合纖維素酶加入量5.0 mg/L、反應(yīng)時(shí)間44 h，此條件下產(chǎn)物中阿魏酰低聚糖含量達(dá)2.022 mmol/L。潘海曉等[36]以玉米皮為原料，利用纖維素酶輔助木聚糖酶制備阿魏酰低聚糖，通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化得最佳制備條件：纖維素酶質(zhì)量濃度8 g/L、木聚糖酶質(zhì)量濃度6 g/L、底物質(zhì)量濃度165 g/L、pH值5.0、反應(yīng)溫度60 ℃、反應(yīng)時(shí)間36 h，此條件下產(chǎn)物中阿魏酰低聚糖的濃度達(dá)到2.127 mmol/L。杜娟等[37]也研究了酶水解玉米皮制備阿魏酰低聚糖的工藝條件，經(jīng)響應(yīng)面優(yōu)化得出最佳工藝條件為：纖維素酶和木聚糖酶的混合酶添加量15.7 g/L、混合酶中纖維素酶添加比例70%、底物添加量100 g/L、酶解時(shí)間1 h，此條件下阿魏酰低聚糖產(chǎn)量為1 008.43 μmol/L。該法反應(yīng)溫和，條件易于控制，基本不破壞產(chǎn)物的生物活性，且產(chǎn)量高，是一種較好的玉米皮阿魏酰低聚糖制備方法。

6.2 生物發(fā)酵制備工藝

生物發(fā)酵法是一種新興的阿魏酰低聚糖制備方法，但近年中國(guó)有關(guān)玉米皮阿魏酰低聚糖的生物發(fā)酵制備研究應(yīng)用較少。焦昆鵬等[38]通過(guò)對(duì)發(fā)酵玉米皮法制備阿魏酰低聚糖的初步研究發(fā)現(xiàn)，玉米皮經(jīng)平菇發(fā)酵8 d后發(fā)酵液中阿魏酰低聚糖含量達(dá)12.515 μmol/L。與酶水解法相比，雖然阿魏酰低聚糖產(chǎn)量相對(duì)較低，但該工藝使得微生物產(chǎn)酶與酶解過(guò)程合二為一，且對(duì)原料要求低，微生物生長(zhǎng)過(guò)程中利用了玉米皮中的淀粉、蛋白質(zhì)等成分，無(wú)需進(jìn)行脫淀粉等預(yù)處理，資源得到合理利用，簡(jiǎn)化了工藝，可降低成本，值得深入研究。

7 玉米皮油提取工藝研究

玉米皮油中含有80%以上不飽和脂肪酸，在人腦的信息傳遞和人體血脂代謝平衡中發(fā)揮著重要作用，可阻止腦血栓的形成。玉米皮油還含有玉米黃素和比普通植物油豐富的植物甾醇，玉米黃素具有很強(qiáng)的抗氧化性，在心血管疾病和癌癥的預(yù)防方面有很大作用[39]。甾醇對(duì)維持人體膽固醇平衡以及抗衰老等方面有積極的作用，有助于降低冠心病的危險(xiǎn)[40]。因此，玉米皮油可作為一種保健油使用。張小苗等[40]在高溫條件下，以正己烷為提取劑，采用索氏提取法提取高甾醇玉米皮油，得到玉米皮油中油酸和亞油酸等不飽和脂肪酸含量接近80%，甾醇含量達(dá)到了6.42%。李昊陽(yáng)等[41]以丁烷為溶劑，在常溫、0.5 MPa壓力下，采用亞臨界萃取法萃取玉米皮油，萃取4次，所得油脂品質(zhì)好，認(rèn)為該工藝在常溫下進(jìn)行，萃取劑在低溫下就可快速蒸發(fā)，可縮短生產(chǎn)周期，減少能耗。郭春旭等[39]采用亞臨界聯(lián)合太赫茲波提取玉米皮油，提取條件為：在太赫茲波長(zhǎng)3～1 000 μm、距離10 cm、溫度30 ℃、輻照時(shí)間6 min，輻照結(jié)束后，在70 ℃恒溫干燥至水分為6%～9%，然后在亞臨界萃取罐中加入丁烷至樣品完全浸沒(méi)，在溫度35 ℃、壓力0.34 MPa下，萃取25 min，連續(xù)萃取2次，脫溶后過(guò)濾得玉米皮油，得率為5.12%。目前，中國(guó)有關(guān)玉米皮油提取研究很少。由于玉米皮油脂含量較低(不到3%)，所以玉米皮油多采用有機(jī)溶劑萃取法制備，輔以一些物理技術(shù)如亞臨界萃取、臨界聯(lián)合太赫茲波提取等，雖能有效縮短萃取時(shí)間，但設(shè)備投資大，成本高，工藝復(fù)雜，且未能解決有機(jī)溶劑殘留的問(wèn)題，仍需要深入研究。

8 結(jié)論與展望

玉米皮中含有豐富的活性成分，具有抗氧化、抗腫瘤、降血糖、降血脂和提高免疫力等諸多生理功能，在藥品、保健品、化妝品及食品添加劑等領(lǐng)域具有廣泛的開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景。而中國(guó)眾多的玉米加工企業(yè)又提供了豐富的玉米皮資源，使中國(guó)具有得天獨(dú)厚的玉米皮開(kāi)發(fā)利用資源優(yōu)勢(shì)，為玉米皮開(kāi)發(fā)利用提供了廣闊的市場(chǎng)。但總體而言，目前中國(guó)對(duì)玉米皮的開(kāi)發(fā)研究還處于初級(jí)階段，對(duì)玉米皮中膳食纖維、多糖的提取研究相對(duì)較多，而對(duì)玉米皮中其他活性成分提取研究相對(duì)較少。超聲、微波以及酶輔助提取技術(shù)尚不成熟，多停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段。有關(guān)玉米皮中活性成分構(gòu)效關(guān)系、作用機(jī)制的研究更為欠缺。因此，亟待從國(guó)家層面整合研究隊(duì)伍，集中財(cái)力、物力，一方面對(duì)玉米皮活性成分的提取進(jìn)行深入、系統(tǒng)的研究，將一些新穎的、現(xiàn)代化的天然產(chǎn)物功能成分提取分離技術(shù)引入到玉米皮活性成分的提取純化中，嘗試融合多種現(xiàn)代提取分離技術(shù)聯(lián)合用于玉米皮活性成分的提取中，或玉米皮中多種活性成分同時(shí)提取，創(chuàng)新玉米皮活性成分的提取工藝，提高產(chǎn)量和效率。實(shí)現(xiàn)玉米皮中活性成分的規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。另一方面，加強(qiáng)玉米皮活性成分構(gòu)效關(guān)系、作用機(jī)制的研究，為人們合理使用和膳食玉米皮功能食品提供理論依據(jù)。

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