□ 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(yè)生產(chǎn)量高,產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿Υ螅谵r(nóng)業(yè)中具有重要影響力。作為一種工業(yè)生產(chǎn)原料,與紅薯相比,玉米含有大量的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)[1]。因此,自20世紀50年代至今,全球淀粉、淀粉糖和乙醇工業(yè)生產(chǎn)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(chǎn)制造的發(fā)展趨勢。中國是世界第二大玉米生產(chǎn)國家。改革開放后,我國玉米生產(chǎn)加工技術取得了突飛猛進的發(fā)展。伴隨著技術生產(chǎn)制造能力的不斷提升和主營產(chǎn)品的生產(chǎn)制造,愈來愈多的蛋白質(zhì)副產(chǎn)物獲得了靈活運用,進而更好地提高了公司的整體經(jīng)濟效益[2]。這種副產(chǎn)物依據(jù)不同的加工工藝和主要產(chǎn)品可以生產(chǎn)制造出不同的蛋白質(zhì)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(zhì)原料之一。因此,如何正確挑選和運用這種蛋白副產(chǎn)品,非常值得進一步分析和討論。
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(chǎn)量最大的農(nóng)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(chǎn)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(chǎn)量超出2億多噸,居全國農(nóng)作物第三位。普遍栽種的主產(chǎn)地為東北地區(qū)、華北地區(qū)、西南地區(qū)山區(qū)地帶[3]。玉米可作為食品類、飼養(yǎng)精飼料和工業(yè)生產(chǎn)原料。它不但是糧食作物,也是農(nóng)作物?,F(xiàn)階段,以玉米為主要食材的人口數(shù)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(yǎng)成分很高,每100kg玉米的熱量為1448.6千卡,其中蛋白質(zhì)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(yǎng)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(zhì)、維生素E和維C,以及豐富的鐵、鉀、鈣等營養(yǎng)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(yǎng)物質(zhì)有淀粉、蛋白質(zhì)、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(wǎng)盤直鏈淀粉和碳鍵淀粉。網(wǎng)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(wǎng)盤直鏈淀粉。通過人力栽種干預,玉米優(yōu)良品種的網(wǎng)盤直鏈淀粉成分可達80%以上。網(wǎng)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(chǎn)業(yè)的原料,全球淀粉生產(chǎn)量為4500萬噸,在其中80%以上是玉米淀粉。適用于淀粉糖(固態(tài)葡萄糖水、液態(tài)葡萄糖水、葡萄糖、麥芽糖)、乙醇、麥芽糖糊精、雞精、塑膠生產(chǎn)制造、造紙工業(yè)、制藥業(yè)、發(fā)酵等領域。玉米的胚乳中含75%的蛋白質(zhì),胎芽含20%的蛋白質(zhì)[6]。玉米中的蛋白質(zhì)主要是醇溶蛋白質(zhì)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(zhì)資源,僅占玉米胎芽的一部分,其蛋白質(zhì)含有30%的清蛋白和免疫球蛋白。玉米還含有約4.8%的脂質(zhì)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(yǎng)食品,含有72%的液態(tài)脂肪。從玉米的成分看來,除淀粉外,還含有蛋白質(zhì)、人體脂肪、化學纖維等[7]。以往玉米生產(chǎn)加工受技術性限制,生產(chǎn)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(fā)利用和生產(chǎn)加工,產(chǎn)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(jīng)濟健康發(fā)展。
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(huán),浸泡時玉米在罐內(nèi)不產(chǎn)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(jù)蒸發(fā)濃縮成70%干物質(zhì)的產(chǎn)品玉米漿。除可溶蛋白,也有其他可溶化學物質(zhì)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(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)中。中國較大的使用者是生產(chǎn)制造抗菌素和雞精、味精的企業(yè),作為培養(yǎng)基的營養(yǎng)液[8]。但因為近些年玉米淀粉生產(chǎn)量的持續(xù)增長,玉米漿的進出口貿(mào)易也成了問題。因此生產(chǎn)廠家務必找到新的發(fā)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(zhì)飼料進行混合?,F(xiàn)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。
玉米纖維飼料也叫谷蛋白質(zhì)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(yǎng)價值隨各個部分的組成占比發(fā)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(chǎn)制造玉米淀粉的加工廠,生產(chǎn)制造下來的玉米皮營養(yǎng)元素也極為優(yōu)質(zhì),32%的葡萄糖水中有23%來源于玉米皮中殘存的木薯淀粉?,F(xiàn)階段一般加工廠的玉米皮生產(chǎn)量早已降低到14%。大多數(shù)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(zhì)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(fā)酵玉米皮還可作為精飼料酵母菌,生產(chǎn)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(yǎng)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(xiàn)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(zhì)較好。假如顏色為深咖啡色,表明生產(chǎn)制造加工工藝欠佳(如比較嚴重超溫)或早已嚴重質(zhì)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。
玉米經(jīng)過榨取提油后的產(chǎn)品稱之為玉米胚芽餅,有機溶劑浸取提油后的產(chǎn)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(chǎn)加工公司,生產(chǎn)加工經(jīng)營規(guī)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(yǎng)成分差別是一種無氮浸出物較高,達到42%~53%,粗蛋白質(zhì)達到3%~10%。后者的粗蛋白質(zhì)僅有1.5%,幾乎沒有無氮浸出物,但蛋白質(zhì)品質(zhì)比較穩(wěn)定。玉米胚芽餅(粕)的蛋白質(zhì)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(zhì),現(xiàn)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(zhì)飼料,適中性、蛋白質(zhì)品質(zhì)和碳水化合物構成優(yōu)良,尤其是磷酸氫鈣、蛋氨酸、谷氨酸、維生素和礦物質(zhì)脂肪率高,是豬、雞的優(yōu)質(zhì)精飼料由來,可取代一部分豆粕喂養(yǎng)海產(chǎn)品和食草動物。玉米胚芽餅(粕)易質(zhì)變、不穩(wěn)定,品質(zhì)很難操縱。質(zhì)變的玉米胚芽餅(粕)會產(chǎn)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(zhì)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(chǎn)制造的胎芽餅(渣)中添加一定量的玉米漿做成,蛋白質(zhì)可達25%以上。沒有玉米漿的低蛋白玉米胚芽餅才算是傳統(tǒng)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(diào)過深,是烘干處理時環(huán)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。
玉米蛋白粉的另一個名稱叫“玉米麩質(zhì)粉”,含蛋白質(zhì)成分最高。玉米蛋白粉除了帶有很多的蛋白質(zhì)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(xiàn)階段在我國玉米蛋白粉只作為蛋白質(zhì)飼料應用,甚至無法應用,只有隨污水排出,既導致消耗,又環(huán)境污染。玉米蛋白粉的蛋白質(zhì)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(yǎng)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(zhì)、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(zhuǎn)換為維生素D后,可以增進身體成長發(fā)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(nèi)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(zhì)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(zhì)含量會減少,顏色會變淡。太干燥,則顏色會發(fā)黑。氣味應當像烤玉米或玉米發(fā)酵的味道??傮w來說,玉米蛋白粉盡管營養(yǎng)成分高,但其蛋白質(zhì)中的營養(yǎng)成分并不全面。假設只從玉米蛋白粉中攝入營養(yǎng)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(yǎng)成分加強,使其碳水化合物占比更為有效,轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼜姷牡鞍踪|(zhì)。因為制作工藝不一樣,不同廠家生產(chǎn)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(zhì)差的首要緣故。選購和應用時留意蛋白質(zhì)指標值。與此同時,不一樣蛋白質(zhì)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(zhì)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(yōu)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(jīng)系統(tǒng)和腦部發(fā)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(diào)整強度,增加保存期和出產(chǎn)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??捎米魃a(chǎn)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(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)分劑,尤其是消化道和流食食品的腸胃營養(yǎng)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(tǒng)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(zhì)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(zhì)的能量補充飲品或運動員食用的片狀、粉狀、顆粒狀食物。
深入開發(fā)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(yè)的經(jīng)濟收益。通過上述研討,對玉米淀粉的加工及其蛋白副產(chǎn)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(chǎn)中的技術配方、購置、質(zhì)量管理、生產(chǎn)選擇與應用提供多樣化的參考,具有極強的開發(fā)與利用前景。