玉米深加工淀粉副產(chǎn)物的蛋白選擇和應(yīng)用

1、玉米深加工淀粉副產(chǎn)物的蛋白選擇和應(yīng)用甘在紅 邵彩梅 摘要 針對目前各地越來越多的成立了以生產(chǎn)淀粉為主產(chǎn)品的玉米深加工企業(yè)，其副產(chǎn)品蛋白物越來越多，如何對其進(jìn)行選擇和應(yīng)用，提高其利用價值，就成為我們飼料企業(yè)必須面對的現(xiàn)實(shí)問題。本文通過對以生產(chǎn)淀粉為主產(chǎn)品的玉米深加工企業(yè)的工藝流程進(jìn)行深入探討，來了解他的各種蛋白副產(chǎn)物的形成過程，進(jìn)而分析他們的營養(yǎng)成分和特點(diǎn)，為我們在實(shí)際工作中，對其進(jìn)行科學(xué)的選擇和應(yīng)用，提供科學(xué)的依據(jù)和使用標(biāo)準(zhǔn)。 關(guān)鍵詞 玉米深加工 淀粉 蛋白副產(chǎn)物 工藝玉米,是世界三大糧食作物,又是重要的飼料,由于其單產(chǎn)高，增產(chǎn)潛力大, 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位。作為工業(yè)原料,玉米比甘薯含有

2、較多的脂肪和蛋白質(zhì),因而自50年代以來，世界上的淀粉、淀粉糖、酒精工業(yè)越來越多地用玉米代替甘薯作原料，這大大促進(jìn)了玉米生產(chǎn)的發(fā)展。我國是僅次于美國的第二大玉米生產(chǎn)國。改革開放以后，我國的玉米深加工技術(shù)有了長足的發(fā)展，隨著工藝生產(chǎn)水平的不斷改進(jìn)和提高，在生產(chǎn)出合格的主產(chǎn)品后，越來越多的蛋白副產(chǎn)物，也被充分的利用起來。極大地提高了企業(yè)的綜合效益。這些副產(chǎn)物根據(jù)工藝和主產(chǎn)品的不同，產(chǎn)生了不同的蛋白物，而且都具有一定生物學(xué)價值，是很好的飼料原料，極大地彌補(bǔ)了當(dāng)今世界蛋白資源緊缺的現(xiàn)狀，現(xiàn)在成為僅次于豆粕、魚粉等重要的蛋白原料。所以，如何正確地加以選擇和應(yīng)用這些蛋白副產(chǎn)物，就是一個必須深入研究和探討的話

3、題。1 玉米的主要營養(yǎng)成分玉米的主要營養(yǎng)成份有淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等。玉米籽粒各部分組成主要是由胚乳、胚芽、玉米皮、玉米冠組成。如表一是玉米籽粒各部分的營養(yǎng)組成。 表一： 玉米籽粒各部位組分 單位：%成 份全 粒胚 乳胚 芽玉米皮玉米冠皮籽粒 %淀 粉 %蛋白質(zhì) %脂 肪 %糖 % 礦物質(zhì) % 7110.34.821.482.386.49.40.80.60.611.58.218.834.510.810.15.37.33.710.30.80.85.39.13.81.61.6可以看出淀粉主要含在胚乳當(dāng)中，在胚里含得甚少。玉米淀粉按其結(jié)構(gòu)可分直鏈淀粉和支鏈淀粉。直鏈淀粉遇碘呈藍(lán)色，支鏈淀粉遇碘呈紫紅色

4、。普通的玉米淀粉只含有23-27%的直接淀粉。經(jīng)人工培育新的玉米品種，可以獲得含直鏈淀粉80%以上。用直鏈淀粉可制成強(qiáng)度較高的食用淀粉薄膜。粘玉米所含的淀粉，全部為支鏈淀粉，這種淀粉糊化后透明度大，膠粘力強(qiáng)。淀粉是食品工業(yè)的基礎(chǔ)原料，全世界淀粉產(chǎn)量4500萬T，其中80%以上是玉米淀粉。主要用于淀粉糖（固體葡萄糖、液體葡萄糖、果葡糖、麥芽糖）以及酒精、麥芽糊精、味精、制塑、造紙、制藥，發(fā)酵等行業(yè)。玉米含有的蛋白質(zhì)75%在胚乳中，20%在胚芽中。如表二所示：玉米中的蛋白質(zhì)主要是醇溶蛋白和谷蛋白，分別占40%左右，而白蛋白、球蛋白只占有8-9%。因此，玉米蛋白不是人類理想的蛋白質(zhì)資源。唯獨(dú)玉米的胚

5、芽部分，其蛋白質(zhì)中白蛋白和球蛋白分別含有30%，應(yīng)該是一種生物學(xué)價值較高的蛋白質(zhì)。 表二： 玉米蛋白質(zhì)含量組成及分布 單位：%項(xiàng) 目整 籽胚 乳胚 芽玉米皮籽仁籽仁蛋白質(zhì)分離物蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)組成：白蛋白球蛋白醇溶蛋白谷蛋白10010010893940847694447391020193030525645玉米中還含有4.8%左右的脂肪，亞油酸含量2%，是谷物飼料佼佼者。新研制出的高油品種，脂肪可達(dá)7%以上，脂肪主要在胚芽中，含油達(dá)35-40%，玉米油是一個非常好的保健食品，占72%液態(tài)脂肪?？梢?，根據(jù)玉米化學(xué)成分，除了淀粉外還含有蛋白質(zhì)、脂肪、纖維物質(zhì)等。過去，玉米加工因受工藝限制，往往只利用某一

6、組成。而把其他成分當(dāng)作“三廢”處理和排放。造成了很大的浪費(fèi)和環(huán)境污染。如果將玉米綜合利用，深度加工，使產(chǎn)品價值增值5-10倍以上，能極大推動國民經(jīng)濟(jì)整體健康環(huán)保的發(fā)展。所以我們今天主要闡述如何認(rèn)識和使用在玉米深加工生產(chǎn)淀粉中，得到的玉米蛋白副產(chǎn)物。2 幾種主要的玉米深加工的產(chǎn)品方案（一） 淀粉，其副產(chǎn)品：玉米油、玉米蛋白粉、玉米纖維飼料、玉米胚芽粕、玉米漿（二） 各種淀粉糖（1）結(jié)晶葡萄糖和食用葡萄糖漿 （2）不同能值的葡萄漿及粉末葡萄糖全糖粉 （3）果葡萄糖漿 （4） 高麥芽糖、麥芽糊精。副產(chǎn)品：玉米油、玉米蛋白粉、纖維飼料（三） 酒精，其副產(chǎn)品：DDG、DDS、DDGS、蛋白飼料等（四）

7、葡萄糖漿及山梨醇、食用氫化油，副產(chǎn)品：玉米蛋白粉、酵母（五） 其他發(fā)酵制品，副產(chǎn)品：玉米纖維飼料 我們現(xiàn)在主要探討第一種方案。通過了解他的工藝流程，來分析各種蛋白物質(zhì)的產(chǎn)生。不管應(yīng)用任何方法，其最佳目標(biāo)是能夠?qū)⒂衩字械闹饕矸郏?、蛋白質(zhì)，纖維等物質(zhì)，最大限度地相互分離，最終獲得高純度的單一組分，以滿足工業(yè)加工的需要。3 玉米淀粉的深加工的工藝流程目前，對于淀粉的加工主要采用的是濕法和干法兩種方法。所謂濕法就是指淀粉工業(yè)中的玉米原料前處理的加工方法是，將玉米用溫水浸泡，經(jīng)粗細(xì)研磨，分出胚芽、纖維和蛋白質(zhì)，而得到高純度的淀粉產(chǎn)品。所謂干法就是不用大量的溫水浸泡，主要靠磨碎、篩分、風(fēng)選的方法，分

8、離出胚芽和纖維，而得到低脂肪的玉米淀粉。從玉米加工的發(fā)展變革來看，起初自手工作坊開始，都是用干法分離原理，不過是加工的工藝和設(shè)備不斷創(chuàng)新改良而已。濕法加工的興起，主要是因?yàn)橹鳟a(chǎn)品淀粉質(zhì)量純凈，可以滿足醫(yī)藥和特殊發(fā)酵制品的加工需要。副產(chǎn)品當(dāng)中的玉米蛋白粉、油脂，麩質(zhì)飼料回收率高，整體經(jīng)濟(jì)效益可觀。但是對比干法加工而言，它的投資較高，高出干法3倍以上，用水量高了75倍，能耗高出5倍，環(huán)保處理較難。但干法加工的弱點(diǎn)也相當(dāng)突出，如：玉米油的回收，濕法是干法的2倍以上，玉米粉中的蛋白質(zhì)基本沒有分離。下面，圖一是濕法玉米淀粉生產(chǎn)工藝流程圖，從這個工藝流程我們可以看出，共可以獲得淀粉、玉米油、玉米蛋白粉、玉

9、米胚芽餅（粕）、玉米纖維麩質(zhì)（顆粒）飼料及玉米漿。據(jù)統(tǒng)計(jì)，如果玉米按含水（14%），雜質(zhì)1%，碎玉米2%，可以做到淀粉收率66%，蛋白質(zhì)收率6.6%,胚芽收率6.9%,纖維收率12.5%,玉米漿收率6.0%,損失2%。也就是說,10萬噸淀粉廠需要玉米15.6萬噸(含水14%),能夠產(chǎn)生玉米蛋白粉9530T(蛋白60%,含水10%),粗 原料玉米雜質(zhì) 凈 化亞硫酸溶液雜質(zhì)、碎玉米浸 泡濃 縮浸泡液玉米漿破 碎榨油干燥胚芽洗滌脫 水胚芽分離粗玉米油細(xì) 磨 胚芽餅 混合洗滌脫水纖維分離脫皮造粒干燥 纖維麩質(zhì)飼料干燥脫水濃縮蛋白分離 蛋白粉干燥脫水淀粉洗滌淀粉乳商品淀粉圖一濕法玉米淀粉生產(chǎn)工藝流程圖玉

10、米油4160T、纖維蛋白飼料35750T（含胚芽餅，纖維， 麩料，玉米漿）。4 玉米漿的選擇和應(yīng)用玉米漿它是玉米在濃度為0.2-0.25%，浸泡溫度為50度的亞硫酸鈉溶液中浸泡60-80小時以上，在泵的作用下，浸泡液在8-12個浸泡罐中循環(huán)逆流進(jìn)行，而玉米在浸泡過程中則在罐內(nèi)靜止。始終保持新的亞硫酸液與浸泡時間最長（既將結(jié)束浸泡）的玉米接觸，而新入罐的玉米與既將排出的浸泡液接觸。剩余排出的浸泡液即我們通常所說的稀玉米漿,將它送到蒸發(fā)工序即濃縮成含干物質(zhì)70%的商品玉米漿，除了可溶性蛋白質(zhì)以外，還有在浸泡過程中溶出的其他可溶物，如糖分，灰分、乳酸等物質(zhì)、所以，被發(fā)酵工業(yè)廣泛應(yīng)用，國內(nèi)比較大的使用

11、單位是生產(chǎn)抗生素和味精的企業(yè)，當(dāng)作培養(yǎng)基的營養(yǎng)液。但是由于近年玉米淀粉生產(chǎn)增長較快，所以玉米漿的出入也成了問題，所以，廠家必須尋找新的出路，重要的一條就是將其濃縮后摻入玉米纖維麩質(zhì)飼料和玉米胚芽餅（粕）中。目前，玉米漿蛋白一般在45%左右，其它營養(yǎng)組分請看表三玉米漿的氨基酸含量。可以看出可溶性氨基酸非常豐富。礦物質(zhì)含量和乳酸含量也非常高，分別達(dá)到20%和18%，灰分15%，可以說也是一個可以利用的蛋白源。表三：玉米漿的氨基酸含量氨基酸含量（mg/100mg）干物質(zhì)氨基本酸含量（mg/100mg）干物質(zhì)天門冬氨酸蘇氨酸絲氯酸谷氨酸甘氨酸丙氨酸胱氨酸纈氨酸蛋氨酸異亮氨酸2.951.671.715.

12、352.882.860.392.150.841.07亮氨酸酪氨酸苯丙氨酸賴氨酸組氨酸精氨酸色氨酸脯氨酸合計(jì)2.971.1911.611.342.620.152.9236.25 玉米纖維飼料的選擇和應(yīng)用玉米纖維飼料又稱麩質(zhì)飼料，或顆粒飼料。它的主要成分就是玉米漿（玉米浸漬物）、玉米皮、玉米麩有時會有少量的玉米胚芽餅,其營養(yǎng)價值質(zhì)因各組分比例不同差異很大，蛋白質(zhì)含量10%-25%，粗纖維隨著玉米皮比例增加而升高，通常7%-10%。 表四:玉米皮化學(xué)成分纖維素11%蛋白質(zhì)11.8%葡萄糖32%木糖18.7%阿拉伯糖10.5%灰分1.2%未知成分14.6%合計(jì)100%在濕法生產(chǎn)玉米淀粉的工廠，生產(chǎn)出玉

13、米皮的營養(yǎng)成分也非常好，見表四其中32%葡萄糖中，有23%來自玉米皮中殘余的淀粉?，F(xiàn)在一般大廠的玉米皮的產(chǎn)量下降到14%，現(xiàn)在大陪分將其干燥，和濃縮玉米漿及部分麩料、胚芽餅混合制成玉米纖維蛋白飼料。一般玉米皮和濃縮玉米漿的配比是2：1。當(dāng)然，也有用玉米皮發(fā)酵作飼料酵母以及生產(chǎn)保健的纖維食物。玉米纖維蛋白飼料，與原料玉米相比，其蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維、粗灰分以及微量元素、氨基酸，維生素含量均高于玉米。其中鐵含量282mg/kg，是玉米的8倍。但無氮浸出物的含量卻下降很多。這就使他們能量下降許多。玉米纖維蛋白飼料，其氨基酸的含量以及胡蘿卜素的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于玉米蛋白粉，但水溶性維生素的含量和礦物質(zhì)的含量

14、（除硒外）則高于玉米蛋白粉。玉米纖維蛋白飼料，如果呈為黃色，則表示質(zhì)量非常好。如果玉米皮和外殼相對較多，則料樣呈片狀較多，并顏色趨淡。如果顏色較深，則是細(xì)度過大或加工過熱所致。如果顏色呈黑褐色，則表明制造工藝不良（如嚴(yán)重過熱）或本身已經(jīng)嚴(yán)重變質(zhì)。如果加入了一定量的玉米漿，則磷的含量可高達(dá)0.9%,否則磷含量很低。通過實(shí)驗(yàn)證明，牛對玉米纖維飼料的蛋白質(zhì)消化率可達(dá)80%，可消化養(yǎng)分達(dá)75%。在牛飼料中用量達(dá)30%時也不會對乳牛的產(chǎn)乳量和乳脂帶來影響。豬對玉米纖維蛋白飼料可消化養(yǎng)分達(dá)74%，對粗蛋白質(zhì)消化率達(dá)95%。但因?yàn)樵擄暳先葜剌p，對豬的采食量有影響，一般要限制在8%以下使用，同樣蛋雞和種雞料也

15、不應(yīng)起過10%。6 玉米胚芽餅（粕）的選擇和應(yīng)用玉米胚芽提油后的產(chǎn)品既為玉米胚芽餅（粕）,一般將壓榨法提油后得產(chǎn)品稱為玉米胚芽餅，溶劑浸出法提油后的產(chǎn)品稱玉米胚芽粕。浸出法制油是近代先進(jìn)的制油法，出油率高，其油粕的利用效果也好。但現(xiàn)在很多直接用玉米胚芽提油的加工企業(yè)，相對加工規(guī)模不大，很多都采用壓榨法制油。玉米胚芽餅和玉米胚芽粕的主要營養(yǎng)差異為，前者的無氮浸出物較高，可達(dá)42-53%，粗脂肪也可達(dá)3-10%。而后者的粗脂肪僅達(dá)1.5%,無氮浸出物幾乎沒有，但蛋白的品質(zhì)相對較穩(wěn)定。玉米胚芽餅（粕）蛋白質(zhì)可達(dá)19%-22%，而且都是白蛋白和球蛋白，所以是玉米蛋白中生物學(xué)價值最高的蛋白質(zhì)，目前也主要

16、做飼料。但它的飼喂價值要高于玉米纖維蛋白飼料，適口性好，蛋白質(zhì)的品質(zhì)要好，氨基酸組成更好，尤其是賴氨酸、蛋氨酸、色氨酸要高得多，維生素、礦物質(zhì)脂肪等含量也要高得多，特別是對豬、雞的消化能要高于它，是豬、雞的優(yōu)良飼料源，可代替部分豆粕，也可飼喂水產(chǎn)和反芻動物。不過，玉米胚芽餅（粕）容易變質(zhì)不穩(wěn)定，質(zhì)量難以控制，變質(zhì)的玉米胚芽餅（粕）反而導(dǎo)致不良后果，故需小心使用。但我們要特別提醒的是：現(xiàn)在市場上有高蛋白的和低蛋白的兩種玉米胚芽餅（粕）出售，所謂高蛋白玉米胚芽餅（粕）就是正常生產(chǎn)出的胚芽餅（粕）加入一定量的玉米漿而制作的，蛋白可達(dá)25%以上。而低蛋白的沒有加入玉米漿，才是我們上述所講的傳統(tǒng)意義上的

17、真正玉米胚芽餅（粕）。正常的玉米胚芽餅（粕）應(yīng)為淡黃色至褐色，呈新鮮的油粕味，不應(yīng)有酸敗、發(fā)霉的味道。顏色如果過黑，則是干燥時溫度過高時所致。同時玉米胚芽餅的脂肪相對較高，尤其夏季保存使用時要小心。7玉米蛋白粉的選擇和應(yīng)用玉米蛋白粉，又稱玉米筋蛋白，玉米面筋粉，是去胚芽后，采用離心分離，使淀粉與蛋白質(zhì)分離而得到黃漿水，經(jīng)過濾得到不溶于水的蛋白質(zhì)俗稱黃粉子，他的蛋白質(zhì)含量可達(dá)60%-70%以上，但因工藝水平不同，也有40-50%之間，它的蛋白質(zhì)主要是醇溶蛋白。玉米蛋白粉屬于高蛋白高能量飼料，消化率也較高，但氨基酸比例不太合理，礦物質(zhì)和維生素組成、含量都較差。蛋氨酸含量可與相同蛋白的魚粉含量相同，

18、但賴氨酸、色氨酸含量嚴(yán)重不足，不及魚粉的1/4，且精氨酸含量較高，賴氨酸對精氨酸之比可達(dá)100：200-250。并且含有非常高的類胡蘿卜素，其中葉黃素是玉米的15-20倍，對蛋黃和皮膚著色非常好。所以，玉米蛋白粉是雞的優(yōu)良飼料，應(yīng)用的非常廣泛，對于蛋黃、膚色、有很好的著色效果。而且能節(jié)約蛋氨酸的添加量。但使用量最好不要超過5%。同時對于魚類來說，由于蛋白高、能量高、消化率高，且具有著色功能，因此也是魚類優(yōu)良的飼料來源。但是用在豬料時，由于賴氨酸缺乏，一定要搭配含有豐富礦物質(zhì)元素，維生素及氨基酸的飼料，并要限制添加比例，在全價料中應(yīng)在5%以內(nèi)，效果也非常不錯。在反芻動物當(dāng)中，由于粗纖維的含量低，

19、因此使用價值不大。正常的玉米蛋白粉的顏色為金黃色，蛋白含量越高，顏色越鮮艷。如果包括了一部分的玉米胚芽粕、玉米纖維飼料等，則蛋白含量降低，色澤趨淡。干燥過度則顏色變黑。味道應(yīng)帶有烤玉米的味道及玉米發(fā)酵的氣味。由于近年蛋白飼料的緊張，造假現(xiàn)象時有發(fā)生。經(jīng)常摻有的是尿素，蛋白精，石粉等。同時，我們還要注意對各種霉菌毒素的檢測，其含量為原料玉米的三倍左右，所以深加工企業(yè)的玉米質(zhì)量也非常重要。同樣，玉米纖維飼料，玉米胚芽餅（粕）也有相同的霉菌毒素的問題。由于生產(chǎn)工藝的不同，不同廠家生產(chǎn)的玉米蛋白粉的含量差異較大，這是導(dǎo)致玉米蛋白粉的質(zhì)量差異較大的主要原因。所以我們在購買和使用時一定要有蛋白指標(biāo)的要求。 同時，不同蛋白的玉米蛋白粉的氨基酸的含量都要高于玉米纖維飼料及玉米，并且蛋白質(zhì)含量越高的玉米蛋白粉， 其氨基酸的含量也越高，所以在相同條件下，我們還是應(yīng)該首選高蛋白的玉米蛋白粉。請看表五：氨 基 酸CP60%CP50%CP40%賴 氨 酸0.970.860.58蛋 氨 酸1.781.140.9胱 氨 酸0.960.760.54蘇 氨 酸2.541.591.17色 氨 酸0.360.310.19異亮氨酸2.941.751.63亮 氨 酸11.597.877.08精 氨 酸2.231.481.17組 氨 酸1.620