玉米深加工淀粉副产物的蛋白选择和应用

1、玉米深加工淀粉副产物的蛋白选择和应用甘在红 邵彩梅 摘要 针对目前各地越来越多的成立了以生产淀粉为主产品的玉米深加工企业，其副产品蛋白物越来越多，如何对其进行选择和应用，提高其利用价值，就成为我们饲料企业必须面对的现实问题。本文通过对以生产淀粉为主产品的玉米深加工企业的工艺流程进行深入探讨，来了解他的各种蛋白副产物的形成过程，进而分析他们的营养成分和特点，为我们在实际工作中，对其进行科学的选择和应用，提供科学的依据和使用标准。 关键词 玉米深加工 淀粉 蛋白副产物 工艺玉米,是世界三大粮食作物,又是重要的饲料,由于其单产高，增产潜力大, 在农业生产中占有重要的地位。作为工业原料,玉米比甘薯含有

2、较多的脂肪和蛋白质,因而自50年代以来，世界上的淀粉、淀粉糖、酒精工业越来越多地用玉米代替甘薯作原料，这大大促进了玉米生产的发展。我国是仅次于美国的第二大玉米生产国。改革开放以后，我国的玉米深加工技术有了长足的发展，随着工艺生产水平的不断改进和提高，在生产出合格的主产品后，越来越多的蛋白副产物，也被充分的利用起来。极大地提高了企业的综合效益。这些副产物根据工艺和主产品的不同，产生了不同的蛋白物，而且都具有一定生物学价值，是很好的饲料原料，极大地弥补了当今世界蛋白资源紧缺的现状，现在成为仅次于豆粕、鱼粉等重要的蛋白原料。所以，如何正确地加以选择和应用这些蛋白副产物，就是一个必须深入研究和探讨的话

3、题。1 玉米的主要营养成分玉米的主要营养成份有淀粉、蛋白质、脂肪等。玉米籽粒各部分组成主要是由胚乳、胚芽、玉米皮、玉米冠组成。如表一是玉米籽粒各部分的营养组成。 表一： 玉米籽粒各部位组分 单位：%成 份全 粒胚 乳胚 芽玉米皮玉米冠皮籽粒 %淀 粉 %蛋白质 %脂 肪 %糖 % 矿物质 % 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当中，在胚里含得甚少。玉米淀粉按其结构可分直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉遇碘呈蓝色，支链淀粉遇碘呈紫红色

4、。普通的玉米淀粉只含有23-27%的直接淀粉。经人工培育新的玉米品种，可以获得含直链淀粉80%以上。用直链淀粉可制成强度较高的食用淀粉薄膜。粘玉米所含的淀粉，全部为支链淀粉，这种淀粉糊化后透明度大，胶粘力强。淀粉是食品工业的基础原料，全世界淀粉产量4500万T，其中80%以上是玉米淀粉。主要用于淀粉糖（固体葡萄糖、液体葡萄糖、果葡糖、麦芽糖）以及酒精、麦芽糊精、味精、制塑、造纸、制药，发酵等行业。玉米含有的蛋白质75%在胚乳中，20%在胚芽中。如表二所示：玉米中的蛋白质主要是醇溶蛋白和谷蛋白，分别占40%左右，而白蛋白、球蛋白只占有8-9%。因此，玉米蛋白不是人类理想的蛋白质资源。唯独玉米的胚

5、芽部分，其蛋白质中白蛋白和球蛋白分别含有30%，应该是一种生物学价值较高的蛋白质。 表二： 玉米蛋白质含量组成及分布 单位：%项 目整 籽胚 乳胚 芽玉米皮籽仁籽仁蛋白质分离物蛋白质蛋白质组成：白蛋白球蛋白醇溶蛋白谷蛋白10010010893940847694447391020193030525645玉米中还含有4.8%左右的脂肪，亚油酸含量2%，是谷物饲料佼佼者。新研制出的高油品种，脂肪可达7%以上，脂肪主要在胚芽中，含油达35-40%，玉米油是一个非常好的保健食品，占72%液态脂肪。可见，根据玉米化学成分，除了淀粉外还含有蛋白质、脂肪、纤维物质等。过去，玉米加工因受工艺限制，往往只利用某一

6、组成。而把其他成分当作“三废”处理和排放。造成了很大的浪费和环境污染。如果将玉米综合利用，深度加工，使产品价值增值5-10倍以上，能极大推动国民经济整体健康环保的发展。所以我们今天主要阐述如何认识和使用在玉米深加工生产淀粉中，得到的玉米蛋白副产物。2 几种主要的玉米深加工的产品方案（一） 淀粉，其副产品：玉米油、玉米蛋白粉、玉米纤维饲料、玉米胚芽粕、玉米浆（二） 各种淀粉糖（1）结晶葡萄糖和食用葡萄糖浆 （2）不同能值的葡萄浆及粉末葡萄糖全糖粉 （3）果葡萄糖浆 （4） 高麦芽糖、麦芽糊精。副产品：玉米油、玉米蛋白粉、纤维饲料（三） 酒精，其副产品：DDG、DDS、DDGS、蛋白饲料等（四）

7、葡萄糖浆及山梨醇、食用氢化油，副产品：玉米蛋白粉、酵母（五） 其他发酵制品，副产品：玉米纤维饲料 我们现在主要探讨第一种方案。通过了解他的工艺流程，来分析各种蛋白物质的产生。不管应用任何方法，其最佳目标是能够将玉米中的主要淀粉，脂肪、蛋白质，纤维等物质，最大限度地相互分离，最终获得高纯度的单一组分，以满足工业加工的需要。3 玉米淀粉的深加工的工艺流程目前，对于淀粉的加工主要采用的是湿法和干法两种方法。所谓湿法就是指淀粉工业中的玉米原料前处理的加工方法是，将玉米用温水浸泡，经粗细研磨，分出胚芽、纤维和蛋白质，而得到高纯度的淀粉产品。所谓干法就是不用大量的温水浸泡，主要靠磨碎、筛分、风选的方法，分

8、离出胚芽和纤维，而得到低脂肪的玉米淀粉。从玉米加工的发展变革来看，起初自手工作坊开始，都是用干法分离原理，不过是加工的工艺和设备不断创新改良而已。湿法加工的兴起，主要是因为主产品淀粉质量纯净，可以满足医药和特殊发酵制品的加工需要。副产品当中的玉米蛋白粉、油脂，麸质饲料回收率高，整体经济效益可观。但是对比干法加工而言，它的投资较高，高出干法3倍以上，用水量高了75倍，能耗高出5倍，环保处理较难。但干法加工的弱点也相当突出，如：玉米油的回收，湿法是干法的2倍以上，玉米粉中的蛋白质基本没有分离。下面，图一是湿法玉米淀粉生产工艺流程图，从这个工艺流程我们可以看出，共可以获得淀粉、玉米油、玉米蛋白粉、玉

9、米胚芽饼（粕）、玉米纤维麸质（颗粒）饲料及玉米浆。据统计，如果玉米按含水（14%），杂质1%，碎玉米2%，可以做到淀粉收率66%，蛋白质收率6.6%,胚芽收率6.9%,纤维收率12.5%,玉米浆收率6.0%,损失2%。也就是说,10万吨淀粉厂需要玉米15.6万吨(含水14%),能够产生玉米蛋白粉9530T(蛋白60%,含水10%),粗 原料玉米杂质 净 化亚硫酸溶液杂质、碎玉米浸 泡浓 缩浸泡液玉米浆破 碎榨油干燥胚芽洗涤脱 水胚芽分离粗玉米油细 磨 胚芽饼 混合洗涤脱水纤维分离脱皮造粒干燥 纤维麸质饲料干燥脱水浓缩蛋白分离 蛋白粉干燥脱水淀粉洗涤淀粉乳商品淀粉图一湿法玉米淀粉生产工艺流程图玉

10、米油4160T、纤维蛋白饲料35750T（含胚芽饼，纤维， 麸料，玉米浆）。4 玉米浆的选择和应用玉米浆它是玉米在浓度为0.2-0.25%，浸泡温度为50度的亚硫酸钠溶液中浸泡60-80小时以上，在泵的作用下，浸泡液在8-12个浸泡罐中循环逆流进行，而玉米在浸泡过程中则在罐内静止。始终保持新的亚硫酸液与浸泡时间最长（既将结束浸泡）的玉米接触，而新入罐的玉米与既将排出的浸泡液接触。剩余排出的浸泡液即我们通常所说的稀玉米浆,将它送到蒸发工序即浓缩成含干物质70%的商品玉米浆，除了可溶性蛋白质以外，还有在浸泡过程中溶出的其他可溶物，如糖分，灰分、乳酸等物质、所以，被发酵工业广泛应用，国内比较大的使用

11、单位是生产抗生素和味精的企业，当作培养基的营养液。但是由于近年玉米淀粉生产增长较快，所以玉米浆的出入也成了问题，所以，厂家必须寻找新的出路，重要的一条就是将其浓缩后掺入玉米纤维麸质饲料和玉米胚芽饼（粕）中。目前，玉米浆蛋白一般在45%左右，其它营养组分请看表三玉米浆的氨基酸含量。可以看出可溶性氨基酸非常丰富。矿物质含量和乳酸含量也非常高，分别达到20%和18%，灰分15%，可以说也是一个可以利用的蛋白源。表三：玉米浆的氨基酸含量氨基酸含量（mg/100mg）干物质氨基本酸含量（mg/100mg）干物质天门冬氨酸苏氨酸丝氯酸谷氨酸甘氨酸丙氨酸胱氨酸缬氨酸蛋氨酸异亮氨酸2.951.671.715.

12、352.882.860.392.150.841.07亮氨酸酪氨酸苯丙氨酸赖氨酸组氨酸精氨酸色氨酸脯氨酸合计2.971.1911.611.342.620.152.9236.25 玉米纤维饲料的选择和应用玉米纤维饲料又称麸质饲料，或颗粒饲料。它的主要成分就是玉米浆（玉米浸渍物）、玉米皮、玉米麸有时会有少量的玉米胚芽饼,其营养价值质因各组分比例不同差异很大，蛋白质含量10%-25%，粗纤维随着玉米皮比例增加而升高，通常7%-10%。 表四:玉米皮化学成分纤维素11%蛋白质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%合计100%在湿法生产玉米淀粉的工厂，生产出玉

13、米皮的营养成分也非常好，见表四其中32%葡萄糖中，有23%来自玉米皮中残余的淀粉。现在一般大厂的玉米皮的产量下降到14%，现在大陪分将其干燥，和浓缩玉米浆及部分麸料、胚芽饼混合制成玉米纤维蛋白饲料。一般玉米皮和浓缩玉米浆的配比是2：1。当然，也有用玉米皮发酵作饲料酵母以及生产保健的纤维食物。玉米纤维蛋白饲料，与原料玉米相比，其蛋白质、脂肪、粗纤维、粗灰分以及微量元素、氨基酸，维生素含量均高于玉米。其中铁含量282mg/kg，是玉米的8倍。但无氮浸出物的含量却下降很多。这就使他们能量下降许多。玉米纤维蛋白饲料，其氨基酸的含量以及胡萝卜素的含量远远低于玉米蛋白粉，但水溶性维生素的含量和矿物质的含量

14、（除硒外）则高于玉米蛋白粉。玉米纤维蛋白饲料，如果呈为黄色，则表示质量非常好。如果玉米皮和外壳相对较多，则料样呈片状较多，并颜色趋淡。如果颜色较深，则是细度过大或加工过热所致。如果颜色呈黑褐色，则表明制造工艺不良（如严重过热）或本身已经严重变质。如果加入了一定量的玉米浆，则磷的含量可高达0.9%,否则磷含量很低。通过实验证明，牛对玉米纤维饲料的蛋白质消化率可达80%，可消化养分达75%。在牛饲料中用量达30%时也不会对乳牛的产乳量和乳脂带来影响。猪对玉米纤维蛋白饲料可消化养分达74%，对粗蛋白质消化率达95%。但因为该饲料容重轻，对猪的采食量有影响，一般要限制在8%以下使用，同样蛋鸡和种鸡料也

15、不应起过10%。6 玉米胚芽饼（粕）的选择和应用玉米胚芽提油后的产品既为玉米胚芽饼（粕）,一般将压榨法提油后得产品称为玉米胚芽饼，溶剂浸出法提油后的产品称玉米胚芽粕。浸出法制油是近代先进的制油法，出油率高，其油粕的利用效果也好。但现在很多直接用玉米胚芽提油的加工企业，相对加工规模不大，很多都采用压榨法制油。玉米胚芽饼和玉米胚芽粕的主要营养差异为，前者的无氮浸出物较高，可达42-53%，粗脂肪也可达3-10%。而后者的粗脂肪仅达1.5%,无氮浸出物几乎没有，但蛋白的品质相对较稳定。玉米胚芽饼（粕）蛋白质可达19%-22%，而且都是白蛋白和球蛋白，所以是玉米蛋白中生物学价值最高的蛋白质，目前也主要

16、做饲料。但它的饲喂价值要高于玉米纤维蛋白饲料，适口性好，蛋白质的品质要好，氨基酸组成更好，尤其是赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸要高得多，维生素、矿物质脂肪等含量也要高得多，特别是对猪、鸡的消化能要高于它，是猪、鸡的优良饲料源，可代替部分豆粕，也可饲喂水产和反刍动物。不过，玉米胚芽饼（粕）容易变质不稳定，质量难以控制，变质的玉米胚芽饼（粕）反而导致不良后果，故需小心使用。但我们要特别提醒的是：现在市场上有高蛋白的和低蛋白的两种玉米胚芽饼（粕）出售，所谓高蛋白玉米胚芽饼（粕）就是正常生产出的胚芽饼（粕）加入一定量的玉米浆而制作的，蛋白可达25%以上。而低蛋白的没有加入玉米浆，才是我们上述所讲的传统意义上的

17、真正玉米胚芽饼（粕）。正常的玉米胚芽饼（粕）应为淡黄色至褐色，呈新鲜的油粕味，不应有酸败、发霉的味道。颜色如果过黑，则是干燥时温度过高时所致。同时玉米胚芽饼的脂肪相对较高，尤其夏季保存使用时要小心。7玉米蛋白粉的选择和应用玉米蛋白粉，又称玉米筋蛋白，玉米面筋粉，是去胚芽后，采用离心分离，使淀粉与蛋白质分离而得到黄浆水，经过滤得到不溶于水的蛋白质俗称黄粉子，他的蛋白质含量可达60%-70%以上，但因工艺水平不同，也有40-50%之间，它的蛋白质主要是醇溶蛋白。玉米蛋白粉属于高蛋白高能量饲料，消化率也较高，但氨基酸比例不太合理，矿物质和维生素组成、含量都较差。蛋氨酸含量可与相同蛋白的鱼粉含量相同，

18、但赖氨酸、色氨酸含量严重不足，不及鱼粉的1/4，且精氨酸含量较高，赖氨酸对精氨酸之比可达100：200-250。并且含有非常高的类胡萝卜素，其中叶黄素是玉米的15-20倍，对蛋黄和皮肤着色非常好。所以，玉米蛋白粉是鸡的优良饲料，应用的非常广泛，对于蛋黄、肤色、有很好的着色效果。而且能节约蛋氨酸的添加量。但使用量最好不要超过5%。同时对于鱼类来说，由于蛋白高、能量高、消化率高，且具有着色功能，因此也是鱼类优良的饲料来源。但是用在猪料时，由于赖氨酸缺乏，一定要搭配含有丰富矿物质元素，维生素及氨基酸的饲料，并要限制添加比例，在全价料中应在5%以内，效果也非常不错。在反刍动物当中，由于粗纤维的含量低，

19、因此使用价值不大。正常的玉米蛋白粉的颜色为金黄色，蛋白含量越高，颜色越鲜艳。如果包括了一部分的玉米胚芽粕、玉米纤维饲料等，则蛋白含量降低，色泽趋淡。干燥过度则颜色变黑。味道应带有烤玉米的味道及玉米发酵的气味。由于近年蛋白饲料的紧张，造假现象时有发生。经常掺有的是尿素，蛋白精，石粉等。同时，我们还要注意对各种霉菌毒素的检测，其含量为原料玉米的三倍左右，所以深加工企业的玉米质量也非常重要。同样，玉米纤维饲料，玉米胚芽饼（粕）也有相同的霉菌毒素的问题。由于生产工艺的不同，不同厂家生产的玉米蛋白粉的含量差异较大，这是导致玉米蛋白粉的质量差异较大的主要原因。所以我们在购买和使用时一定要有蛋白指标的要求。 同时，不同蛋白的玉米蛋白粉的氨基酸的含量都要高于玉米纤维饲料及玉米，并且蛋白质含量越高的玉米蛋白粉， 其氨基酸的含量也越高，所以在相同条件下，我们还是应该首选高蛋白的玉米蛋白粉。请看表五：氨 基 酸CP60%CP50%CP40%赖 氨 酸0.970.860.58蛋 氨 酸1.781.140.9胱 氨 酸0.960.760.54苏 氨 酸2.541.591.17色 氨 酸0.360.310.19异亮氨酸2.941.751.63亮 氨 酸11.597.877.08精 氨 酸2.231.481.17组 氨 酸1.620