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玉米的生物利用及市场前景摘要:阐述了玉米加工利用的现状和存在的主要问题;并根据国内外玉米加工利用状况,指出了今后玉米加工利用必须走大规模、综合利用之路。关键词:玉米;加工;趋势玉米作为粮食和饲料作物,资源丰富,为人类的生存和发展做出了贡献。近年来,随着科技进步,我国玉米年产量超过1亿t,位居世界第2。20世纪70年代以来,玉米加工业得到各国的普遍重视,发展迅速,已经形成规模宏大的工业部门。玉米深加工产品的种类超过3000多种。我国玉米加工工业发展也比较迅速,加工工业有了一定的规模,积累了一定的经验,现阶段玉米加工主要产品是淀粉,其次为纤维、蛋白粉和胚油。这些产品不仅可直接用作食品原料,经深加工生产的多种产品,在食品、医药、饲料、纺织、造纸等工业上有着广泛的用途。玉米深加工是变资源优势为经济优势,提高玉米经济效益的有效途径。1.玉米加工利用的现状1.1发展配合饲料工业玉米是发展畜牧业的优质饲料，对提高畜禽肉、奶、蛋产量和品质有显著效果。据报道，玉米配合饲料可使猪增重率提高10%－20%、鸣产蛋率提高20%一30%；猪的料肉比从6:1降为4:1。鸡的料蛋比从5:1降为3:1。一般每3－4公斤玉米就可以换回1公斤畜禽产品。玉米秸秆和穗轴也含有丰富的碳水化合物、蛋白质和脂肪；适时收获的玉米茎叶和果穗，柔嫩多汁。营养丰富。是饲喂奶牛的优质青贮饲料。每百公斤青贮王米秸秆含有20个饲料单位、1.2公斤消化蛋自质，相当于20公斤青饲料的营养价值。玉米配合饲料工业是今世最大的工业部门之一。所谓配合饲料，是根据畜禽生长发育的需要，在玉米饲料中添加鱼粉、骨粉、豆饼等蛋白质原料，按适宜的氮/碳比，加工制成各类畜禽所需营养的全价饲料，可以显著地提高饲料利用率，缩短饲养周期，节约饲料用量，增加畜禽产品。现今世界上畜牧业比较发达的国家，几乎都与发展玉米配合饲料工业有密切的关系。1.2玉米蛋白生物活性肽的研发与利用1.2.1微生物发酵法制取玉米活性肽目前一般多采用酶法生产玉米多肽用于玉米蛋白水解的酶，仅限于少数几种微生物蛋白酶、动物蛋白酶和植物蛋白酶。植物蛋白酶(如木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶等)效率低，受外界环境因素影响大，成本高，不适合工业化生产；动物蛋白酶(如胃蛋白酶、胰蛋白酶等)虽酶解效果好，但是价格太高，副反应多，同样也不适合工业化生产；微生物蛋白酶酶解效果较好，副反应少，但是价格相对较高，酶解产物在很大程度都存在着苦昧问题，还需进行脱苦工艺微生物发酵法生产玉米多肽不需要蛋白酶的提取过程，而是直接利用微生物在生长过程中产生的各种酶类，此酶系非单一蛋白酶而是多种蛋白酶混合的复合酶系，包括酸性蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶等一系列蛋白酶。同时通过微生物作用对某些苦味肽基团进行修饰和重组，使小肽之间、小肽与氨基酸之间发生移接、重排，制得的玉米蛋白肽基本无苦昧和异味，且具有溶解性好，口感好，溶解粘度小，受热不凝固等优点这样不需要添加脱苦设备，简化生产工艺，可有效的降低生产成本，且在营养价值上也具有较大的潜能。但采用发酵法生产玉米多肽存在着菌种选择及发酵方式的选择等问题。采用发酵法制备玉米肽的工艺如下：菌种筛选一菌种性能测试一菌种鉴定一菌种培养一三角瓶扩大培养一种子培养一二级种子一发酵好氧培养一过程控制一菌体分离一喷雾干燥一活菌复配一成品发酵法大豆肽的成功制取表明，采用液体发酵法制备的发酵液蛋白水解度较高，收率高，而且风味色泽等感官特性均优于酶法水解的产物。这又将是制备玉米多肽的一种很有潜力的方法。虽然目前我国市场上玉米多肽产品数量有限，但随着对于玉米多肽研究的进一步深入，2l世纪的玉米多肽系列产品必将是最具市场潜力的功能性食品之一。1.2.2玉米活性肽的应用由于玉米活性肽具有良好的理化性质因此玉米活性肽有很广泛的应用，玉米活性肽可以用于医药食品等行业的添加，还可以作为中间体供应给有关厂家，进行保健功能食品的开发和普通食品的开发，增加普通食品的营养，如玉米活性肽具有消化吸收、能迅速给肌体提供能量和恢复体力的功能，故它可用于制造运动员的食品；同时由于玉米活性肽具有醒酒的功能还可以制备醒酒肽；玉米多肽具有低粘度和在酸性条件下的可溶性，所以可以用来生产各种酸性饮料，具有独特的功效。此外，由于米活性肽可促进动物生长发育，增强抗病能力，还可以应用在饲料行业；根据早期的一些研究还表明，玉蛋白粉经过蛋白酶处理后的酶解产物具有除草功效“4]。O．Liu等从玉米蛋白粉的水解物中分离出5种具有抑制根系生长活性的二肽[15因此还可以生产除草剂。1.3玉米淀粉的加工利用每吨玉米生产淀粉650kg,淀粉用途非常广泛,除直接利用外,以淀粉为原料经不同工艺处理生产的产品是食品、医药、纺织、造纸、包装等工业中的重要原料。淀粉经一定量酸碱催化生产的淀粉糖(葡萄糖、果糖、麦芽糖、高果糖浆),广泛应用于食品和饮料中,据资料报导,1985年美国用于饮料、烘烤制品、罐头、乳制品、果酱、蜜饯、糖果中的高果糖浆达390万t。葡萄糖液氢化所得的山梨醇,是一种重要的添加剂,添加在面包和蛋糕中,可防食品干裂,保持食品柔软新鲜,延长存放期;山梨醇代谢不引起血糖值升高,可作为糖尿病人的甜食品;山梨醇在口腔中不会引起pH值降低,可以作为防龋食品的原料。山梨醇是生产维生素C的起始原料,利用山梨醇可以生产表面活性剂,表面活性剂用于纺织业中,作为乳化剂加工合成纤维,防止静电产生,这种表面活性剂在印染中可以作为助染剂。山梨醇作代甘油,在化妆品、卷烟和油漆行业中的用途更为广泛。在医药工业中,精制的山梨醇,可以作为降脑压制剂,山梨醇经硝化生成硝基失水山梨醇酯,是治疗冠心病的良药。淀粉经改性生产的变性淀粉是重要的工业原料。添加变性淀粉的方便面原料,可提高面条的韧性和弹性,变性淀粉作部分原料生产的塑料自然降解性增强,环境污染小。在纺织和造纸原料中添加变性淀粉,生产的布薄而挺,纸张质量好、档次高,淀粉及产品的诸多应用途径充分说明,淀粉及其深加工产品的利用前景十分可观。1.4玉米蛋白粉的利用每吨玉米生产约45kg蛋白粉。玉米蛋白由白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白组成。醇溶蛋白占蛋白总量为50%～55%,分离出的醇溶蛋白在食品工业中可作被膜剂,即以喷雾方式在食品表面形成一个涂层,起防潮和防氧化作用。喷在水果表面所形成的膜能增加水果的光泽,从而延长食品的货架期。玉米醇溶蛋白的氨基酸组成中谷氨酸占31%,故可从中提取谷氨酸,谷氨酸除了是味精的原料外,在医药上有重要的作用,在机体的氮代谢中,谷氨酸与酮酸发生氨基转移作用,生成其他氨基酸。脑组织只能氧化谷氨酸,而不能氧化其它氨基酸,当葡萄糖供应不足时,谷氨酸起到脑组织的能源作用。谷氨酸对于神经哀弱、易疲劳、记忆力减退、肝昏迷等有一定疗效。玉米蛋白粉具有天然的黄色素,提取出的玉米黄色素可直接用于人造黄油、人造奶油、糖果等食品中,起调色作用。1.5玉米胚油的加工利用每吨玉米生产30kg胚油。玉米胚油不饱和脂肪酸含量达85%,油酸和亚油酸在人体内吸收达97%,可见,玉米胚油含不饱和脂肪酸量高,消化吸收率高。玉米胚油中还含一定量的谷固醇,该醇具有抑制胆固醇增加的作用,因而对冠心病、动脉硬化有疗效。玉米胚油中富含维生素E,维生素E是一种天然抗氧化剂,在很多含油食品中加入维生素E起到抗氧化作用;维生素E又名生育酚,对安胎助产有良好功效,对人体细胞分裂、延缓衰老有一定作用。玉米油不仅是食用油,而且也是一种保健油,以玉米油为原料制油胶丸可作保健药品,又可作添加剂加到乳制品、糖果中能起乳化作用,加到唇膏、面霜、护发液等化妆品中起护肤和护发作用。氢化后的玉米油可制人造奶油、混合奶油、起酥油等产品。1.6玉米纤维的加工利用每吨玉米生产40kg玉米纤维。用玉米纤维可生产食物纤维或直接发酵生产饲料。食物纤维有预防肠道疾病和心血管疾病,降血糖和血压,改变肠道内微生物菌群和加速有毒物质排出体外等作用,由此可见,食物纤维有保健作用。在焙烤食品原料中添加5%～10%的玉米食物纤维,可提高产品如蛋糕、饼干、桃酥的保水性,增加食品的柔软性和松疏性,防止食品贮存期变硬,产品的其它性状不变;在主食、饣舀料和汤料中添加一定量玉米食物纤维,均能起到保健作用。过100目的玉米纤素在面包原料中加入8%可生产出质量高的纤维面包,提高面包的营养价值。用玉米纤维为主料配以其它成份直接固态发醇生产高蛋白饲料,畜禽饲喂这种发酵蛋白饲料,对蛋白质的消化率和净利用率明显提高。2.玉米利用发展前景随着我国人民生活水平的提高,膳食结构的变化,结合国内外玉米综合加工的现状和存在的问题,可以预言,玉米开发利用具有较好的发展前景。2.1饲料用在传统玉米做普通饲料进一步增长之外,高油、高赖氨酸、高直链淀粉玉米新品种的选育成功和推广,特用饲料将是未来的发展趋势之一,但是高直链淀粉玉米尚无杂交种育成,所以,近几年不可能有大发展,高油115、中单9409、垦粘1号、晋单（糯）号等品种已培育成功,是近几年重要的推广品种,玉米作为饲料用来满足人们对肉蛋奶的需求有很好的发展前景。2.2工业用玉米直链淀粉做降解塑料和玉米酒精做燃料将是玉米作为工业原料发展趋势,玉米直链淀粉最有潜力和最有前途的领域是利用淀粉取代聚苯乙烯,生产可降解塑料。这种塑料将大量应用于包装工业和农用薄膜加工业,我国农用塑料薄膜需要量很大,在许多地区,地膜覆盖已成为提高粮食或蔬菜产量的关键措施之一,但大量的废塑料膜、塑料容器造成日益严重的环境污染,发展可降解塑料,对保护环境具有重要的现实意义。玉米酒精掺人汽油作燃料,使燃烧完全,辛烷值提高,而废气中不含有毒的一氧化碳、二氧化碳及有毒碳氮化合物,减少了对环境的污染。2.3食用普通玉米品质差,作为直接食用一定会大幅度减少,高赖氨酸玉米等特用玉米营养价值高,口感好,具有食疗和保健等功能,是未来发展的趋势之一。甜、糯玉米的市场容量不太大,要以大中城市为依托,同时兼顾广大农村,有计划地稳步发展。其中新品种的开发、新的消费时尚的因势利导是特用玉米发展的关键,它的进一步发展取决于人们对它的认识和大众消费水平的提高。玉米直接作为食品的量减少的幅度非常大,但是玉米作为食品添加成份,在人们的食品结构中所占的比例将越来越大。玉米天然色素、玉米油、玉米胚芽饮料等深加工产品的产量将会成倍增长。许多国家的玉米加工厂已从出售原淀粉改为二次加工生产变性淀粉及其它深加工产品,形成了科研、开发和现代化生产的工业体系,而我国玉米加工业无论从科研、发,还是从现代化生产,都处于比较落后的状态,虽说也有少量较有影响的企业如吉林黄龙集团、肇东金豆集团,但开发品种及生产规模都较小。因此,要改变我国玉米加工业技术落后、整体效益低下的局面,必须紧紧以市场为导向,增加资金、科技投人,不断提高原料利用率,建立综合性大规模的玉米加工企业,提高经济效益,才是未来玉米综合利用的发展趋势。综上所述,玉米生产的主产品、副产品和深加工产品应用前景极其广泛。过去,玉米加工除有效利用淀粉外,其它成份基本用作饲料,有的成份当作废物处理和排放,不仅浪费资源,经济效益低,而且造成环境污染。如在玉米生产淀粉的同时,配套生产胚油、蛋白粉和纤维以及深加工产品,则能有效利用玉米资源。近两年,玉米每吨平均售价1000～1200元,淀粉每吨价格2900～3000元,蛋白粉每吨2700～2900元,精玉米油每吨10000元,玉米纤维每吨1100元,经加工每吨玉米产值增加216倍以上,如深加工成变性淀粉,维生素C、山梨醇和淀粉糖,增加产值将更为可观,由此可见,玉米深加工是变资源优势为经济优势,提高玉米经济效益的有效途径。[1].尤新编著1玉米的综合利用及深加工1中国轻工业出版社,1995[2].杜连起等1玉米纤维在面包生产中的应用研究1食品工业,1996,6[3].欧仕益等1膳食纤维的研究进展1粮食与饲料工业,1997,2[4].陈永欣,翟广谦,田福海.甜玉米速冻加工技术研究[J].玉米科学,1998,(4):73276.[5].郭家荣.利用现代生物技术进行玉米综合利用[J].中外食品工业信息，2000年5月[6].张智.玉米蛋白生物活性肽的研发与