1.2 玉米加工副产品的综合利用
1.2.1 玉米胚芽的综合利用
玉米胚芽是加工玉米淀粉、玉米粉和玉米渣的副产品。玉米胚芽占玉米质量的10%～15%，胚芽中脂肪含量为35%～47%。因为我国每年的玉米产量高达（6～6.5）×108kg，可以利用的玉米胚芽数量可观，所以玉米胚芽是我国重要的食用植物油资源。
玉米胚芽生产的玉米油，经氢化生产的食用氢化油，均有较好的营养价值，国际上称为保健油。榨油后的玉米饼，可生产蛋白饲料，是饲料工业的原料。我国玉米产量虽然居世界第二，但是我国的玉米油产量很少，主要是由于我国以玉米为原料的加工工业对分离出的玉米胚的利用较少，因而大量的玉米胚随着下脚料排出厂外，未能得到合理利用。这也是本章要讨论的重点内容之一。
1.2.2 玉米皮的综合利用
玉米皮指的是玉米籽粒的表皮部分，有的称玉米纤维或玉米渣，是玉米加工淀粉的副产物，在湿法加工淀粉时被分筛出来。由于破碎分离过程不可能很完全，所以玉米皮中往往还夹带着不少淀粉，还有附着在玉米皮内侧的未被剥离的淀粉。大型玉米淀粉厂玉米皮含有淀粉25%，中小型玉米淀粉厂玉米皮含有淀粉达到40%。其他为半纤维素38%，纤维素11%，蛋白质11.8%，灰分1.2%以及其他微量成分。所以玉米皮主要成分不仅是纤维素，还含有大量可降解的淀粉、半纤维素、少量蛋白质和脂类。商品玉米皮的总量一般占玉米质量的8%～10%。一些大型玉米淀粉厂的玉米淀粉加工设备，均能将玉米皮干燥，再和浓缩玉米浆混合，制取玉米纤维蛋白饲料，其产品中蛋白质含量达21%～22%。如果将玉米皮用酸水解，可以获得各种糖类，产糖率可达60%～70%，其中葡萄糖20%以上，木糖15%以上，阿拉伯糖11%以上，还有少量半乳糖和甘露糖。
玉米皮利用的主要途径是作饲料，可采用以下几种方式。
1）玉米皮经筛洗后排放到皮渣池，直接销售给当地农民作猪、牛等牲畜的饲料。这种方法浪费大，营养利用不科学，特别是高温容易使其发酵、腐烂。
2）玉米皮经挤压脱水，再经加热干燥，成为干皮渣，其经过粉碎，再按比例与胚芽饼、蛋白粉、玉米浆等其他副产品调成配合饲料。如果按照配方要求再加入适量大豆粉，可成为优质配合饲料，其营养可得到充分利用。
3）玉米皮含有丰富的糖类，含量达50%以上；且糖类中既有五碳糖也有六碳糖，二者各占总糖的50%左右。如果用玉米皮制取乙醇，只能利用其六碳糖，总糖的利用率较低；而生产饲料酵母，对六碳糖和五碳糖均能利用。饲料酵母对玉米皮水解液中糖类的转化率约为45%，而最终产品中饲料酵母含量高达22.5%。因此，以玉米皮水解液培养饲料酵母是利用玉米皮的有效途径，可得到高蛋白单细胞酵母。饲料酵母营养价值丰富，作为蛋白饲料添加到配合饲料中，具有和鱼粉相同的功效。
4）玉米皮是分离出的纤维物质，将其中的淀粉、蛋白质、脂肪通过分离手段除去后可以成为膳食纤维。
1.2.3 玉米蛋白粉的综合利用
玉米中淀粉的含量非常丰富，除此之外，还含有少量的蛋白质、脂肪、纤维素等物质。玉米籽粒经工业生产淀粉之后的副产物，经浓缩、脱水、干燥后即为玉米蛋白粉，它含有大量的蛋白质以及少量的类胡萝卜素。由于玉米蛋白粉组成复杂、口感粗糙、水溶性差，目前我国玉米蛋白粉主要用作蛋白饲料或者随废水排掉，并没有得到合理的利用。其中主要成分的提取和应用如下。
1.2.3.1 玉米醇溶蛋白
玉米醇溶蛋白具有独特的溶解性，不溶于水和无水乙醇，可溶于体积分数60%～90%的醇水溶液。生产的工艺流程如下[3]。
（1）乙醇提取玉米醇溶蛋白
原料→80～100目过筛→pH值为8，体积分数90%乙醇浸泡萃取→离心→沉淀→pH值为8，体积分数60%乙醇浸泡萃取→离心→提取液→调等电点→盐析→湿产品→干燥→成品
（2）异丙醇提取玉米醇溶蛋白
原料→体积分数86%异丙醇浸泡萃取→离心→提取液→质量分数50%碱液处理→冷却过滤→pH值为5.6，体积分数60%乙醇浸泡萃取→冷却过滤→干燥→产品
玉米醇溶蛋白具有较强的保水性、保油性以及良好的成膜性、成型性和抗氧化性等特点。可用于食品的保鲜、药片包衣剂、药物缓释剂等，还可用作糖果、硬果、粮食等要求有光泽并保持水分的食品的涂层料使用。因此在薄膜、涂料制造中添加，可使表面具有质地结实、有光泽、抗磨损、抗油脂的特性。另外玉米醇溶蛋白具有可食性，可广泛应用于食品包装纸的表面涂层，特别是油类及冷冻食品的包装纸。
1.2.3.2 玉米黄素
玉米蛋白脂质部分含有玉米黄色素、叶黄素和胡萝卜素，是天然食用黄色素的优质原料。制备时可采用有机溶剂萃取法，经减压蒸馏浓缩后提纯。生产工艺流程如下。
玉米蛋白粉→烘干→粉碎→5倍质量的体积分数95%乙醇（反复提取数次）→浸提液→真空浓缩→喷雾干燥→成品
在食用天然黄色素中，有姜黄、玉米黄、橘皮黄、地黄、红花黄、茶黄等。玉米黄色素具有耐光性、热稳定性、耐酸碱性、耐氧化性、耐还原性等特点，已广泛应用于食品、医药、日化等领域，可用来替代合成色素。玉米黄色素中的类胡萝卜素在体内能转化为维生素A，具有保护视力、促进人体生长发育、提高抗病能力的作用。同时，玉米蛋白粉提取玉米黄色素后仍可做饲料，其营养价值不变[3]。
1.2.3.3 玉米蛋白水解肽
由于玉米蛋白中氨基酸具有不平衡性，因此可以通过酶工程以及蛋白质工程技术，将玉米蛋白水解成分子量很小、水溶性好、易吸收且具有各种生物功能的短肽类分子。工艺流程如下：玉米蛋白→加碱脱脂脱色→离心脱脂脱色→淀粉酶、糖化酶除淀粉→玉米蛋白粉→碱性蛋白酶作用→灭酶→中性蛋白酶→灭酶→离心分离→玉米肽上清液→活性炭脱苦脱色→离子交换脱盐→玉米肽液→喷雾干燥→玉米肽粉成品
玉米蛋白的水解通常有增加营养特性、延缓腐败时间、改善质地、增加乳化性、增强起泡性或凝聚性、增加溶解性、除去异味等目的。通过酶的水解可以控制、改变和提高原蛋白质的功能特性。某些低肽不仅能提供人体生长发育所需的营养物质，而且具有防病、调节人体生理机能的功能，有些还具有原食品蛋白或其组成氨基酸所没有的独特的生理功能。所以许多国家已经开发研制了多种用于病人或特殊生理需要人群的肽类功能性食品[3]。
1.2.4 玉米浸泡水的利用[4]
1.2.4.1 蛋白质
玉米浸泡水中含有2%左右的蛋白质，因此对于玉米浸泡水中蛋白的利用，主要是将浸泡在水中的蛋白质提取出来，从而制成各类水解蛋白、调味品等。另外，可以采用玉米浸泡水为原料，利用其中的碳、氮以及无机盐（如磷、钾、钙、镁）的含量能满足假丝酵母生长繁殖的需要，仅用一些消泡剂和少量微量元素，而不需添加其他辅料来生产酵母单细胞蛋白，作为饲料酵母，但工艺较复杂，设备要求较高。也可以将这些蛋白回收起来，制成各种生物活性肽，如抗氧化肽，生产功能性食品。
1.2.4.2 植酸
湿法生产玉米淀粉时产生大量的玉米浸泡水，生产1t淀粉大约产生1t以上的玉米浸泡水，其中含有1%左右的植酸。植酸又称为肌醇六磷酸酯，是一种淡黄色或淡褐色浆状液体，含磷28.16%。植酸易溶于水、乙醇、丙酮，不溶于无水乙醚、苯、己烷、氯仿。植酸作为螯合剂、抗氧化剂、保鲜剂、水的软化剂、发酵促进剂、金属防腐蚀剂等，广泛应用于食品、医药、涂料、日用化工、金属加工、纺织工业、塑料工业及高分子工业等领域。
1.2.4.3 脂多糖
玉米浸泡水中大约含1%的脂多糖，脂多糖是类脂和多糖结合在一起的大分子化合物，脂多糖原指覆盖于革兰阴性菌外膜的一种复合多糖。植物脂多糖的研究是从1992年日本学者从小麦面粉中提取得到脂多糖开始的，并且发现该来源的脂多糖对糖尿病、胃溃疡、疼痛等疾病有缓解作用，还具有降低血清胆固醇，促进动物、植物生长的功效以及增进鸡胚骨骼生成和提高母鸡产蛋率等作用。
1.2.5 玉米芯的综合利用[5]
玉米芯是玉米脱去籽粒后的穗轴，一般占玉米穗的20%～30%。玉米芯中主要成分为纤维素、多聚戊糖、木质素及少量的灰分。玉米芯营养丰富，富含粗蛋白、粗脂肪、粗纤维等，具有较高的利用价值。玉米芯具有多种用途，可制取木糖醇、糠醛、饴糖、葡萄糖，以及用作动物饲料、酿酒、榨油等。
1.2.5.1 木糖醇
玉米芯含有大量的多聚戊糖，从中提取木糖醇的工艺如下：
玉米芯→粉碎→预处理→水解→过滤→中和→过滤→洗涤→脱色→过滤→蒸发→木糖浆树脂净化→氢化→脱色→浓缩→结晶→分离→成品→包装
木糖醇广泛用于食品、医药、轻工业等方面。在食品工业中，木糖醇作为甜味剂加工成各种食品，例如糖果、巧克力、饮料、果酱、糕点、饼干等，主要为糖尿病患者专用食品。因为木糖醇易被人体吸收，代谢完全，不刺激胰岛素的分泌，不会使人体血糖急剧升高，所以当人体对糖代谢出现异常时，木糖醇仍能正常代谢。因此，木糖醇是糖尿病患者理想的甜味剂和辅助治疗剂。
此外，木糖醇具有防龋齿特性，是防龋齿食品的重要原料之一。当前国内外流行的无糖口香糖，即以木糖醇、山梨醇等糖醇为甜味剂生产。木糖醇还有润肠作用，可用作缓泻剂。另外，木糖醇可以替代甘油作为保湿剂，如在牙膏生产中，木糖醇和甘油混合作用，能增强赋形效果；在纸张中作为增韧剂；在卷烟中作为保湿加香剂。同时，木糖醇和脂肪酸生成的酯类是一种食品工业的油水乳化剂，可用作食品添加剂。
1.2.5.2 糠醛
玉米芯中的聚戊糖也是制备糠醛的重要原料，其生产工艺流程如下：
玉米芯→过筛→粉碎→料库→料库输出→拌硫酸→高压蒸汽水解→气态醛冷凝→加热→蒸馏塔→再冷却→分离醛→毛醛→精制→产品
糠醛是一种重要的有机化工产品，其用途广泛，是制备许多药物和工业产品的原料。由糠醛制得的呋喃经电解还原，还可制成丁二醛，成为生产药物阿托品的原料。同时，糠醛的一些衍生物具有很强的杀菌能力，抑菌谱较宽。例如糠醛经由5-硝基糠醛，再与盐酸氨基脲缩合得到呋喃西林，是一种消毒防腐药。另外，糠醛是制备呋喃丙烯酸、糠胺反丁烯二酸、己二酸、糠醇等中间体的原料，广泛用于合成医药、农药、兽药、染料、香料、橡胶助剂、防腐剂等精细化学品中。而消费糠醛最多的领域是作为溶剂和合成树脂的原料。在用于合成树脂方面，可生产呋喃树脂、糠醛树脂和糠酮树脂等。呋喃树脂也叫糠醇树脂，是糠醛在高压下加氢生成糠醇，再将糠醇聚合得到的。这种树脂具有很强的耐碱性，很高的耐热性和耐水性，可用作填缝树脂水泥、防腐衬里、黏结剂。另外，糠醛作为溶剂，可有选择性地从石油、植物油中萃取其中的不饱和组分。
1.2.5.3 木聚糖
玉米芯中的半纤维素主要由以D-木糖为主链的木聚糖组成，是生产低聚木糖的良好材料。木聚糖的提取工艺如下：
玉米芯→粉碎→木聚糖提取→精制→精制木聚糖液→酶降解→粗产品→精制→浓缩→粗品→精制→产品
木聚糖在食品中可用作乳化剂及膳食纤维，具有促进有丝分裂及免疫调节等功能。此外，木聚糖通过酶解可制备低聚木糖，低聚木糖有促进肠道内有益菌的繁殖、抑制有害菌生长的独特生理功能。
另外，玉米芯中含有的粗蛋白、粗脂肪、可溶性无氮物以及粗纤维，是生产食用菌的良好材料。用粉碎机粉碎后的玉米芯可以直接作为猪饲料。