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诺伟司改善陈化玉米使用的解决方案
发表于:2017-08-31     点击:2814
目前,我国是玉米生产大国,玉米种植面积超过 3 亿亩,产量超过 1.05 亿吨,位居世界第二。东北和华北是我国玉米的主产区。玉米籽粒营养丰富,富含脂肪、蛋白质、淀粉及各种维生素、矿物质微量元素等,脂肪中 UPFA(如亚油酸)含量高。因此,玉米又被称为“黄金食品”。玉米籽粒作为一个生命体,即使在收获后在储存期间,不断发生着各种生理生化变化,并且一直受到环境的影响。在储存期间,玉米籽粒本身的呼吸氧化作用和各种酶的作用,及微生物、虫害的侵袭等等,使其储存品质发生下降,超过一定期限,终将引起胚部细胞的死亡。

陈化粮不等于有毒有害的粮食。粮食陈化是粮食在储存保管环节的自然正常现象。粮食会呼吸还会发热,是一个生命体,储存到一定时期以后,保质保鲜的技能开始下降,进入陈化的状态,就是常说的这时候粮食就由新粮变成了陈粮。我们通常把超过正常储存年限,粮食的内在品质,特别是食用口感开始下降,需要销售出库的粮食称为“陈化粮”。陈化粮是用来判断粮食是否可继续储存的技术概念,因此,从这个意义上讲,陈化粮不等于有毒有害的粮食。库存的粮食是否有毒有害主要是看 AFB1、DON、ZEA 等毒素是否超过国家的卫生安全标准,超过了就有毒有害(任正非,20160426)。其中,陈化玉米中脂肪在存放过程中,在空气中与氧接触,易发生严重的自发氧化酸败。

被氧化的这些成份之间还会相互作用,导致多种成份的自动氧化,最终使玉米中的油脂产生有毒物质醛及酮,导致蛤喇味、褪色、褐变等,使玉米中的脂溶性维生素及叶黄素被氧化破坏,轻则导致饲料品质下降,这些自由基进入动物体内对肠粘膜、肝脏和神经等组织产生影响,引起动物采食量下降、腹泻、肝肿大等危害,影响动物生长发育,重则造成中毒甚至死亡事故。因此在饲料中添加抗氧化剂是必不可少的。但是饲料中添加普通抗氧化剂只能防止饲料中脂肪的氧化,并不能清除已经氧化脂肪产生的自由基。

玉米陈化的原因
玉米难储存主要表现在以下几个方面:玉米原始水分含水量较高,成熟度不均匀,收获时混杂许多未成熟籽粒和较多的破损粒,这些极易受到虫害和霉菌的侵袭;玉米胚部很大(表2),吸湿性强:玉米胚部几乎占整个籽粒的 1/3,胚部中含 3% 以上的蛋白质和较多的可溶性糖,吸湿性强,呼吸旺盛;玉米胚部含脂肪多,容易酸败:玉米胚部含高脂肪,约占整个玉米籽粒脂肪含量的 77%-89%,在储存期间胚部极易受到虫害侵袭,酸败首先从胚部开始,故胚部酸度的含量始终高于胚乳,酸败的速度很快;玉米胚部带菌量大,容易霉变,玉米胚部营养丰富,微生物附着量较大,玉米胚部吸湿后,在适宜条件下,霉菌会大量繁殖,故玉米胚部极易发货时霉变。

玉米中淀粉是玉米籽粒中含量最多(表1),也是最重要的碳水化合物(大约占籽粒的 70% 以上)。淀粉分为直链淀粉和支链淀粉两种,前者溶于热水,支链淀粉在热水中溶解度很低。Nelles(2000)和 Barron(2001)等报道,在正常情况下,玉米淀粉量变不是主要方面,淀粉变化主要是“质”的变化,具体表现在随着储存时间延长粘度在下降,糊化温度增加。

玉米中粗蛋白含量为 8%~14%,平均为 9.9%。赵同芳(1983)报道,蛋白质的质变主要表现是醇溶、盐溶性降低,被胃蛋白酶和胰蛋白酶的消化率减少。胚乳中的蛋白质、淀粉和细胞壁自身及相互间的作用增大,导致蛋白质之间形成二硫键。1975 年 Krasnook.N.P 报道,正常稻谷在中盐溶性蛋白、酸溶性蛋白都会慢慢降低,后来许多研究也证实了这一点。另外,谷物蛋白质在储藏期间氨基酸组成及含量的变化,一直为研究者感兴趣,他们试图找到某个变化最明显的氨基酸作为谷物安全指标。Baldi 等(1977)报道,五种意大利品种稻谷,在常规条件下三年,游离氨基酸含量有所降低,其中赖氨酸含量下降14 ~ 46%,下降最为明显。卞科(1992)和赵宝路(1999)研究发现,大米陈化过程中巯基(-SH)含量减少,二硫键(-S-S-)含量上升,且巯基含量与粘度/硬度比值成正相关。综上所述,谷物蛋白质在储存期间,总氮量不变,但各类蛋白质会发生变化,蛋白质的巯基会向二硫键转化,氨基酸也发生变化。

玉米中脂肪包括淀粉脂和非淀粉脂,非淀粉脂易分解,影响玉米储存安全,淀粉脂从淀粉中分离出来是相当困难,它处于直链淀粉的螺旋结构中,相当稳定。

玉米油的脂肪酸组成中饱和脂肪酸占 15%,不饱和脂肪酸占 85%。在不饱和脂肪酸中主要包含油酸和亚油酸,其比例为 1:2.5。玉米油的脂肪酸组成一般比较稳定,亚油酸含量为 55%~60%, 油酸为 25%~30%, 软脂酸 10%~12%,硬脂酸 2%~3%,亚麻酸含量极少。玉米油中维生素E 含量很高,达 100mg/100g 油。

脂在储藏期间的变化途径有两种:一是水解作用,水解产生甘油和脂肪酸;二是氧化作用,产生过氧化物和羰基化合物,主要为醛、酮类物质。所以玉米随着期的延长。其脂肪酸值和总酸值会升高,并产生哈喇味和其它不正常气味。

自 30 年代发现劣质玉米含较高的脂肪酸以来,明确脂肪酸和玉米储存品质有着很好的相关性,一般新收获的玉米,其脂肪酸值在 15~20mg KOH/ 100g 干基,在合理储存期间其增长速度是缓慢的,但在不良条件下迅速上升。脂肪酸值可达到 250mg KOH/ 100g 干基。玉米所产酸性物质,除脂肪酸外,还有磷酸、乳酸、乙酸、氨基酸、酸性磷酸盐等,众多研究表明,在品质劣变加深的过程中,脂肪酸增加的速度比任何其它酸快,玉米品质劣变进行到相当程度后,磷酸含量才有显著增高,而氨基酸的增高是在变质已经发展到相当严重的程度后才发现。

张勇(2007)通过对 15 种不同地区和储存年限的玉米进行数学模拟,发现脂肪酸值、过氧化物酶活力、丙二醛含量可较为显著的来模拟玉米的新陈度。脂肪酸值一直是作为玉米储存品质评定的重要指标,在玉米储存期间,脂肪酸值变化非常明显,从而验证目前把脂肪酸值作为玉米储存品质评定指标的正确性。过氧化物酶是玉米体内一种重要的抗氧化酶,可减少自由基对玉米膜脂损伤。丙二醛是膜脂过氧化所产生的重要化合物,丙二醛含量反映膜脂损伤的程度。综上所述,毒性物质的积累、抗氧化保护酶活的降低、膜脂过氧化程度的加深都对玉米新鲜度产生影响,可反映玉米的新陈度。

玉米的胚部大,脂类含量高,脂肪容易酸败导致脂肪酸值升高,而玉米脂肪中不饱和脂肪酸含量高,不饱和脂肪酸的降解会导致丙二醛的集聚,丙二醛具有强交联性,与过氧化物酶等蛋白质结合,导致蛋白质变性,过氧化物酶活性降低。当玉米陈化程度的加深,籽粒内脂肪酸会不断增加,其降解进而会产生更多的丙二醛;丙二醛积累增加,会导致更多的抗氧化保护酶的活性降低或失活。酸性物质的不断积累,丙二醛含量不断增加,更多的蛋白质变性会导致玉米籽粒细胞膜系统的破坏,内部的代谢功能失调,最终导致玉米生理活性的降低,玉米储存品质的下降。

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