粮食问题研究  2026年02期 26-29   出版日期:2026-03-30   ISSN:1003-2576   CN:51-1058/F
玉米品质及其发酵制品的研究现状



  引言

  玉米是全球种植范围最广、产量最高的粮食作物之一,不仅是保障粮食安全的核心品种,更广泛应用于饲料生产、食品加工、生物能源开发及工业原料制备等诸多领域 [1] ,其产业发展对农业经济与食品工业升级具有重要支撑作用。 玉米营养体系丰富,除含大量碳水化合物外,还富含膳食纤维、多种维生素、矿物质及功能性活性物质,既是优质的膳食能量来源,也是食品加工的优质原料,现已被开发为玉米面、玉米淀粉、玉米油等多种基础加工产品。在发酵食品领域,玉米凭借其独特的原料特性,经微生物发酵后可转化为玉米酒、酸汤子、发酵玉米面包、玉米醋等兼具风味特色与营养优势的发酵制品,这类产品不仅契合消费者对天然、特色食品的需求,也为玉米的高值化利用开辟了重要路径。

  一、玉米的品质特性

  (一)玉米的外观品质

  玉米的外观品质主要包括百粒重、穗长、色泽和粒型。根据《无公害玉米品质标准》,玉米品质应符合以下要求:生霉粒 ≤1.0g,水分≤14.0g,杂质≤1.0g,不完善粒(受到损伤但尚有使用价值的玉米颗粒)≤5.0g。真菌侵染是导致玉米霉变的主要原因,不仅影响玉米质量,还会造成营养成分丧失、散发异味等问题,从而影响发酵性能。

  (二)玉米的主要营养成分

  玉米的营养品质主要指玉米籽粒中淀粉、蛋白质、脂肪等多种营养成分的含量。不同品种玉米基础营养成分中支链淀粉含量占淀粉比例均大于 95%,膳食纤维含量为14.82~20.01 g/100 g,其中可溶性膳食纤维约占膳食纤维总量的15%,粗脂肪含量范围为3.11~5.28 g/100 g,甜糯玉米中总糖含量多出普通糯玉米约40%。糯玉米鲜穗共检测出果糖、葡萄糖、蔗糖三种游离糖,其中蔗糖含量最高,葡萄糖含量次之,果糖含量最低 [2] 。不同品种糯玉米在外观及营养成分方面存在不同程度差异性,这些成分的组成比例直接反映了玉米营养品质的优劣,影响玉米在发酵食品中的性能表现。

  二、玉米发酵制品

  (一)发酵改性玉米粉

  玉米因高产量、营养丰富,常被加工为玉米粉。然而,由于缺乏面筋蛋白,玉米粉加工性能较差,难以形成面团。目前多采用微生物发酵的方法改良玉米粉品质。微生物发酵过程中,菌种是影响玉米粉品质的关键因素,选用合适的菌种对最终产品的营养特性具有决定作用。国内外多从自然发酵玉米或糯玉米中筛选优势菌种,进而采用纯种或混合菌种进行发酵,以提高产品的营养价值 [3] 。研究表明,发酵可显著改善玉米粉的亮度、总淀粉含量、直链淀粉含量及凝胶特性 [4] 。枯草芽孢杆菌发酵能够降低玉米粉中淀粉的消化速率和血糖生成指数,减少支链淀粉含量,提高可溶性蛋白含量,从而增强消化利用性,改善营养品质 [5]

  (二)玉米发酵面包

  玉米麸质蛋白缺乏,以其为原料制成的面包产品品质往往不高。周星玥等人 [6] 探究不同品种鲜食玉米对面包品质的影响,发现玉米的添加不仅降低了面包的血糖生成指数,还改善了面包色泽,并有助于保留多酚等生物活性物质。玉米发酵面包在提升营养品质的同时,感官品质 亦得到改善,不仅 丰富了玉米加工产品种类,还改善了小麦面包口感单一、营养缺陷等问题。

  (三)玉米发酵面条

  酸汤子是我国东北地区典型的玉米天然发酵面条制品,亦有攥汤子、汤馇子、汤子面等别称,以玉米碴为原料自然发酵制成。其发酵过程借助微生物与玉米内源酶的协同作用,降解玉米中的蛋白质、淀粉等物质,形成特有风味,提升营养价值。酸汤子发酵体系中微生物种类丰富,以乳酸菌和酵母菌为主。在玉米乳酸发酵过程中乳杆菌属、明串珠菌属、乳球菌属、植物乳杆菌属等优势菌,不仅可通过代谢淀粉生成乳酸等有机酸,还可产生胞外多糖、细菌素等多种代谢产物,赋予面条独特的发酵香气。

  (四)玉米发酵酒

  张强 [7] 等利用酿酒酵母菌对玉米浓醪酒精发酵的生产进行了试验,试验表明,在一定条件下,加入适当的糖化酶和蛋白酶以及在料液合理配比的情况下,提高乙醇的含量。刘思慧 [8] 等从甜玉米表皮中选取了 5个酿酒酵母菌株,其中最佳发酵酵母菌株HBF-2被选为甜玉米酿酒酵母,并采用紫外线诱变法得到突变株UV-6,使产酒量提高22.1%。

  (五)玉米发酵饮料

  玉米发酵乳是以玉米和牛奶为原料共同开发出来的一种具有玉米和乳酸菌双重营养作用的发酵奶,其营养价值和健康效益是乳酸菌的两倍,该发现为玉米加工和利用提供了新的可能性。玉米发酵乳研究旨在利用生物酶和乳酸发酵技术的结合,生产一种富含活性乳酸菌的玉米乳酸发酵饮料。

  (六)玉米发酵酱油

  酱油的传统生产原料以大豆、豆粉、芸豆、菜豆等豆类为主,当前部分企业开始探索新型生产模式,以期降低生产成本。研究表明,经糖浆加工后的玉米副产物粗蛋白含量可达 30%以上,其淀粉、粗纤维含量与豆粕相当,粗脂肪比例高于豆粕。因此以玉米渣替代豆粕用于酱油生产,既可降低生产成本,又能丰富酱油品种、提升玉米深加工水平。高东宁 [9] 等以玉米淀粉糖渣为原料,分别生产米曲和红曲,并将两者混合发酵生产酱油,优化了玉米淀粉糖渣生产米曲的工艺条件。 该工艺为玉米加工副产物的资源化利用提供了可行方案,也为 生产出 具有发酵特色的玉米酱油产品奠定了基础

  (七)玉米发酵油脂

  油脂作为人体必需的六大营养素之一,不仅为机体提供能量,还在维持生理功能方面发挥重要作用。随着动植物资源的日益紧张,利用微生物开发再生油脂受到广泛关注。近年来,基于微胶囊技术制备功能性脂类产品的研究逐渐增多,但功能性油脂的生产总量仍难以满足市场需求。在传统油脂资源以动植物为主的背景下,以微生物作为切点开发功能性油脂已成为研究热点。

  利用微生物发酵技术,玉米粉糖液作为培养基,将玉米加工中的余料制成微生物油脂,不仅能够改善动植物资源匮乏而导致的功能性油脂供不应求的现状,而且还可以将微生物油脂合成与生物柴油生产、废弃物收集等共同形成一个绿色闭环的循环系统。孙铭泽 [10] 等以玉米淀粉为主要原料,以玉米粉糖液为培养基,以菌体生物量为评价指标,研究不同氮源浓度及其含量、碳源浓度、硫酸镁浓度、接种量、 pH、温度以及时间对菌株产油量的影响,为玉米工业化生产提供了实验基础。