成熟度對渝甜糯玉米籽粒營養成分及色澤的影響

趙國華 趙小皖 明 建

（西南大學食品科學學院1，重慶 400715）

（重慶市農產品加工技術重點實驗室2，重慶 400715）

成熟度對渝甜糯玉米籽粒營養成分及色澤的影響

趙國華1，2趙小皖1明 建1，2

（西南大學食品科學學院1，重慶 400715）

（重慶市農產品加工技術重點實驗室2，重慶 400715）

本研究以渝甜糯為試驗對象，以授粉后的生長期表示成熟度，研究了糯玉米在成熟過程中營養成分及籽粒顏色的變化情況。結果表明隨糯玉米的不斷成熟，其籽粒水分含量不斷下降，而蛋白質、脂肪、淀粉的含量持續升高，籽粒中β－胡蘿卜素的累積主要發生在成熟后期。氨基酸分析發現成熟度對糯玉米籽粒蛋白質的氨基酸組成的影響有限，有些氨基酸含量隨成熟度雖有顯著差異（P＜0.05），但絕對變化量并不大。油酸和亞油酸是組成各成熟度玉米籽粒脂肪的主要脂肪酸。在低成熟度時，鉀是糯玉米籽粒中最豐富的礦物質，而在高成熟度籽粒中被磷或鈣所代替。伴隨著成熟，籽粒的亮度不斷下降，而紅度和黃度不斷提升。籽粒黃度與其成熟度之間的高相關性（R＝0.97）表明可用籽粒黃度衡量鮮食糯米的成熟度。

成熟度 糯玉米 營養成分 色澤

糯玉米（zea mays L.）又稱黏玉米、蠟質玉米，是人類重要的糧食作物。近年來由于糯玉米其良好的營養特性倍受消費者青睞。在我國主食精細化程度不斷提升的現實下，糯玉米的消費在一定程度上很好地彌補了居民雜糧、粗糧攝入量低的問題，對公眾健康具有重要意義［1］。糯玉米具有良好的營養作用，全粒糯玉米中膳食纖維的含量可達到6.3 g／100 g。同時糯玉米含有較高的水溶性蛋白和鹽溶性蛋白，而醇溶蛋白的含量較低，因此它是優質蛋白質的來源［2］。糯玉米胚芽中含有豐富的亞油酸、維生素E以及籽粒中富含的類胡蘿卜素（胡蘿卜素、隱質黃、葉黃素、玉米黃質等）等功能因子對人體具有良好的保健作用［3－5］。授粉后，糯玉米籽粒通常需要約20 d的時間發育到較為飽滿的鮮食狀態，在隨后的10 d時間內糯玉米籽?？焖俪墒?，而逐漸失去鮮食糯玉米應有的品質。前期研究表明，成熟度對糯玉米風味、蒸煮品質、烘烤品質和淀粉的顆粒形態與理化性質均有明顯的影響［6－8］。其中成熟期間糯玉米籽粒食味品質的變化實際是其中各類成分的變化與轉化的結果，但有關此研究鮮見報道。合適的成熟度對賦予糯玉米產品良好的消費者接受性意義重大。為推動鮮食糯玉米的質量控制與合理采收，本研究對不同成熟度糯玉米的營養成分及籽粒色澤進行了詳細的研究。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

糯玉米（品種：渝甜糯）：采自重慶市農業科學院玉米研究所巴南試驗基地。授粉時間為2010年6月20日。分別在授粉后20 d（2010年7月9日）、23 d（2010年7月12日）、25 d（2010年7月14日）、27 d（2010年7月16日）和30 d（2010年7月19日）進行5次采樣。采樣時間為早上7∶00～8∶00，田間玉米植株露水晾干時采收玉米穗；采樣面積為334 m2；隨機采樣。采收后去掉外層苞葉，留內層苞葉2至3片，采后用尼龍網袋盛裝，預冷后，冷藏運輸，冷凍保藏。以不同采收期代表樣品的成熟度。尿素、復合肥：重慶江北化肥有限公司。

USP1493測色儀：Ultra Scan PRO HunterLab；752可見分光光計：上海精科科學儀器廠；日立Z－5000原子吸收分光光度計、日立L－8800氨基酸自動分析儀：日本日立公司；KjeLFlex K－360全自動凱氏定氮儀：BUCHI公司；GC－2010 Plus氣相色譜儀（帶FID檢測器）：日本島津公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 基本成分分析

可溶性固形物用手持式折光儀測定；可溶性糖含量測定采用GB／T 6194—1986的費林試劑法；可滴定酸的測定用0.1mol／L NaOH滴定法，以檸檬酸計；水分含量的測定采用GB 5009.3—2010的直接干燥法；直鏈淀粉含量測定采用GB 7648—1987的分光光度法；β－胡蘿卜素含量測定采用QB 1414—1991的分光光度計法；粗蛋白含量測定采用GB 5009.5—2010的微量凱氏定氮法；粗脂肪含量測定采用GB／T 5009.6—2003的索氏抽提法；總淀粉含量測定采用GB／T 5009.9—2008的酸水解法；粗灰分含量測定采用GB 5009.4—2010的灼燒法；礦質元素含量測定采用GB／T 5009.13—2003的原子吸收分光光度法；支鏈淀粉含量測定采用GB 7648—1987的分光光度法。

1.2.2 氨基酸分析

參照Li等［9］的方法測定。準確稱取樣品200mg于試管中，加入14mL6mol／L鹽酸，振蕩混勻。用酒精噴燈把該試管口下1／3處拉細到4～6mm，抽真空15min后封管。將該試管置于110℃恒溫烘箱中水解22 h，然后冷卻至室溫，搖勻過濾，取1mL濾液于50mL燒杯中，用60℃恒溫水浴蒸干濾液，殘渣用4mL 0.02mol／L鹽酸重新溶解，并用0.45μm濾膜過濾上機。氨基酸自動分析儀配備有2根＃2662離子交換柱和紫外檢測器。一個樣品的分析周期53min。分離柱（4.6mm×60mm）洗脫液流流速 0.45mL／min，柱溫70℃，柱壓12.26 MPa；反應柱（4.6mm×60mm），茚三酮及茚三酮緩沖液流經此柱，流速為0.35mL／min，柱溫135℃，柱壓為0.78 MPa。通過樣品與標準品物質進行比對進行定性分析，采用外標法進行定量分析。

1.2.3 脂肪酸組成分析

參照Kim等［10］的方法測定。稱取約含0.1 g粗脂肪樣品置于250mL帶有磨口三角燒瓶中，每個樣品中加入1 mg內標物（十九烷酸）和CM混合液（氯仿∶甲醇 ＝2∶1，V／V）60mL。連接冷凝提取裝置，于65℃水浴中加熱，從微沸時開始計時提取1 h，取下三角燒瓶，用玻璃過濾器（G3）過濾，用另一具塞三角燒瓶收集溶液，用CM混合液洗滌燒瓶、過濾器及濾器中樣品殘渣，洗滌液并入濾液中，旋轉蒸發除去溶劑。殘渣用氯仿／甲醇（19∶1，V／V）重新溶解，5 000 g離心5min。在帶螺旋帽內墊的小瓶中加入0.5mL樣品澄清液、1.5mL的14%BF3甲醇溶液，混合均勻后在沸水中水浴15min，冷卻至室溫后，加入1.5mL的蒸餾水，甲酯化物用正己烷提取。采用氣相色譜定量分析甲酯化物。色譜條件為：色譜柱DB－225 column（30 m ×0.25mm i.d.，0.25μm）；進樣量：1μL；載氣：氦氣；流速：32 cm／s；進樣口溫度：250℃；檢測器溫度：280℃；升溫程序：起始柱溫70℃保持1min，以20℃／min升溫至180℃，再以3℃／min升溫至220℃，最后220℃保持15min。采用內標法進行定量。

1.2.4 色差分析

使用美國Hunter lab測色儀，測定各樣品的L、a、b值，ΔE的計算公式如下：

式中：ΔE為色差，L為亮度，a為紅度，b為黃度。下標“0”表示標準對照樣各對應值，本試驗中以白板作為標準對照。

1.2.5 數據分析

所有測定重復3次，測定結果以平均數±標準差表示。用DPS7.05軟件進行方差分析，顯著性差異用多重比較法中的標記字母法表示（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 成熟度對基本成分的影響

表1顯示了成熟度對糯甜玉米籽粒中主要成分的影響。由表1可以看出，隨糯甜玉米籽的不斷成熟，其水分含量、可溶性糖含量不斷降低，而粗蛋白、粗脂肪、支鏈淀粉、直鏈淀粉、總淀粉和β－胡蘿卜素的含量不斷提升。水分含量的下降主要是隨著成熟籽粒的灌漿速度不斷減緩而水分蒸發快速進行的結果［11］。籽粒的脫水速度是種皮結構、氣溫、相對濕度等因素共同作用的結果?？扇苄蕴堑南陆抵饕请S著成熟籽粒中的蔗糖等可溶性糖轉化為貯藏性能源物質淀粉的結果［12］。有研究發現糯玉米籽粒中蛋白質含量高達10.6 g／100 g，遠遠高于本研究的結果。究其原因可能與糯玉米品種、種植土壤條件、施肥狀況等因素不同有關。齊建雙等［13］的研究發現糯玉米在成熟過程中粗脂肪、總淀粉不斷上升而可溶性總糖持續下降?？扇苄蕴堑南陆抵饕浅墒旌笃谧蚜Ｖ械矸坌纬上目扇苄蕴堑慕Y果［14］。籽粒的糖酸比和支／直比出現先降低后升高的趨勢，而籽粒中灰分含量的變化趨勢恰好與糖酸比成相反為先升高后降低的趨勢。值得注意的是，糯玉米籽中的β－胡蘿卜素主要在成熟后期快速形成。

2.2 成熟度對氨基酸組成的影響

表2給出了成熟度糯甜玉米籽粒蛋白質氨基酸組成的影響，以每100 g玉米籽粒蛋白質中各氨基酸的質量（g）表示氨基酸含量。由表2可以看出，必需氨基酸中的蘇氨酸、纈氨酸、蛋氨酸和非必需氨基酸中的絲氨酸、谷氨酸和甘氨酸在糯玉米籽粒蛋白質中的含量不受成熟期的影響。其他的氨基酸在成熟期間均有波動，但從波動的絕對數值來看，都非常小。這說明成熟度僅對糯玉米籽粒中的蛋白質含量有顯著影響，但對蛋白質的氨基酸組成影響有限。亮氨酸是糯玉米籽粒中最為豐富的必需氨基酸，其次是纈氨酸和苯丙氨酸。而在非必需氨基酸中，甘氨酸最為豐富，其次是丙氨酸、天門冬氨酸和脯氨酸。從總量來看，在任何成熟度下，渝甜糯籽粒中必需氨基酸含量明顯低于非必需氨基酸的含量。

2.3 成熟度對脂肪酸組成的影響

表3給出了成熟度對甜糯玉米籽粒油脂脂肪酸組成的影響。由表3可以看出，在所有成熟度玉米籽粒的脂肪中都能檢測到棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、二十一酸六種脂肪酸。油脂中脂肪酸含量的豐度大小依次是：亞油酸＞油酸＞棕櫚酸＞硬脂酸 ＞亞麻酸 ＞二十一酸。這與Nuss等［4］報道的結果基本一致。油酸的含量隨著成熟度的不斷提升持續增加，棕櫚酸的含量隨著成熟度的不斷提升逐漸降低，而硬脂酸、亞油酸和亞麻酸的含量隨成熟度呈現先增加后降低的趨勢。

表1 成熟度對渝甜糯籽?；窘M成的影響

表2 成熟度對渝甜糯籽粒氨基酸組成的影響／g／100 g蛋白質

2.4 成熟度對礦質元素含量的影響

由于作物的礦質元素含量受施肥情況影響大，本研究所采糯玉米在生長過程的施肥情況為：種肥或基肥為尿素21 kg／畝和復合肥30 kg／畝、拔節追肥為尿素14 kg／畝、孕穗追肥尿素35 kg／畝。渝甜糯籽粒中礦質元素種類和含量的測定結果如表4所示。由表4可以看出，除鎂和鉻在整個成熟期保持穩定之外，其他元素的含量隨成熟度均有明顯的變化或波動?？傮w來看，常量元素的變化幅度明顯高于微量元素。在較低成熟度時（授粉后20和23 d），渝甜糯籽粒中的常量元素的豐度順序為鉀＞磷＞鈣＞鈉＞鎂。而隨著成熟度不斷提升，渝甜糯籽粒中鉀的含量持續下降，而鈣和磷的含量先增加后降低。除在成熟末期有一個小的提升外，鈉的含量總體持續降低。在微量元素中，鋅和鐵分別是成熟早期（授粉后20和23 d）和成熟晚期（授粉后25、27和30 d）渝甜糯籽粒中最為豐富的元素。研究表明，食物中的礦質元素與其生長的土壤環境、肥料的使用狀況以及作物的遺傳特性密切相關［15－17］。

2.5 成熟度對籽粒顏色的影響

表5給出了渝甜糯籽粒外觀色澤隨其成熟度變化的情況。由表5可以看出隨成熟度的不斷提升，渝甜糯籽粒的亮度（L）不斷下降，而紅度（a）和黃度（b）不斷提升，各顏色參數對應的色差也按此規律變化，這主要是糯玉米成熟過程籽粒中類胡蘿卜素不斷形成的原因［18］。相關分析發現渝甜糯成熟度與籽粒顏色參數之間存在較高的相關性，相關系數（R）的絕對值均高于0.85及其以上。其中籽粒黃度及其色差與成熟度之間的相關性最高，相關系數達到了0.97。由此可見，籽粒黃度能很好地反映籽粒的成熟度。在進一步研究的基礎上可建立基于籽粒黃度的市場糯玉米成熟度判斷方法。

表3 成熟度對渝甜糯籽粒脂肪酸組成的影響／g／100 g油脂

表4 成熟度對渝甜糯籽粒礦物質組成的影響／mg／100 g

表5 不同成熟度糯玉米籽粒的顏色參數

3 結論

可溶性糖、粗蛋白、粗脂肪、灰分、淀粉等主要營養成分在糯玉米成熟過程中有顯著變化，這些變化主要是糯玉米旺盛的新陳代謝的結果。糯玉米籽在生理性成熟過程中其水分含量快速下降。隨著成熟度的不斷提高，糯玉米籽中的蛋白質含量從5.0 g／100 g增加到了6.9 g／100 g，但分析發現種子蛋白的氨基酸組成模式有差異但絕對變化量不大。不同成熟度糯玉米籽粒中的油脂含量在3.1～8.0 g／100 g之間波動，在脂肪酸組成中，油酸和亞油酸等不飽和脂肪酸的占比約為70%，這表明糯玉米籽是優質油脂的來源。對成熟度與糯玉米籽粒顏色參數的分析發現，籽粒的黃色度與成熟度之間具有很高的相關性，這表明籽粒黃色度可以作為成熟度的參考判定依據。

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Effects of Maturity on Nutrients and Color of Chongqing Sweet－Waxy Maize Seed

Zhao Guohua1，2Zhao Xiaowan1Ming Jian1，2

（College of Food Science，Southwest University1，Chongqing 400715）
（Key Laboratory of Chongqing Agro－product Processing and Technology2，Chongqing 400715）

The effects ofmaturity on nutrients and color of chongqing sweet－waxymaize were studied.The growing season after pollination was regarded as maturity.The results showed that the seed moisture content

constantly decreased withmaturity.Conversely，the seed protein，fat and starch content increased withmaturity.β－Carotene accumulated rapidly during the later period ofmaturation.The degree ofmaturity had little effect on the amino acid.Although for some amino acids，significant variations were observed with differentmaturities（P＜0.05），the absolute levels of these variationswere relative small.Oleic and linolenic acidswere themain fatty acids in fat from the seedswith varied maturity.Potassium was confirmed as the most abundantmineral in seeds with lower maturity.Phosphorus or calcium taked the place of potassium in seeds with highermaturity.The brightness of seeds decreased with maturity，while the redness and yellowness increased with maturity.The good correlation（R＝0.97）between yellowness and thematurity of seeds indicated that the yellowness of seeds could be used to judge thematurity of fresh waxy corn.

maturity，waxy corn，nutrient content，color

TS202.1

A

1003－0174（2015）06－0005－06

重慶市科技攻關（CSTC2009AB1109）

2014－01－14

趙國華，男，1971年出生，博士，碳水化合物化學與營養