不同含水量玉米在儲存期間理化性質的變化規律

羅財偉，王茂飛，袁建敏

（中國農業大學動物科學技術學院，動物營養學國家重點實驗室，北京 100193）

玉米是畜禽飼料中最常見的能量飼料，特別是在美國、南歐和中國等亞洲地區[1-2]。由于玉米在家禽飼料中含量較高，能為家禽提供高達65% 的代謝能和20%的蛋白質[3-4]，所以高效利用玉米對于推進家禽生產具有重要意義。品種、產地、栽培條件、加工和儲存等是影響玉米營養價值的主要因素[5]。國外研究表明，剛收獲谷物內源酶活性依然很高，內源合成或降解活動依然在繼續，活動的程度與谷物水分含量有關。Poulsen 等[6]研究發現，高水分含量大麥和小麥植酸酶的活性比低水分大麥或小麥高14%，導致植酸含量低4%。Ton 等[7]研究也發現，26% 和29% 含水量條件下儲存的大麥和黑麥可顯著增加氮、磷的溶解度，降低植酸磷含量。研究還表明，高水分含量大麥儲存35 d 和90 d 后，有利于降低可溶性葡聚糖和可溶性纖維含量，從而降低提取液黏度，降低對家禽的負面影響[8]。我國各地有玉米收獲后未經脫粒（穗藏法）進行高含水量儲存的習慣，但關于高含水量玉米儲存后理化性質變化的研究較少，且高含水量儲存方式是否會對玉米的營養價值產生影響尚不得而知。因此，本研究擬通過探討不同含水量玉米儲存期間的理化性質變化規律，為優化玉米的儲存方式及改善玉米的利用提供理論依據，為飼料加工企業對玉米的采購提供實踐指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及試驗設計 從河北省涿州市東城坊鎮采集新收獲的硬粒型玉米（季豐1 號），通過晾曬，在玉米含水量分別為18%、16%、14%、12%時進行收集，并對部分玉米噴灑防霉劑，得到6 種不同含水量和噴灑防霉劑玉米（含水量12%、含水量12%+防霉劑、含水量14%、含水量14%+防霉劑、含水量16%+防霉劑、含水量18%+防霉劑），然后裝入編織袋轉移至室內干燥環境中儲存，并于儲存0、0.5、1、1.5、3.5、5.5 個月進行取樣，裝入自封袋后于4℃儲存，用于樣品檢測。

1.2 試驗測定指標及方法

1.2.1 玉米籽粒水分含量測定 樣品經過粉碎機粉碎，過40 目篩，采用105℃烘干法測定水分含量，用于后續指標以干物質含量計算。

1.2.2 玉米籽粒淀粉含量測定 樣品經過粉碎機粉碎，過40 目篩，用K-RSTAR 抗性淀粉測定試劑盒（愛爾蘭Megazyme 公司）測定抗性淀粉、非抗性淀粉和總淀粉含量。

1.2.3 玉米籽粒提取液相對黏度測定 樣品經過粉碎機粉碎，過18 目篩。稱取樣品各1.5 g 左右，每個樣品取2 份，放入10 mL 離心管中，分別加入7.5 mL 0.1 mol/L氫氧化鈉。渦旋混勻，在40 ℃下提取4 h，期間每30 min 混勻1 次，在室溫下經5 000 r/min 離心15 min。取上清液5 mL，在40℃下預熱5 min，以蒸餾水作為對照，用品氏黏度計測定其相對黏度。

相對黏度=試樣上清液流經毛細管的時間/同體積蒸餾水流經毛細管的時間

1.2.4 玉米籽?？偽炀厶呛退苄晕炀厶呛繙y定 采用地衣酚-鹽酸法測定各玉米樣品中戊聚糖含量。標準曲線的繪制：分別吸取0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mL 100 μg/mL 的木糖標準液于10 mL 試管中，分別加蒸餾水使總體積為3 mL，依次加入3 mL 0.1% 的FeCl3酸溶液和0.3 mL 1%的地衣酚醇溶液，渦旋振蕩后于沸水浴顯色40 min，取出后于流水下迅速冷卻。以吸光值為縱坐標，以木糖質量濃度為橫坐標繪制標準曲線。

樣品經過粉碎機粉碎，過60 目篩。①稱取樣品各0.03 g 于50 mL 離心管中，加入10 mL 的2.4 mol/L 鹽酸，密封后100 ℃加熱2.5 h，待冷卻后加入20 mL 蒸餾水，充分搖勻后經4 000 r/min 離心15 min，然后移取1.0 mL 混合液，依次加入2 mL 蒸餾水、3 mL 0.1%的FeCl3酸溶液和0.3 mL 1%的地衣酚醇溶液，渦旋振蕩后于沸水浴顯色40 min，取出后于流水下迅速冷卻，分別測定其在670 nm 和580 nm 的吸光值（通過雙波長下吸光度的差值消除少量己糖的干擾），根據木糖標準曲線計算樣品中總戊聚糖的含量。②稱取樣品各0.4 g于50 mL 離心管中，加入10 mL 蒸餾水，在30℃條件下置于振蕩器上振蕩2 h，后經4 000 r/min 離心10 min，提取1.0 mL 上清液于另一15 mL 離心管，并加入同體積的4.8 mol/L 鹽酸溶液，密封，100℃水浴加熱2 h。冷卻后，取1.0 mL 混合液，依次加入2 mL 蒸餾水、3 mL 0.1% 的FeCl3酸溶液和0.3 mL 1% 的地衣酚醇溶液，渦旋振蕩，沸水浴顯色40 min，取出后于流水下迅速冷卻，測定其在670 nm 的吸光值，計算水溶性戊聚糖含量。計算公式：

總戊聚糖和水溶性戊聚糖=（c×0.88/w）×10× n/100%其中，c 代表由標準曲線求得的木糖濃度，0.88 為戊聚糖與木糖的比例，w 代表樣品重量；n 代表稀釋倍數（總戊聚糖和水溶性戊聚糖的稀釋倍數不同）。

1.2.5 玉米籽粒氮校正代謝能（Nitrogen-Corrected Apparent Metabolizable Energy，AMEn）、養分含量測定 樣品經過粉碎機粉碎，過40 目篩，利用近紅外光譜分析法（Near-infrared Reflectance Spectroscopy，NIRS）測定肉雞AMEn 及樣品養分含量。

1.3 統計分析 本試驗每個樣品做3 個平行，結果表示為平均值，不同處理之間只是平均值變化程度比較，不涉及顯著性檢驗?？紤]到玉米水分標準為14%，所以將14 %含水量組設為對照組。

2 結果

2.1 玉米籽粒淀粉含量的動態變化 由圖1 可知，在儲存過程中，隨著儲存時間的延長，不同含水量玉米的抗性淀粉含量變化趨勢不同，但是其抗性淀粉含量總體呈下降趨勢。14% 含水量玉米的抗性淀粉含量隨著儲存時間延長而緩慢降低，16% 含水量+防霉劑玉米的抗性淀粉含量呈先降低后增加再降低，總體依然降低的趨勢。與14% 含水量組相比，12% 含水量組儲存1.5 個月時抗性淀粉含量下降程度最大（3.16% vs.2.25%，下降29.0%），12%含水量+防霉劑組儲存5.5 個月時抗性淀粉含量升高程度最大（2.22% vs.3.62%，升高62.7%）。

圖1 玉米籽?？剐缘矸?、非抗性淀粉、總淀粉含量的動態變化

在儲存過程中，隨著儲存時間的延長，不同含水量玉米總淀粉含量的變化趨勢不同，但是總體呈逐漸上升趨勢。隨著儲存時間的延長，14%含水量玉米的總淀粉含量呈先升高后降低再升高的趨勢，18%含水量玉米的總淀粉含量呈緩慢升高的趨勢。玉米中非抗性淀粉含量變化趨勢與總淀粉變化趨勢相同。與14% 含水量組相比，14% 含水量+防霉劑組儲存0 個月時總淀粉、非抗性淀粉含量下降程度最大（76.68% vs.66.59%、72.71% vs.62.46%，分別降低13.2%、14.1%）；18%含水量+防霉劑組儲存1.5 個月時總淀粉含量升高程度最大（70.51% vs.78.38%，升高11.2%），12%含水量組儲存1.5 個月時非抗性淀粉含量升高程度最大（66.30%vs.73.82%，升高11.3%）。

2.2 玉米籽?？偽炀厶?、水溶性戊聚糖含量及提取液相對黏度含量的動態變化 由圖2 可知，在儲存過程中，隨著儲存時間的延長，不同含水量玉米總戊聚糖含量總體呈緩慢下降趨勢。12%含水量玉米的總戊聚糖含量隨著儲存時間延長下降最快，而14% 含水量玉米的總戊聚糖含量呈先降低后升高最后降低的趨勢，高含水量玉米的總戊聚糖含量相對較低。與14% 含水量組相比，14%含水量+防霉劑組儲存0 個月時總戊聚糖含量下降程度最大（5.71% vs.5.17%，下降9.4%），12% 含水量組儲存0.5 個月時總戊聚糖含量升高程度最大（5.23%vs.5.93%，升高13.3%）。

圖2 玉米籽?？偽炀厶?、水溶性戊聚糖含量和提取液相對黏度的動態變化

在儲存過程中，隨著儲存時間的延長，不同含水量玉米水溶性戊聚糖含量基本都呈先增加后降低，總體仍然呈下降的趨勢，但14% 含水量玉米水溶性戊聚糖含量呈緩慢下降至穩定的趨勢。在整個儲存過程中，12%含水量玉米的水溶性戊聚糖含量高于其他處理，而18%含水量玉米則低于其他處理。與14% 含水量組相比，14%含水量+防霉劑組儲存0 個月時水溶性戊聚糖含量下降程度最大（0.47% vs.0.43%，下降8.7%），12%含水量組儲存0.5 個月時水溶性戊聚糖含量升高程度最大（0.45% vs.0.50%，升高11.6%）。

在儲存過程中，隨著儲存時間的延長，不同含水量玉米的提取液相對黏度的變化總體均呈增加趨勢。隨著儲存時間的延長，14%含水量玉米的提取液相對黏度呈先降低后升高的趨勢，18%含水量玉米籽粒提取液相對黏度低于其他處理。與14% 含水量組相比，18% 含水量+防霉劑組儲存3.5 個月時提取液相對黏度下降程度最大（1.67 vs.1.33，下降20.4%），12% 含水量組儲存1 個月時提取液相對黏度升高程度最大（1.41 vs.1.72，升高21.8%）。

2.3 玉米籽粒肉雞AMEn、養分的動態變化 由圖3 可知，在儲存過程中，隨著儲存時間的延長，不同含水量玉米AMEn 變化波動較大，且均呈下降趨勢?？傮w上高含水量玉米AMEn 低于低含水量玉米。與14%含水量組相比，16% 含水量+防霉劑組儲存1.5 個月時AMEn 下降程度最大（15.7 MJ/kg vs.15.1 MJ/kg，下降3.5%）。玉米水分含量差異較大，高含水量玉米一直處于高水分狀態，低含水量玉米一直處于低水分狀態；不同含水量玉米粗蛋白質都呈明顯增加趨勢；不同含水量玉米粗脂肪、粗纖維含量均呈先降低后增加再降低最后增加，總體增加的趨勢，且高含水量玉米的粗脂肪含量相對較高；不同含水量玉米粗灰分、總磷和有效磷含量均呈先降低后增加再降低，且高含水量的總磷和有效磷含量較高。

圖3 玉米籽粒AMEn、養分的動態變化（干物質基礎）

3 討 論

玉米淀粉由抗性淀粉和非抗性淀粉兩部分組成。本試驗測定的淀粉含量為73% 左右，略高于何學超等[9]測定的玉米淀粉含量68.2%～71.4%。本研究試驗發現，隨著儲存時間延長，玉米總淀粉和非抗性淀粉含量有緩慢上升趨勢，且18% 含水量玉米的總淀粉和非抗性淀粉含量增加趨勢最大。這可能是由于在貯存過程中，高含水量玉米淀粉合成酶活性依然較高[10]，其機體內依然在將單糖或二糖等小分子物質合成淀粉，最終導致玉米淀粉含量增加?？剐缘矸凼枪任镏凶顬槌Ｒ姷囊环N抗營養因子，在小腸內難以消化吸收，谷物中抗性淀粉含量較高會對畜禽生產性能產生不利影響。本研究試驗發現，在儲存過程中不同含水量玉米抗性淀粉含量呈下降趨勢。這是由于玉米屬于后熟型作物，剛收獲時其抗性淀粉含量較高，經一段時間儲存后抗性淀粉含量明顯下降，可能是淀粉酶作用于抗性淀粉顆粒表面，逐步分解抗性淀粉，使玉米抗性淀粉含量下降[11]。

戊聚糖是一種常見的非淀粉多糖，廣泛存在于小麥、大麥和高粱等谷物中，其也是植物細胞壁的重要構成成分之一?？偽炀厶呛退苄晕炀厶呛靠勺鳛樵u價飼料營養價值的重要指標。與其他谷物及其副產物相比，玉米的總戊聚糖和水溶性戊聚糖含量較低，總戊聚糖含量在3.12%～4.3%，水溶性戊聚糖含量在0.05%～0.14%[12]。本研究發現，在儲存過程中，總戊聚糖和水溶性戊聚糖含量逐漸下降，且低含水量玉米在儲存過程中總戊聚糖和水溶性戊聚糖含量一直高于高含水量玉米。這可能是由于在儲存過程中玉米自身的內源木聚糖酶對阿拉伯木聚糖的轉化水解作用，導致總戊聚糖和水溶性木聚糖含量降低，而高含水量玉米其內源木聚糖酶活性較高，對阿拉伯木聚糖的轉化水解作用更強，導致高含水量玉米的總戊聚糖和水溶性戊聚糖含量更低。同時，本研究試驗發現，高含水量玉米水溶性戊聚糖含量與提取液黏度變化趨勢相同，而與低含水量玉米的提取液黏度變化趨勢相反。這是由于水溶性戊聚糖具有較強的結合水能力，可以引起黏性反應[13]。而低含水量玉米的黏度降低可能是因為黏度還受到其他非淀粉多糖以及阿魏酸、葡萄糖等的影響。阿魏酸與戊聚糖側鏈共價連接，參與戊聚糖的氧化凝膠反應，從而增加戊聚糖的相對分子質量，進而導致玉米提取液黏度增加。此外，本研究試驗發現，在整個儲存期內玉米的AMEn 表現為總體降低的趨勢，且高含水量玉米AMEn 下降更明顯。這是由于玉米在收獲后有一個后熟過程，后熟期會為玉米籽粒繼續合成高分子有機化合物，雖然其呼吸作用消耗儲存的物質，但總的趨勢是合成作用大于分解作用，導致AMEn 先升高，之后由于有機物呼吸代謝損失，同時粗脂肪、粗灰分、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維增加引起能量利用的負效應，所以能量利用呈下降趨勢。高含水量玉米其內源酶活性更高，呼吸代謝更強，養分損失更多，導致高含水量玉米的AMEn 下降更明顯。

4 結 論

本研究結果表明，隨著儲存時間的延長，不同含水量玉米總淀粉、非抗性淀粉含量以及粗蛋白質、粗纖維和粗脂肪等養分含量呈上升趨勢，抗性淀粉、總戊聚糖、水溶性戊聚糖含量以及AMEn、粗灰分等養分含量呈下降趨勢；未經脫粒的高含水量儲存儲存后會降低玉米AMEn 和粗灰分含量，會提高總淀粉、非抗性淀粉、總磷和有效磷含量，降低抗營養因子含量和提取液相對黏度，適合用于幼年動物。