不同糯玉米品種營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的比較研究

鄒原東 韓振芹 李志強(qiáng)

摘要 為研究不同雜交種糯玉米營(yíng)養(yǎng)成分及品質(zhì)潛力，以11個(gè)多地區(qū)玉米雜交種為試驗(yàn)材料，測(cè)定了不同品種的礦物質(zhì)元素含量、蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、碳水化合物含量和17種氨基酸含量。結(jié)果表明，桂甜糯525的鐵、鋅、鋁、鉀、錳等含量較高，雪糯2號(hào)的鈣和鎂含量較高，周糯1號(hào)和京科糯928的蛋白質(zhì)含量較高，雪糯2號(hào)的脂肪含量較高，深科糯8號(hào)和蘇玉糯19號(hào)的碳水化合物含量較高。深科糯8號(hào)的Asp、Thr、Gly、Cys、Lys含量高于其他品種，桂甜糯525的Ser、Glu、Ala、Val、Ile、Leu、Tyr、Phe含量較高。以上品種的營(yíng)養(yǎng)成分與其他品種間差異極顯著。不同糯玉米品種的營(yíng)養(yǎng)成分差異較大，單一品種不能涵蓋所有較高營(yíng)養(yǎng)成分，其營(yíng)養(yǎng)成分含量偏于某一類(lèi)別，存在品種與地域性差別。該研究為糯玉米材料的品質(zhì)改良和品種繁育提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 糯玉米;氨基酸;營(yíng)養(yǎng);礦物質(zhì)

Abstract To study the nutrient content and quality potential， we determined and compared the mineral element content， protein content， fat content， carbohydrate content and 17 kinds of amino acid content of 11 waxy maize hybrids from different regions. Results showed that the contents of iron， zinc， aluminum， potassium and manganese in Guitiannuo 525 were higher， calcium and magnesium in Xuenuo 2 were higher， protein content in Zhounuo 1 and Jingkenuo 928 was higher， fat content in Xuenuo 2 was higher， carbohydrate content in Shenkenuo 8 and Suyunuo 19 was higher. The contents of Asp， Thr， Gly， Cys and Lys of Shenkenuo 8 were higher than those of other varieties， while the contents of Ser， Glu， Ala， Val， Ile， Leu， Tyr and Phe of Guitiannuo 525 were higher than those of other varieties. The nutrient compositions of the above varieties were significantly different from those of other varieties. Nutritional components of different waxy maize varieties differed greatly. Single variety could not cover all the higher nutrient components， and its nutrient content was biased to a certain category. There were differences between varieties and regions. This research provided theoretical foundation for quality improvement and variety breeding.

Key words Waxy maize;Amino acids;Nutrition;Minerals

玉米原產(chǎn)于南美洲，中國(guó)約在16世紀(jì)引進(jìn)玉米種植。隨著種植面積的擴(kuò)大，至今世界各地均有栽培。玉米具有很高的使用價(jià)值，含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，如脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物等營(yíng)養(yǎng)類(lèi)物質(zhì);鈣、鐵、鋅等礦物質(zhì);尼克酸、核黃素等。玉米還具有較高的飼用價(jià)值，其中較普遍的是秸稈飼用，玉米收獲后每年產(chǎn)生的秸稈數(shù)以億計(jì)，多數(shù)被焚燒，這不僅浪費(fèi)資源而且污染環(huán)境。據(jù)研究，秸稈中含有生物糖及粗蛋白質(zhì)，是牛、羊等牲畜較依賴的能量來(lái)源，具有較高的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)價(jià)值[1]。另外，玉米還具有藥用價(jià)值，經(jīng)常食用可以延緩衰老、增強(qiáng)體質(zhì)，同時(shí)玉米含有的維生素E及黃銅類(lèi)物質(zhì)可以改善心腦血管患者的病情。近些年來(lái)，玉米須受到廣泛青睞，其總酚、總花青素、總黃酮及抗氧化活性物質(zhì)能調(diào)節(jié)血壓、血脂，同時(shí)起到抗氧化的作用[2]。目前，玉米的深加工領(lǐng)域受到廣泛的關(guān)注，玉米淀粉、淀粉糖、果葡糖漿、山梨醇、變性淀粉、木糖醇等產(chǎn)品被廣泛用于人民生活的各個(gè)方面[3]，這也有利于區(qū)域經(jīng)濟(jì)的提升、產(chǎn)業(yè)升級(jí)、擴(kuò)大就業(yè)，從而推動(dòng)加工產(chǎn)業(yè)的深入發(fā)展。糯玉米又稱黏玉米或蠟質(zhì)型玉米，其栽培技術(shù)簡(jiǎn)單、周期短，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和加工價(jià)值，最突出的是營(yíng)養(yǎng)成分高于普通玉米，分子量比普通玉米小，食用消化比普通玉米高。隨著人民生活水平的提高，人們?cè)絹?lái)越注重健康，由原來(lái)的關(guān)注藥品到關(guān)注健康食品，糯玉米被視為保健佳品[4]。今后，隨著種植業(yè)機(jī)構(gòu)的調(diào)整，糯玉米的種植面積會(huì)越來(lái)越大，機(jī)遇會(huì)越來(lái)越多。鑒于此，筆者通過(guò)比較11個(gè)糯玉米品種蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、氨基酸礦物質(zhì)等品質(zhì)上的差異，為研究糯玉米材料的品質(zhì)改良和品種繁育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為11個(gè)玉米雜交種，各品種名稱及試驗(yàn)編號(hào)見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)方法

采用原子吸收分光光度法測(cè)定礦物質(zhì)元素鈣、鐵、鋅、鋁、銅、鉀、鎂、錳、硒和鎳的含量，儀器為NexION300DICP-MS原子吸收質(zhì)譜儀[5]。

依照GB 28050—2011測(cè)定能量;依照GB 5009.5—2016凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì);依照GB 5009.5—2016凱氏定氮法測(cè)定脂肪;依照GB 28050—2011測(cè)定碳水化合物[6]。

Asp、Thr、Ser、Glu、Gly、Ala、Cys、Val、Met、Ile、Leu、Tyr、Phe、Lys、His、Arg、Pro共17項(xiàng)氨基酸參照GB/T 18246—2000方法，采用日立8900高速氨基酸分析儀進(jìn)行測(cè)定[7]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用WPS作圖;采用SPSS 20.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同糯玉米品種礦物質(zhì)元素含量的比較

礦物質(zhì)元素雖然在人體內(nèi)含量少，但是很重要性[8]。玉米籽粒含有多種礦物質(zhì)元素，鈣、鐵、鋅是人體必要營(yíng)養(yǎng)元素，鋁、銅、鉀、鎂、錳、硒、鎳是微量元素。從表2可以看出，N5的鐵、鋅、鋁、鉀、錳元素含量分別為36.88、42.27、31.08、4 709.66、10.15 mg/kg，是所有品種中最高的，與其他品種差異極顯著（P<0.01）;N7的銅和硒含量分別為3.42和3.8 mg/kg，高于其他品種。從顯著性來(lái)看，N7的硒含量與其他品種差異極顯著（P<0.01），銅含量與N1、N2、N3、N4、N6、J1、K1間差異極顯著（P<0.01）;N6的鈣和鎂含量分別高于其他品種，為92.14和1 627.48 mg/kg，與其他品種差異極顯著（P<0.01）;鎳含量最高的品種為N1，與其他品種差異極顯著（P<0.01）。相對(duì)于最高含量，不同礦物質(zhì)元素的最低含量集中出現(xiàn)在K1及K2這2個(gè)品種上。

2.2 不同糯玉米品種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的比較

玉米籽粒中含有大量的淀粉及膳食纖維，而胚芽?jī)?chǔ)存著蛋白質(zhì)、脂肪等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[9]，表3反映了不同品種糯玉米間營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的差異，N2、N3、N5、N6、N7、J1共6個(gè)品種的能量最高，J1與其他品種差異極顯著（P<0.01）;N7和J2的蛋白質(zhì)含量高于其他品種，在0.01水平上差異極顯著（P<0.01）;N6、J1的脂肪含量最高，各品種在0.01水平上差異不顯著（P>0.01）;碳水化合物的最高含量表現(xiàn)在N1和N2品種上，其中N1與其他品種相比差異極顯著（P<0.01）。

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020年

2.3 不同糯玉米品種氨基酸的比較

氨基酸作為生命的載體，不僅能維持人體的正常代謝，還能促進(jìn)生長(zhǎng)。玉米含有多種氨基酸，而且種類(lèi)豐富，可以提供多種人體必須氨基酸。從表4可以看出，氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在不同品種間的表現(xiàn)有所不同，表4是17氨基酸的顯著性分析。具體來(lái)看，N1中有5種氨基酸（Asp、Thr、Gly、Cys、Lys）的含量要高于其他品種，Asp、Thr、Lys的含量與K2差異極顯著（P<0.01），各品種的Gly、Cys含量差異不顯著（P>0.01）;除上述所提氨基酸外，N5共有8種氨基酸（Ser、Glu、Ala、Val、Ile、Leu、Tyr、Phe）的含量高于其他品種，其中Glu、Leu的含量與其他品種的差異極顯著（P<0.01），Ala、Tyr、Phe含量?jī)H與K1差異極顯著（P<0.01），Val含量?jī)H與K2差異極顯著（P<0.01），Ser、Ile含量在0.01水平上差異不顯著（P>0.01）;除此之外，剩下的4種氨基酸（Met、His、Arg、Pro）含量最高值分布在N4、J1和N2中，J1的His、Arg含量與其他品種差異極顯著（P<0.01），N2的Pro含量與其他品種差異極顯著（P<0.01），N4的Met含量?jī)H與K1差異極顯著（P<0.01）。

3 結(jié)論與討論

玉米含有較高比例的蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物，對(duì)人類(lèi)及動(dòng)物具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[10-12]。因此，提高玉米營(yíng)養(yǎng)成分及品質(zhì)也是當(dāng)下育種的首選目標(biāo)。通過(guò)對(duì)11個(gè)玉米雜交種的研究發(fā)現(xiàn)，N7和J2的蛋白質(zhì)含量高于其他品種，N1的蛋白質(zhì)含量最低，其最高、最低值相差近1倍;N6、J1的脂肪含量最高，各品種之間的脂肪含量差別不明顯;N1、N2的碳水化合物含量高于其他品種。相較前2個(gè)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)，待測(cè)品種中的碳水化合物含量呈較高比例，也驗(yàn)證了玉米籽粒中含有大量的淀粉、纖維素等碳水化合物。

氨基酸是蛋白質(zhì)合成物質(zhì)，是人體生長(zhǎng)的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，某些疾病與氨基酸的代謝有密切關(guān)系[13]，在人體生命活動(dòng)中發(fā)揮重要作用[14 ]。該研究發(fā)現(xiàn)，被檢試樣的谷氨酸和亮氨酸含量較高。谷氨酸參與人體內(nèi)氮的代謝及神經(jīng)傳遞[15]，亮氨酸有助于訓(xùn)練后的肌肉恢復(fù)，同時(shí)有控制血糖的作用[16]。通過(guò)該試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，所有被測(cè)樣品中Glu、Leu的含量都高于其他氨基酸含量，而從不同品種間的表現(xiàn)來(lái)看，N1的Asp、Thr、Gly、Cys、Lys的含量高于其他品種;N5的Ser、Glu、Ala、Val、Ile、Leu、Tyr、Phe含量高于其他品種，Met、His、Arg、Pro含量的最大值出現(xiàn)在N4、J1和N2品種中。

礦物質(zhì)元素是指除了碳、氧、氫、氮等以有機(jī)物形式存在以外，人體不能自行合成，需從外界攝取，同時(shí)在人體生理、生命活動(dòng)中發(fā)揮重要作用的一類(lèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[17]。礦物質(zhì)元素相關(guān)研究報(bào)道很多，隨著人民生活水平的不斷提高，人們?cè)谑澄飻z入選擇上不僅關(guān)注健康更注重搭配;相對(duì)而言，對(duì)一些特殊人群，如兒童、孕婦對(duì)鈣、鐵、鋅需求量相對(duì)要大，正常的飲食往往會(huì)導(dǎo)致攝入不足或者元素缺乏等癥狀。因此，測(cè)定食物中微量元素含量，有針對(duì)性的研究往往具有一定的現(xiàn)實(shí)意義[18-20]。該研究結(jié)果顯示，玉米的鈣、鐵、鋅等人體必要元素含量較高;而鎂、鉀等含量比其他微量元素含量高。鈣、鐵、鋅是人體必須的礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，對(duì)人體生長(zhǎng)發(fā)育有重要作用，鈣是人體骨骼和牙齒的重要組成物質(zhì)，是多種酶的激活、抑制劑，參與血液凝固，鈣的缺乏會(huì)導(dǎo)致骨質(zhì)酥松[21]。鐵是人體中含量較高的礦物質(zhì)元素，在生命活動(dòng)中發(fā)揮著重要作用，是血紅蛋白的重要組成成分，參與氧氣和二氧化碳的運(yùn)載和交換，是酶的構(gòu)成物質(zhì)。鐵的缺乏會(huì)導(dǎo)致貧血、頭暈、惡心等癥狀[22]。鋅參與人體的正常發(fā)育，脂類(lèi)、蛋白質(zhì)、核酸的合成與分解，可促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)和大腦的健康，對(duì)人體生長(zhǎng)發(fā)育有重要作用。鋅的缺乏會(huì)導(dǎo)致味覺(jué)減退，影響生殖健康[23]。鎂參與人體的細(xì)胞活動(dòng)以及酶反應(yīng)，增強(qiáng)骨骼和牙齒強(qiáng)度，有助于肌肉健康及運(yùn)動(dòng)后的放松[24]，而攝入不足會(huì)影響糖的代謝，引起失眠及四肢無(wú)力等癥狀。鉀能維持人體心臟的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，控制人體的血壓，調(diào)節(jié)血糖，維持體液平衡，同時(shí)參與細(xì)胞的新陳代謝。當(dāng)人體缺鉀時(shí)，會(huì)產(chǎn)生全身無(wú)力、易怒，引起心臟不規(guī)律跳動(dòng)，嚴(yán)重還會(huì)導(dǎo)致肌肉衰竭、血糖增高等癥狀[25]。從該研究可以看出，N5的鐵、鋅、鋁、鉀、錳等元素的含量高于其他品種;N6的鈣和鎂含量均高于其他品種。

綜合分析來(lái)看，所有品種中N5具有較高的礦物質(zhì)含量及氨基酸含量，N1具有較高的碳水化合物及氨基酸含量，N6具有較高的脂肪含量和鈣、鎂含量。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，不同品種糯玉米在不同營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)方面表現(xiàn)出較大差異，某個(gè)品種不具有全部較高的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，這也為今后的研究提供了一條研究途徑，提高品種的綜合營(yíng)養(yǎng)特性要比單一提高某品種營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)更具有研究?jī)r(jià)值。該試驗(yàn)僅從食用方面進(jìn)行含量測(cè)定，某些數(shù)據(jù)不具有普遍推廣意義。今后可從食用、飼用相結(jié)合的方面，特種玉米及普通玉米之間的差別，以及某些特定元素缺乏癥方面進(jìn)行深入研究。

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