甜玉米中游離糖及游離氨基酸的HPLC測定

馬玉玲+牛麗影+李大婧+劉春泉+陳計巒

摘要： 采用高效液相色譜法（HPLC）對乳熟期甜玉米晶甜5號中的游離糖、氨基酸進行測定，檢測到4種游離糖、18種游離氨基酸。游離糖為果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖，含量分別為18.54、28.36、56.13、0.09 mg/g。游離氨基酸中，甜味氨基酸丙氨酸的含量（9.70 mg/g）最高，其次為鮮味氨基酸谷氨酸（3.19 mg/g）、天冬酰胺（2.62 mg/g），功能性氨基酸γ-氨基丁酸的含量為0.18 mg/g。本研究結果將為甜玉米的風味及營養評價提供依據。

關鍵詞： 甜玉米；游離糖；游離氨基酸；測定

中圖分類號： TS201.2 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2016）03-0300-03

甜玉米因其味甜、口感鮮嫩、營養豐富而深受消費者喜愛，被稱為果蔬玉米[1]。游離糖、游離氨基酸是果蔬中重要的呈味成分和風味前體物[2]，也是貯藏加工過程中易損失變化的成分。目前，我國對玉米中糖的研究大多關于還原糖或總糖量計[3]；對氨基酸的測定多為水解氨基酸，即總氨基酸或蛋白氨基酸[4]，尚無游離氨基酸的報道。

本研究以超甜玉米晶甜5號[5]為材料，采用高效液相色譜法（HPLC）定性定量測定玉米籽粒中游離糖、游離氨基酸的含量，為鮮食玉米的風味及營養評價提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

晶甜5號甜玉米采自江蘇省南京市六合區農業科學院種植基地，于吐絲后22 d采摘。采收當日手工去苞皮，分離籽粒，混合后于液氮中速凍，置于-20 ℃冰箱中凍藏待測。

1.2 試劑

氨基酸混合標樣、3-巰基丙酸、鄰苯二甲醛（OPA）購自美國Sigma公司?？捡R斯亮藍-G250、氯仿、甲醇、硼酸、磷酸二氫鈉、氫氧化鈉、無水乙醇、磷酸均為分析純，購自國藥集團化學試劑有限公司。色譜級乙腈、甲醇購自美國天地公司。

1.3 儀器與設備

HPLC1200型高效液相色譜儀（美國Agilent科技有限公司），主要包括在線真空脫氣機、四元梯度洗脫泵、柱溫箱、二級管陣列檢測器（diode array detector，DAD）、示差折光檢測器（refractive index detector，RID）。RE52CS型旋轉蒸發器（上海亞榮生化儀器廠），SHZ-D（Ⅲ）型循環水式真空泵（上海東璽制冷儀器設備有限公司），B-220型恒溫水浴鍋（上海亞榮生化儀器廠）等。

1.4 試驗方法

1.4.1 可溶性糖的測定 參照Giannoccaro等的方法[6]進行可溶性糖的測定。取2.0 g冷凍玉米粒，加入20 mL 80%的乙醇并研磨成勻漿，于10 000 g（4 ℃）離心15 min，用10 mL 80%的乙醇提取2次濾渣，合并溶液，于60 ℃真空條件下旋轉蒸發濃縮至低于2 mL左右，補蒸餾水至6 mL，混勻后于 10 000 g（4 ℃）離心10 min，取上清液1 mL并加入1 mL乙腈，過0.45 μm的濾膜，供HPLC進樣分析。HPLC分析色譜柱為Carbohydrate色譜柱（150.0 mm×4.6 mm，5 μm），示差（RID）檢測器，流動相為乙腈-水（體積比75 ∶ 25）、流速 1.0 mL/min、檢測器溫度（30.0±0.8） ℃、柱溫（30.0±0.8） ℃、運行時間10 min、進樣量20 μL。通過與標準樣品保留時間的比對、外標法分別進行定性定量。

1.4.2 游離氨基酸的測定 采用OPA衍生法[7]進行游離氨基酸的測定。取2.0 g冷凍玉米粒，加入氯仿-甲醇（15 ∶ 35）溶液10 mL，在液氮條件下研磨成勻漿，用8 mL水提取游離氨基酸，提取3次后合并水層，在冰上靜置30 min后取上層清液10 μL，加入50 μL（0.4 moL/L、pH值10.2）硼酸緩沖液，并加入10 μL OPA衍生，混勻后靜置30 s，加入640 μL蒸餾水并混勻，過0.45 μL有機微孔濾膜，進樣量為20 μL。HPLC色譜檢測條件如下，色譜柱為ZORBAX Eclipse-AAA色譜柱（150.0 mm×4.6 mm，3.5 μm），檢測器為DAD；流動相A為0.040 moL/L、pH值7.8的NaH2PO4溶液，流動相B為乙腈-甲醇-水（體積比45 ∶ 45 ∶ 10）；流速為 2 mL/min；洗脫梯度為0% B（0 min）、0% B（1.9 min）、57% B（18.1 min）、100% B（18.6 min）、100% B（22.3 min）、0% B（23.2 min），0% B（26.0 min，保持至26.0 min）；柱溫為（40.0±0.8） ℃；UV燈波長為（338±10） nm，參比波長為（390±20） nm；峰寬>0.03 min（0.5 s）；狹縫為4 nm；進樣量為20 μL。

1.5 統計與分析

采用Excel 2003、OriginPro 8.6、SAS軟件對試驗數據進行整理、作圖、組間差異的Duncan氏多重比較，每個樣品重復測定3次。

2 結果與分析

2.1 游離糖

晶甜5號超甜玉米中共檢出果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖4種游離糖（圖1）。蔗糖含量最高，葡萄糖、果糖次之，麥芽糖含量最少，蔗糖含量分別是果糖、葡萄糖含量的3.03、1.98倍（表1）。本結果與國外學者對超甜玉米中糖含量的測定結果相似，均以蔗糖含量最高，果糖與葡萄糖含量接近，但因品種和測定方法的不同存在一定差異。Jubilee品種中果糖與葡萄糖的比值為0.85，蔗糖 ∶ 果糖、蔗糖 ∶ 葡萄糖則分別為689、4.78[8]。Bunker Hill品種中果糖與葡萄糖的比值為088，蔗糖 ∶ 果糖、蔗糖 ∶ 葡萄糖則分別為11.47、10.14[9]。目前，關于我國鮮食玉米中游離糖組成的研究較少。趙福成等對揚甜2號、超甜135玉米籽粒發育的糖分積累變化進行研究，檢測到甘露醇和山梨醇[10]，而本研究并未檢出，可能與檢測方法的不同有關。糯玉米（墾糯1號）中糖的組成與甜玉米差別很大，果糖、葡萄糖的含量遠高于蔗糖[11]。

2.2 游離氨基酸

目前對玉米中氨基酸的研究，多采用鹽酸水解法測定干基中蛋白氨基酸或氨基酸的總量。白寶璋測定的幾個甜玉米品種中，必需氨基酸約占總氨基酸的50%，且含量最高的為谷氨酸[4]。水解氨基酸常用于蛋白的營養評價[12]，游離氨基酸則更多作為滋味成分[13-14]，是果蔬產品的重要特征指標。

由圖2、表2可知，本研究檢測的19種游離氨基酸中，晶甜5號甜玉米未測定到半胱氨酸。其中，亮氨酸、纈氨酸、精氨酸、蛋氨酸、組氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸7種必需氨基酸共占總氨基酸的13.88%。本研究中檢測到的18種游離氨基酸中，含量最高的為丙氨酸（9.70 mg/g），其次為谷氨酸（3.19 mg/g）、天冬酰胺（2.62 mg/g）。據報道， 天冬氨酸、谷氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺為鮮味氨基酸；甘氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、丙氨酸為甜味氨基酸；亮氨酸、纈氨酸、精氨酸、組氨酸、蛋（甲硫）氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸為苦味氨基酸；賴氨酸、酪氨酸對口味貢獻很低[13]。以各種呈味氨基酸的總量計算，晶甜5號甜玉米中甜味氨基酸含量最高，占氨基酸總量的54.91%；其次為鮮味氨基酸，占氨基酸總量的24.54%；苦味氨基酸在總氨基酸中的含量相對較低，僅為13.90%。蔬菜的呈味氨基酸研究中，以蘑菇和番茄的研究最多。Li等對7個品種的蘑菇進行測定，其游離氨基酸總量在4.09～22.73 mg/g，必需氨基酸的含量在19.16%～35.58%，含量最高的為谷氨酸（0.67～3.97 mg/g）或丙氨酸（0.96～3.46 mg/g）[13]。在番茄中，隨著番茄成熟度和鮮味強度的增加，谷氨酸、谷氨酰胺含量呈明顯上升趨勢，從綠熟期至紅熟期至完全成熟，其含量分別為3.85～41.10、33.50～80.23 mg/100 g 鮮質量[14]。晶甜5號甜玉米中，甜味氨基酸和鮮味氨基酸在總氨基酸中的比例最高，并具有較高的含量，由此推測游離氨基酸對晶甜5號甜玉米的口味具有重要作用。

另外，γ-氨基丁酸也是值得關注的氨基酸之一。GABA作為一種非蛋白氨基酸，近年來因其生理功能而受到關注。據報道，植物組織中GABA的含量通常在0.3～32.5 μmol/g，即0.03～3.36 mg/g，在通過發芽富集的京甜紫花糯玉米中可達到0.65 mg/g[15]，而晶甜5號甜玉米中GABA的含量為0.18 mg/g。

3 結論

晶甜5號甜玉米中的游離糖主要有果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖，其中蔗糖含量最高，葡萄糖、果糖次之，麥芽糖含量最低。檢測到18種游離氨基酸中含量最高的為甜味氨基酸丙氨酸，其次為鮮味氨基酸谷氨酸、天冬酰胺，且甜味氨基酸甘氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、丙氨酸之和為氨基酸總含量的 54.9%，鮮味氨基酸天冬氨酸、谷氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺之和為氨基酸總含量的24.5%；另外檢測到較高含量的GABA。

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