玉米的籽粒與花絲功能成分含量的研究

楊婷舒

（云南農業大學農學與生物技術學院，云南 昆明 650000）

玉米（Zea mays L.）又叫玉蜀黍、棒子、苞谷，其屬禾本科（Gramineae）是一年生草本植物，它是一種糧食作物，也是一種豐富的食品資源[1]。玉米也是重要飼料原料和工業原料，已成為我國種植和總產量最高的經濟作物。玉米果穗的籽粒產量與結實能力有緊密的關系，而花絲的營養狀況可能會對花絲活力和感受力產生一定影響[2]。玉米籽粒中富含淀粉、脂肪、蛋白質、溶性多糖和糖醇類物質，以及可降低血液膽固醇的谷胱甘肽、亞油酸等物質，同時富含人體必需的氨基酸、多糖等生理活性物質等，蛋白質含量是玉米育種的重要衡量指標之1玉米種植條件與蛋白含量的相關性已被廣泛研究[3]

玉米是雌雄同株植物，莖的頂端長著雄花，莖的中間長著雌花。授粉時，雄花的花粉會落到雌花上，受精后的小花長成玉米粒，而花絲就成了玉米的“胡須”，即為玉米花絲。[5]玉米花絲在我國是一種傳統中草藥，因其重要的藥理價值，在民間和臨床工作上有諸多應用，并得到越來越多學者的關注[6]。花絲活力時間很長，禿尖即空秕就很少，雌穗各部位授粉發育的成籽粒概率就很大[7]。玉米籽粒和花絲是有著重要作用的器官在玉米生命活動中，其中蛋白質，花青素苷，氨基酸，可溶性糖的含量與玉米品質優劣有密不可分關系。籽粒的數量受玉米花絲能否正常受精的直接影響，而籽粒數量的多少又是限制產量的重要因素[8]。

玉米籽粒中富含氨基酸，可溶性糖、蛋白質，花青素苷等多種營養成分[9]，其中可溶性總糖含量較高?？扇苄蕴鞘呛饬坑衩资澄镀焚|的重要指標，它直接決定了鮮食玉米的甜度，并且影響了玉米鮮果穗食味品質的優劣[10]。玉米籽粒中氨基酸含量和組成，特別是必需氨基酸的含量，是決定其營養品質的重要指標。氨基酸的含量由于品種不同， 在玉米成熟過程中表現出較大差異。玉米籽?？杉庸こ擅娣酆兔坠┦秤茫部稍谌槭炱诓墒沼米黪r食，又可提取花青素苷用于保健食品、藥品、飲品及化妝品等?；ㄇ嗨剀帐且活惔嬖谟谥参镏械乃苄陨?，是植物主要的顯色物質之一。近年來，花青素抗氧化、清除體內自由基的功能倍受人們青睞。

玉米花絲，俗稱玉米須，為禾本科植物玉米的花柱和柱頭，主要有紅色、粉色和綠色，性平、味甘、無毒，藥食兼用。玉米花絲除了在制藥業中有極少量應用外，大多數被丟棄，這就造成了玉米資源的嚴重浪費。所以，對玉米花絲進行開發利用，不僅可以提高了玉米的附加值，同時也提高了玉米經濟的效益，有效延長玉米產業鏈。

本研究采用玉米籽粒和花絲，測定其中可溶性蛋白質，氨基酸，可溶性糖和花青素苷。并對玉米籽粒和花絲中的功能成分含量進行分析，以此判斷玉米品質的優劣，輔助玉米育種，為獲得高營養品質的玉米品種提供理論指導。

2 材料和方法

2.1 試驗材料

選用市場購買的3個玉米品種：西星赤糯，KM2013 48-1，草莓玉米。采用大田對比法對不同玉米品種，劃分小區，雙行種植（行距40 cm，株距20 cm），3個重復。雄花吐出花絲后采用人工套袋授粉自交的方式獲取實驗材料。選同一棵植株分別取其花絲和完熟期籽粒，用來進行氨基酸，可溶性蛋白質，可溶性糖，花青素苷含量的測定。

2.2 實驗方法

2.2.1 可溶性蛋白質含量測定

采用考馬斯亮藍G-250法測定可溶性蛋白質含量取干潔試管6支（0～5號），依次加入蛋白質標準液（100μg·ml-1）0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0ml和蒸餾水1.0、0.8、0.6、0.4、0.2、0ml，（即每管含蛋白質0、20、40、60、80、100μg），再向各管分別加入5ml考馬斯亮藍G-250溶液，充分搖勻，倒入0.5cm光徑比色皿，使用紫外分光光度計于595nm波長下下測定其吸光度，記錄A值。

分別稱取花絲0.2g和籽粒0.05g研磨至碎，轉移至10ml容量瓶，加蒸餾水定容至10mL，置于室溫下提取20min，中途適時搖動，防止樣品粘底。20min后搖勻通過棉花過濾，得到濾液備用，用其濾液稀釋10倍，即取100μl濾液，900μl水，加入5ml考馬斯亮藍-G250試劑，晃動試管，使液體充分混勻，在一小時內完成測定，選用波長595nm分光光度計，讀取吸光度。

2.2.2 可溶性糖含量測定

采用蒽酮法測定可溶性糖含量

取5支20ml刻度試管，從0～5分別編號，依次加入蔗糖標準液（100μg·ml-1）0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0ml和蒸餾水2.0、1.8、1.6、1.4、1.2、0ml，（即每管含蔗糖0、20、40、60、80、100μg），然后分別向試管內加入5ml蒽酮—硫酸試劑；猛搖試管2～3秒，使液體充分混勻，在搖動過程中防止硫酸濺出，然后置于試管架上室溫顯色10～15min，冷卻后的待測液倒入比色皿（0.5cm光徑），以空白為參照，使用722分光光度計，在620nm波長下測定吸光值，記錄A值。

可溶性糖含量測定過程：

稱取0.2g花絲和0.05g籽粒分別研磨至碎，轉移至10ml容量瓶，加蒸餾水定容至10ml，置于室溫下提取20min，中途適時搖動，防止樣品粘底。20min后搖勻通過棉花過濾，得到濾液備用。分別取100L濾液，900L水，加入5ml蒽酮-硫酸試劑，并晃動試管，使液體充分混勻，冷卻30min，將冷卻后的溶液分別倒入0.5cm光徑的比色皿中，使用722型紫外分光光度計，在620nm波長下測定，讀取吸光度。根據標準曲線，求相應的可溶性糖含量。

2.2.3 氨基酸的含量測定

采用茚三酮顯色法測定氨基酸的含量

氨基酸含量測定過程：

稱取0.1g花絲0.2g籽粒將其研磨，沸水煮25min，置于室溫下完全冷卻，棉花過濾，取1ml濾液加入1ml茚三酮，用檸檬酸定容至10ml，用濾紙封口并在80℃恒溫水浴鍋下水浴15min。取出冷卻。使用722型紫外可見分光光度計在610nm下讀取吸光度。根據標準曲線，求出相應的氨基酸含量。

公式中：

C為氨基酸濃度（μg·ml-1）；

V為樣品定容體積（ml）；

W為樣品鮮重

2.2.4 花青素苷的含量測定

花青素苷的含量用已經成熟的高效液相色譜分析法（HPLC）分析

標準樣品溶液配制：用天平稱取1g籽粒研磨碎，加入2ml酸性提取液，花絲稱取1g研磨碎加5ml酸性提取液。使液體徹底浸泡研磨后的籽粒和花絲，室溫下靜置24小時后，過濾去掉濾渣，得到澄清液體備用。

液相色譜條件：分析時用A、B、C三相，A相：（1.5%的磷酸水溶液），B相（1.5%磷酸：20%甲酸：25%乙腈：5%四氫呋喃）/H2O，C相：（70%甲醇）。分析時間50min，后運行時間10min，檢測波長525nm，進樣量20μL，流速1.0mL/min，柱溫40℃，色譜柱為ODS-80Ts QA column（4.5mn i.d.×150mn，TOSOH）。

待測樣品處理：各個樣品測定之前用0.45μm孔徑的微孔濾膜進行過濾，過濾好的樣品裝入樣品瓶中，放置在低溫冰箱中保存，實驗后期統一測定花青素苷含量。

3 結果與分析

3.1 紅色玉米品種花絲和籽?？扇苄缘鞍踪|含量分析

本實驗選用的草莓玉米，西星赤糯，KM2013 48-1三個紅色籽粒玉米品種，測得花絲和籽粒的可溶性蛋白質含量如圖4所示。

從圖3可以看出，每個品種中花絲蛋白質的含量均比籽粒中蛋白質的含量高，說明花絲的開發價值會更高；三個品種比較得知，西星赤糯花絲和籽粒中蛋白質的含量均比其他兩個品種高，KM2013 48-1和草莓玉米花絲蛋白質相當草莓玉米籽粒蛋白質的含量最小，KM2013 48-1籽粒含量居中。

圖4 紅色籽粒玉米和其花絲的可溶性蛋白質含量

3.2 紅色玉米品種花絲和籽粒的有可溶性糖含量分析

紅色籽粒玉米品種選取了草莓玉米，西星赤糯，KM2013 48-1三種代表品種，分別測其花絲和籽粒（選取完熟期）的可溶性糖含量，其數值如圖5所示。

圖5 紅色籽粒玉米和其花絲的可溶性糖含量對比

從圖4可以看出，每個品種中花絲可溶性糖含量均比籽粒中蛋白質的含量高，三個品種比較得知，KM2013 48-1花絲可溶糖含量最高，草莓玉米緊隨其后，西星赤糯花絲可溶糖含量最少。而KM2013 48-1籽?？扇芴呛恳彩亲罡撸餍浅嗯创沃?，草莓玉米籽?？扇芴呛孔钌佟?/p>

3.3 紅色玉米品種花絲和籽粒氨基酸的含量分析

紅色籽粒玉米品種選取了草莓玉米，西星赤糯，KM2013 48-1三種代表品種分別測其花絲和籽粒（選取完熟期）的氨基酸含量，其數值如圖6所示。

從圖5可以看出，每個品種中花絲氨基酸含量均比籽粒中氨基酸含量低好幾倍，三個品種比較得知，草莓玉米籽粒氨基酸含量最高， 西星赤糯籽粒氨基酸含量最少，KM2013 48-1籽粒氨基酸含量居中。而在花絲氨基酸含量中，草莓玉米花絲氨基酸含量最高，KM2013 48-1花絲氨基酸含量居中，西星赤糯籽粒氨基酸含量最少。

圖6 紅色籽粒玉米和其花絲的氨基酸含量對比

3.4 不同紅色系玉米品種籽粒和其花絲的花青素苷種類和含量分析

圖7 三種玉米花絲花青素苷色譜圖的比較

圖6 分別是三種花絲花青素苷色譜圖，從圖中可以看出三個玉米品種中，花青素苷種類較為相似，只是含量有一定的區別；草莓玉米花絲能檢測出1，2，3，5，6，7，8號花青素苷，西星赤糯花絲檢測出1，2，3，4，8，號花青色苷，KM 2013 48-1KM花絲能檢測出1，2，3，4，5，6，7，8號花青素苷；西星赤糯與其他兩個品種相比缺少5，6，7號花青素苷，草莓玉米與其他兩個品種相比明顯缺少4號花青素苷成分，西星赤糯和KM 2013 48-14號花青素苷含量最多，草莓玉米3號花青素苷含量最多。

圖7分別草莓玉米，西星赤糯，KM 2013 48-1籽粒花青素苷色譜圖，在三個品種中草莓玉米含有的種類最多，檢測到0～18號花青素苷成分，西星赤糯能檢測到7，12號花青素苷，KM 2013 48-1KM幾乎檢測不到花青素苷。草莓玉米和西星赤糯12號花青素苷含量最多，這兩種品種共同含有7，12號花青素苷。

圖8 三種玉米籽粒的色譜圖的比較

從表1可以看出在三個品種花絲中，KM 2013 48-1花絲的花青素苷種類最多有8種，總含量最少只有38.92mg/100mg，草莓玉花絲的花青素苷種類有7種，總含量在三者之間為53.81mg/100mg，西星赤糯花絲的花青素苷種類有5種，含量居于第二有43.19mg/100mg。在三種品種的籽粒中，草莓玉米籽粒的花青素苷種類有18種，含量最多為807.13mg/100mg，西星赤糯籽粒中花青素苷種類有2種，含量有4.77mg/100mg，KM2013 48-1中幾乎檢測不到花青素苷。

表1 不同玉米品種花青素種類和含量

4 討論

玉米花絲和籽粒中含有可溶性蛋白，可溶性糖，氨基酸和花青素苷等功能成分，在不同品種玉米中含量差異較大。功能成分含量多的玉米品種具有較大的應用潛力。

本研究通過對不同品種中功能成分進行分析發現：三個品種花絲中可溶性蛋白質和可溶性糖含量均高于籽粒，這對大力開發利用玉米花絲提供了很好的理論依據；三個品種花絲氨基酸含量遠遠小于籽粒的，因此可以從籽粒中獲得更多氨基酸。

通過對花青素苷的分析：三種玉米品種籽粒和花絲中花青素苷含量和組分有很大的差異。草莓玉米花絲和籽粒中含有較多種類的花青素苷多，并且籽粒中花青素苷含量達到807.13mg/mg遠遠高于另外的品種，可作為花青素苷的重要來源；KM2013 48-1籽粒中幾乎檢測不到花青素苷，因此不適合使用此器官作為花青素苷的來源。

本研究中三種玉米籽粒和花絲功能成分含量的差異，導致的原因可能是外界條件（玉米栽培及采集試驗材料中受氣候，溫度影響等），人為原因（栽培條件，施肥條件，人工對試驗材料的管理和采集），研究玉米的器官不同及實驗品種不同等。

本試驗只測定了草莓玉米，西星赤糯，KM2013 48-1三種品種花絲和籽粒中的功能成分含量，如若需要篩選產業加工的原料，還應該進一步研究其他玉米品種中相同的成分和含量，作為產業加工的定向選擇。

5 結論

本研究中每個品種中花絲可溶性蛋白質和可溶性糖含量均比籽粒中高，而玉米籽粒氨基酸含量多于花絲的?；ńz是玉米中可溶性蛋白質和可溶性糖的主要來源，而西星赤糯品種是此研究最佳可溶性蛋白來源品種，M2013 48-1是獲得可溶性糖最佳品種；草莓玉米籽粒氨基酸含量最多，所以是最佳氨基酸來源品種。

通過對花青素苷分析發現，草莓玉米花青素苷總含量最高，達到807mg/mg，是玉米天然花青素苷的主要來源，是極佳的天然食用色素材料來源。KM 2013 48-1中幾乎檢測不到花青素苷，不適合作為花青素苷提取原料。

本研究對對有色玉米的研究和深入加工利用提供了基本的理論依據，具有重要的意義。