优质食用玉米的玉米黄素含量和挥发性香气物质组分分析
玉米是重要粮食作物，在我国虽已退出主食地位，但仍保持稳定消费量。当今人们食用玉米，不再是为了摄取能量，而是为了多类型食物需要，因此更关注营养和风味。食用玉米的营养和风味，除了3大物质外，还有如膳食纤维、多糖、维生素、挥发性有机物等特殊营养成分，其中玉米黄素是重要保健物质，挥发性有机物是风味的主要来源。这些成分，国内外在鲜食玉米中有较多研究，成熟玉米中则较少，尤其是风味，过去罕有报道。鉴于此，本文重点研究籽粒中玉米黄素和挥发性有机物两类物质的成分和含量，主要结果如下： 1、优良杂交组合遴选和重要性状调查。在多年玉米品种改良的高产、稳产、高抗优良组合中，遴选金黄色或深橘黄色籽粒、果皮薄、白轴、半硬质籽粒类型组合4个，命名黄1号~黄4号。该4个组合在本地和海南两地种植，以郑单958为对照，调查它们的穗部性状和产量表现。经两地3季种植观察，4个组合表现高产、稳产，产量比郑单958稳定增产5%以上，黄1号增产达20%以上。黄2号~黄4号粒色均佳。4个组合待改进的性状是：黄1号茎腐病抗性年份有波动，黄2号出籽率偏低，丰产性有待改进；黄3号需改良授粉性能，减小虚尖长度，提高稳产性；黄4号需纯化亲本，提高亲本间配合力。 2、玉米黄素含量检测。取样黄1号~黄4号及部分亲本、对照郑单958，当年和近3年的成熟籽粒、中橙黄色杂交种籽粒、黄1号和白糯玉米鲜食籽粒等为样品，高效液相色谱（HPLC）方法测定玉米黄素含量，结果显示，所有籽粒的玉米黄素保留时间在4.7min左右，峰面积大，非主峰峰面积很小。白糯玉米中几乎不含玉米黄素，杂交组合的含量变化在21~26mg/kg之间，亲本变幅大，中橙黄色籽粒非玉米黄素的异构体含量较高。遴选的4个组合玉米黄素含量差异不显著，但与对照郑单958之间差异达plt;0.05水平。这些结果表明所有样品所含玉米黄素成分相同，其他异构体含量低。4个组合玉米黄素含量相近，与粒色相近具正相关关系。籽粒贮藏后，黄素含量显著下降，且降幅大，自然保存年降幅达1/2。一份低温真空包装样品低温贮存3年，玉米黄素含量下降相对较低，表明贮藏期间玉米黄素易转化分解，优良贮藏条件可有效降低耗损。 3、玉米籽粒中挥发性香气物质鉴定和相对含量分析。取材5个杂交组合、部分亲本和部分贮藏样品，顶空固相微萃取，气相色谱-质谱联用（GC-MS）方法检测，“NIST2017”光谱数据库检索，共鉴定出挥发性物质101种，单个品种50-70种，所有品种均含有的共有成分13种，品种特有成分4~16种，这些成分构成总含量的80%以上。这些物质主要有：十四烷、十六碳烯酸、3,4-二甲基苯乙酮、2-甲氧基-4-乙烯苯酚、邻苯二甲酸二丁酯、戊酸戊酯、4-乙基苯甲醛、2-乙基苯甲酸甲酯、二甲基吡嗪等。这些物质均具香味。峰面积大于107水平的高含量成分2种，叔丁醇和正十二烷，被认为是玉米籽粒中重要高含量挥发性物质。样品中挥发性物质相对总含量为36.660~68.001mg/kg。黄1号、黄2号和鲜玉米在高含量水平，黄3号、黄4号和郑单958在中等含量水平，两类含量水平间差异达plt;0.01。新收获籽粒的香气物质含量最高；籽粒自然保存1年，耗损约1/5；全粉自然保存1年，耗损近1/3；真空包装样品，5℃低温贮藏3年，损耗轻微。 上述观察和分析结果表明，黄1号~黄4号杂交组合，具高产、优质特性，玉米黄素和香味物质含量高，可作为优质食用玉米种植。黄1号~黄4号之间玉米黄素含量差异不显著，但挥发性香味物质的含量差异达plt;0.01显著水平，表明玉米中存在高挥发性香味物质的品种，高产特性不排斥香味品质，贮存期间玉米黄素和香味物质含量快速下降。这些结果为深入认识玉米特殊食用品质、含量状况、以及贮藏保质提供有价值的实验数据。
食用玉米;杂交育种;玉米黄素;挥发性香气物质;含量检测
河南科技学院
硕士
作物生物技术
李友勇
2022
中文
S513.035.1
2022-10-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）