全 文 ：植物生理学通讯 第 45卷 第 1期，2009年 1月 1 9
不同类型玉米籽粒的营养品质及其与籽粒质地的关系
张海艳 *
青岛农业大学农学与植物保护学院, 山东青岛 266109
提要: 测定普通玉米、爆裂玉米、糯玉米和甜玉米4种类型玉米籽粒不同发育时期的直链淀粉、支链淀粉、总淀粉、可溶
性糖和蛋白的含量, 分析这些营养物质与角质率的关系。结果表明: 灌浆期间4种类型玉米的直链淀粉、支链淀粉和总淀
粉含量呈上升趋势, 总蛋白含量呈下降趋势, 可溶性糖含量变化规律不明显。爆裂玉米的直链淀粉含量始终最高(4.7%~
23.1%), 甜玉米(1.4%~4.6%)和糯玉米(2.3%~4.9%)的始终较低; 甜玉米的支链淀粉含量一直最低(15.7%~35.5%), 除授粉10
d以外, 糯玉米的支链淀粉含量一直最高(65.5%~69.8%); 甜玉米总淀粉含量始终最低(17.1%~36.1%)、总蛋白含量(15.2%~
26.9%)和授粉30 d后的可溶性糖含量最高(14.2%~17.6%)。高蛋白含量可能是爆裂玉米和甜玉米角质率高的原因, 糯玉米
的角质率低可能与支链淀粉含量高和蛋白积累少有关。
关键词: 玉米; 淀粉; 蛋白质; 可溶性糖; 角质率
Nutrient Qualities of Kernels in Different Types of Maize and Its Relationship
with Kernel Texture
ZHANG Hai-Yan*
College of Agriculture and Plant Protection, Qingdao Agricultural University, Qingdao, Shandong 266109, China
Abstract: The contents of amylose, amylopectin, total starch, soluble sugar and protein in kernels of normal
corn, pop corn, waxy corn and sweet corn in different development periods were determined. The relationship
between nutrient qualities and the cutin rate were analyzed. The results showed that the contents of amylose,
amylopectin and total starch increased during kernel development, protein content decreased and soluble sugar
content changed irregularly. Amylose content of pop corn was the highest (4.7%–23.1%) and those of sweet
and waxy corn were lowest. Amylopetin content of sweet corn was the lowest (15.7%–35.3%), and that of
waxy corn was the highest (65.5%–69.8%) except for 10 days after pollination. Total starch content of sweet
corn was the lowest (17.1%–36.1%), while soluble sugar content (14.2%–17.6%) in the late period and total
protein content (15.2%–26.9%) of sweet corn were the highest. The high cutin rate of pop corn and sweet corn
maybe caused by high protein content. The low cutin rate of waxy corn maybe caused by high amylopectin
content and low protein content.
Key words: maize (Zea mays); starch; protein; soluble sugar; cutin rate
收稿 2008-10-08 修定 2008-11-27
资助 青岛农业大学高层次人才启动基金(6 3 06 2 9 )。
* E-mail: hyzhang608@126.com; Tel: 0532-88030342
玉米不论是作为食品还是作饲料, 其品质的优
劣直接影响到玉米的应用价值和经济效益。随着
玉米产业的发展, 其品质日益受到重视, 因而品种
结构不断改变。关于玉米籽粒营养品质的形成规
律, 前人报道已很多(郝玉兰等2005; 张海艳等2008;
王鹏文和刘鹏飞 1997; 邵继梅等 2008; Schultz和
Juvik 2004), 但大多都是针对单一玉米类型, 而对
不同类型间的比较研究较少。糯玉米、甜玉米和
爆裂玉米均为特用玉米, 比普通玉米具有更高的营
养价值和应用价值。因此, 本文以普通玉米、糯
玉米、爆裂玉米和甜玉米为材料, 分析这几种类型
玉米籽粒营养成分在籽粒发育过程中的变化, 并探
讨营养成分与角质率的关系, 以期为玉米的高产优
质栽培和加工利用提供参考。
材料与方法
2005年 5月在山东农业大学玉米科技园种植
玉米(Zea mays L.)品种 ‘费玉 3号 ’(普通玉米)、
‘ 黄糯 1 号 ’ (糯玉米)、‘ 爆裂 1 号 ’ (爆裂玉米)
和 ‘甜玉 6号 ’(甜玉米)。试验小区为 18 m×2.5 m,
密度 45 000 株 ·ha-1, 随机排列, 重复 3次, 生长期间
统一管理。开花前选择生长发育一致的植株挂牌
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标记, 开花期人工授粉。从授粉后 10 d开始每隔
10 d取 8个果穗的中部籽粒, 105 ℃杀青后 80 ℃
烘至恒重。
淀粉含量参照何照范(1985)文中的方法。总
蛋白和可溶性糖含量分别参照李合生(2000)书中的
微量凯氏法和苯酚法。角质率参照尹燕枰和董学
会(2008)书中的方法。
实验结果
1 不同类型玉米的角质率差异
从表1可以看出, 不同类型玉米的角质率差异
较大。甜玉米和爆裂玉米的角质率较高, 分别为
99%和100%; 普通玉米次之, 为41%; 糯玉米最低,
为 0, 说明糯玉米籽粒全部为粉质。它们的角质率
依次为爆裂玉米>甜玉米>普通玉米>糯玉米。
米的直链淀粉含量均显著增加; 授粉 30 d后, 爆裂
玉米直链淀粉含量仍显著增加, 其它三种类型玉米
的直链淀粉含量增加相对缓慢。不同玉米类型间
相比, 爆裂玉米的直链淀粉含量一直最高(4.7%~
23.1%), 甜玉米(1.4%~4.6%)和糯玉米(2.3%~4.9%)
的直链淀粉含量始终较低(图 1-a)。(2)籽粒发育前
期, 4种类型玉米的支链淀粉含量均显著增加, 后
期爆裂玉米的支链淀粉含量有所下降, 其他三种类
型的变化不大。不同玉米类型间相比, 授粉后10 d,
爆裂玉米的支链淀粉含量最高(35.9%)。之后糯玉
米的最高(65.5%~69.8%), 其次为普通玉米(54.3%~
57.7%)和爆裂玉米(45.3%~53.1%); 甜玉米的支链淀
粉含量在整个灌浆期间一直最低(15.7%~35.5%)
(图 1-b)。(3 )爆裂玉米、糯玉米、普通玉米的总
淀粉含量变化趋势一致(图2), 均表现为灌浆前期显
著增加, 从授粉后 10 d的 40.7%、30.2%和 19.4%,
分别增加到授粉后20 d的66.7%、70.2%和69.8%;
中后期(授粉 30 d以后)变化不大, 成熟期淀粉含量
分别为 68.4%、70.8%和 74.9%。整个灌浆期间,
甜玉米的总淀粉含量均低于其他三种类型, 授粉后
10~40 d的总淀粉含量分别为 17.1%、21.6%、30.7%
和 35.3%, 之后变化较小, 成熟期为 36.1% (图 2)。
3 不同类型玉米的可溶性糖含量变化
由图 3可以看出, (1) 4种类型玉米籽粒中可
溶性糖含量的变化趋势不一致。普通玉米的可溶
性糖含量随着籽粒的发育呈下降趋势; 甜玉米的可
溶性糖含量在授粉后10~40 d随着籽粒的发育显著
上升, 之后下降; 爆裂玉米的可溶性糖含量呈“V”
2 不同类型玉米的淀粉含量变化
从图1可以看出, (1)所有类型玉米的支链淀粉
含量显著高于直链淀粉, 表明支链淀粉是玉米籽粒
淀粉的主要组成成分。籽粒发育前期, 4种类型玉
图 1 不同类型玉米的直链淀粉和支链淀粉含量变化
Fig.1 Changes in amylose and amylopectin contents of different types of maize
表 1 不同类型玉米的角质率比较
Table 1 Comparison of cutin rate in different types of maize
类型 角质率 /%
普通玉米 41±2
甜玉米 99±4
爆裂玉米 100±0
糯玉米 0
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形变化, 最低含量出现在授粉 30 d; 而糯玉米的可溶
性糖含量呈单峰变化, 峰值出现在授粉30 d。(2)不同
类型玉米间相比, 在籽粒发育前期, 爆裂玉米的可
溶性糖含量最高(15.8%), 其次是普通玉米(12.0%),
甜玉米(9.8%)和糯玉米(9.8%)较低; 授粉 30 d后, 可
溶性糖含量表现为甜玉米>爆裂玉米>糯玉米>普通玉
米。可见, 甜玉米可溶性糖的积累主要发生在籽粒
发育的中后期。
4 不同类型玉米的总蛋白含量变化
从图 4可以看出, 4种类型玉米籽粒中总蛋白
含量的变化趋势相似。授粉 10~20 d后的籽粒总
蛋白含量迅速下降, 之后下降缓慢, 甜玉米(15.2%)
和糯玉米(7.5%)在授粉30 d后的含量达到最低, 普
通玉米(8.9%)和爆裂玉米(10.3%)则在成熟时到达
最低。成熟期的蛋白质含量表现为甜玉米
(15.9%)>爆裂玉米(10.3%)>普通玉米(8.9%)>糯玉
米(8.8%)。
讨　　论
从优质玉米生产和玉米综合加工利用的目的
出发, 本文中观察到的籽粒营养品质的变化规律可
为不同类型玉米的加工利用目标和玉米的适时收获
时间提供参考。若以获取直链淀粉为目的, 可以考
虑种植爆裂玉米, 成熟期收获; 若以获取支链淀粉
为目的, 可以考虑种植糯玉米, 成熟期收获; 若以获
取可溶性糖为目的, 则甜玉米可确定授粉40 d后左
右, 即从腊熟期到成熟期收获为宜; 4种类型玉米
灌浆前期的蛋白质含量最高, 但此时玉米籽粒产量
很低, 玉米籽粒中蛋白并不高。所以必须将籽粒营
养成分含量与粒重二者综合起来考虑才能确定最佳
采收期。此外, 如果糯玉米和甜玉米用于加工罐头
或者速冻后作食用, 还要考虑采收时的籽粒含水量
(刘艳玲等 2008)。
李景欣等(2001)根据小麦中的研究结果认为,
蛋白含量高, 角质率也高。张春庆和李晴祺(1993)
认为, 小麦的直链淀粉和支链淀粉含量与角质率呈
显著负相关。本文中, 籽粒成熟时, 爆裂玉米直链
淀粉含量最高, 籽粒全为角质, 与张春庆和李晴祺
(1993)的结果并不一致; 我们的结果是甜玉米的支
链淀粉含量最低, 蛋白质含量最高, 角质率也较高;
糯玉米则恰好相反, 籽粒全为粉质; 这与李景欣等
(2001)、张春庆和李晴祺(1993)的结果一致。综
图 2 不同品种玉米的总淀粉含量变化
Fig.2 Changes in total starch content of different types of maize
图 4 不同类型玉米的总蛋白含量变化
Fig.4 Changes in total protein content of different types of maize
图 3 不同类型玉米的可溶性糖含量变化
Fig.3 Changes in total soluble sugar content
of different types of maize
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上所述, 我们认为玉米角质率的大小与蛋白质含量
呈正相关, 与支链淀粉含量呈负相关, 也与品种类
型有关, 对此问题尚待进一步研究。
参考文献
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