《食品科學(xué)》：江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院牛麗影研究員等：黃金小玉米的理化及營養(yǎng)品質(zhì)特征分析

江蘇省常熟市董浜黃金小玉米于2020年納入農(nóng)產(chǎn)品地理標志系統(tǒng)，2025年7月國家知識產(chǎn)權(quán)局對其地理標志認證予以公告，該產(chǎn)品以“果穗小巧、果實金黃、口感香糯”為主要特征并深受消費者喜愛。黃金小玉米為糯玉米地方品種，與雜交等現(xiàn)代技術(shù)培育的品種不同，其為特定地域內(nèi)長期自然選擇及人工選育形成的栽培品種。目前，對黃金小玉米種質(zhì)資源保護和改良的研究工作正在開展，其食味特色的數(shù)據(jù)化表征成為品種優(yōu)化要解決的首要問題。

江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所的馮佳林、牛麗影*，江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所的趙文明等對黃金小玉米質(zhì)地、風(fēng)味、營養(yǎng)等指標進行測定，并與生產(chǎn)上大面積應(yīng)用的白粒鮮食糯玉米雜交種蘇玉糯5號和黃粒鮮食玉米雜交種金糯262進行比較，以期明確黃金小玉米的理化和營養(yǎng)品質(zhì)特征，確定其商業(yè)化推廣所需解決的品質(zhì)控制關(guān)鍵點，為進一步種質(zhì)優(yōu)化及品質(zhì)調(diào)控提供依據(jù)。

1 黃金小玉米生鮮粒的基本理化指標分析

如表1所示，黃金小玉米籽粒質(zhì)量顯著低于蘇玉糯5號和金糯262，分別為二者的59.42%和38.54%，說明其籽粒小的特點。水分含量則以黃金小玉米最低，蘇玉糯5號最高；黃金小玉米糖度值最高，其次為蘇玉糯5號，金糯262最低。硬度以黃金小玉米最高，色度值中黃金小玉米a*值顯著高于其他兩個品種，因蘇玉糯5號為白色籽粒色度值低，而與同為黃色籽粒的金糯262相比，其色度值高則體現(xiàn)了顏色更為明亮，黃色更為突出的特色。總體而言，與其他兩個品種相比，黃金小玉米籽粒質(zhì)量小，水分含量低，可溶性固形物和硬度偏高，籽粒顏色為明亮的黃色。據(jù)報道，鮮食糯玉米籽粒含水率與籽粒發(fā)育狀態(tài)的關(guān)系相對穩(wěn)定，水分質(zhì)量分數(shù)在60%～64%時為適采期，可以獲得較佳的口感，本研究中蘇玉糯5號符合此范圍，但黃金小玉米籽粒小，發(fā)育快，水分含量偏低，其適采期與含水量的關(guān)系仍待進一步確定。

2 煮制后3 種鮮食玉米鮮穗的失水特性分析

以蒸煮后鮮穗的初始相對質(zhì)量為100%，記錄30～180 min在自然室溫放置環(huán)境中的質(zhì)量變化，結(jié)果如圖1所示。可以看出3 種玉米鮮穗在室溫下相對質(zhì)量隨時間線性降低（R2＞0.96），其中黃金小玉米下降速率最大。相似的線性變化在其他文獻已有報道，但不同玉米的差異說明了黃金小玉米更易失水。而淀粉糊化后水分的結(jié)合態(tài)是鮮食玉米鮮嫩口感的重要支撐，因此在黃金小玉米加工貯運過程中需關(guān)注水分散失可能引發(fā)的品質(zhì)變化問題。

3 3 種鮮食玉米的質(zhì)地特性分析

據(jù)報道，鮮食玉米食用的最佳溫度為60 ℃，但在食用過程中伴隨溫度下降與時間延長，可能出現(xiàn)失水以及因淀粉返生導(dǎo)致的變硬與淀粉味，能在室溫長期保持其軟糯口感是其能夠商業(yè)化的重要因素。表2列出了黃金小玉米等3 個品種糯玉米在兩個溫度下的質(zhì)構(gòu)參數(shù)。可以看出，樣品間差異較大的參數(shù)有硬度、膠著性和咀嚼性，黃金小玉米在25 ℃的硬度最高，并顯著高于60 ℃時的測定值。25 ℃黃金小玉米和金糯262硬度比60 ℃時的高，但蘇玉糯5號在兩個溫度下的硬度未表現(xiàn)出顯著差異。在60 ℃時，黃金小玉米的硬度約為25 ℃的1/2，與金糯262在2 個溫度的硬度無顯著差異；樣品間的膠著性與咀嚼性差異性與硬度一致。所有樣品的內(nèi)聚性和彈性在兩個溫度間并未表現(xiàn)出顯著差異。據(jù)文獻報道，京甜紫花糯的硬度為867.6 g，具有良好的口感，由此推測黃金小玉米在60 ℃口感良好，但25 ℃時其硬度達2 080.67 g，分別為蘇玉糯5號和金糯262的5.01、1.74 倍，硬度可能高出了消費者接受范圍。而且，黃金小玉米的硬度在兩個溫度下差異大，如蘇玉糯5號在25 ℃時的硬度僅比60 ℃增加33%，而黃金小玉米增加了120%。因此，良好口感難維持可能是黃金小玉米進一步商業(yè)化的阻礙之一。鮮食玉米以及谷物類食品良好的口感往往與淀粉密切相關(guān)，直鏈淀粉的含量、糊化溫度、膠稠度、崩解值等與淀粉的糊化與回生相關(guān)的指標值得關(guān)注，另外結(jié)合圖1黃金小玉米更易失水的特性，因此淀粉的結(jié)晶性、短程有序及凝膠質(zhì)構(gòu)與籽粒口感之間的關(guān)系也是進一步研究的方向。

4 黃金小玉米的類胡蘿卜素組成分析

黃色玉米中總類胡蘿卜素含量為0.1～70 μg/g（以干質(zhì)量計，下同），以葉黃素或玉米黃質(zhì)為主，還含有β-隱黃質(zhì)、β-胡蘿卜素等，但基因型、生長環(huán)境和發(fā)育狀態(tài)不同都可以影響到類胡蘿卜素的合成與積累，不同玉米中類胡蘿卜素組成和含量存在較大差異。由圖2A可知，黃金小玉米和金糯262中檢測到花藥黃質(zhì)、葉黃素、玉米黃質(zhì)、β-隱黃質(zhì)、α-隱黃質(zhì)、α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素6 種類胡蘿卜素。可以發(fā)現(xiàn)，黃金小玉米中玉米黃質(zhì)含量最高（68.17 μg/g），其次為α-胡蘿卜素（14.09 μg/g）、花藥黃質(zhì)（13.99 μg/g）和葉黃素（13.18 μg/g），α-隱黃質(zhì)、β-隱黃質(zhì)、β-胡蘿卜素含量較低（2.66～9.22 μg/g）。黃金小玉米中的類胡蘿卜素以總和計為金糯262的2.04 倍，除α-隱黃質(zhì)和葉黃素外，均極顯著高于金糯262（圖2B）。測定的黃金小玉米中的類胡蘿卜素尤其是玉米黃質(zhì)含量較高，高于阿根廷的18 個基因型的黃色及橙色玉米（總量11.85～28.68 μg/g，其中葉黃素2.96～7.56 μg/g、玉米黃質(zhì)2.65～10.68 μg/g），也高于我國170 份玉米自交系籽粒中類胡蘿卜素總量（10.59～122.84 μg/g，葉黃素8.15～88.63 μg/g、玉米黃質(zhì)0.06～39.78 μg/g）。由此可以認為，黃金小玉米類胡蘿卜素含量尤其是玉米黃質(zhì)含量較高應(yīng)為其品質(zhì)特征之一。玉米中的類胡蘿卜素由香葉基-香葉酰二磷酸途徑合成，該途徑在番茄紅素處分為兩個分支，分別受番茄紅素β環(huán)化酶（lycopene beta cyclase，LCYB）和番茄紅素ε環(huán)化酶（lycopene ε-cyclase，LCYE）的調(diào)控：LCYB在番茄紅素中添加兩個β環(huán)生成胡蘿卜素；LCYE在番茄紅素上添加一個ε環(huán)，生成δ-胡蘿卜素，并進一步添加β環(huán)生成α-胡蘿卜素。在β-胡蘿卜素羥化酶作用下，α-胡蘿卜素可轉(zhuǎn)化為葉黃素，β-胡蘿卜素則轉(zhuǎn)化為玉米黃質(zhì)；在玉米黃質(zhì)形成之前，還會產(chǎn)生中間產(chǎn)物隱黃質(zhì)。因此，在兩種黃色玉米中都檢測到了葉黃素、玉米黃質(zhì)、β-隱黃質(zhì)、α-隱黃質(zhì)、α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜，但含量的差異與基因代謝流向及色素富集的差異有關(guān)。

葉黃素和玉米黃質(zhì)等類胡蘿卜素都是對人尤其是老年人眼部健康具有重要作用的成分，美國膳食指南推薦每天各攝入5 mg的葉黃素和玉米黃質(zhì)。但是，類胡蘿卜素的生物利用度低，在不同食品體系中類胡蘿卜素和多酚等其他活性成分、不同類胡蘿卜素之間可能發(fā)生協(xié)同或拮抗作用而影響生物利用率及生理功能的發(fā)揮。另據(jù)報道，熱處理可以使玉米類胡蘿卜素含量增加1.56 倍及1.24 倍，烹飪、加工以及和油脂等其他營養(yǎng)素復(fù)配等方式可以有效提高類胡蘿卜素的生物利用度。因此，如何將黃金小玉米中類胡蘿卜素含量以及與其他營養(yǎng)成分的互作結(jié)合，提高黃金小玉米中類胡蘿卜素的營養(yǎng)功能價值和健康貢獻仍待進一步分析研究。

5 3 種鮮食糯玉米中游離糖含量比較

如圖3所示，黃金小玉米及其他兩種鮮食玉米均檢測到3 種游離糖，其中葡萄糖含量最高（26.00～27.50 mg/g），其次為果糖（17.51～19.98 mg/g）和蔗糖（7.19～18.38 mg/g），與文獻[9]一致。玉米中的蔗糖、葡萄糖、果糖均來自光合作用，CO2通過一系列酶促反應(yīng)形成葡萄糖-6-磷酸，葡萄糖-6-磷酸進一步代謝產(chǎn)生了蔗糖，蔗糖可經(jīng)蔗糖合成酶裂解生成UDP-葡萄糖和果糖，或經(jīng)轉(zhuǎn)化酶不可逆地裂解為葡萄糖和果糖。隨后經(jīng)一系列酶促反應(yīng)轉(zhuǎn)化為葡萄糖-1-磷酸，并在ADP-葡萄糖焦磷酸化酶作用下生成ADP-葡萄糖，作為淀粉合成的關(guān)鍵前體。在特殊玉米類型中，甜玉米為基因突變使得淀粉合成受阻而大量積累蔗糖，而糯玉米則是由隱性基因wx控制，其籽粒中的支鏈淀粉相對含量高達95%，糯玉米在發(fā)育過程中游離糖含量變化快，但不同的糯玉米在適宜鮮食時期其可溶性糖的組成差別很大。游離糖含量還與糯玉米甜度及嗜好性高度顯著正相關(guān)。本研究結(jié)果顯示，黃金小玉米中蔗糖含量顯著高于蘇玉糯5號，這為其香甜口感提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，也賦予了其在風(fēng)味品質(zhì)上的差異化優(yōu)勢。同時葡萄糖含量較高往往對應(yīng)游離糖和氨基酸等風(fēng)味物質(zhì)含量較高，因此，黃金小玉米可能具有更為豐富的滋味。

6 黃金小玉米揮發(fā)性成分

6.1 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用測定結(jié)果分析

如表3所示，3 種玉米熟粒分別鑒定出21、23、23 種揮發(fā)性物質(zhì)，其中共有成分有12 種，分別為硫類（二甲基硫醚）、醇類（1-戊醇、1-辛烯-3-醇）、醛類（己醛、乙醛、壬醛、癸醛、苯甲醛）、噻唑類（2-乙酰基噻唑）、呋喃類（2-戊基呋喃）、酮類（6-甲基-5-庚烯-2-酮）、酸類（乙酸）。與以往在鮮食糯玉米等玉米產(chǎn)品中揮發(fā)性成分的研究類似，硫類化合物是占比最高的揮發(fā)性風(fēng)味成分，其次為呋喃類，但黃金小玉米與其他兩品種之間存在較大差異（圖4）。黃金小玉米中2-戊基呋喃糠醛、苯甲醛含量顯著高于其他兩個品種，僅在黃金小玉米中檢出的成分有3-乙基-3-甲基庚烷、苯乙烯、5-甲基-3-庚烯-2-酮、苯乙醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛。在這些成分中，二甲基硫醚為玉米香氣的標志性成分之一，是S-甲基甲硫氨酸的熱降解產(chǎn)物，往往為烹制后玉米產(chǎn)品頂空揮發(fā)性成分中含量最豐富的成分，在鮮食玉米及其產(chǎn)品中廣泛存在，已有研究指出，二甲基硫醚是熟甜玉米香氣中的主要揮發(fā)性成分，其在熱處理后含量顯著增加，且與醛類及醇類成分協(xié)同作用，共同賦予鮮食玉米特有的香甜風(fēng)味；2-戊基呋喃具有果香、奶酪、酸性乳制品的香氣，也可能對類似核桃的堅果香氣有貢獻；壬醛具花香和果香；糠醛為谷物及肉類加熱后產(chǎn)生的常見嗅感成分，具有焦糖香氣，來自美拉德途徑；苯甲醛、苯乙醛則是食品中常見的香氣組分，感官描述為杏仁香、花香，也為谷物類加工食品的香氣活性成分；2-呋喃甲醇風(fēng)味閾值較低，可形成清香、甜香、水果香、花香等特征醇香氣，也可形成溫和的甜香和油脂氣味；2-乙酰基噻唑為熟玉米特征香氣成分，來自于半胱氨酸和丙酮醛，黃金小玉米這些成分含量較高可能說明其具有更為明顯的愉悅香氣。另外，2-甲基吡嗪及2,5-二甲基吡嗪僅在蘇玉糯5號中檢出，吡嗪類化合物具有低閾值、留香時間長的特點，具有明顯的烤香、堅果風(fēng)味，在甜玉米產(chǎn)品中多有報道，但在糯玉米中難以檢測到，結(jié)合對幾種鮮食玉米水分含量及硬度變化的測定結(jié)果，黃金小玉米中未檢測到吡嗪類物質(zhì)，有可能與其受自身體系影響難揮發(fā)有關(guān)。乙醛、己醛、己醇、1-戊醇、1-辛烯-3-醇等來自脂肪氧化途徑，也是玉米產(chǎn)品常見的組分，在幾種玉米中含量接近。總體而言，黃金小玉米揮發(fā)性成分的總峰面積較高，并且一些具有玉米典型香氣及花香、甜香、堅果香的香氣成分含量較高。

6.2 電子鼻測定

由圖5A可以看出，蘇玉糯5號和金糯262的圖譜相似，而黃金小玉米中的W1W（對無機硫化物靈敏）、W2W（對芳香成分，有機硫化物靈敏）、W5S（對氮氧化合物靈敏）、W1S（對甲基類靈敏）、W2S（對醇醚醛酮類靈敏）響應(yīng)值高。黃金小玉米對這5 個傳感器的響應(yīng)值高出其他兩個品種的41%～94%，均達到差異顯著水平（P＜0.05）。這與氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對揮發(fā)性成分測定中黃金小玉米總峰面積較高以及二甲基硫醚等含硫化合物含量較高一致，也說明黃金小玉米具有更豐富的香氣特征。由圖5B可知，PC1、PC2的貢獻率分別為65.0%和15.5%，兩個PC的累計貢獻率達80.5%，說明PC1、PC2能較好地代表3 種鮮食玉米的總體特征。3 種玉米中黃金小玉米和蘇玉糯5號以及黃金小玉米和金糯262之間的PC1、PC2存在部分整合，說明它們之間的揮發(fā)性香氣成分有相似之處。而黃金小玉米和金糯262之間的PC1、PC2沒有相互重合的部分，說明它們之間的揮發(fā)性香氣成分存在顯著差異。

7 結(jié) 論

本研究通過測定黃金小玉米的質(zhì)構(gòu)、色度、類胡蘿卜素組成、揮發(fā)性成分及游離糖含量，并與蘇玉糯5號、金糯262對比，明確了其理化及營養(yǎng)品質(zhì)特征，主要結(jié)論如下：黃金小玉米籽粒小、水分含量低、可溶性固形物含量和硬度較高，色度參數(shù)a*值顯著高于其他品種，表現(xiàn)為明亮金黃的外觀；60 ℃時硬度適宜且彈性良好，符合鮮食彈糯口感需求，但室溫下易失水且硬度增加明顯，需關(guān)注貯運過程中的品質(zhì)保持。營養(yǎng)成分中，類胡蘿卜素總量為金糯262的2.04 倍，其中玉米黃質(zhì)含量最高，具有較高的營養(yǎng)價值；游離糖以葡萄糖、果糖和蔗糖為主，其中蔗糖含量高于其他品種，為其香甜口感提供物質(zhì)基礎(chǔ)。揮發(fā)性成分中，二甲基硫醚（玉米標志性香氣）、2-戊基呋喃（果香）、苯甲醛（杏仁香）等含量顯著高于對照，電子鼻檢測顯示其對硫化物和芳香族化合物的響應(yīng)值更高，共同構(gòu)成其獨特的復(fù)合香氣。

但黃金小玉米作為鮮食玉米，存在蒸煮后易失水、冷卻后硬度偏高的問題，因此深入研究其發(fā)育期內(nèi)淀粉的合成、適宜采收期內(nèi)淀粉組成及糊化特性，將有助于進一步育種改良和明確加工貯運要求，從而實現(xiàn)質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味優(yōu)勢的穩(wěn)定，增強其商業(yè)屬性。另外，針對黃金小玉米類胡蘿卜素含量高的特色，開展多糖多酚等多營養(yǎng)素與類胡蘿卜素互作對生物可利用性影響的研究，明確食品配伍、擴展應(yīng)用場景，從而為提高黃金小玉米的消費者認可度，提升其市場競爭力、品牌影響力提供參考和借鑒。

第一作者：

馮佳林，碩士研究生，就讀于東北林業(yè)大學(xué)。研究方向為果蔬加工。

通信作者：

牛麗影，博士，江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工所研究員。研究方向為果蔬加工中品質(zhì)調(diào)控及變化機理。中國食品科學(xué)技術(shù)協(xié)會果蔬加工技術(shù)分會委員，江蘇省冷鏈學(xué)會預(yù)制菜專業(yè)委員會常務(wù)委員，江蘇省原子能農(nóng)學(xué)會常務(wù)委員，揚州大學(xué)、江蘇大學(xué)校外研究生導(dǎo)師。主要從事果蔬汁與果蔬干加工貯藏過程中風(fēng)味質(zhì)地等品質(zhì)變化調(diào)控研究，并進行果蔬汁飲料、減糖果脯等產(chǎn)品研發(fā)。先后承擔(dān)國家自然科學(xué)基金、省重點研發(fā)等科研項目10 項，國家或省級標準6 項，研發(fā)了玉米汁、香櫞汁、百合汁、蘆筍汁等10余款特色果蔬汁產(chǎn)品，共發(fā)表論文100余篇，作為第一完成人獲神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎1 項，江蘇農(nóng)業(yè)科技獎1 項，作為主要完成人獲江蘇省科學(xué)技術(shù)二等獎2 項、中國食品工業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)特等獎3 項。

引文格式：

馮佳林, 牛麗影, 趙文明, 等. 黃金小玉米的理化及營養(yǎng)品質(zhì)特征分析[J]. 食品科學(xué), 2025, 46(23): 269-276. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250714-107.

FENG Jialin, NIU Liying, ZHAO Wenming, et al. Physicochemical and nutritional quality properties of Huangjin Xiaoyumi corn[J]. Food Science, 2025, 46(23): 269-276. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250714-107.

實習(xí)編輯：李雄；責(zé)任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)

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