鲜食玉米发育过程中游离糖和氨基酸变化

鲜食玉米发育在不同的发育阶段有不同的食用方式。 无论是玉米笋还是玉米籽粒，甜味都是鲜食玉米重要的风味特色。 据研究，甜玉米中甜味与糖含量尤其是蔗糖含量显著相关，并对消费者的整体嗜好性起了至关重要的作用，因此依据发育过程中糖含量变化规律确定甜玉米的鲜食适采期已多有报道。 但是，有关鲜食玉米中游离氨基酸的研究较少。 有研究表明，鲜食玉米汁中游离糖和氨基酸因胚乳类型的不同可高于或低于感官阈值，但对发育过程中糯玉米游离氨基酸变化则鲜见报道。

除作为重要的滋味成分外，糖和氨基酸还作为食品风味物质或有害物质的前体物被广泛报道，还有的氨基酸因生理调节作用而被关注。鲜食玉米因多汁味美的特征，也往往被加工成饮品，几十年来始终能在多变的饮料市场占据一席之地。但是，以往研究多围绕玉米的鲜食特性或玉米汁工艺配方开展，在玉米的适宜制汁发育期、适宜性上缺乏必要数据。

因此江苏省农业科学院农产品加工研究所的牛丽影、李大婧和宋江峰*等人分别选取甜玉米和糯玉米2 种鲜食玉米，采取高效液相色谱法（HPLC）对吐丝授粉始至乳熟期玉米笋或籽粒中的游离糖和氨基酸含量进行测定，并基于主成分分析与聚类分析结果，对发育阶段和品种间的差异进行比较，以期为鲜食玉米加工尤其是制汁原料选择、风味变化和工艺研究提供参考。

1 2 种鲜食玉米发育过程中游离糖变化与比较

2 种鲜食玉米中均检测到蔗糖、果糖和葡萄糖，在发育早期（＜授粉后10 d），含量最高的糖为葡萄糖，随后蔗糖含量迅速升高，成为含量最高的糖（图1A 1 、B 1 ）。晶甜5号游离糖总量最高值出现在授粉后22 d（图1A 2 ），此时蔗糖也达到最高值；晶糯8号游离糖总量最高值出现在授粉后13 d（图1B 2 ），此时期恰处于籽粒发育的初期，蔗糖比例迅速提高（图1B 1 ），但尚未成为含量最高的糖。取2 种玉米总糖和蔗糖最高值进行比较，晶甜5号中游离糖总量为晶糯8号的1.33 倍，但蔗糖（83.96 mg/g）是晶糯8号（30.57 mg/g）的2.88 倍，可以看出晶甜5号中蔗糖的比例高于晶糯8号。晶甜5号授粉后13～28 d蔗糖为葡萄糖和果糖含量之和的1.17～12.21 倍，并且随发育期延长此比例呈升高趋势，也表现为蔗糖为主的特点。由计算可知，与晶甜5号不同，晶糯8号在授粉后13 d蔗糖/（果糖+葡萄糖）比值为0.35，随后虽然蔗糖含量最高，授粉后16～25 d比值变化范围仅为1.22～2.59。按照糖类的相对甜度即蔗糖的相对甜度为100，果糖和葡萄糖的相对甜度分别为150与70，可以发现2 种玉米甜度值与总糖含量变化基本一致，晶甜5号总糖达最高值时（授粉后22 d），甜度值也最高，并均显著高于总糖和甜度值达最高值时的晶糯8号（授粉后13 d）。

2 2 种鲜食玉米发育过程中游离氨基酸变化与分析

18 种氨基酸得以定量分析，包括Asp、Glu、Asn、Ser、Gln、His、Gly、Thr、Arg、Ala、Tyr、Val、Met、Phe、Ile、Leu、Lys以及GABA。所有样品中均未检测到Cys，而Pro因方法所限未能测定。

如图2所示，2 个鲜食玉米品种的游离氨基酸总量均在乳熟期达到最高值，晶甜5号为授粉后19 d，略早于游离糖总量达最高值时（授粉后22 d）；晶糯8号则在授粉后16 d达最高值，略晚于游离糖总量达最高值时（授粉后13 d）。

参照蘑菇中氨基酸的呈味特点，将玉米中的氨基酸分为甜味、鲜味、苦味3 类呈味氨基酸，晶甜5号和晶糯8号在发育过程中各类呈味氨基酸的含量变化分别见图2A 2 、B 2 。甜味氨基酸在2 个品种中均为含量最高的氨基酸，其在授粉后13～22 d晶甜5号中含量均高于氨基酸总量的50%，而在晶糯8号中，只有在授粉后16 d甜味氨基酸含量高于总量的50%，达到51.30%。鲜味氨基酸在甜玉米中呈波浪状变化，但在晶糯8号中其含量随发育时间延长符合线性上升趋势（r =0.846 08，P＜0.05）。2 种玉米中苦味氨基酸均为含量最低的呈味氨基酸，其最高值的出现时间与甜味氨基酸一致。

结果显示，对于单个的呈味氨基酸，Ala作为甜味氨基酸，在2 种鲜食玉米发育过程中含量高且变幅大。从含量分析，Ala在授粉后10～28 d的晶甜5号中为含量最高的氨基酸，占氨基酸总量的28.98%～44.39%；在晶糯8号中，除授粉后22 d和授粉后25 d外，Ala也是含量最高的氨基酸，可达氨基酸总量的22.50%～40.28%。从变幅分析，晶甜5号中Ala含量的最高值为最低值的22.94 倍；在晶糯8号中变幅较小，最高与最低含量的比值为2.68。Ala作为甜味氨基酸，其阈值为60 mg/100 mL，晶甜5号中的最高值可达326.78 mg/100 g，在晶糯8号中最高值为266.05 mg/100 g，均高于阈值，但味觉阈值测定一般为溶液体系测定，由于糖是玉米中主要的甜味物质，Ala是否对鲜食玉米甜味有作用仍待确定。

在晶甜5号和晶糯8号游离糖含量最高的发育阶段，即授粉后22 d（图1A 1 ）和授粉后13 d（图1B 1 ），此时Glu含量分别为62.51 mg/100 g和51.40 mg/100 g，均高于Glu溶液的鲜味阈值30 mg/100 mL。另外Glu在成熟玉米蛋白中常为含量最高的氨基酸，可达总蛋白的20%左右，但在鲜食玉米的发育过程中，晶甜5号和晶糯8号中的游离Glu为总氨基酸的2.57%～21.99%和5.31%～24.49%，只有在授粉后22～25 d的晶糯8号中表现为含量最高的氨基酸。Asp为对鲜味有贡献的另一种氨基酸，其滋味阈值为100 mg/100 mL，在晶甜5号和晶糯8号中，Asp含量分别为12.98～55.57 mg/100 g以及12.53～82.74 mg/100 g，处于较低水平。测定发育期内2 个品种中4 种苦味氨基酸含量均低于20 mg/100 g，均在氨基酸总量达最高值时达到最高值。

晶甜5号与晶糯8号在测定的发育期中必需氨基酸的总量分别占总氨基酸的20.17%～25.31%与19.21%～25.02%（图2），较为接近。Val和Thr在8 种必需氨基酸（His、Thr、Val、Phe、Met、Ile、Leu、Lys）中含量最丰，与对鲜食玉米游离氨基酸组成的报道一致。

晶甜5号和晶糯8号中Gln及GABA含量均较低，最高值尚不及卷心菜的1/3和樱桃番茄的1/10。游离Asn近年来受到了广泛的关注，主要因为它是致癌物丙烯酰胺的前体物，尤其是在马铃薯中含量较高，可达94 mg/100 g，占氨基酸总量的1/3，在测定的鲜食玉米中游离Asn含量较低，分布范围为1.13～20.46 mg/100 g，仅为氨基酸总量的0.28%～3.80%。

3 游离糖与氨基酸变化的多元统计分析

将2 个品种鲜食玉米所有采收期的游离糖和氨基酸含量数据进行主成分分析，前3 个主成分分别提取了总变异的39.9%、24.4%和13.3%。如图4所示，在PC1上，W-16和S-19的得分最高，其次为S-13与S-16，说明这4 个样品总游离氨基酸含量偏高，与上述结论一致；其他样品中发育早期的样品（≤授粉后13 d）和乳熟期样品在PC2上的得分则按正负分别聚集。另外，在PC3上得分为正值的7 个样品中有6 个为糯玉米样品（授粉后10～25 d），而甜玉米样品则除S-13外，得分全部为负值，说明PC3更多体现了2 种玉米之间的差别。

样品的聚类分析结果见图5。在距离6.06处所有样品聚为3 类：I为S-1、S-7、W-7、S-10、W-10、S-4、W-13、W-4、S-13、S-16；II为S-22、S-25、S-28、W-19、W-22、W-25；III为W-16与S-19。从样品采收时的授粉后时间可以看出，第I类为发育早期的样品，即早于授粉后13 d的糯玉米和早于授粉后16 d的甜玉米，第II类则与推荐的鲜食适采期基本吻合，为授粉后22～28 d的甜玉米和授粉后16～25 d的糯玉米，第III类则是2 个品种发育过程中游离氨基 酸含量均达最高之时。这个分类结果与样品在PC1和PC2得分图（图4）上的分布一致。

结 论

晶甜5号超甜玉米和晶糯8号糯玉米中在发育过程中游离糖和游离氨基酸含量变化存在一定差异：1）晶甜5号游离糖含量和游离氨基酸的最高值分别出现在授粉后22 d与授粉后19 d，晶糯8号达最高值时发育时间较短，分别出现于授粉后13 d与授粉后16 d；2）晶糯8号中鲜味氨基酸在发育过程中呈线性上升趋势，并成为区别于晶甜5号的重要特征。综上所述，游离糖和游离氨基酸在鲜食玉米制汁适宜采收期的确定以及对不同鲜食玉米风味的差异分析上均具有重要的参考价值，对于鲜食玉米加工尤其是玉米汁生产中风味调控有实际意义。

本文《鲜食玉米发育过程中游离糖和氨基酸变化》来源于《食品科学》2020年41卷16期165-172页，作者：牛丽影，李大婧，刘春泉，宋江峰，陈计峦，陈艳萍，袁建华。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190628-395。

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