新疆不同玉米品种氨基酸营养价值评价

1(新疆农业科学院粮食作物研究所，新疆乌鲁木齐， 830091)2(新疆首禾农业发展有限公司，新疆昌吉， 831100)

摘要研究新疆不同玉米品种氨基酸含量的差异，评价玉米基于氨基酸构成的综合品质。利用氨基酸分析仪对22份玉米的氨基酸含量及组成进行测定，采用氨基酸评分、化学评分、必需氨基酸指数、生物价、必需氨基酸相对比值、氨基酸比值系数评分、营养指数等多种方法对玉米蛋白质进行营养评价。结果表明，22种玉米中均含有16种氨基酸，氨基酸总量为65.32～79.50 g/100g，必需氨基酸含量为24.79～30.18 g/100g，比值系数评分为59.76～66.20。M753号的必需氨基酸指数、生物价和营养指数均最高，登海8883的EAARR值最高，新玉77号的SRCAA值最高。新疆不同品种玉米氨基酸营养价值的评价为玉米新品种的选育、玉米产品的开发及综合利用提供理论基础。

引用格式:徐鑫，毛红艳，韩登旭，等.新疆不同玉米品种氨基酸营养价值评价[J].食品与发酵工业,2020,46(6):244-249.XU Xin, MAO Hongyan, HAN Dengxu, et al. Nutritional value evaluation of amino acids of different corn cultivars in Xinjiang[J].Food and Fermentation Industries,2020,46(6):244-249.

第一作者：硕士，助理研究员(韩登旭副研究员和于明副研究员为共同通讯作者，E-mail：49197963@qq.com，2435742497@qq.com)

基金项目：国家现代农业产业技术体系建设专项(ARS-02-57)；国家重点研发计划(2018YFD0100201)

Nutritional value evaluation of amino acids of different corn cultivars in Xinjiang

1(Institute of Cereal Crops，Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091, China)2(Xinjiang Shouhe Agriculture Development Co.,Ltd., Changji 830091, China)

ABSTRACT This study aimed to investigate the difference in amino acid content of different corn varieties, and evaluate the comprehensive quality of corn grain based on amino acid composition. The contents and compositions of amino acids in 22 corn varieties were determined by automatic amino acid analyzer. Besides, the corn protein was assessed by the amino acid score (AAS), chemical score (CS), essential amino acid index (EAAI), biological value (BV), the ratio of essential amino acids (EAARR), score of ratio co-efficient of amino acid (SRCAA), nutritional index(NI) and other chemical methods. The results showed that there were 16 kinds of amino acids in 22 kinds of corn. The contents of total amino acids and essential amino acids ranging from 65.32 g/100g to 79.50 g/100g, and 24.79 to 30.18 g/100g. The score of ratio coefficient of amino acid (SRCAA) ranging from 59.76-66.20. M753 showed the highest EAAI, BV and NI values, while Denghai 8883 had the highest EAARR value, and Xinyu 77 had the highest SRCAA. The nutritional evaluation of amino acids in different corn cultivars would be of certain indicative value to ensure full development of corn nutritional value and optimal utilization of different cultivars.

玉米是我国重要的粮食、饲料和工业原料作物，其生产对我国的粮食安全、畜牧业发展、工业原料需求等具有重要意义。玉米及其制品被广泛应用于面食品、方便食品、肉制品等深加工产品中，其国内外需求量增长较快[1]。我国每年玉米产量高达2亿t，但是其仍不能满足日益增加的玉米需求量，因此我国迫切需要提高玉米产量与品质[2-3]。玉米品种的不同会使玉米籽粒的化学组成不同，粉质玉米富含淀粉和脂肪，蛋白质较少，相反硬质玉米则富含蛋白质。氨基酸是构成机体蛋白质和生命活动有关的重要成分，氨基酸的含量对玉米的营养品质起着重要作用[4]。氨基酸中的脯氨酸是哺乳动物的功能性氨基酸，可以促进胎儿与幼崽的生长发育，对胚胎、乳腺及胎盘生长发育具有重要的意义[5-9]。利用谷氨酸缓解仔猪断奶应激，改善生产性能提供了实验基础[10-11]。饲粮中含有缬氨酸和异亮氨酸可以改善妊娠环江香猪的氮代谢和脂肪代谢[12-13]，提高哺乳幼崽的生长性能[12，14]。谷物中氨基酸的含量及组成决定着蛋白质价值的高低，而其氨基酸含量的测定对食品加工、作物品质育种和种质资源鉴定及筛选有重要意义。目前，关于玉米氨基酸的研究有其含量与相关性状关联分析[15]、氨基酸液态肥在玉米上应用[16]、不同采收期鲜食玉米氨基酸变化[17]、玉米杂交品种选育[18]等方面的研究。不同品种玉米中的氨基酸营养成分会有较大差异，根据氨基酸配比筛选优质玉米有助于选育及种植，对玉米资源利用具有指导性意义。因此，针对提升新疆玉米的应用价值及育种优势，本研究选取新疆22个不同品种的玉米，分析其氨基酸模式组成，通过多种方法评价玉米氨基酸营养价值，以期为后续培育适于新疆种植的高产优质玉米品种提供理论依据，促进新疆玉米育种、栽培、饲料加工和食品业的协调发展。

1 材料与方法

1.1 材料

玉米，由新疆首禾农业发展有限公司提供。

1.2 仪器与设备

L-8900全自动氨基酸分析仪，日本HITACHI公司；AL104 电子天平，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；101电热鼓风干燥箱，北京市永光明医疗仪器厂；TDL-40B低速台式大容量离心机，上海安亭科学仪器厂。

1.3 实验方法

1.3.1 氨基酸测定方法

参照GB 5009.124—2003食品中氨基酸的测定方法，采用全自动氨基酸分析仪测定22种玉米样品中的16种氨基酸含量。为保证检测数据的准确性和可靠性，每个样品均进行平行检测。

采用氨基酸比值系数法进行氨基酸营养评价。将玉米中氨基酸组成与1973年的人体必需氨基酸模式进行比对，计算22个玉米样品中必需氨基酸(essential amino acids，EAA)的氨基酸比值(RAA)、氨基酸比值系数(ratio coefficient of amino acid， RCAA)和氨基酸比值系数评分(score of amino of amino acid， SRCAA)[19-22]，与联合国粮食及农业组织/世界卫生组织提出的方法进行比较，计算EAARR(essential amino acids relative ratio)[19]、必需氨基酸指数(essential amino acid index，EAAI)[20-21]，营养指数(nutrient index，NI)和生物价(biological value，BV)按江海涛的方法[20-22]进行计算,计算如公式(1)～公式(8)所示：

式中：Ae为待测玉米样品中必需氨基酸含量；As为参考蛋白质模式中必需氨基酸含量；n为待测玉米样品中必需氨基酸的个数；X为待测玉米样品中某种必需氨基酸与参考模式中必需氨基酸含量的比值；Pi为玉米样品中蛋白质含量。

2 结果与分析

2.1 不同玉米品种氨基酸组成及含量

由表1可知，22个玉米品种中均含有16种常见氨基酸，从氨基酸组分来看，16种氨基酸中，22个品种均以谷氨酸(Glu)含量最高，为9.92～15.90 g/100g，平均值为12.83 g/100g，远高于其他氨基酸；各品种中蛋氨酸含量最低，其平均值为0.70 g/100g，而组氨酸(His)、酪氨酸(Tyr)、赖氨酸(Lys)的含量较低；各品种玉米的总氨基酸含量(TAA)最高的为M753 (79.50 g/100g)，最低的为农润919 (51.98 g/100g)，前者是后者的1.53倍；人体必需氨基酸(EAA)含量最高的是M753 (30.18 g/100g)，最低的为农润919 (19.24 g/100g)。

注：E为必需氨基酸(essential amino acids)；T为氨基酸总量(amount of amino acid)

2.2 不同玉米品种的味觉氨基酸含量分析

不同的氨基酸具有不同的味感特性，氨基酸主要分为甜味、鲜味、苦味和芳香味[23]。鲜味氨基酸由谷氨酸(Glu)和天冬氨酸(Asp)组成；芳香族氨基酸包括酪氨酸(Tyr)和苯丙氨酸(Phe)；甜味类氨基酸主要由脯氨酸(Pro)、甘氨酸(Gly)、丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)、丙氨酸(Ala)组成；苦味氨基酸包括缬氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)、异亮氨酸(Ile)、蛋氨酸(Met)、精氨酸(Arg)、组氨酸(His)和苯丙氨酸(Phe)[24-25]。22个玉米品种的甜味类氨基酸、苦味氨基酸、鲜味氨基酸和芳香族氨基酸等味觉类氨基酸的含量如表2所示。苦味类氨基酸含量较高，其变动范围为18.14～27.76 g/100g，芳香族氨基酸组分的含量较低，变动范围为4.42～6.82 g/100g；甜味氨基酸的变动范围为16.54～24.75 g/100g，鲜味氨基酸的变动范围为13.72～21.37 g/100g。22个玉米品种中甜味类氨基酸、苦味氨基酸、鲜味氨基酸和芳香族氨基酸含量最高的是M753，分别是24.75，27.76，21.37和6.82 g/100g，芳香族氨基酸含量最低的是先玉335，甜味氨基酸含量最低的是新玉87号，苦味氨基酸和鲜味氨基酸含量最低的都是农润919。综上，不同玉米品种的味觉类氨基酸含量的高低并不完全一致，说明不同品种玉米在营养价值上存在差异。

2.3 不同玉米品种蛋白质的氨基酸评分和化学评分

氨基酸评分和化学评分越接近100，说明蛋白质的营养价值越高，低于100的为限制氨基酸，最小的为第一限制氨基酸。由表3和表4可知，玉米氨基酸评分和化学评分表明第一限制氨基酸是赖氨酸，差异最大的是亮氨酸，氨基酸评分和化学评分差异小的均为异亮氨酸和赖氨酸，亮氨酸的氨基酸评分为72～109.7,化学评分为87.5～137.9，M753的氨基酸评分和化学评分最高，农润919的评分最低。

2.4 不同玉米品种中RC与SRC分析

蛋白氨基酸比值系数评分SRC也可直接评价蛋白质营养价值的高低，其越接近100，则说明蛋白质营养价值越高[19,26]。用氨基酸比值系数法分别计算22个玉米品种的RC、SRC，结果如表5所示，SRC值在 59.76～66.20，平均值为63.48，SRC值最高的是新玉77号(66.20)，SRC值较高的是新玉65号(66.17)、新玉84号(65.68)、登海8883(64.68)、先玉335(64.33)、农润919(64.32)，SRC值较小的是新玉60号(62.37)、新玉54号(61.95)、新玉74号(61.89)和新玉9号(59.87)，SRC值最小的是新玉29号(59.76)，22个玉米品种的平均SRC 值为63.48。限制性氨基酸是指食物所含必需氨基酸的量与人类所需的蛋白质必需氨基酸的量的比值较低的氨基酸[27]，22种玉米品种的第一限制氨基酸为赖氨酸。

2.5 不同玉米品种中EAAI、BV、NI与EAARR分析

必需氨基酸指数体现了待测蛋白中全部必需氨基酸相对于标准鸡蛋蛋白中必需氨基酸的比率，生物价是指蛋白质被消化后的利用率，营养指数综合考虑食物中蛋白质的含量和氨基酸组成[28]。由表6可知，必需氨基酸指数、生物价和营养指数均最高的是M753，分别是83.75、79.59和7.01，登海8883的EAARR值最高，农润919的必需氨基酸指数、生物价、营养指数和EAARR值均最低，分别是54.93、48.18、3.00和58.33，因此M753的蛋白质被消化后的利用率高，农润919的蛋白质被消化后的利用率低。

3 结论

本研究表明，22个玉米品种氨基酸种类丰富，均含有16种氨基酸，含有人体必需的7种氨基酸，TAA含量的变动范围为51.98～79.50 g/100g，EAA含量的变动范围为19.24～30.18 g/100g，EAA含量和TAA含量最高的是M753，分别是30.18 g/100g和79.50 g/100g，TAA含量越高，EAA含量越高。必需氨基酸指数、生物价和营养指数均最高的是M753，登海8883的EAARR值最高，新玉77号的SRCAA值最高，农润919的必需氨基酸指数、生物价和营养指数均最低，新玉29号的SRCAA值最高，农润919的EAARR值最低。M753，新玉41号和新玉13号这3个品种的氨基酸营养价值比较高，农润919的氨基酸营养价值最低，M753是外引种，在新疆种植后氨基酸营养价值较高，新玉41号、新玉77号和新玉13号是新疆自育品种，其氨基酸营养价值排名靠前。玉米品种不同，其氨基酸总量及必需氨基酸含量有明显差异，不同品种玉米的总氨基酸和氨基酸组分含量不同，这主要是由品种间遗传基因的不同所致，此外还可能与种植玉米的气候、土壤、水质等环境综合因素有关。新疆地区种植的玉米品种很多，但产量高、营养价值高的玉米品种不多，副产品开发比较少。因此，根据新疆市场需求，培育出氨基酸营养价值较高的玉米品种，并合理利用玉米副产物是新疆玉米产业有待解决的问题。

[1] 解慧,修琳,郑明珠,等.玉米贮藏过程中营养成分的变化[J].食品工业,2014,35(12):240-243.

[2] 吕玲.不同年代玉米优良品种在新疆环境下产量潜力评价[J].中国农业科技导报,2012,14(5):102-107.

[3] 武海丽,智建奇,马淑文,等.2003～2012年山西省审定玉米品种的品质分析[J].安徽农业科学，2015,43(30):62-65;387.

[4] 宋吉英.山东十产地玉米的氨基酸营养分析[J].饲料工业,2014,35(17):19-23.

[5] 陈秋萍,徐生祥,刘庆友,等.脯氨酸对母猪繁殖性能影响的研究进展[J].中国畜牧兽医,2017,44(3):767-772.

[6] 查伟,孔祥峰,谭敏捷,等.饲粮添加脯氨酸对妊娠环江香猪繁殖性能和血浆生化参数的影响[J].动物营养学报,2016,28(2): 579-584.

[7] 张婷,查伟,唐子龙,等.饲粮添加脯氨酸对妊娠环江香猪体成分的影响[J].动物营养学报,2017,29(2):556-561.

[8] KONG X F, TAN B, YIN Y L, et al. L-Arginine stimulates the mTOR signaling pathway and protein synthesis in porcine trophectoderm cells[J].The Journal of Nutritional Biochemistry,2012,23 (9): 1 178-1 183.

[9] LI P,YIN Y L,LI D F,et al. Amino acids and immune function[J].British Nutrtion Journal of Nutrtion,2007,98(2):237-252.

[10] 刘涛,彭健,周诗其,等.外源性谷氨酰胺和谷氨酸对早期断奶仔猪肠粘膜形态、结构和小肠吸收功能及骨骼肌中DNA、RNA浓度的影响[J].中国兽医学报,2003,23(1):62-65.

[11] 刘涛,彭健.在日粮中添加谷氨酰胺和谷氨酸对断奶仔猪生产性能的影响[J].武汉：华中农业大学学报,1999,18(5):457-460.

[12] 黄红英,贺建华,范志勇,等.添加缬氨酸和异亮氨酸对哺乳母猪及其仔猪生产性能的影响[J].动物营养学报2008,20(3):281-287.

[13] ZHAO J, FENG L, LIU Y, et al. Effect of dietary isoleucine on the immunity, antioxidant status, tight junctions and microflora in the intestine of juvenile Jian carp[J]. Fish & Shellfish Immunology,2014,41(2): 663-673.

[14] 周月华,贾刚,吴秀群,等.8～12周龄肉兔缬氨酸和异亮氨酸需要量及其与赖氨酸的适宜比例[J].动物营养学报,2012,24(11): 2 148-2 153.

[15] 邓敏.玉米籽粒氨基酸全基因组关联分析与连锁分析及玉米和水稻代谢组的比较分析[D].武汉：华中农业大学,2017.

[16] 黄金宝,文辉,王田勇,等.氨基酸液态肥在玉米上应用效果[J].现代化农业,2018(10):15-16.

[17] 牛丽影，刘春菊，李大靖，等.不同采收期鲜食玉米氨基酸变化分析[J].食品与发酵工业，2019,45(6):209-214.

[18] 冯建,李进伟,翟伟,等.玉米杂交品种农华803的选育及应用研究[J].河北农业科学，2018,22(6):73-76.

[19] 安馨,鱼晓敏,李层层,等.鹰嘴豆蛋白质的营养学评价[J].食品科技,2018,43(6):83-87.

[20] 江海涛.八种食药用真菌蛋白质营养价值评价[J].南京晓庄学院学报,2016,32(6):46-52.

[21] 林晓婕, 何志刚,梁璋成,等.红曲黄酒糟蛋白酶解物制备工艺优化及营养评价[J].中国粮油学报,2019,34(1)：43-49.

[22] SCHISLER C L，CHANG S T，QUIMIO T H.Tropical mushrooms：Bilological natare and cultivation methods[J].Mycologia，1984,76(2)：383.

[23] 侯娜,赵莉莉,魏安智，等.不同种质花椒氨基酸组成及营养价值评价[J].食品科学,2017,38(18):113-118.

[24] 马玉玲,牛丽影,李大婧,等.甜玉米中游离糖及游离氨基酸的HPLC测定[J].江苏农业科学, 2016,44(3):300-302.

[25] 张迪,谢鸿根,潘鹤立,等.不同品种柑橘果肉中氨基酸的测定与分析[J].亚热带植物科学,2018,47(4): 322-326.

[26] 王咏星,钱龙,吕艳,等.白斑狗鱼肌肉氨基酸含量测定及其营养评价[J].食品科学, 2010, 31(11):238-240.

[27] CHAVEROUX C, LAMBERTL-ANGLAIS S, CHERASSE Y, et al. Molecular nechanisms involved in the adaptation to amino acid limitation in mammals[J]. Biochimie, 2010, 92 (7):736-745.

[28] 陈建超,葛志豪,徐丽丽,等.野生宽鳞多孔菌蛋白质营养分析与评价[J].氨基酸和生物资源,2016,38(4):1-4.