不同含水量玉米在儲(chǔ)存期間理化性質(zhì)的變化規(guī)律

羅財(cái)偉，王茂飛，袁建敏

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

玉米是畜禽飼料中最常見(jiàn)的能量飼料，特別是在美國(guó)、南歐和中國(guó)等亞洲地區(qū)[1-2]。由于玉米在家禽飼料中含量較高，能為家禽提供高達(dá)65% 的代謝能和20%的蛋白質(zhì)[3-4]，所以高效利用玉米對(duì)于推進(jìn)家禽生產(chǎn)具有重要意義。品種、產(chǎn)地、栽培條件、加工和儲(chǔ)存等是影響玉米營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的主要因素[5]。國(guó)外研究表明，剛收獲谷物內(nèi)源酶活性依然很高，內(nèi)源合成或降解活動(dòng)依然在繼續(xù)，活動(dòng)的程度與谷物水分含量有關(guān)。Poulsen 等[6]研究發(fā)現(xiàn)，高水分含量大麥和小麥植酸酶的活性比低水分大麥或小麥高14%，導(dǎo)致植酸含量低4%。Ton 等[7]研究也發(fā)現(xiàn)，26% 和29% 含水量條件下儲(chǔ)存的大麥和黑麥可顯著增加氮、磷的溶解度，降低植酸磷含量。研究還表明，高水分含量大麥儲(chǔ)存35 d 和90 d 后，有利于降低可溶性葡聚糖和可溶性纖維含量，從而降低提取液黏度，降低對(duì)家禽的負(fù)面影響[8]。我國(guó)各地有玉米收獲后未經(jīng)脫粒（穗藏法）進(jìn)行高含水量?jī)?chǔ)存的習(xí)慣，但關(guān)于高含水量玉米儲(chǔ)存后理化性質(zhì)變化的研究較少，且高含水量?jī)?chǔ)存方式是否會(huì)對(duì)玉米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值產(chǎn)生影響尚不得而知。因此，本研究擬通過(guò)探討不同含水量玉米儲(chǔ)存期間的理化性質(zhì)變化規(guī)律，為優(yōu)化玉米的儲(chǔ)存方式及改善玉米的利用提供理論依據(jù)，為飼料加工企業(yè)對(duì)玉米的采購(gòu)提供實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)設(shè)計(jì) 從河北省涿州市東城坊鎮(zhèn)采集新收獲的硬粒型玉米（季豐1 號(hào)），通過(guò)晾曬，在玉米含水量分別為18%、16%、14%、12%時(shí)進(jìn)行收集，并對(duì)部分玉米噴灑防霉劑，得到6 種不同含水量和噴灑防霉劑玉米（含水量12%、含水量12%+防霉劑、含水量14%、含水量14%+防霉劑、含水量16%+防霉劑、含水量18%+防霉劑），然后裝入編織袋轉(zhuǎn)移至室內(nèi)干燥環(huán)境中儲(chǔ)存，并于儲(chǔ)存0、0.5、1、1.5、3.5、5.5 個(gè)月進(jìn)行取樣，裝入自封袋后于4℃儲(chǔ)存，用于樣品檢測(cè)。

1.2 試驗(yàn)測(cè)定指標(biāo)及方法

1.2.1 玉米籽粒水分含量測(cè)定 樣品經(jīng)過(guò)粉碎機(jī)粉碎，過(guò)40 目篩，采用105℃烘干法測(cè)定水分含量，用于后續(xù)指標(biāo)以干物質(zhì)含量計(jì)算。

1.2.2 玉米籽粒淀粉含量測(cè)定 樣品經(jīng)過(guò)粉碎機(jī)粉碎，過(guò)40 目篩，用K-RSTAR 抗性淀粉測(cè)定試劑盒（愛(ài)爾蘭Megazyme 公司）測(cè)定抗性淀粉、非抗性淀粉和總淀粉含量。

1.2.3 玉米籽粒提取液相對(duì)黏度測(cè)定 樣品經(jīng)過(guò)粉碎機(jī)粉碎，過(guò)18 目篩。稱取樣品各1.5 g 左右，每個(gè)樣品取2 份，放入10 mL 離心管中，分別加入7.5 mL 0.1 mol/L氫氧化鈉。渦旋混勻，在40 ℃下提取4 h，期間每30 min 混勻1 次，在室溫下經(jīng)5 000 r/min 離心15 min。取上清液5 mL，在40℃下預(yù)熱5 min，以蒸餾水作為對(duì)照，用品氏黏度計(jì)測(cè)定其相對(duì)黏度。

相對(duì)黏度=試樣上清液流經(jīng)毛細(xì)管的時(shí)間/同體積蒸餾水流經(jīng)毛細(xì)管的時(shí)間

1.2.4 玉米籽?？偽炀厶呛退苄晕炀厶呛繙y(cè)定 采用地衣酚-鹽酸法測(cè)定各玉米樣品中戊聚糖含量。標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：分別吸取0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mL 100 μg/mL 的木糖標(biāo)準(zhǔn)液于10 mL 試管中，分別加蒸餾水使總體積為3 mL，依次加入3 mL 0.1% 的FeCl3酸溶液和0.3 mL 1%的地衣酚醇溶液，渦旋振蕩后于沸水浴顯色40 min，取出后于流水下迅速冷卻。以吸光值為縱坐標(biāo)，以木糖質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

樣品經(jīng)過(guò)粉碎機(jī)粉碎，過(guò)60 目篩。①稱取樣品各0.03 g 于50 mL 離心管中，加入10 mL 的2.4 mol/L 鹽酸，密封后100 ℃加熱2.5 h，待冷卻后加入20 mL 蒸餾水，充分搖勻后經(jīng)4 000 r/min 離心15 min，然后移取1.0 mL 混合液，依次加入2 mL 蒸餾水、3 mL 0.1%的FeCl3酸溶液和0.3 mL 1%的地衣酚醇溶液，渦旋振蕩后于沸水浴顯色40 min，取出后于流水下迅速冷卻，分別測(cè)定其在670 nm 和580 nm 的吸光值（通過(guò)雙波長(zhǎng)下吸光度的差值消除少量己糖的干擾），根據(jù)木糖標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算樣品中總戊聚糖的含量。②稱取樣品各0.4 g于50 mL 離心管中，加入10 mL 蒸餾水，在30℃條件下置于振蕩器上振蕩2 h，后經(jīng)4 000 r/min 離心10 min，提取1.0 mL 上清液于另一15 mL 離心管，并加入同體積的4.8 mol/L 鹽酸溶液，密封，100℃水浴加熱2 h。冷卻后，取1.0 mL 混合液，依次加入2 mL 蒸餾水、3 mL 0.1% 的FeCl3酸溶液和0.3 mL 1% 的地衣酚醇溶液，渦旋振蕩，沸水浴顯色40 min，取出后于流水下迅速冷卻，測(cè)定其在670 nm 的吸光值，計(jì)算水溶性戊聚糖含量。計(jì)算公式：

總戊聚糖和水溶性戊聚糖=（c×0.88/w）×10× n/100%其中，c 代表由標(biāo)準(zhǔn)曲線求得的木糖濃度，0.88 為戊聚糖與木糖的比例，w 代表樣品重量；n 代表稀釋倍數(shù)（總戊聚糖和水溶性戊聚糖的稀釋倍數(shù)不同）。

1.2.5 玉米籽粒氮校正代謝能（Nitrogen-Corrected Apparent Metabolizable Energy，AMEn）、養(yǎng)分含量測(cè)定 樣品經(jīng)過(guò)粉碎機(jī)粉碎，過(guò)40 目篩，利用近紅外光譜分析法（Near-infrared Reflectance Spectroscopy，NIRS）測(cè)定肉雞AMEn 及樣品養(yǎng)分含量。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析 本試驗(yàn)每個(gè)樣品做3 個(gè)平行，結(jié)果表示為平均值，不同處理之間只是平均值變化程度比較，不涉及顯著性檢驗(yàn)?？紤]到玉米水分標(biāo)準(zhǔn)為14%，所以將14 %含水量組設(shè)為對(duì)照組。

2 結(jié)果

2.1 玉米籽粒淀粉含量的動(dòng)態(tài)變化 由圖1 可知，在儲(chǔ)存過(guò)程中，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，不同含水量玉米的抗性淀粉含量變化趨勢(shì)不同，但是其抗性淀粉含量總體呈下降趨勢(shì)。14% 含水量玉米的抗性淀粉含量隨著儲(chǔ)存時(shí)間延長(zhǎng)而緩慢降低，16% 含水量+防霉劑玉米的抗性淀粉含量呈先降低后增加再降低，總體依然降低的趨勢(shì)。與14% 含水量組相比，12% 含水量組儲(chǔ)存1.5 個(gè)月時(shí)抗性淀粉含量下降程度最大（3.16% vs.2.25%，下降29.0%），12%含水量+防霉劑組儲(chǔ)存5.5 個(gè)月時(shí)抗性淀粉含量升高程度最大（2.22% vs.3.62%，升高62.7%）。

圖1 玉米籽?？剐缘矸?、非抗性淀粉、總淀粉含量的動(dòng)態(tài)變化

在儲(chǔ)存過(guò)程中，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，不同含水量玉米總淀粉含量的變化趨勢(shì)不同，但是總體呈逐漸上升趨勢(shì)。隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，14%含水量玉米的總淀粉含量呈先升高后降低再升高的趨勢(shì)，18%含水量玉米的總淀粉含量呈緩慢升高的趨勢(shì)。玉米中非抗性淀粉含量變化趨勢(shì)與總淀粉變化趨勢(shì)相同。與14% 含水量組相比，14% 含水量+防霉劑組儲(chǔ)存0 個(gè)月時(shí)總淀粉、非抗性淀粉含量下降程度最大（76.68% vs.66.59%、72.71% vs.62.46%，分別降低13.2%、14.1%）；18%含水量+防霉劑組儲(chǔ)存1.5 個(gè)月時(shí)總淀粉含量升高程度最大（70.51% vs.78.38%，升高11.2%），12%含水量組儲(chǔ)存1.5 個(gè)月時(shí)非抗性淀粉含量升高程度最大（66.30%vs.73.82%，升高11.3%）。

2.2 玉米籽?？偽炀厶恰⑺苄晕炀厶呛考疤崛∫合鄬?duì)黏度含量的動(dòng)態(tài)變化 由圖2 可知，在儲(chǔ)存過(guò)程中，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，不同含水量玉米總戊聚糖含量總體呈緩慢下降趨勢(shì)。12%含水量玉米的總戊聚糖含量隨著儲(chǔ)存時(shí)間延長(zhǎng)下降最快，而14% 含水量玉米的總戊聚糖含量呈先降低后升高最后降低的趨勢(shì)，高含水量玉米的總戊聚糖含量相對(duì)較低。與14% 含水量組相比，14%含水量+防霉劑組儲(chǔ)存0 個(gè)月時(shí)總戊聚糖含量下降程度最大（5.71% vs.5.17%，下降9.4%），12% 含水量組儲(chǔ)存0.5 個(gè)月時(shí)總戊聚糖含量升高程度最大（5.23%vs.5.93%，升高13.3%）。

圖2 玉米籽?？偽炀厶恰⑺苄晕炀厶呛亢吞崛∫合鄬?duì)黏度的動(dòng)態(tài)變化

在儲(chǔ)存過(guò)程中，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，不同含水量玉米水溶性戊聚糖含量基本都呈先增加后降低，總體仍然呈下降的趨勢(shì)，但14% 含水量玉米水溶性戊聚糖含量呈緩慢下降至穩(wěn)定的趨勢(shì)。在整個(gè)儲(chǔ)存過(guò)程中，12%含水量玉米的水溶性戊聚糖含量高于其他處理，而18%含水量玉米則低于其他處理。與14% 含水量組相比，14%含水量+防霉劑組儲(chǔ)存0 個(gè)月時(shí)水溶性戊聚糖含量下降程度最大（0.47% vs.0.43%，下降8.7%），12%含水量組儲(chǔ)存0.5 個(gè)月時(shí)水溶性戊聚糖含量升高程度最大（0.45% vs.0.50%，升高11.6%）。

在儲(chǔ)存過(guò)程中，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，不同含水量玉米的提取液相對(duì)黏度的變化總體均呈增加趨勢(shì)。隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，14%含水量玉米的提取液相對(duì)黏度呈先降低后升高的趨勢(shì)，18%含水量玉米籽粒提取液相對(duì)黏度低于其他處理。與14% 含水量組相比，18% 含水量+防霉劑組儲(chǔ)存3.5 個(gè)月時(shí)提取液相對(duì)黏度下降程度最大（1.67 vs.1.33，下降20.4%），12% 含水量組儲(chǔ)存1 個(gè)月時(shí)提取液相對(duì)黏度升高程度最大（1.41 vs.1.72，升高21.8%）。

2.3 玉米籽粒肉雞AMEn、養(yǎng)分的動(dòng)態(tài)變化 由圖3 可知，在儲(chǔ)存過(guò)程中，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，不同含水量玉米AMEn 變化波動(dòng)較大，且均呈下降趨勢(shì)?？傮w上高含水量玉米AMEn 低于低含水量玉米。與14%含水量組相比，16% 含水量+防霉劑組儲(chǔ)存1.5 個(gè)月時(shí)AMEn 下降程度最大（15.7 MJ/kg vs.15.1 MJ/kg，下降3.5%）。玉米水分含量差異較大，高含水量玉米一直處于高水分狀態(tài)，低含水量玉米一直處于低水分狀態(tài)；不同含水量玉米粗蛋白質(zhì)都呈明顯增加趨勢(shì)；不同含水量玉米粗脂肪、粗纖維含量均呈先降低后增加再降低最后增加，總體增加的趨勢(shì)，且高含水量玉米的粗脂肪含量相對(duì)較高；不同含水量玉米粗灰分、總磷和有效磷含量均呈先降低后增加再降低，且高含水量的總磷和有效磷含量較高。

圖3 玉米籽粒AMEn、養(yǎng)分的動(dòng)態(tài)變化（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

3 討 論

玉米淀粉由抗性淀粉和非抗性淀粉兩部分組成。本試驗(yàn)測(cè)定的淀粉含量為73% 左右，略高于何學(xué)超等[9]測(cè)定的玉米淀粉含量68.2%～71.4%。本研究試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著儲(chǔ)存時(shí)間延長(zhǎng)，玉米總淀粉和非抗性淀粉含量有緩慢上升趨勢(shì)，且18% 含水量玉米的總淀粉和非抗性淀粉含量增加趨勢(shì)最大。這可能是由于在貯存過(guò)程中，高含水量玉米淀粉合成酶活性依然較高[10]，其機(jī)體內(nèi)依然在將單糖或二糖等小分子物質(zhì)合成淀粉，最終導(dǎo)致玉米淀粉含量增加?？剐缘矸凼枪任镏凶顬槌Ｒ?jiàn)的一種抗?fàn)I養(yǎng)因子，在小腸內(nèi)難以消化吸收，谷物中抗性淀粉含量較高會(huì)對(duì)畜禽生產(chǎn)性能產(chǎn)生不利影響。本研究試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在儲(chǔ)存過(guò)程中不同含水量玉米抗性淀粉含量呈下降趨勢(shì)。這是由于玉米屬于后熟型作物，剛收獲時(shí)其抗性淀粉含量較高，經(jīng)一段時(shí)間儲(chǔ)存后抗性淀粉含量明顯下降，可能是淀粉酶作用于抗性淀粉顆粒表面，逐步分解抗性淀粉，使玉米抗性淀粉含量下降[11]。

戊聚糖是一種常見(jiàn)的非淀粉多糖，廣泛存在于小麥、大麥和高粱等谷物中，其也是植物細(xì)胞壁的重要構(gòu)成成分之一?？偽炀厶呛退苄晕炀厶呛靠勺鳛樵u(píng)價(jià)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)。與其他谷物及其副產(chǎn)物相比，玉米的總戊聚糖和水溶性戊聚糖含量較低，總戊聚糖含量在3.12%～4.3%，水溶性戊聚糖含量在0.05%～0.14%[12]。本研究發(fā)現(xiàn)，在儲(chǔ)存過(guò)程中，總戊聚糖和水溶性戊聚糖含量逐漸下降，且低含水量玉米在儲(chǔ)存過(guò)程中總戊聚糖和水溶性戊聚糖含量一直高于高含水量玉米。這可能是由于在儲(chǔ)存過(guò)程中玉米自身的內(nèi)源木聚糖酶對(duì)阿拉伯木聚糖的轉(zhuǎn)化水解作用，導(dǎo)致總戊聚糖和水溶性木聚糖含量降低，而高含水量玉米其內(nèi)源木聚糖酶活性較高，對(duì)阿拉伯木聚糖的轉(zhuǎn)化水解作用更強(qiáng)，導(dǎo)致高含水量玉米的總戊聚糖和水溶性戊聚糖含量更低。同時(shí)，本研究試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，高含水量玉米水溶性戊聚糖含量與提取液黏度變化趨勢(shì)相同，而與低含水量玉米的提取液黏度變化趨勢(shì)相反。這是由于水溶性戊聚糖具有較強(qiáng)的結(jié)合水能力，可以引起黏性反應(yīng)[13]。而低含水量玉米的黏度降低可能是因?yàn)轲ざ冗€受到其他非淀粉多糖以及阿魏酸、葡萄糖等的影響。阿魏酸與戊聚糖側(cè)鏈共價(jià)連接，參與戊聚糖的氧化凝膠反應(yīng)，從而增加戊聚糖的相對(duì)分子質(zhì)量，進(jìn)而導(dǎo)致玉米提取液黏度增加。此外，本研究試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)儲(chǔ)存期內(nèi)玉米的AMEn 表現(xiàn)為總體降低的趨勢(shì)，且高含水量玉米AMEn 下降更明顯。這是由于玉米在收獲后有一個(gè)后熟過(guò)程，后熟期會(huì)為玉米籽粒繼續(xù)合成高分子有機(jī)化合物，雖然其呼吸作用消耗儲(chǔ)存的物質(zhì)，但總的趨勢(shì)是合成作用大于分解作用，導(dǎo)致AMEn 先升高，之后由于有機(jī)物呼吸代謝損失，同時(shí)粗脂肪、粗灰分、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維增加引起能量利用的負(fù)效應(yīng)，所以能量利用呈下降趨勢(shì)。高含水量玉米其內(nèi)源酶活性更高，呼吸代謝更強(qiáng)，養(yǎng)分損失更多，導(dǎo)致高含水量玉米的AMEn 下降更明顯。

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，不同含水量玉米總淀粉、非抗性淀粉含量以及粗蛋白質(zhì)、粗纖維和粗脂肪等養(yǎng)分含量呈上升趨勢(shì)，抗性淀粉、總戊聚糖、水溶性戊聚糖含量以及AMEn、粗灰分等養(yǎng)分含量呈下降趨勢(shì)；未經(jīng)脫粒的高含水量?jī)?chǔ)存儲(chǔ)存后會(huì)降低玉米AMEn 和粗灰分含量，會(huì)提高總淀粉、非抗性淀粉、總磷和有效磷含量，降低抗?fàn)I養(yǎng)因子含量和提取液相對(duì)黏度，適合用于幼年動(dòng)物。