甜玉米口感香脆,营养丰富,风味独特,有“水果玉米”、“蔬菜玉米”之称[1]。鲜食甜玉米的风味口感和营养成分是衡量其食用品质的关键。甜玉米品种在审定过程中的品质评价常采用品尝法,然而该方法受人为的主观性因素、环境条件等影响,难以保证评价结果的合理性[2]。TPA质构测试(Texture profile analysis,TPA)又称两次咀嚼测试,主要通过模拟人的口腔咀嚼行为,利用力学指标测定方法来模拟评价样品的质地。TPA质构测试可分析样品的硬度、弹性、黏着性、脆性、粘聚性、咀嚼性、胶着性、回复性等物性特征参数,可从不同角度反映样品的物理性状,并客观的评价待测样品的物性,避免人为主观因素对评价结果的影响[3-5]。TPA质构测试方法在食品工业、农产品加工上已得到广泛应用[6-11],而在鲜食玉米中鲜有报道。

甜玉米在乳熟期采收,食用的是未完全成熟的籽粒,若采收太早,甜玉米籽粒偏嫩,口感差,商品性欠佳,产量低；采收过晚,籽粒脱水严重,果皮变厚,糖度下降,口感变差,甚至籽粒凹陷,失去食用价值。甜玉米适收期收获,是保证甜玉米的食用品质和产量的前提和保证[12-13]。本试验选取7个甜玉米品种,研究参试品种不同采收期籽粒TPA物性综合评价、感官品质、含水量的变化,以期为甜玉米适时采收提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 参试品种

自主选育甜玉米品种5份,国内其他甜玉米品种2份,各自的品种特性见表1。

1.2 田间设计

采用随机区组设计,4月29日播种,10行区,行长4.5 m,小区面积27 m2,参试甜玉米品种吐丝前选择长势一致、健壮植株进行挂牌标记,于吐丝期统一进行人工授粉。授粉后第12,15,18,21,24,27,30 天取样。从各小区每次取6穗,其中,取3穗穗中部籽粒100粒,称鲜质量,105 ℃烘箱中杀青30 min后,然后80 ℃烘干至恒质量,测定百粒质量,计算籽粒含水量；另3穗,蒸煮后进行TPA测定和感官品质评分。

物性测定：参照陆大雷等[14]的方法测定。采用物性分析仪TA.XT.Plus(英国stable micro systems 公司产品)测定。甜玉米果穗去掉苞叶后蒸煮20 min后,用保鲜膜密封,自然冷却至60 ℃,然后置入60 ℃水浴锅中保温。剥其玉米果穗中部一竖行完整的籽粒,连续选择穗中部连续测定8个籽粒TPA。籽粒近胚端向上,采用P/36R探头,测前速率1 mm/s,测试速率5 mm/s,测后速率5 mm/s,压缩程度70%,停留间隔5 s,触发值5 g。

外观品质及感官品质评分,参照甜玉米(NY/T523-2002)标准,对果穗外观品质、籽粒的气味、色泽、甜度、风味、柔嫩性、皮的薄厚等7项指标进行评分。

1.3 数据处理与评价方法

采用Microsoft Excel 2016进行数据处理；数据采用SAS 7.0进行统计及相关分析,以LSD法检验差异显著性(α=0.05)。采用SPSS 19.0对参试甜玉米品种进行主成分分析。

1.3.1 数据标准化 TPA物性特征值各指标隶属函数值的计算参考何雪银等[15]的方法：①式中,Xj表示第j个综合指标值；Xmin表示第j个综合指标的最小值；Xmax表示第j个综合指标的最大值。

1.3.2 权重确定 Vj表示经主成分分析所得各材料第j个综合指标的贡献率,公式②归一化后得到各指标的权重系数

②

1.3.3 综合评价值 采用公式③计算参试各品种不同适采期的综合评价值。

③

2 结果与分析

2.1 TPA物性特征指标、感官品质及含水量的相关分析

甜玉米籽粒品质是一种综合性状的表现,直接利用单项指标评价具有一定的片面性。通过对TPA物性特征指标、感官品质特征值和含水量的相关分析可知(表2),硬度与脆性、内聚性、弹性、胶着性、咀嚼性和回复性呈两两极显著正相关；黏性与内聚性呈极显著负相关、与弹性呈显著负相关；气味与风味、色泽、甜度呈两两显著正相关；柔嫩度、皮薄厚与硬度、脆性、内聚性、弹性、胶着性、咀嚼性和回复性呈极显著负相关；柔嫩度与皮薄厚、含水量呈极显著正相关；含水量与硬度、脆性、弹性、胶着性、咀嚼性和回复性呈显著负相关。TPA物性特征指标均与蒸煮品尝指标、含水量呈负相关。

2.2 甜玉米籽粒物性特征值各指标的主成分分析

主成分分析是在损失较少信息的前提下将多项指标转化为较少的综合指标。通过SPSS 19.0对不同采收期参试各品种甜玉米籽粒8项物性特征值指标进行主成分分析,计算出各主成分的特征向量和贡献率。由表3可知,主成分分析特征值3个成分的累计百分率达到88.47%,而理论上达到85%以上的累计贡献率即可认为其具有较强的信息代表性,表明物性特征值可初步作为3个新的独立的综合指标进行评价分析。决定第1主成分大小主要是胶着性、咀嚼性和硬度3个物性特征值,它可以反映原始数据信息量的61.39%。决定第2主成分大小的主要是粘性和脆性2个物性特征值,它的贡献率为18.41%。决定第3主成分大小的主要是回复性和内聚性,它的贡献率为8.67%。

注：**.P<0.01水平差异显著；*.P<0.05水平差异显著。

Note：**.Significantly different at P<0.01; *. Significantly different at P<0.05.

2.3 TPA物性特征值综合评价

根据TPA物性测试各单项特征值和各综合指标的系数得出各甜玉米品种不同适采期材料的3个综合指标值(表4)，根据公式①计算出甜玉米不同适采期各样品综合指标的隶属函数值μ(X)。根据权重公式②计算各综合指标的权重Wj。经计算,3个综合指标的权重分别为0.69,0.21,0.10。采用公式③计算出甜玉米不同适采期各样品TPA物性综合评价D值。

2.4 外观品质及蒸煮品质评分差异比较

参照甜玉米(NY/T523-2002)标准制定甜玉米外观品质及感官品质评分标准,并对参试甜玉米不同采收期材料进行打分。由表5可知,参试甜玉米的蒸煮品尝指标在品种和采收期间存在差异,其中外观品质、气味、风味、色泽和甜度随采收期的推迟呈先升高后降低的趋势,具体表现为外观品质和气味在授粉后21～24 d达到峰值,风味、色泽和甜度在授粉后18～24 d达到峰值；柔嫩度和皮薄厚随适采期的推迟呈降低的趋势。

参试甜玉米品种平均外观品质表现为京科甜533>农科甜601>京科甜183>米哥>京科甜608>中农大甜413>京科甜158；气味表现为京科甜608>米哥>京科甜533>农科甜601>中农大甜413>京科甜158>京科甜183；风味表现为中农大甜413、京科甜533>米哥>京科甜608>京科甜601>京科甜158>农科甜183；色泽表现为农科甜601>京科甜533>中农大甜413>京科甜608>米哥>京科甜158>京科甜183；甜度表现为京科甜533>中农大甜413>京科甜608>米哥>京科甜158>京科甜183>农科甜601。参试甜玉米品种的柔嫩度表现为米哥和京科甜608较高,平均柔嫩度评分为8.17，8.01;皮薄厚表现为京科甜608和中农大甜413评分较高,平均果皮薄厚评分为15.73,15.49。

注：-.不存在。

Note：-. Not existed.

注：同一行数字后不同小写字母表示不同处理间差异达0.05 显著水平。

Note：Values within a row followed by different letters are significantly different at the 0.05 probability level among different treatments.

2.5 TPA物性综合D值、外观及品尝总评分、含水量的比较

由表6可知,参试品种TPA物性综合D值、外观及感官品质评分、含水量在品种和采收期间存在明显差异。TPA物性综合D值随采收期的推迟,呈逐渐升高的趋势,具体表现为参试甜玉米品种平均TPA物性综合D值农科甜601>京科甜183>京科甜158>京科甜533>中农大甜413、京科甜608>米哥。

外观及感官品质总评分随采收期的推迟呈先升高后降低的趋势,具体表现为京科甜158、中农大甜413、京科甜533、农科甜601、京科甜608在21 d是达到峰值,京科甜183在18 d时达到峰值、米哥在24 d时达到峰值,峰值以京科甜608最高,为87.50,峰值以京科甜183最低,为83.08。外观及品尝评分平均值表现为京科甜533>京科甜608>中农大甜413>米哥>农科甜601>京科甜158>京科甜183。

由表7可知,参试玉米品种籽粒含水量随采收期推迟呈降低趋势,其中,授粉后12～30 d,参试品种的平均含水量变幅为85.53%～66.81%；参试甜玉米品种在授粉后12～30 d的降水速率在品种间存在显著差异,具体表现为中农大甜413降水速率(0.72%/d)<京科甜533(0.77%/d)<京科甜608(0.81%/d)<米哥(0.87%/d)<京科甜183(0.92%/d)<京科甜158(0.94%/d)<农科甜601(0.95%/d)。由此可见,中农大甜413、京科甜533、京科甜608在适采期内籽粒降水较慢,显著低于其他品种。

注：同一列数字后不同小写字母表示不同处理间差异达0.05 显著水平。

Note：Values within a column followed by different letters are significantly different at the 0.05 probability level among different treatments.

3 结论与讨论

目前对鲜食玉米的物性学评价仍局限于感官评定,且国内外有关的评定标准较模糊,没有明确的、客观的、科学的量化标准,外国有关鲜食玉米物性学评价的研究也相当少[17]。因而对本研究的主要目的在于利用客观的物性评价和感官品质相结合,科学、合理的评价鲜食玉米的品质特性。

张大力等[18]基于不同温度条件下糯玉米籽粒的物性参数认为糯玉米蒸煮后最适食用温度为60 ℃。赵福成[19]认为甜玉米籽粒的物性受品种、环境条件和栽培措施的影响,在同一条件下,甜玉米籽粒的TPA物性特征值间存在良好的相关性。本研究中TPA物性综合D值在不同品种间存在显著差异且D值随采收期的推迟呈逐渐上升的趋势,这与前人的研究结果一致。参试甜玉米品种TPA物性综合评价D值最高值,以京科甜608最低(0.48),其次是米哥(0.53),最高值以京科甜601最高(0.83)。参试各品种不同采收期D值平均值表现为,米哥最低(0.34),其次是京科甜608(0.35)和中农大甜413(0.35),农科甜601最高(0.5)。

刘萍等[20]认为鲜穗蒸煮评分在品种间、采收期间存在极显著差异,最佳品质期在授粉后的使其及长短在品种间存在差异,本研究中参试甜玉米品种感官品质最高评分在品种间存在显著差异。京科甜158、中农大甜413、京科甜533、农科甜601、京科甜608在21 d达到峰值,京科甜183在18 d达到峰值,米哥在24 d达到峰值,这与前人的研究结果一致。参试品种中以京科甜608的外观及感官品尝评分最高(87.5),其次是京科甜533(87.25)、京科甜601(85.5)和米哥(85.5),京科甜183相对较低(83.08)。

鲜食甜玉米食用品质、产量与其采收期关系密切。适采期长短对甜玉米商品价值提高意义重大。鲜食甜玉米籽粒降水速率高低在一定程度上决定其适采期的长短。宋朝玉等[21]认为籽粒含水量是影响籽粒鲜食品质的重要因素之一。本研究表明,试验甜玉米品种籽粒含水量表现为品种和不同采收期间差异显著,甜玉米外观及感官品尝总分在85分以上时,含水量在76.39%～74.56%,TPA综合评价D值在0.23～0.46。

综上所述,中农大甜413、京科甜533在授粉后12～30 d内籽粒降水速率最慢,适采期较其他品种长；京科甜533、京科甜608感官品质评分较高；适采期平均TPA综合评价D值以米哥、京科甜608和中农大甜413较低,综合评价,京科甜608、京科甜533、中农大甜413 、米哥适采期长,品质较优。

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Relationship Between Water Content and Physical Properties and Quality of Sweet Corn at Different Harvesting Periods

LU Baishan, DONG Hui, XU Li, SHI Yaxing, ZHAO Jiuran, FAN Yanli, YU Ainian

(Maize Research Center, Beijing Academy of Agricultural and Forestry Sciences, Beijing Key Laboratory of Maize DNA Fingerprinting and Molecular Breeding, Beijing 100097,China)

Abstract： In order to clarify the difference of moisture content and physical properties of sweet corn grains between different harvest dates, seven sweet corn varieties, such as Jingketian 608, were used as research materials in China, and 7 harvesting periods were set at 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30 d after pollination to study sweet corn kernels in different harvesting periods. Changes in physical property values, sensory qualities, and water content of TPA. Principal component analysis was used to convert each TPA physical property parameter into three independent indicators. The membership function method was used to analyze the three comprehensive indicators, and the D value of TPA physical property evaluation in different harvesting periods was obtained. The results showed that：There were different degrees of correlation between physical property parameters, sensory quality parameters and water content of TPA in the tested sweet corn varieties. The sensory quality of the tested sweet corn varieties varied among different varieties and harvesting periods. The odor, flavor, color and sweetness increased first and then decreased with the delay of harvesting period, and the peaks appeared around 22 d. Among the different varieties, the average appearance quality, smell, flavor, and sweetness were relatively high in Jingketian 533, Jingketian 608, and Zhongnongdatian 413. The tenderness was relatively high with the scores of Miguel and Jingketian 608; the skin thickness was relatively high with Jingketian 608 and Zhongnongdatian 413. By comparing the comprehensive D value of physical properties of TPA, the total score of sensory quality and the water content, the total sensory quality score was above 85, the water content was between 76.39% and 74.56%, and the comprehensive D value of TPA was 0.23-0.46 rooms. The average D value of the average TPA physical property was relatively low in Mige, Jingketian 608, Zhongnongdatian 413, and the average sensory quality score was the highest in Jingketian 533 (80.65), followed by Jingketian 608 (80.31), Jingketian 158 and Jingketian 183 scores were relatively low, 76.8 and 76.7, respectively. The precipitation rate was relatively low in Zhongnongdatian 413 (0.72%/d), Jingketian 533 (0.77%/d) and Jingketian 608 (0.81%/d).

Key words: Harvest period; Sweet corn; TPA physical properties; Sensory quality; Water content

中图分类号：S513.01

文献标识码：A

文章编号：1000-7091(2019)增刊-0069-09

doi:10.7668/hbnxb.20190309

收稿日期：2019-05-06

基金项目：北京市农林科学院青年科研基金(QNJJ201723)；北京市科技计划课题(Z171100001517013)；北京市粮经作物产业创新团队(BAIC09-2019)；北京市农林科学院院级科技创新团队建设项目(JNKYT201603)

作者简介：卢柏山(1972-),男,北京平谷人,推广研究员,硕士,主要从事鲜食玉米育种及品质研究。

通讯作者：史亚兴(1977-),男,北京人,副研究员,硕士,主要从事鲜食玉米育种及品质研究。

赵久然(1962-),男，北京平谷人,研究员,博士,主要从事玉米遗传育种及栽培研究。