不同品种鲜食玉米体外抗氧化能力综合评价

卢柏山,董 会,史亚兴,赵久然,徐 丽,刘 辉,张翠芬

(北京市农林科学院玉米研究中心,玉米DNA指纹及分子育种北京市重点实验室,北京 100097)

摘要:为探讨不同品种鲜食玉米间抗氧化能力的差异,筛选抗氧化能力较强的鲜食玉米品种,以京紫糯219等19个不同品种鲜食玉米为试验材料,测定参试鲜食玉米各品种的6项生理指标,即花青素含量、原花青素含量(OPC)、还原能力、类黄酮含量、羟自由基清除率以及总酚含量(TP)。运用隶属函数分析法和聚类分析法对参试鲜食玉米各品种抗氧化能力进行综合评价及分类。结果表明:参试鲜食玉米不同品种在抗氧化各单项指标间均存在不同程度的差异。各单项指标间:花青素含量以黑珍珠最高,为1 809.12 mg/kg,其余品种为1 482.75~12.49 mg/kg;原花青素含量以黑糯5008最高,为0.47 mg/g,其余品种为0.24~0.10 mg/g;羟自由基清除率以涿紫花青素甜玉米最高,为0.96%,其余品种为0.95%~0.79%;类黄酮含量以京紫糯219最高,为1.28 mg/g,其余品种为1.23~0.12 mg/g;还原能力以涿紫花青素甜玉米最高,为445.87 U/g,其余品种为335.41~85.47 U/g;总酚含量以涿紫花青素甜玉米含量最高,为54.67 mg/g,其余品种为52.19~21.02 mg/g。通过对参试鲜食玉米品种6项生理指标综合评价D值的比较得知,抗氧化能力综合D值以涿紫花青素甜玉米最高,D值为0.87,其次是京紫糯219(0.67)和黑珍珠(0.66),综合评价D值均在0.60以上。采用系统聚类分析法对抗氧化能力综合评价D值进行聚类分析,聚类结果可以较好地反映参试鲜食玉米品种的抗氧化能力,其中涿紫花青素甜玉米、京紫糯219和黑珍珠的抗氧化能力强,且稳定性好。

关键词:鲜食玉米;抗氧化能力;综合评价;花青素

玉米是我国第一大粮食作物,其中鲜食玉米种植面积呈逐年上升趋势。与普通玉米相比,鲜食玉米因其风味独特、适口性好、营养丰富、易于食用等特点而深受消费者青睐,又因生长期短、种植成本低、经济效益高等特点而受到广大种植户欢迎[1-2]。随生活水平不断提高,人们对饮食和健康的要求也越高,人们对于鲜食玉米的追求开始向保健、营养和食疗等方面转变,功能性鲜食玉米逐渐受到人们的关注[3]。有色鲜食玉米中不仅含有丰富的蛋白质、氨基酸、维生素等营养物质,而且富含大量花青素以及一些生物活性物质,如酚类物质[4-5]。国内外学者对花青素功能的研究表明:花青素具有抗氧化、降低血脂、增强人体免疫等作用[6-8]。近年来,有色鲜食玉米的抗氧化作用开始日益受到关注,但大多数集中在高花青素鲜食玉米的品种选育方面[9-10],而针对不同品种鲜食玉米之间的抗氧化能力进行比较,报道较少。抗氧化是指抗氧化自由基的简称,人体因为与外界的持续接触,包括呼吸(氧化反应)、外界污染、放射线照射等因素不断在人体体内产生自由基,科学研究表明,癌症、衰老或其他疾病大都与过量自由基的产生有关联[11-12]。本试验选用京紫糯219等19个不同鲜食玉米品种,测定不同鲜食玉米品种间花青素含量、原花青素含量,比较参试鲜食玉米不同品种间还原能力、类黄酮含量、羟自由基清除率、总酚含量的差异,分析这些指标的相关性,为鲜食玉米膳食营养、花青素营养强化育种以及加工综合利用等提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 供试材料

参试各品种选自2019年征集的优质展示品种,选择3种不同类型的鲜食玉米,包括甜玉米、糯玉米和甜加糯玉米,籽粒颜色包括紫色、五彩花色、白紫色和白色,共计19个品种,试验材料具体信息见表1。

表1 参试鲜食玉米品种类型及来源
Tab.1 Types and sources of fresh corn varieties tested

1.2 田间设计

采用随机区组设计,5行区,行长4.5 m,小区面积13.5 m2。为保证品种内取样果穗灌浆的一致性,参试各品种吐丝前选择生长一致、健壮植株挂牌标记,于吐丝前套袋,盛花期统一人工授粉。甜玉米取授粉后21 d的果穗,糯玉米和甜加糯玉米取授粉后23 d的果穗,每个品种取6穗,取下的果穗用冰袋保存,带回实验室处理,每穗剥取中部籽粒于液氮中浸泡,后置于-80 ℃保存,用于各指标测定。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 花青素含量(Anthocyanin content)的测定 花青素含量参照植物源性食品中花青素的测定-高效液相色谱法(NY/T 2640-2014)标准,检测结果为干籽粒花青素含量。

1.3.2 原花青素含量(Oligomeric proantho cyanidins,OPC)的测定 原花青素含量采用香草醛比色法[13]:在酸性条件下,植物原花青素A环上的间苯二酚和间苯三酚与香草醛发生缩合反应,产生有色化合物,在500 nm处有特征吸收峰,测定500 nm光吸收值可计算原花青素的含量,检测结果为鲜籽粒原花青素含量。

1.3.3 羟自由基清除能力测定 羟自由基清除率采用邻二氮菲法[14]:H2O2/Fe2+ 通过Fenton反应产生羟自由基,将邻二氮菲-Fe2+水溶液中Fe2+氧化为Fe3+,导致536 nm吸光度下降,样品对536 nm吸光度下降速率的抑制程度,反映了样品清除羟自由基的能力,检测结果为鲜籽粒羟自由基清除能力。

1.3.4 类黄酮含量(Flavonoid)的测定 类黄酮含量采用硝酸铝比色法[15]:在碱性亚硝酸盐溶液中,类黄酮与铝离子形成在510 nm处有特征吸收峰的红色络合物,测定样品提取液在510 nm处的吸光值,即可计算样品类黄酮含量,检测结果为干籽粒类黄酮含量。

1.3.5 还原能力(Reduction capacity)的测定 还原能力[16]的测定采用普鲁士蓝法,取一定量的样品溶液0.5 mL,分别加入2.5 mL 0.2 mol/L pH值6.6的磷酸盐缓冲液和2.5 mL 1%的K3Fe(CN)6溶液,并混合均匀,将混合液在50 ℃水浴条件下保温20 min后,迅速冷却,再向反应体系中加入2.5 mL 10%的三氯乙酸溶液,混合后3 000 r/min离心10 min。取上清液2.5 mL,加入2.5 mL蒸馏水和1 mL 0.1%的三氯化铁,摇匀,10 min后700 nm下测定吸光值A700。用吸光值表示样品的还原能力,检测结果为鲜籽粒还原能力。

1.3.6 总酚含量(Total phenols,TP)的测定 总酚含量采用钨钼酸比色法[17]:在碱性条件下,酚类物质将钨钼酸还原,产生蓝色化合物,在760 nm处有特征吸收峰,测760 nm处的吸光值,即可得样品总酚含量,检测结果为干籽粒总酚含量。

1.4 数据分析与处理

采用Microsoft Excel 2016进行相关数据处理;数据采用SPSS 19.0软件进行相关性分析与系统聚类分析。

1.4.1 数据标准化 参试鲜食玉米品种各指标隶属函数值的计算参考何雪银等[18]的方法:

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。

1.4.2 权重确定 Vj表示各材料第j个指标的贡献率,公式②归一化后得到各指标的权重系数Wj[19]

1.4.3 综合评价值 采用公式③计算参试鲜食玉米各品种的抗氧化综合评价值[20]

2 结果与分析

2.1 参试鲜食玉米不同指标的方差分析

对19个鲜食玉米品种的6个生理指标的检测分析结果进行方差分析,表2结果表明,花青素含量、原花青素含量、羟自由基清除率、类黄酮含量、还原能力、总酚含量在不同品种间均存在极显著差异,因而有必要进行进一步的分析。

表2 参试鲜食玉米籽粒不同指标的方差分析
Tab.2 Analysis of variance of different indexes of fresh corn

变异来源Variationsource自由度dfF值 F value原花青素含量Oligomeric proantho cyanidins还原能力Reducibility花青素含量Anthocyanincontent类黄酮含量Flavonoidcontent羟自由基清除率Hydroxyl radicalscavenging rate总酚含量Total phenolcontent品种62538.064**375.301**2 117.305**22.399**26.888**19.589**

注:**.0.01水平下差异极显著。

Note:**.Extremely significant differences at 1%.

2.2 参试鲜食玉米各品种花青素含量的差异

花青素是植物组织、器官呈现不同颜色的物质基础,常以糖苷键形式链接,形成花色素苷,其在植物界中分布广泛,具有较强的抗氧化、降血脂、增强免疫力的作用[21-23]。由图1可以看出,参试鲜食玉米不同品种间的花青素含量差异较大,通过比较得知,参试鲜食玉米品种,黑珍珠花青素含量最高,为1 809.12 mg/kg,其次是黑糯520(1 651.97 mg/kg)和涿紫花青素甜玉米(1 482.75 mg/kg),花青素含量均在1 000 mg/kg以上;黑宝(988.51 mg/kg)、京紫糯219(830.62 mg/kg)、黑甜糯144(821.62 mg/kg)、黑糯57(774.77 mg/kg)、黑糯5008(752.69 mg/kg)和沪红糯1号(725.96 mg/kg),花青素含量均在500 mg/kg以上;彩甜糯1965(19.88 mg/kg)、垦彩糯3号(15.40 mg/kg)和彩甜糯1702(12.49 mg/kg),花青素含量较低;其余品种因含量低,均未检出。

不同小写字母表示不同处理间差异达0.05 显著水平。
Different lowercase letters indicated that the difference between the different treatments reached 0.05 significant level.

图1 参试鲜食玉米各品种间花青素含量的差异
Fig.1 Differences in anthocyanin content among various varieties of fresh corn

2.3 参试鲜食玉米各品种原花青素含量差异

原花青素,简称OPC,是植物中广泛存在的一大类多酚化合物的总称,具有极强的抗氧化作用,保护脂质不发生过氧化损伤[24]。由图2可以看出,参试鲜食玉米不同品种间的原花青素含量存在显著性差异。通过比较得知,黑糯5008原花青素含量最高,为0.47 mg/g;其次是黑糯520(0.24 mg/g),原花青素含量均在0.2 mg/g以上;涿紫花青素甜玉米(0.12 mg/g)和京紫糯219(0.12 mg/g),原花青素含量均在0.1 mg/g以上,其余品种含量相对较低。

图2 参试鲜食玉米各品种间原花青素含量的比较
Fig.2 Comparison of oligomeric proantho cyanidins content among fresh corn varieties tested

2.4 参试鲜食玉米各品种羟自由基清除率的比较

羟自由基是人体在新陈代谢过程中产生的对生物体毒性最强、危害最大的一种自由基。它可以使组织中的糖类、氨基酸、蛋白质、核酸等物质发生氧化,遭受氧化性损伤和破坏,导致细胞坏死或突变;另外衰老、肿瘤等均与羟自由基有关[25]。由图3可以看出,参试鲜食玉米不同品种间的羟自由基清除率在0.96%~0.79%,且在参试鲜食玉米各品种间存在显著差异。通过比较得知,参试鲜食玉米品种,涿紫花青素甜玉米羟自由基清除率最高,为0.96%;其次是黑糯520(0.95%)、京紫糯219(0.94%)、沪红糯1号(0.93%)、黑珍珠(0.92%)、黑甜糯144(0.90%)和黑糯5008(0.90%),羟自由基清除率均在0.90%以上,其余品种含量相对较低。

图3 参试鲜食玉米各品种间羟自由基清除能力的比较
Fig.3 Comparison of hydroxyl radical scavenging ability among fresh corn varieties tested

2.5 参试鲜食玉米各品种类黄酮含量的差异

类黄酮广泛存在于植物组织,属植物次生代谢化合物,具有抗氧化、抗菌、抗肿瘤、增强免疫等多种生理活性,同时也是果蔬的感官品质和营养质量的决定因素[26]。由图4可以看出,参试鲜食玉米不同品种间的类黄酮含量存在显著差异,含量在1.28~0.12 mg/g,通过比较得知,参试鲜食玉米中,京紫糯219类黄酮含量最高,为1.28 mg/g;其次是涿紫花青素甜玉米(1.23 mg/g)、陇彩甜7号(1.14 mg/g),类黄酮含量均在1 mg/g以上,其余品种含量相对较低。

图4 参试鲜食玉米各品种间类黄酮含量的比较
Fig.4 Comparison of flavonoid content among various varieties of fresh corn

2.6 参试鲜食玉米各品种还原能力的比较

还原能力是通过自身的还原作用,给出电子而清除自由基,还原能力越强,抗氧化能力越强。由图5可以看出,参试鲜食玉米不同品种间的还原能力差异显著,还原能力在445.87~85.47 U/g。通过比较得知,参试鲜食玉米品种,涿紫花青素甜玉米还原能力最高,为445.87 U/g;其次是黑珍珠(335.41 U/g)和黑糯520(334.82 U/g),还原能力均在300 U/g以上;黑宝(280.03 U/g)、京紫糯219(259.60 U/g)、黑糯57(254.27 U/g)、沪红糯1号(236.20 U/g)、黑糯5008(209.25 U/g)、黑甜糯144(200.66 U/g),还原能力均在200 U/g以上;其余品种还原能力相对较低。

图5 参试鲜食玉米各品种间还原能力的比较
Fig.5 Comparison of reducing ability among participating fresh corn varieties

2.7 参试鲜食玉米各品种总酚含量的差异

果蔬组织中大量存在着酚类物质,它们与果蔬的色泽发育、品质和风味形成、成熟衰老过程、组织褐变、抗逆性抗病性代谢等作用密切相关[27]。由图6可以看出,参试鲜食玉米不同品种间的总酚含量差异显著,总酚含量在54.67~21.02 mg/g。通过比较得知,参试鲜食玉米品种,涿紫花青素甜玉米总酚含量最高,为54.67 mg/g;其次是五彩甜糯2号(52.19 mg/g)、京紫糯219(51.11 mg/g)和沪红糯1号(51.02 mg/g),总酚含量均在50 mg/g以上,其余品种相对较低。

图6 参试鲜食玉米各品种间总酚含量的比较
Fig.6 Comparison of total phenol content among the fresh corn varieties tested

2.8 参试鲜食玉米品种抗氧化指标间相关分析

由表3可以看出,不同品种鲜食玉米的籽粒总酚含量与羟自由基清除率和类黄酮含量呈显著正相关;羟自由基清除率与类黄酮含量、花青素含量和还原能力呈极显著正相关,与原花青素含量呈显著正相关;类黄酮含量与还原能力呈极显著正相关,与花青素含量呈显著正相关;花青素含量与还原能力呈极显著正相关,与原花青素含量呈显著正相关。

表3 参试鲜食玉米不同指标的相关分析
Tab.3 Correlation analysis of different indexes of fresh corn

相关系数Correlation coefficient总酚含量Total phenolcontent羟自由基清除率Hydroxyl radicalscavenging rate类黄酮含量Flavonoid content 花青素含量Anthocyanin content还原能力 Reducibilit原花青素含量Oligomeric proanthocyanidins总酚含量 Total phenol content1羟自由基清除率 Hydroxyl radical scavenging rate0.45*1类黄酮含量 Flavonoid content0.46*0.57**1花青素含量 Anthocyanin content 0.010.74**0.51*1还原能力 Reducibilit0.110.73**0.58**0.95**1原花青素含量 Oligomeric proantho cyanidins0.020.51*0.190.47*0.411

注:**.在P<0.01水平差异显著;*.在P<0.05水平差异显著。

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

2.9 参试鲜食玉米各指标隶属函数综合评价

参试鲜食玉米各品种的抗氧化能力不仅与所选择的指标有关,还与该指标对抗氧化能力的影响程度有关,鉴于此,本研究采用隶属函数法对参试鲜食玉米品种各指标的综合抗氧化能力进行分析,综合评价D值代表了参试鲜食玉米各品种的综合抗氧化能力。根据公式②计算得到各抗氧化指标的权重,分别为总酚含量(0.15)、羟自由基清除率(0.13)、类黄酮含量(0.22)、花青素含量(0.18)、还原能力(0.20)、原花青素含量(0.12)。根据公式③计算参试鲜食玉米各品种抗氧化能力综合评价D值,并根据D值对其抗氧化能力进行强弱排序,由表4可知,涿紫花青素甜玉米的综合评价D值最大,达到0.87,表明其抗氧化能力最强,其次是京紫糯219和黑珍珠,D值分别为0.67和0.66。

表4 参试鲜食玉米各指标隶属函数值、权重和综合D值
Tab.4 Membership function value,weight and comprehensive D value of each index of fresh corn

品种Variety隶属函数值 Membership function value总酚含量/(mg/g)Total phenolcontent羟自由基清除率/%Hydroxyl radicalscavenging rate类黄酮含量/(mg/g)Flavonoid content花青素含量/(mg/kg)Oligomeric proantho cyanidins还原能力/(U/g)Reducibilit原花青素含量/(mg/g)Oligomeric proanthocyanidinsD值D value排序Sequence涿紫花青素甜玉米 Zhuozihuaqingsutianyumi1.00 1.00 0.96 0.82 1.00 0.26 0.87 1五彩甜糯2号Wucaitiannuo 2 hao0.93 0.29 0.21 0.00 0.05 0.04 0.22 11沪红糯1号 Huhongnuo 1 hao0.89 0.81 0.18 0.40 0.42 0.13 0.45 6中糯510 Zhongnuo 5100.84 0.29 0.18 0.00 0.00 0.04 0.20 12陇彩甜7号 Longcaitian 7 hao0.79 0.30 0.88 0.00 0.05 0.06 0.35 9京紫糯219 Jingzinuo 2190.89 0.85 1.00 0.46 0.48 0.24 0.67 2农科玉368 Nongkeyu 3680.65 0.22 0.16 0.00 0.01 0.05 0.16 13万紫糯1227 Wanzinuo 12270.60 0.40 0.01 0.00 0.04 0.07 0.16 14黑糯5008 Heinuo 50080.55 0.60 0.32 0.42 0.34 1.00 0.49 5黑珍珠 Heizhenzhu 0.54 0.74 0.63 1.00 0.69 0.15 0.66 3黑糯57 Heinuo 570.40 0.24 0.42 0.43 0.47 0.05 0.36 8黑甜糯144 Heitiannuo 1440.29 0.60 0.51 0.45 0.32 0.19 0.41 7垦彩糯3号 Kencainuo 3 hao0.25 0.35 0.17 0.01 0.08 0.05 0.14 15京科糯2000 Jingkenuo 20000.22 0.13 0.23 0.00 0.07 0.08 0.12 16彩甜糯1965 Caitiannuo 19650.21 0.20 0.21 0.01 0.03 0.00 0.11 17彩甜糯1702 Caitiannuo 17020.18 0.20 0.00 0.01 0.02 0.01 0.06 18彩甜糯100 Caitiannuo 1000.04 0.00 0.12 0.00 0.10 0.03 0.06 19黑糯520 Heinuo 5200.03 0.90 0.30 0.91 0.69 0.50 0.57 4黑宝 Heibao0.00 0.06 0.24 0.55 0.54 0.12 0.29 10指标权重Index weight0.15 0.13 0.22 0.18 0.20 0.12 --

注:-.不存在。

Note:-.Not existed.

2.10 参试鲜食玉米品种综合评价D值间聚类分析

对参试鲜食玉米品种抗氧化能力综合评价D值进行系统聚类分析(图7)。可将参试鲜食玉米分为3类:第1类,涿紫花青素甜玉米、京紫糯219、黑珍珠和黑糯520抗氧化能力强;第2类,黑糯5008、沪红糯1号、黑甜糯144、黑糯57、陇彩甜7号和黑宝,抗氧化能力居中;第3类,五彩甜糯2号、中糯510、农科玉368、万紫糯1227、垦彩糯3号、京科糯2000、彩甜糯1965、彩甜糯1702和彩甜糯100,抗氧化能力较低。

图7 参试鲜食玉米品种综合评价D值的聚类分析
Fig.7 Cluster analysis of D value of comprehensive evaluation of fresh corn varieties

3 结论与讨论

鲜食玉米在我国已有多年的种植历史,随着生活水平的不断提高,以及我国农业发展供给侧的不断推进,鲜食玉米越来越受到广大种植户的青睐[28]。高花青素鲜食玉米不仅含有普通鲜食玉米所包含的各项营养指标,还有较强的抗氧化能力[5]。朱敏等[29]认为不同紫玉米品种中花青素、总酚含量、还原力及清除羟自由基能力存在显著的基因型差异,这与本研究结果一致。本研究中,抗氧化能力各单项指标在不同品种间,存在不同程度的差异。其中,黑珍珠、黑糯520和涿紫花青素甜玉米花青素含量较高,分别为1 809.12,1 651.97,1 482.75 mg/kg,花青素含量均在1 000 mg/kg以上;黑糯5008原花青素含量最高,为0.47 mg/g,其次是黑糯520,0.24 mg/g,原花青素含量均在0.2 mg/g以上;涿紫花青素甜玉米、黑糯520、京紫糯219、沪红糯1号、黑珍珠、黑甜糯144和黑糯5008羟自由基清除率较高,分别为0.96%,0.95%,0.94%,0.93%,0.92%,0.90%,0.90%,羟自由基清除率均在0.90%以上;京紫糯219、涿紫花青素甜玉米和陇彩甜7号类黄酮含量较高,分别为1.28,1.23,1.14 mg/g,类黄酮含量均在1 mg/g 以上;涿紫花青素甜玉米还原能力最高,为445.87 U/g,其次是黑珍珠(335.41 U/g)和黑糯520(334.82 U/g),还原能力均在300 U/g以上;涿紫花青素甜玉米、五彩甜糯2号、京紫糯219和沪红糯1号总酚含量较高,分别为54.67,52.19,51.11,51.02 mg/g,总酚含量均在50 mg/g以上。

姜平平[30]对紫甘薯花青素抗氧化活性研究得出,紫甘薯花青素表现出相当的还原力和清除羟自由基的能力,且与花青素浓度呈正相关;崔逸等[31]研究发现黑枸杞中花青素具有一定的抗氧化能力,对自由基有较好的清除能力。本研究中,花青素含量与羟自由基清除率呈极显著正相关,这与前人研究结果一致。参试鲜食玉米品种,还原能力与羟自由基清除率、类黄酮含量、花青素含量呈极显著正相关;类黄酮含量与羟自由基清除率呈极显著正相关。

不同基因型鲜食玉米的抗氧化能力是多种指标的综合表现,简单使用单项指标难以全面、准确的反应不同品种间的抗氧化能力,因此,采用综合评价法评价参试鲜食玉米各品种的抗氧化能力,更加具体合理。目前,国内外学者已筛选出多个高花青素鲜食玉米优良品质[32-33],本试验的主要目的在于比较不同基因型鲜食玉米间抗氧化能力的差异,通过对19份鲜食玉米材料的6项指标进行相关性分析,并利用隶属函数法对6个单项指标进行综合评价,得到综合评价D值,客观反映了参试鲜食玉米不同品种间的抗氧化能力,抗氧化能力综合D值以涿紫花青素甜玉米最高,D值为0.87,其次是京紫糯219(0.67)和黑珍珠(0.66),综合评价D值均在0.6以上。

通过对D值聚类分析,将19份不同基因型鲜食玉米划分为强、中、弱3种类型,其中涿紫花青素甜玉米、京紫糯219、黑珍珠和黑糯520,抗氧化能力强;黑糯5008、沪红糯1号、黑甜糯144、黑糯57、陇彩甜7号和黑宝,抗氧化能力居中;五彩甜糯2号、中糯510、农科玉368、万紫糯1227、垦彩糯3号、京科糯2000、彩甜糯1965、彩甜糯1702和彩甜糯100,抗氧化能力较低。

通过对6项抗氧化指标的综合分析可知,涿紫花青素甜玉米、京紫糯219和黑珍珠,属于抗氧化能力强的优质鲜食玉米品种。

参考文献:

[1] 史亚兴,徐丽,赵久然,卢柏山,樊艳丽. 中国糯玉米产业优势及在“一带一路”发展中的机遇[J].作物杂志,2019(2):15-19. doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2019.02.003.

Shi Y X,Xu L,Zhao J R,Lu B S,Fan Y L. Waxy maize industry advantages in China and opportunities in the development of the Belt and Road[J].Crops,2019(2):15-19.

[2] 赵久然,卢柏山,史亚兴,徐丽. 我国糯玉米育种及产业发展动态[J].玉米科学,2016,24(4):67-71. doi:10.13597/j.cnki.maize.science.20160413.

Zhao J R,Lu B S,Shi Y X,Xu L. Development trends of waxy corn breeding and industry in China[J].Journal of Maize Sciences,2016,24(4):67-71.

[3] 董会,徐丽,史亚兴,赵久然,卢柏山,樊艳丽,席胜利,张翠芬,高宁,史亚民,刘焱辉. 糯玉米鲜子粒和熟子粒叶酸含量分析及评价[J].玉米科学,2019,27(2):16-20,35.doi:10.13597/j.cnki.maize.science.20190203.

Dong H,Xu L,Shi Y X,Zhao J R,Lu B S,Fan Y L,Xi S L,Zhang C F,Gao N,Shi Y M,Liu Y H. Analysis of folic acid content in fresh and cooked grains of waxy corn[J].Journal of Maize Sciences,2019,27(2):16-20,35.

[4] 郝小琴,梁树辉,赵文涛,韦俏君.紫黑甜糯玉米花青素含量研究[J].现代农业科技,2019(15):21,26.doi:10.3969/j.issn.1007-5739.2019.15.014.

Hao X Q,Liang S H,Zhao W T,Wei Q J.Study on anthocyanin content of purple black sweet waxy corn [J].Modern Agricultural Science and Technology,2019(15):21,26.

[5] 王小星,郭冰,刘贵海,王要闯,郭纪坤. 紫玉米研究进展综述[J].安徽农学通报,2019,25(13):65-66,122. doi:10.3969/j.issn.1007-7731.2019.13.023.

Wang X X,Guo B,Liu G H,Wang Y C,Guo J K. Research on purple corn[J].Anhui Agricultural Science Bulletin,2019,25(13):65-66,122.

[6] 陈浩,杨帅杰,焦婵媛. 黑果枸杞中花青素类物质的研究进展[J].现代食品,2020(5):57-59. doi:10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2020.05.019.

Chen H,Yang S J,Jiao C Y. Research progress of anthocyanin substances in Lycium rethenicum murr[J].Modern Food,2020(5):57-59.

[7] 李圣桡,李若萌,陈博朴,张卫,周亚军.蓝靛果的营养价值与加工技术研究进展[J].农产品加工,2020(1):68-73.doi:10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2020.01.054.

Li S R,Li R M,Chen B P,Zhang W,Zhou Y J.Research progress on nutritional value and processing technology of blue rime fruit[J].Farm Products Processing,2020(1):68-73.

[8] 郭金颖,张克义,庞静. 黑果腺肋花楸的功能性成分及保健作用研究进展[J].饮料工业,2020,23(1):68-71. doi:10.3969/j.issn.1007-7871.2020.01.021.

Guo J Y,Zhang K Y,Pang J. Advances in studies on the functional components and health care effects of Aronia melanocarpa[J].The Beverage Industry,2020,23(1):68-71.

[9] 董立红,陈永欣,范瑞,张璐,李文和,阮福林.优质黑糯玉米新品种晋糯10号高产制种技术[J].农业与技术,2018,38(21):1-2.

Dong L H,Chen Y X,Fan R,Zhang L,Li W H,Ruan F L.High yield seed production techniques of new high quality black waxy maize variety Jinnuo 10[J]. Agriculture and Technology,2018,38(21):1-2.

[10] 全株紫玉米杂交种涿紫1号的选育[J].农业科技通讯,2003(10):44.

Breeding of whole plant purple maize hybrid Zhuozi 1 [J].Bulletin of Agricultural Science and Technology, 2003(10):44.

[11] Devasagayam T P A,Tilak J C,Boloor K K,Sane K S,Ghaskadbi S S,Lele R D. Free radicals and antioxidants in human health:Current status and future prospects[J].The Journal of the Association of Physicians of India,2004,52:794-804.

[12] Yamada T,Steinz M M,Kenne E,Lanner J T. Muscle weakness in rheumatoid arthritis:The role of Ca2+ and free radical signaling[J].EBioMedicine,2017,23:12-19. doi:10.1016/j.ebiom.2017.07.023.

[13] 涂佳,邓学良,李忠海,薛敏敏. 响应面法优化野生毛葡萄中原花青素醇提工艺的试验[J].湖南林业科技,2010,37(1):1-6. doi:10.3969/j.issn.1003-5710.2010.01.001.

Tu J,Deng X L,Li Z H,Xue M M. Optimization for ethanol extraction of proanthocyanidins from Vitis quinquangularis using response surface method[J].Hunan Forestry Science & Technology,2010,37(1):1-6.

[14] 黎勇坤,李聪,古昆,欧灵澄,尹家元. H2O2/Fe2+体系中羟基氧化行为的抑制与促进[J].云南大学学报(自然科学版),2002,24(4):302-305. doi:10.3321/j.issn:0258-7971.2002.04.015.

Li Y K,Li C,Gu K,Ou L C,Yin J Y. Inhibition or promotion of oxidation of hydroxyl radical in H2O2/Fe2+ system[J].Journal of Yunan University (Natural Sciences),2002,24(4):302-305.

[15] 张丽珍,周之荣. 广藿香叶中总黄酮含量的分光光度法测定[J].中国医药导刊,2009,11(5):879-881. doi:10.3969/j.issn.1009-0959.2009.05.096.

Zhang L Z,Zhou Z R. Spectrophotometric determination of the content of total flavonoid in leaves of Pogostemon cablin[J].Chinese Journal of Medicinal Guide,2009,11(5):879-881.

[16] 刘杰超,王思新,焦中高,马彩红,王亚绿,郭焕霞,王晓燕,李银杰. 苹果多酚提取物抗氧化活性的体外试验[J].果树学报,2005,22(2):106-110. doi:10.3969/j.issn.1009-9980.2005.02.003.

Liu J C,Wang S X,Jiao Z G,Ma C H,Wang Y L,Guo H X,Wang X Y,Li Y J. Studies on antioxidant activities of apple polyphenol extracts in vitro[J].Journal of Fruit Science,2005,22(2):106-110.

[17] 何莎莉,王钫. Folin-Ciocalteu比色法测定保健品中多酚总量[J].分析化学,2009,37(Z1):1025.

He S L,Wang F. Determination of total polyphenols in health products by Folin ciocalteu colorimetry[J].Chinese Journal of Analytical Chemistry,2009,37(Z1):1025.

[18] 何雪银,文仁来,吴翠荣,周锦国. 模糊隶属函数法对玉米苗期抗旱性的分析[J].西南农业学报,2008,21(1):52-56. doi:10.3969/j.issn.1001-4829.2008.01.012.

He X Y,Wen R L,Wu C R,Zhou J G. Analysis of maize drought resistance at seeding stage by fuzzy subordination method[J].Southwest China Journal of Agricultural Sciences,2008,21(1):52-56.

[19] 李源,刘贵波,高洪文,孙桂枝,赵海明,谢楠. 紫花苜蓿种质耐盐性综合评价及盐胁迫下的生理反应[J].草业学报,2010,19(4):79-86.

Li Y,Liu G B,Gao H W,Sun G Z,Zhao H M,Xie N. A comprehensive evaluation of salt-tolerance and the physiological response of Medicago sativa at the seedling stage[J].Acta Prataculturae Sinica,2010,19(4):79-86.

[20] 卢柏山,董会,徐丽,史亚兴,赵久然,樊艳丽,俞嫒年. 甜玉米籽粒不同采收期含水量与物性品质的相关性[J].华北农学报,2019,34(S1):69-77. doi:10.7668/hbnxb.20190309.

Lu B S,Dong H,Xu L,Shi Y X,Zhao J R,Fan Y L,Yu A N. Relationship between water content and physical properties and quality of sweet corn at different harvesting periods[J].Acta Agriculturae Boreali-Sinica,2019,34(S1):69-77.

[21] Kay C D,Mazza G,Holub B J. Anthocyanins exist in the circulation primarily as metabolites in adult men[J].The Journal of Nutrition,2005,135(11):2582-2588. doi:10.1093/jn/135.11.2582.

[22] Bellido G G,Beta T. Anthocyanin composition and oxygen radical scavenging capacity(ORAC)of milled and pearled purple,black,and common barley[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2009,57(3):1022-1028. doi:10.1021/jf802846x.

[23] 顾林,朱洪梅,顾振新. 花青素的生物合成和成色机理及提高其稳定性的途径[J].食品工业科技,2007,28(11):240-244. doi:10.3969/j.issn.1002-0306.2007.11.081.

Gu L,Zhu H M,Gu Z X. Study on mechanism of biological synthesis and color forming of anthocyanidins and approaches to improve the stability[J].Science and Technology of Food Industry,2007,28(11):240-244.

[24] 余修亮. 莲副产物中原花青素的结构、抗氧化活性及降脂作用的研究[D].南昌:南昌大学,2017.

Yu X L.The procyanidin structure,antioxidant activity and lipid-lowering effect of lotus by-product[J].Nanchang: Nanchang University, 2017.

[25] Marx J L. Oxygen free radicals linked to many diseases[J].Science,1987,235(4788):529-531. doi:10.1126/science.3810154.

[26] 禄璐,米佳,罗青,李越鲲,梁晓婕,闫亚美. 枸杞总黄酮提取工艺优化及其体外抗氧化活性分析[J].食品工业科技,2019,40(24):165-171. doi:10.13386/j.issn1002-0306.2019.24.027.

Lu L,Mi J,Luo Q,Li Y K,Liang X J,Yan Y M. Optimization of extraction process of flavonoids from Lycium barbarum L.var.Auranticarpum K.F.Ching and its antioxidant activities in vitro[J].Science and Technology of Food Industry,2019,40(24):165-171.

[27] 安景舒,关晔晴,程玉豆,牟德华,关军锋. 5个梨品种果实不同部位的总酚、黄酮含量及其抗氧化能力分析[J].保鲜与加工,2020,20(3):162-166. doi:10.3969/j.issn.1009-6221.2020.03.025.

An J S,Guan Y Q,Cheng Y D,Mou D H,Guan J F. Analysis of total phenolics and flavonoids contents and their antioxidant capacity in different parts of five pear varieties[J].Storage and Process,2020,20(3):162-166.

[28] 史亚兴,张保民. 鲜食玉米的发展与前景——探索我国甜玉米的北方市场![J].蔬菜,2016(12):1-6. doi:10.3969/j.issn.1001-8336.2016.12.001.

Shi Y X,Zhang B M. Development and Prospect of fresh corn-exploring the northern market of sweet corn in China! [J].Vegetables,2016(12):1-6.

[29] 朱敏,史振声,李凤海. 紫玉米籽粒花青素粗提液抗氧化活性研究[J].食品工业科技,2014,35(22):87-90. doi:10.13386/j.issn1002-0306.2014.22.011.

Zhu M,Shi Z S,Li F H. Antioxidant activity of anthocyanin crude extracted of purple corn kernel[J].Science and Technology of Food Industry,2014,35(22):87-90.

[30] 姜平平. 花色苷类物质抗氧化生理活性的研究[D].天津:天津科技大学,2003.

Jiang P P. Study on antioxidant activities of anthocyanins [D].Tianjin:Tianjin University of Science & Technology,2003.

[31] 崔逸,蒋彩云,张翔,何海艳,陶晓琳,王瑞. 黑枸杞中抗氧化物质的提取及花青素含量分析[J].食品研究与开发,2017,38(16):28-32. doi:10.3969/j.issn.1005-6521.2017.16.007.

Cui Y,Jiang C Y,Zhang X,He H Y,Tao X L,Wang R. Extraction and content analysis of anthocyanin from Lycium ruthenicum murr[J].Food Research and Development,2017,38(16):28-32.

[32] 生物所创制高花青素玉米种质[J].农业科技与信息,2020(5):19.doi:10.1093/pcp/pcy110.

High anthocyanin maize germplasm created by Institute of biology[J].Agricultural Science and Information,2020(5):19.

[33] 范瑞,翟广谦,董立红,陈永欣,李文和. 花青素玉米品种晋糯10号的开发利用[J].农业科技通讯,2018(10):235-237. doi:10.3969/j.issn.1000-6400.2018.10.091.

Fan R,Zhai G Q,Dong L H,Chen Y X,Li W H. Development and utilization of anthocyanin maize variety Jinnuo 10 [J].Bulletin of Agricultural Science and Technology,2018(10):235-237.

Comprehensive Evaluation of Antioxidant Capacity in vitro of Different Varieties of Fresh Corn

LU Baishan,DONG Hui,SHI Yaxing,ZHAO Jiuran,XU Li,LIU Hui,ZHANG Cuifen

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

Abstract The purpose of this study was to investigate the difference of antioxidant capacity among different varieties of fresh corn,and to select fresh eating corn varieties with strong antioxidant capacity,19 different varieties of fresh eating corn,such as Jingzinuo 219,were used as experimental materials,Six physiological indexes of fresh eating corn were determined,including anthocyanin content,oligomeric proantho cyanidins(OPC), reduction capacity,flavoid content,hydroxyl radical scavenging rate and total phenols(TP).The comprehensive evaluation and classification of antioxidant capacity of fresh corn varieties were carried out by using membership function analysis and cluster analysis:there were differences in antioxidant indexes among different varieties of fresh corn. Among the single indicators: The anthocyanin content of Heizhenzhu was the highest (1 809.12 mg/kg),and that of other varieties was between 1 482.75-12.49 mg/kg;the oligomeric proantho cyanidins in Heinuo 5008 was the highest,which was 0.47 mg/g,while that of the other varieties was between 0.24-0.10 mg/g ;the hydroxyl free radical scavenging rate of Zhuozihuaqingsutianyumi was the highest,which was 0.96%,and the other varieties were between 0.95% and 0.79%;the flavonoid content of Jingzinuo 219 was the highest,which was 1.28 mg/g,and the other varieties were between 1.23-0.12 mg/g;the reducing ability of Zhuozihuaqingsutianyumi was the highest,445.87 U/g,and the other varieties were between 335.41 and 85.47 U/g;the content of total phenol in Zhuozihuaqingsutianyumi was the highest,which was 54.67 mg/g,and the other varieties were between 52.19-21.02 mg/g. Through the comparison of the comprehensive evaluation D value of six physiological indexes of the fresh eating corn varieties,it was found that the comprehensive D value of antioxidant capacity of Zhuozihuaqingsutianyumi was the highest,D value was 0.87,followed by Jingzinuo 219(0.67)and Heizhenzhu(0.66),and the comprehensive evaluation D value was above 0.60. Cluster analysis was carried out by using the D value of comprehensive evaluation of anti oxidation ability,the cluster results could reflect the antioxidant capacity of fresh corn varieties,among them,Zhuozihuaqingsutianyumi,Jingziluo 219 and Heizhenzhu had strong antioxidant capacity and good stability.

Key words Fresh corn;Antioxidant capacity;Comprehensive evaluation;Anthocyanin

收稿日期:2021-07-27

基金项目:北京市农林科学院基因组学育种协同创新中心建设项目(KJCX201907-2);北京市粮经作物产业创新团队(BAIC09-2019)

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

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

中图分类号:S513.01

文献标识码:A

文章编号:1000-7091(2021)增刊-0101-10

doi10.7668/hbnxb.20191766