紫玉米研究进展综述

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　　摘  要：紫玉米色素主要富集于玉米籽粒皮层、茎秆、穗轴、叶片等部位，其来源丰富、安全性高，具有较高的营养价值和药理作用，应用前景十分广阔。该文综述了紫玉米的品种资源创制、色素成分、营养价值及生理活性等方面的研究进展，旨在为紫玉米的開发利用提供参考。
　　关键词：紫玉米;花青素;黑色食品
　　中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）13-0065-03
　　Abstract：Black food is deeply loved by consumers，and purple corn pigment is abundant in corn seed cortex， stem， spike shaft，Leaf，etc..Its source is rimeihuoch with high safety，and it also has certain nutrition and pharmacology， and with a very broad application foreground.This paper reviews the research on the purple corn variety resources，main components of purple corn pigment， nutritional value， etc.，in order to provide reference for the development and utilization of purple corn.
　　Key words：Purple corn;Anthocyanin;Black food
　　近年来，黑色食品深受消费者的喜爱[1-2]。一般认为，农作物的营养品质与种皮或果皮的颜色密切相关，颜色越深、其营养价值越高[3]。紫玉米也被称着黑玉米，是玉米家族的1个类型，紫黑色籽粒为其主要特征。随着人们生活水平的提高和对营养健康的重视，市场对紫玉米的需求量不断扩大，具有广阔的市场潜力[4]。紫玉米色素主要富集于玉米籽粒皮层、茎秆、穗轴、叶片等部位，具有一定的营养和药理作用，可用于食品、药品、饮品和化妆品等[5]。作为天然黑色素，其来源丰富、安全性高，是合成色素的换代产品，应用前景十分广阔。研究表明，在不同的植物黑色素中，紫玉米的花青素含量最高、功效最好[6]。本文综述了紫玉米品种资源创制、花青素的主要成分、营养价值等方面的研究进展，旨在为紫玉米的开发利用提供参考。
　　1 品种资源
　　紫玉米属禾本科玉米属，原产于秘鲁，有着悠久的栽培历史，但是紫玉米种质资源十分缺乏，种质基础特别狭窄。并且受食用的要求，紫玉米往往要加上糯性，成为紫糯玉米，才能在口感上更加符合市场的要求。因此，要想选育出花青素和籽粒产量均高的品种，十分不易[6]。经过广大农业科研工作者的长期努力，种质资源引进与自主培育并重，当前紫玉米品种资源已有了一定的基础，如中华黑玉米、黑（紫）色糯玉米杂交种黑糯1号、黑糯2号、黑糯3号、意大利黑玉米、墨西哥超大黑玉米、靠山一号、河“琢紫1号”等[7]。近些年来，随着紫玉米需求的不断扩大，为满足市场需求，不少农业科研单位都加大了紫玉米方面的科研力量和资源的投入力度，科研成效逐渐显现，先后选育出了一系列优质的新品种。如河南省农科院粮作所育成的郑黑糯1号;安徽省濉溪县农科所培育出超级黑糯玉米新品种黑攻瑰1号、淮科糯2号、濉黑糯3号;广东省农科院培育的黑珍珠黑糯玉米;福建省农业科学院培育出闽紫糯1号;山西省农科院选育的晋黑糯3号、晋糯8号、晋糯10号;重庆市农业科学院培育的黑糯600，甘肃省农科院作物所培育的陇糯1号;广西壮族自治区农业科学院玉米研究所桂黑糯609等。这些紫糯玉米品种的育成，大大丰富了我国紫玉米品种资源，也在一定程度上满足了消费者对食用品质的要求。
　　2 花青素的主要成分
　　紫玉米籽粒中所含的色素主要是花青素，又称花色素或花色苷，它是天然存在于植物体内的一类可溶性黄酮类物质。1947年，花青素物质首次在花生仁包衣中发现，随后在紫薯、桑葚、葡萄、紫玉米、草莓中也发现了花青素。花青素的种类繁多，已发现天然存在的花青素就有250多种。其中，天竺葵色素、矢车菊色素、飞燕草色素、芍药色素、牵牛花色素和锦葵色素等6种常见于植物中[8]。自然条件下，花青素通常与糖类物质结合的形式存在。
　　紫玉米中花青素含量丰富，并且由于紫玉米籽粒和植株生物产量高，现已成为工业提取花青素的理想原料。刘炬[9]研究发现，东北黑玉米中花青素含量很高，花青素质量分数为2.01%，具有工业大量生产的可能性。经中国林科院南京林化所分析，淮科糯2号品种穗轴中天然黑色素含量高达5%，子粒中高达0.8%[10];濉黑糯3号品种穗轴中天然黑色素含量高达4.5%，籽粒中高达0.3%[11]。
　　经过提取后分析，玉米籽粒中的花青素主要有以下几种，分别为矢车菊素-3-葡萄糖苷、天竺葵素-3-葡萄糖苷、芍药素-3-葡萄糖苷、天竺葵素-3-二丙二酸酰基葡萄糖苷、天竺葵素-3-丙二酸酰基葡萄糖苷、2个矢车菊素-3-丙二酸酰基葡萄糖苷同分异构体，以及2个芍药素-3-丙二酸酰基葡萄糖苷同分异构体[12-13]。其中，矢车菊类占（73.3±4.7）%、芍药素类占（17.5±5.1）%、天竺葵类占（9.3±0.7）%[14]。
　　经高效液相色谱、紫外可见光谱、红外光谱法、核磁共振波谱法分析，紫玉米植株色素提取物有6个峰，国内紫玉米植株色素主要成分为矢车菊素-3-葡萄糖苷为45.96%，3′，4′-二羟基花色素-3-葡萄糖苷为12.99%，而秘鲁紫玉米色素主要成分含量为：矢车菊素-3-葡萄糖苷为44.2%、矢车菊素-3-葡萄糖-丙二酸为23.2%、芍药素-3-葡萄糖苷11.5%等[15]。 　　3 营养价值
　　研究表明，紫玉米比普通玉米营养更为丰富。其中，紫玉米的蛋白质含量在9.88%～11.09%，比普通玉米高1.23倍;脂肪含量在5.21%左右，比普通玉米高1.3倍，且多为不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸有软化血管的作用，因而紫玉米很适合高血壓、心脑血管疾病以及动脉粥样硬化的人群食用。紫玉米的硒含量是普通玉米的5～10倍。铁、锰、铜、锌等微量元素比普通玉米高2～8倍，钙含量是普通玉米和其他谷物的4～6倍，钾含量是普通玉米和其他谷物的3～9倍。紫玉米中氨基酸的含量可高达5.6mg/mL，比普通玉米氨基酸含量高73%。大部分谷类作物中不含有Vc，而黑糯玉米中Vc含量较高，达4.83mg/100g[16-17]。
　　4 生理活性
　　4.1 抗氧化 人体内产生的自由基会导致衰老等一系列变化。紫玉米色素丰富的矢车菊花色苷，B环上有2个OH基，具有很强的供氢能力，可捕捉自由基，具有很好的抗氧化用。其抗氧化机理为在自由基发生剂存在下，可产生具有抑制氧化能力的代谢产物，以及能捕捉自由基的原儿茶酸，具有双重抗氧化作用[18]。
　　4.2 延缓衰老 衰老是一种生命现象。周波等[19]利用紫玉米植株中提取的花青素对果蝇进行实验，发现花青素可延长果蝇寿命，最多可延长15.5%。因此，可确定黑玉米色素具有抗衰老作用。
　　4.3 抑制肿瘤 紫玉米色素与PhIP（2–氨基–N–甲基–5–苯基咪唑并吡啶）的致突变性之间有明显的量效关系。Zhao等[20]研究证明，花青苷对人类结肠癌细胞有抑制作用，而对正常结肠细胞无抑制作用。Hagiwara等[21]研究表明，紫玉米色素对PhIP诱发大肠癌具有明显的抑制作用，且无不良反应。表明紫玉米色素可作为保健食品，在抑制肿瘤方面具有潜在的应用价值。
　　4.4 预防心脑血管疾病，保护肝脏 紫玉米中的花色素能明显抑制低密度脂蛋白的氧化和血小板的聚集，抑制高脂饮食引起体重、脂肪和血脂增高，抑制高脂肪、高蔗糖所诱发高血糖症，使高胰岛素血症完全恢复正常，并且能抑制原发性高血压大鼠血压增高。
　　参考文献
　　[1]马仕本.开发黑色食品大有优势[J].食品信息，1997（12）：11.
　　[2]梁世喜.黑五类食品集团发展势头旺盛[J].食品信息，1998（16）：19.
　　[3]马越，赵晓燕，徐亚民.黑玉米的营养价值与保健作用[J].食品研究与开发，2006，27（9）：115-117.
　　[4]赵良.黑玉米健康食品新亮点[N].市场报，1999-04-09.
　　[5]杨振东.紫玉米色素研究进展[J].中国食品添加清洗剂，2009，6：100-104.
　　[6]史振声，贾森.紫玉米不同组配方式的花青素含量及产量比较[J].种子，2012（31）7：13-18.
　　[7]高云.黑甜玉米的营养成分分析及开发利用[J].食品科学，2000，21（12）：59-61.
　　[8]赵文涛.紫黑甜糯玉米主要性状的遗传研究[D].南宁：广西大学，2018.
　　[9]刘炬.东北黑玉米花青素含量的测定[J].广东化工，2018，45（6）：207.
　　[10]蔡士兵.超黑糯玉米新品种淮科糯2号[J].中国种业，2012，2：65.
　　[11]周素.英黑糯玉米新品种濉黑糯3号的选育及高产栽培技术[J].农业科技通讯，2010，8：137-138.
　　[12]Petroni K.，Pilu R.，Tonelli C.Anthocyanins in corn：a wealth of genes for human health[J].Planta，2014，240（5）：901-911.
　　[13]Zhao X.Y.，Corrales M.，Zhang C.，Hu X.S.，Ma Y.，and Tanscher B.，2008，Composition and thermal stability of anthocyanins from chinese purple corn （Zea mays L.）[J].J.Agric.Food Chem.，56（22）：10761-10766.
　　[14]Pascual–Teresa S，Santos–Buelga C，Rivas–Gonzalo J C.LC–MS analysis of anthocyanins from purple corn cob[J].Journal of the Science of Food and Agriculture，2002，82（9）：1003-1006.
　　[15]周波，李新华，王晓红，等.玉米紫色植株色素主要成分的结构鉴定[J].天然产物研究与开，2008，20：842-845.
　　[16]杜连起，韩连军.论黑玉米的开发利用[J].玉米科学，2000，8（4）：92-94.
　　[17]保健型黑糯玉米的营养价值及其栽培技术[J].吉林蔬菜，2017，7：3-4.
　　[18]凌关庭.紫玉米色素及其生理功能[J].粮食与油脂，2002（10）：46-49.
　　[19]周波，王晓红，郭连营，等.玉米紫色植株花色苷色素延缓衰老的功能[J].中国临床康复，2006，10（19）：138-140.
　　[20]Zhao C，Giustim M，Malik M，et al.Effects of commercial anthocyanin-rich extracts on colonic cancer and nontumorigenic colonic cell growth[J].J.Agric.Food Chem.，2004，52：6122-6128.
　　[21]Toyoshi T，Kohda T.Antihypertensive activity of purple corn color in spontaneously hypertensive rats[J].Foods & Food Ingredients Jounal of Japan，2004，209（8）：671-679.
　　（责编：张宏民）
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