梁停停，任鳳蕓，劉則學(xué)

[1.中糧家佳康（河南）有限公司，河南 永城 476600；2.中糧家佳康（赤峰）有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024000；3.武漢中糧肉食品有限公司，湖北 武漢 430200]

2019年我國(guó)工業(yè)飼料總產(chǎn)量約2.3億噸，其中，配合飼料2.1億噸。玉米是動(dòng)物生產(chǎn)中的常規(guī)飼料原料，被稱為“飼料之王”。一般在畜禽飼料中添加50%以上[1]。淀粉以顆粒狀的形式存在玉米籽粒中，是玉米豆粕型飼糧的主要能量來(lái)源[2]。淀粉的功能特性受直鏈淀粉、支鏈淀粉的支鏈長(zhǎng)度分布[3]和晶體結(jié)構(gòu)等的影響[4]。儲(chǔ)存干燥農(nóng)作物是飼料行業(yè)的一種常見(jiàn)做法。作物儲(chǔ)存后，其化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能性質(zhì)的變化影響加工特性和最終產(chǎn)品質(zhì)量[5]。比如，谷物儲(chǔ)存期間會(huì)導(dǎo)致脂肪氧化和游離脂肪酸含量增加[6]，游離脂肪酸與直鏈淀粉或支鏈淀粉的長(zhǎng)支鏈形成螺旋狀復(fù)合物，改變谷物的物理和營(yíng)養(yǎng)特性[7]。儲(chǔ)存也會(huì)改變谷物中的淀粉酶和蛋白酶等內(nèi)源酶的活性[8]。本文對(duì)儲(chǔ)存時(shí)間如何影響玉米營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，特別是關(guān)于淀粉的含量和結(jié)構(gòu)、糊化特性等的影響進(jìn)行綜述，以期為儲(chǔ)存玉米在顆粒飼料加工工藝和在畜禽飼糧中的使用提供參考。

1 玉米儲(chǔ)存期淀粉含量的變化

玉米在儲(chǔ)存過(guò)程中，會(huì)引起籽粒碳水化合物含量的變化。曬干的玉米在儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)引起淀粉的水解，含有的內(nèi)源性淀粉酶和污染微生物的淀粉酶水解淀粉產(chǎn)生可溶性糖[9]。何學(xué)超等（2004）研究發(fā)現(xiàn)，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的增加（0～250天），粗淀粉含量逐漸降低，由71.4%降低為68.2%。粗淀粉含量與儲(chǔ)存時(shí)間呈負(fù)相關(guān)，但是相關(guān)性較差（-0.727 1）[10]。Stephen等（2010）研究報(bào)道，曬干的玉米在儲(chǔ)存6個(gè)月后，可溶性糖含量從2.5%增至4.4%，淀粉減少，且淀粉的水解率有下降的趨勢(shì)。在儲(chǔ)存過(guò)程中，淀粉分子的酶解作用降低了玉米淀粉顆粒的完整性，受損的淀粉顆粒數(shù)和有針孔的淀粉數(shù)量增加，淀粉分子量減少[5]，與Zia等（2002）報(bào)道一致[11]。對(duì)于未成熟的玉米，在儲(chǔ)存期間，淀粉含量受淀粉合成酶活性的影響[12]。Maryke等（2014）研究報(bào)道，未成熟的蠟質(zhì)玉米在儲(chǔ)存期，仍有淀粉積累，室溫下儲(chǔ)存0～6天，淀粉含量普遍增加，如KKU-UB品種的玉米，在儲(chǔ)存6天后，淀粉含量從77.8%增至94.7%。儲(chǔ)存過(guò)程中，淀粉生物合成酶活性快速提高，淀粉粒繼續(xù)發(fā)育和合成，不同基因型的玉米淀粉含量變化差異很大[13]。因此，未成熟的鮮糯玉米可適當(dāng)進(jìn)行短時(shí)間的儲(chǔ)存，增加其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量。

除了時(shí)間，玉米中淀粉含量還與儲(chǔ)存時(shí)的空氣溫度和相對(duì)濕度等條件相關(guān)[14]。不利的儲(chǔ)存條件會(huì)加速玉米中淀粉含量的下降。與相對(duì)濕度50%相比，儲(chǔ)存在相對(duì)濕度80%條件下的膨化玉米中的可消化淀粉含量顯著下降[15]。較低溫度的儲(chǔ)存，可以降低玉米的呼吸強(qiáng)度，利于玉米淀粉含量的穩(wěn)定性。隨著儲(chǔ)存溫度的升高，淀粉含量降低的程度增加[13]。殷潔鑫等（2016）報(bào)道，將玉米儲(chǔ)存在10 ℃和-20 ℃，1個(gè)月后玉米的淀粉含量無(wú)顯著變化。在30 ℃條件下，儲(chǔ)存12個(gè)月，淀粉含量下降8.2%。當(dāng)儲(chǔ)存在3.6 ℃條件下時(shí)，淀粉含量無(wú)顯著變化，且與儲(chǔ)存時(shí)間無(wú)關(guān)。并且，儲(chǔ)存時(shí)的濕度很高（相對(duì)濕度為76.5%），但對(duì)淀粉含量沒(méi)有負(fù)面影響[16]。低溫狀態(tài)似乎足以保持谷物的狀態(tài)。如果條件允許，玉米應(yīng)保存在4 ℃左右，或至少19 ℃以下，以減少淀粉含量的損失[13]。

2 玉米儲(chǔ)存期直鏈淀粉和支鏈淀粉含量和結(jié)構(gòu)的變化

直鏈淀粉和支鏈淀粉是淀粉的兩種多糖成分。淀粉中直鏈淀粉和支鏈淀粉的分布影響淀粉顆粒的物理性質(zhì)[17]。

直鏈淀粉主要存在于淀粉顆粒的無(wú)定型區(qū)域，或呈延伸狀，或呈左旋單螺旋狀，或呈平行左旋雙螺旋狀。而平行左旋雙螺旋狀的直鏈淀粉可能與支鏈淀粉相互纏繞。直鏈淀粉的含量取決于收獲后谷物的品質(zhì)、儲(chǔ)存時(shí)間等因素。佀靜雪（2000）研究報(bào)道，玉米在儲(chǔ)存6個(gè)月后，直鏈淀粉含量升高，增加17%[18]，與Stephen等（2010）[5]和徐瑞等（2019）[19]報(bào)道一致。Maryke等（2014）的研究結(jié)果相反，其報(bào)道稱，與淀粉含量相比，直鏈淀粉含量對(duì)儲(chǔ)存條件的敏感性更高。室溫和30 ℃的儲(chǔ)存都會(huì)導(dǎo)致直鏈淀粉含量的顯著下降，隨儲(chǔ)存溫度和時(shí)間增加，其降低的程度增加。但是，只有在30 ℃儲(chǔ)存時(shí)，淀粉含量才會(huì)出現(xiàn)顯著降低[13]。造成這種差異的原因可能是被淀粉酶降解，或者其從延伸狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殡p螺旋結(jié)構(gòu)。也可能與分析技術(shù)有關(guān)[20]，碘顯色法中，碘與單螺旋結(jié)合產(chǎn)生藍(lán)色，直鏈淀粉延長(zhǎng)或形成雙螺旋結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致顏色強(qiáng)度變低，導(dǎo)致檢測(cè)到的直鏈淀粉含量降低，盡管直鏈淀粉含量未必減少。

支鏈淀粉的平均鏈長(zhǎng)分布隨儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，支鏈淀粉發(fā)生降解，短支鏈增加，支鏈淀粉的鏈長(zhǎng)分布向較短的支鏈轉(zhuǎn)移，支直比呈下降趨勢(shì)[19]。Stephen等（2010）報(bào)道，曬干玉米在儲(chǔ)存6個(gè)月后，支鏈淀粉長(zhǎng)支鏈的百分比由12.1%下降至8.8%，中支鏈百分比由9.8%增加至11.9%，支鏈淀粉水解。這些發(fā)現(xiàn)與那些認(rèn)為隨著儲(chǔ)存時(shí)間的增加，谷物中支鏈淀粉中的長(zhǎng)支鏈淀粉減少的報(bào)道是一致的[21-23]，原因可能與淀粉水解酶有關(guān)。在玉米儲(chǔ)存期間，淀粉降解酶仍保持活性，活性會(huì)隨著時(shí)間的推移而下降[8]。α-淀粉酶攻擊支鏈淀粉的無(wú)定型區(qū)域（由長(zhǎng)支鏈組成），將長(zhǎng)支鏈水解為中等長(zhǎng)度的鏈，降低支鏈淀粉的分子量。

3 玉米儲(chǔ)存期淀粉糊化特性的變化

淀粉的糊化過(guò)程影響淀粉的利用率[24]、顆粒飼料的耐久性指數(shù)和含粉率[2]。谷物的儲(chǔ)存時(shí)間會(huì)影響淀粉的糊化和熱特性[25]。

糊化特性是谷物儲(chǔ)存期間物理化學(xué)性質(zhì)變化過(guò)程中最敏感的指標(biāo)之一[26]。淀粉糊化過(guò)程中的峰值黏度是區(qū)分淀粉變化的一種重要特征[27]。大米在中短期儲(chǔ)存后峰值黏度顯著增加，但隨著儲(chǔ)存時(shí)間（年）的延長(zhǎng)而減少[28]。玉米在儲(chǔ)存后的峰值黏度也呈現(xiàn)相似的變化趨勢(shì)。儲(chǔ)存2個(gè)月后，從曬干玉米中分離出的淀粉的峰值黏度略微上升（由158.2增加至160.9 RVU），峰值黏度最初的上升可能歸因于α-淀粉酶活性逐漸下降[29]。儲(chǔ)存3～6個(gè)月后，峰值黏度則顯著下降[5]。說(shuō)明玉米儲(chǔ)存后的淀粉顆粒比新鮮玉米的淀粉顆粒具有更強(qiáng)的抗膨脹能力。谷物中的非淀粉成分，比如與淀粉結(jié)合的脂類中的游離脂肪酸，蛋白質(zhì)形成的二硫鍵，以及儲(chǔ)存過(guò)程中淀粉顆粒受損，都有助于降低玉米儲(chǔ)存后的峰值黏度[5]。另一個(gè)原因可能是玉米儲(chǔ)存后淀粉分子量降低，導(dǎo)致黏度降低，直鏈淀粉、脂肪含量和支鏈淀粉支鏈長(zhǎng)度的分布對(duì)淀粉的糊化特性有一定的影響[30]。

玉米中淀粉的糊化特性受儲(chǔ)存天數(shù)影響較大，淀粉的分解黏度和回生值隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)而增加[23]。分解黏度的增加可能是支鏈淀粉的短支鏈數(shù)量增加所致。短鏈比例（DP<12）與分解黏度、回生值呈正相關(guān)，支鏈淀粉的長(zhǎng)鏈與分解黏度呈負(fù)相關(guān)[31]?；厣翟黾訒?huì)降低谷物的黏性[26]。玉米在短期儲(chǔ)存后（6天），糊化溫度變化無(wú)規(guī)律[23]。儲(chǔ)存6個(gè)月后，糊化溫度由72.5 ℃升至75.6 ℃，糊化焓變化值降低[5]。使用儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)的玉米加工顆粒飼料時(shí)，需合理提高調(diào)質(zhì)溫度。

最終黏度隨玉米基因型的不同呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì)，如紫白色基因型的蠟質(zhì)玉米在儲(chǔ)存6天后，淀粉的最終黏度增加；KKU-N7和KKU-UB基因型玉米淀粉的最終黏度降低[23]，表明遺傳因素對(duì)玉米的糊化特性也有相當(dāng)大的影響。

4 玉米儲(chǔ)存期對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能的影響

在很多國(guó)家，玉米作為食品和飼料原料之前，通常儲(chǔ)存2年或更長(zhǎng)時(shí)間。可能影響玉米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。Dafei等（2017）研究發(fā)現(xiàn)，肉雞對(duì)室溫下儲(chǔ)存2、3、4或5年的黃玉米的淀粉消化率無(wú)顯著差異[32]。但與新玉米相比，陳舊玉米會(huì)降低肉仔雞總能、干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)含量，以及氨基酸的真實(shí)代謝率[33]；降低番鴨的存活率、日采食量、日增重和料重比[1]。部分原因是與新玉米相比，陳舊玉米的硬度和粉碎后的顆粒直徑降低，粒度減小。而玉米粉碎粒度降低可能造成家禽生產(chǎn)性能和飼料品質(zhì)下降[34]。以上試驗(yàn)表明，使用長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存的玉米配制禽類飼料時(shí)，可能會(huì)影響生長(zhǎng)性能。對(duì)豬來(lái)講，降低粉碎粒度，可能增加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率[35]。但是由于儲(chǔ)存不當(dāng)，可能導(dǎo)致玉米霉變，產(chǎn)生霉菌毒素，影響豬只生產(chǎn)性能[36]。

5 展望

在糧食安全方面存在一個(gè)問(wèn)題，即如何在不改變營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的情況下長(zhǎng)期更好地儲(chǔ)存玉米？了解儲(chǔ)存期間玉米品質(zhì)的變化，提供適當(dāng)?shù)膬?chǔ)存條件和管理，以達(dá)到生產(chǎn)所需的令人滿意的水平。同時(shí)，需要在更多不同地點(diǎn)和季節(jié)進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，以證實(shí)研究結(jié)果。