高淀粉玉米的开发前景

我国目前尚无育成的高直链淀粉玉米品种在生产上推广，本章没有特别说明的均指混合型高淀粉玉米。根据GB 1353-1999 高淀粉玉米标准规定：一等高淀粉玉米的粗淀粉（干基）≥76％、二等高淀粉玉米为≥74％，三等高淀粉玉米为≥72%，而普通玉米的粗淀粉含量只有60％～69％。

1.高淀粉玉米的特性

1.1籽粒营养成分

普通玉米籽粒中淀粉含量在 65％左右，高淀粉玉米提高了籽粒中的淀粉含量，其籽粒的物理性状和营养成分也发生了变化。高淀粉玉米的籽粒粒重、胚乳重比普通玉米高，而胚重则较低；胚乳与胚占籽粒的比例高，胚乳较大，占籽粒的比例也最大，而胚所占比例较小，胚/胚乳比值最小；籽粒淀粉含量达到 72％以上，显著高于普通玉米；淀粉成分中支链淀粉和直链淀粉均比普通玉米高；籽粒蛋白质含量与普通玉米差异不大，但籽粒粗脂肪的含量低于普通玉米。

1.2玉米籽粒高淀粉成因

据报道，位于玉米第5染色体上的隐性基因ae及其修饰基因共同作用可使玉米籽粒中直链淀粉的含量提高50%～80%。普通玉米平均含有大约27%直链淀粉和73%的枝链淀粉。隐性突变基因ae可把直链淀粉提高到55%～65%。有试验表明，通过积累ae修饰基因的轮回选择技术，可使直链淀粉含量提高到80%以上。

1.3主要农艺性状

目前生产上用的高淀粉玉米品种大多是单交种，其植株形态、果穗外型、生育期等与普通玉米差别不大，常见的高淀粉玉米品种都是晚熟的马齿型。但高直链淀粉玉米品种中直链淀粉合成受复杂的基因型与环境互作的影响。增加直链淀粉含量，则要降低产量和其它农艺性状。高直链淀粉玉米育种中遇到的主要问题是淀粉总含量的减少、较高的水分含量和最终减产。目前，高直链淀粉玉米杂交种的产量低于普通玉米和糯玉米杂交种的产量，仅为普通玉米的65%～75%。混合型高淀粉玉米在产量水平与普通玉米相当。

1.4高淀粉玉米的经济价值

玉米是制造淀粉的重要原料之一，高淀粉玉米具有下述特点：(1)玉米淀粉的质量好；(2)玉米籽粒中淀粉含量高，在相同的加工条件下，出粉率可高2％～4％；(3)玉米综合利用的潜力较大，加工玉米淀粉后的废料可提取玉米油、玉米蛋白粉、胚芽饼和粗饲料，几乎玉米产品的 99％都可以得到利用。玉米淀粉是世界淀粉产量最高的一种，全世界淀粉产量约1100万吨，而玉米淀粉高达900万吨左右，占淀粉总产量的82％。

2.国内外高淀粉玉米应用概况

玉米淀粉是玉米加工的初级产品，是淀粉中最主要的品种。玉米原料丰富、价格便宜，而且100公斤玉米除可制得淀粉66公斤外，还可得到副产品：含60％蛋白质的玉米蛋白粉6.3公斤、玉米油2.7公斤、含21％蛋白质的纤维饲料23公斤。目前世界玉米淀粉产量约为3700万吨，占淀粉总产量的81％。其余900万吨为木薯、小麦、土豆等淀粉。淀粉的用途十分广泛。除可直接使用外，还可加工成各种变性淀粉、水解产品等。淀粉制成的食品如粉丝、粉条等可以直接食用。淀粉作为原料可应用于方便面、火腿肠、冰淇淋等食品和可降解塑料制品中。作为发酵原料用于淀粉糖、氨基酸、酒精、抗菌素、味精等产品的生产。淀粉也可以加工成变性淀粉，广泛应用于造纸、纺织、食品、铸造、医药、建筑、石油钻井、选矿等领域。据调查，全球以玉米淀粉为原料生产的工业制品达1000余种。美国称淀粉业为“朝阳工业”，其地位仅次于电子、汽车和冶金，其广泛用途与石油类产品相提并论。美国淀粉加工业95%的淀粉都是玉米淀粉。我国淀粉行业中90%的淀粉来自玉米。

玉米淀粉是玉米的初级产品，玉米淀粉在加工过程中可获得丰富的副产品，是重要的工业原料，用途很广，涉及到30多个领域，如食品、医疗、纺织、造纸、包装、石油、环保、光纤、高精度印刷线路板、电子芯片等行业。据分析每100kg玉米除可得到66kg玉米淀粉外，还可得到含60%蛋白质的玉米蛋白粉6.3kg、玉米油2.7kg和含21%蛋白质的纤维饲料23kg，其价格远远高于其主产品淀粉的价格。自20世纪90年代中期以来我国淀粉的深加工快速发展，全国淀粉糖(包括山梨醇)总量从1995年的36.19万吨发展到1999年的101.84万吨，年递增率为29.52%；变性淀粉总产量从1995年的8.08万吨发展到1999年的16.45万吨，年递增率为19.45%；味精从1994年的39.7万吨发展到1999年的65万吨，年增长率为10.3%；酒精从1994年的170万吨发展到1999年的200万吨，年增长率为3.3%。因此，玉米淀粉生产工业在整个玉米加工业中占有十分重要的地位，对于搞好玉米深加工、转化和链式增值具有重要意义。

我国混合型高淀粉玉米的选育工作目前已经取得明显进展，各地区都选育和审定了一批高淀粉品种在生产上推广应用。如吉林省四平农科所（1984）选育的高淀粉玉米杂交种四丹19号，粗淀粉含量为74.52%；长春市农科院（1986）选育的高淀粉长单26号，粗淀粉含量为76.8%；河南省农科院（1996）选育的豫玉19号，粗淀粉含量为74.2%；内蒙古自治区哲里木盟农业科学研究所（1991）育成的高淀粉玉米品种哲单14，粗淀粉含量为74.02%；中国科学院遗传研究所与四川省达州市农科所（2000）联合选育的达玉1号玉米单交种，粗淀粉含量达77.2%；中国科学院遗传研究所与杨凌秦丰农业科技股份有限公司（2002）合作选育的玉米单交种秦单5号，粗淀粉含量达75.98%；河南省农科院粮作所（2001）育成的郑单18号品种，粗淀粉含量为74.2%；2002年通过该省审定的郑单21号，粗淀粉含量为75.87%；襄樊正大农业开发有限公司1997年组配的玉米杂交种正大199，2003 年通过天津市农作物品种审定委员会审定，粗淀粉含量76.13 %。此外还有2003年通过国审的河北承德花泰专用玉米种子新技术开发有限责任公司选育的长城淀等等。这些高淀粉品种的育成，为高淀粉玉米实现产业化、专业化、优质化生产奠定了基础。

3.高淀粉玉米开发应用前景

玉米淀粉广泛用于食品、医药、造纸、化学和纺织工业。玉米淀粉制取的葡萄糖是医药工业的重要原料，可制出青霉素、红霉素、金霉素、氯霉素、维生素C,消毒剂和麻醉剂等医药品。玉米高果糖浆是以玉米淀粉作为原料深加工而成。玉米高果糖浆质地纯正透明，比蔗糖甜度高1.2～1.6倍，易被人体吸收利用，是制作糖果、糕点、饮料和罐头的优良甜味剂，也是预防高血压、搪尿病及心血管病的理想食品，预测，玉米高果糖工业可占据未来世界50%的甜味剂市场。不难看出，玉米淀粉深层加工利用，不仅提高玉米原料利用率，而且，国内市场销路好，经济效益十分显著，综合利用前景十分广阔。

直链淀粉是重要的工业原料，用途很广，涉及到30多个领域，如食品、医疗、纺织、造纸、包装、石油、环保、光纤、高精度印刷线路板、电子芯片等行业。直链淀粉还用于食品业的增厚剂、固定剂、炸薯条中阻止过度吸油分的包衣剂。玉米高直链淀粉也是生产光解塑料的最佳原料，是解决目前日益严重的“白色污染”的有效途径。但普通玉米的直链淀粉含量在22%～28%之间，从普通玉米中提取直链淀粉成本很高，因此培育高直链淀粉玉米品种具有重要意义。它的利用将为世界环保事业带来一次重大革命。　[科]