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种子科学技术原理第二章种子化学成分及其利用种子的主要化学成分及其分布一、种子的主要化学成分(一)按照生理功能的分类/zz1、结构物质:蛋白质、纤维素、磷脂、果胶一、种子的主要化学成分(一)按照生理功能的分类/zz1、结构物质:蛋白质、纤维素、磷脂、果胶一、种子的主要化学成分(一)按照生理功能的分类/zz1、结构物质:蛋白质、纤维素、磷脂、果胶一、种子的主要化学成分(一)按照生理功能的分类/zz1、结构物质:蛋白质、纤维素、磷脂、果胶一、种子的主要化学成分(一)按照生理功能的分类/zz1、结构物质:蛋白质、纤维素、磷脂、果胶一、种子的主要化学成分(一)按照生理功能的分类/zz1、结构物质:蛋白质、纤维素、磷脂、果胶2、遗传物质:DNA、RNA3、贮藏物质:蛋白质、淀粉、脂肪4、生理活性物质:激素(GA、ABA、CK、IAA、乙烯ETH)、维生素(水溶性:VB、VC;脂溶性:VA、VE、

VK)一、种子的主要化学成分(一)按照生理功能的分类/zz1、结构物质:蛋白质、纤维素、磷脂、果胶2、遗传物质:DNA、RNA3、贮藏物质:蛋白质、淀粉、脂肪4、生理活性物质:激素(GA、ABA、CK、IAA、乙烯ETH)、维生素(水溶性:VB、VC;脂溶性:VA、VE、

VK)一、种子的主要化学成分(一)按照生理功能的分类/zz1、结构物质:蛋白质、纤维素、磷脂、果胶2、遗传物质:DNA、RNA3、贮藏物质:蛋白质、淀粉、脂肪4、生理活性物质:激素(GA、ABA、CK、IAA、乙烯ETH)、维生素(水溶性:VB、VC;脂溶性:VA、VE、

VK)主要存在于种子的皮层中一、种子的主要化学成分(一)按照生理功能的分类/zz1、结构物质:蛋白质、纤维素、磷脂、果胶2、遗传物质:DNA、RNA3、贮藏物质:蛋白质、淀粉、脂肪4、生理活性物质:激素(GA、ABA、CK、IAA、乙烯ETH)、维生素(水溶性:VB、VC;脂溶性:VA、VE、

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VK)主要存在于种子的皮层中成熟种子内不存在主要存在于种子的皮层中成熟种子内不存在一、种子的主要化学成分(一)按照生理功能的分类/zz1、结构物质:蛋白质、纤维素、磷脂、果胶2、遗传物质:DNA、RNA3、贮藏物质:蛋白质、淀粉、脂肪4、生理活性物质:激素(GA、ABA、CK、IAA、乙烯ETH)、维生素(水溶性:VB、

VC;脂溶性:

VA、VE、

VK)不存在,但种子内存在VA前体胡萝卜素主要存在于种子的皮层中成熟种子内不存在一、种子的主要化学成分(一)按照生理功能的分类/zz1、结构物质:蛋白质、纤维素、磷脂、果胶2、遗传物质:DNA、RNA3、贮藏物质:蛋白质、淀粉、脂肪4、生理活性物质:激素(GA、ABA、CK、IAA、乙烯ETH)、维生素(水溶性:VB、

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VA、VE、

VK)不存在,但种子内存在VA前体胡萝卜素主要存在于种子的皮层中成熟种子内不存在一、种子的主要化学成分(一)按照生理功能的分类/zz1、结构物质:蛋白质、纤维素、磷脂、果胶2、遗传物质:DNA、RNA3、贮藏物质:蛋白质、淀粉、脂肪4、生理活性物质:激素(GA、ABA、CK、IAA、乙烯ETH)、维生素(水溶性:VB、

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VK)不存在,但种子内存在VA前体胡萝卜素一、种子的主要化学成分(一)按照生理功能的分类/zz1、结构物质:蛋白质、纤维素、磷脂、果胶2、遗传物质:DNA、RNA3、贮藏物质:蛋白质、淀粉、脂肪4、生理活性物质:激素(GA、ABA、CK、IAA、乙烯ETH)、维生素(水溶性:VB、

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VK)主要存在于种子的皮层中成熟种子内不存在不存在,但种子内存在VA前体胡萝卜素油质种子、禾本科胚中存在;重要的抗氧化剂一、种子的主要化学成分(一)按照生理功能的分类/zz1、结构物质:蛋白质、纤维素、磷脂、果胶2、遗传物质:DNA、RNA3、贮藏物质:蛋白质、淀粉、脂肪4、生理活性物质:激素(GA、ABA、CK、IAA、乙烯ETH)、维生素(水溶性:VB、VC;脂溶性:VA、VE、

VK)5、色素:类胡萝卜素、花青素、黄酮色素、单宁一、种子的主要化学成分(一)按照生理功能的分类/zz1、结构物质:蛋白质、纤维素、磷脂、果胶2、遗传物质:DNA、RNA3、贮藏物质:蛋白质、淀粉、脂肪4、生理活性物质:激素(GA、ABA、CK、IAA、乙烯ETH)、维生素(水溶性:VB、VC;脂溶性:VA、VE、

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VK)5、色素:类胡萝卜素、花青素、黄酮色素、单宁6、毒素:棉酚、单宁、皂苷、芥子苷、芥酸一、种子的主要化学成分(一)按照生理功能的分类/zz1、结构物质:蛋白质、纤维素、磷脂、果胶2、遗传物质:DNA、RNA3、贮藏物质:蛋白质、淀粉、脂肪4、生理活性物质:激素(GA、ABA、CK、IAA、乙烯ETH)、维生素(水溶性:VB、VC;脂溶性:VA、VE、

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VK)5、色素:类胡萝卜素、花青素、黄酮色素、单宁6、毒素:棉酚、单宁、皂苷、芥子苷、芥酸一、种子的主要化学成分(一)按照生理功能的分类/zz1、结构物质:蛋白质、纤维素、磷脂、果胶2、遗传物质:DNA、RNA3、贮藏物质:蛋白质、淀粉、脂肪4、生理活性物质:激素(GA、ABA、CK、IAA、乙烯)、维生素(水溶性:VB、VC;脂溶性:VA、VE、

VK)5、色素:类胡萝卜素、花青素、黄酮色素、单宁6、毒素:棉酚、单宁、皂苷、芥子苷、芥酸一、种子的主要化学成分(一)按照生理功能的分类/zz1、结构物质:蛋白质、纤维素、磷脂、果胶2、遗传物质:DNA、RNA3、贮藏物质:蛋白质、淀粉、脂肪4、生理活性物质:激素(GA、ABA、CK、IAA、乙烯)、维生素(水溶性:VB、VC;脂溶性:VA、VE、

VK)5、色素:类胡萝卜素、花青素、黄酮色素、单宁6、毒素:棉酚、单宁、皂苷、芥子苷、芥酸一、种子的主要化学成分(二)种子化学成分分析的分类/zz1、水分一、种子的主要化学成分(二)种子化学成分分析的分类/zz1、水分2、粗蛋白质一、种子的主要化学成分(二)种子化学成分分析的分类/zz1、水分2、粗蛋白质3、粗脂肪一、种子的主要化学成分(二)种子化学成分分析的分类/zz1、水分2、粗蛋白质3、粗脂肪一、种子的主要化学成分(二)种子化学成分分析的分类/zz1、水分2、粗蛋白质3、粗脂肪4、糖类(碳水化合物)5、灰分二、主要农作物种子的化学成分(一)根据农作物种子化学成分对种子进行分类/zz1、粉质种子:淀粉含量65-70%左右2、油质种子:油脂含量30-50%3、蛋白质种子:蛋白质含量25-35%二、主要农作物种子的化学成分(一)根据农作物种子化学成分对种子进行分类/zz

含量(%)成分作物种子水分蛋白质糖类脂肪纤维素灰分

谷类作物水稻玉米小麦大麦燕麦黑麦高粱粟黍荞麦

13.0

15.0

15.0

15.0

8.9

10.0

10.9

10.5

9.3

9.6

8.0

9.9

11.0

9.5

9.6

12.3

10.2

9.7

11.7

11.9

68.2

67.2

68.5

67.0

62.2

71.7

70.8

76.6

64.2

63.8

1.4

4.4

1.9

2.1 7.2 1.7 3.0 1.7 3.3 2.46.72.21.94.08.72.33.40.18.110.3

10.32.71.31.72.53.42.01.71.43.42.0

豆类作物

大豆花生蚕豆豌豆菜豆

10.O

8.0

11.8

11.8

10.2

36.0

26.0

25.0

25.0

30.0

26.0

22.0

53.0

53.6

50.0

17.5

39.2

1.6

1.6

1.8

4.5

2.0

3.0

7.4

3.85.52.57.43.03.2

油料作物芝麻向日葵(仁)亚麻大麻棉子(仁)油菜蓖麻

5.4

5.6

6.2

8.0

6.4-- --

20.3

30.4

24.0

24.0

39.0

23

19

12.4

12.6

24.0

20.0

14.8

25

27

53.6

44.7

35.9

30.0

33.2

48

51

3.3

2.7

6.3

15.0

2.2----5.04.43.63.54.42--二、主要农作物种子的化学成分(二)化学成分的变化趋势/zz表种植于不同地点的小麦品种的蛋白质含量的差异品种名称豫北许昌息县郑州902315.913.713.5高优50316.014.612.5豫麦3415.114.513.3二、主要农作物种子的化学成分(二)化学成分的变化趋势/zz表不同地区大豆品种化学成分的差异地点纬度品种数蛋白质(%)油分(%)杭州30º15'738.5916.74徐州34º17'935.2018.61哈尔滨45º45'1234.2019.19二、主要农作物种子的化学成分(三)光化产物转化量和需氮量/zz三、农作物种子化学成分的分布/zz小麦种子各部分化学成分化学成分籽粒胚乳糊粉层麸皮胚淀粉蛋白质脂肪纤维素糖分100100

100100100

10065255以下80020左右551518.5左右05左右0750010以下205左右1.5左右三、农作物种子化学成分的分布/zz玉米种子各部分化学成分玉米占子粒淀粉蛋白质脂肪灰分糖胚11.58.318.534.410.311.0胚乳82.386.68.60.860.310.61皮层6.17.33.50.980.670.34三、农作物种子化学成分的分布/zz1、作为保护组织的皮层含有较多的纤维素和灰分;2、作为养分贮藏组织的子叶或胚乳含有大量的该类种子的主要贮藏物质。谷类主要是淀粉,豆类主要是蛋白质,油料种子主要是脂肪。3、作为种子最关键部位的种胚,除了具有较多的结构蛋白质之外,还有较多的脂肪、灰分和糖分。各类种子化学成分在各部位分布的共同规律是:第二章种子化学成分及其利用种子水分水在种子工业的作用种子加工降水种子贮藏控水种子生产脱水种子检验必检项目一、种子中水分的存在状态/zz一、种子中水分的存在状态/zz一、种子中水分的存在状态/zz种子中的水分有两种状态----游离水(自由水)和结合水(束缚水、吸附水)。(一)游离水(自由水)

以毛细管引力松弛地保持在种子内大小毛细管中,借助一定的外力能自由流动,可以作为溶剂,在温度低于0℃时结冰,即保持着普通水性质的水分。(二)结合水(吸附水、束缚水)

吸附在种子内各种胶体的表面,不易流动,几乎不能作为溶剂,在0℃低温下不结冰,不具有普通水特性的水分。一、种子中水分的存在状态/zz100g蛋白质束缚50g水,100g淀粉束缚30-40g水;脂肪(无亲水基团)不吸附水分子。一、种子中水分的存在状态/zz100g蛋白质束缚50g水,100g淀粉束缚30-40g水;脂肪(无亲水基团)不吸附水分子。一、种子中水分的存在状态/zz1、种子内结合水的含量取决于亲水物质的含量及其所含有的亲水基团的种类和含量。2、种子的生命活动只有在游离水存在的条件下才能旺盛的进行。二、种子的临界水分和安全水分/zz临界水分:即种子的结合水达到饱和程度并将出现游离水时的水分值。临界水分高低取决于结合水的高低,亦取决于化学成分的不同。同类型种子差别小,不同类型种子差别大。禾本科12-13%,油料8-10%,含油量越高,临界水越低。二、种子的临界水分和安全水分/zz安全水分:保证种子在一定条件下安全贮藏的种子含水量范围。1、一般情况下,种子含水量低于临界水分可以安全贮藏;2、安全水分还受温度、贮藏条件的影响。二、种子的临界水分和安全水分/zz临界水分和安全水分的区别:临界水分:恒定值,与种子的化学成分有关。安全水分:水分区间,不仅与化学成分有关,而且受条件影响。最大安全含水量4.5-10℃21℃26.5℃甜菜14119胡萝卜1397甜玉米14107花生653豌豆15139三、平衡水分/zz1、吸附作用和解吸作用2、种子的吸湿性三、平衡水分/zz3、平衡水分在一定条件下,经过一段时间,种子内部与外部的水汽压趋于平衡,单位时间内种子吸附和解吸的水汽分子相等时,这种吸湿、解吸的动态平衡状态叫吸湿平衡,此时的种子含水量称为平衡水分。三、平衡水分/zz3、平衡水分相对湿度153045607590100水稻6.89.010.712.614.418.123.6小麦6.38.610.611.914.619.725.6玉米6.48.410.512.914.819.123.8不同种子在25℃时不同相对湿度下平衡水分2.02.12.41.94.34.7三、平衡水分3、平衡水分三、平衡水分/zz4、吸湿平衡曲线三、平衡水分/zz吸湿平衡曲线是一个S形曲线,由三个明显的阶段组成。这三个阶段表明水分吸收和解湿的不同情况。阶段Ⅰ种子非常干燥,对水分子有强烈亲和力,水分上升很快。这种水分一般不能从种子中蒸发出去。阶段Ⅱ的情况,前半段,所有亲水胶体吸水形成第一层水膜,由于水分子间作用力开始形成第二层水膜,由于水分子间作用力微弱,曲线上升减缓。后半段,种子内吸附水饱和趋于凝结,种子内部水汽压突然下降,空气中水分在外界水汽压作用下大量进入种子内,种子平衡水分迅速上升。三、平衡水分/zz阶段Ⅲ的水分与种子胶体之间不存在结合力,可以说是呈游离态存在于细胞和组织的间隙中。阶段Ⅱ的上端和阶段Ⅲ的水分状况在种子贮藏期间能促进种子的劣变和生活力丧失,在后者的情况下尤为明显。三、平衡水分/zz5、影响平衡水分的因素①湿度:相对湿度(%)2030405060708090平衡水分%7.89.010.511.612.7.14.315.918.3差值

1.21.51.11.11.61.62.4

小麦在20℃时不同相对湿度条件下种子平衡水分三、平衡水分/zz5、影响平衡水分的因素②温度:小麦在60%相对湿度条件下种子的平衡水分℃02030平衡水分%13.512.712.5空气中不同温度下的饱和水汽含量℃0102030饱和水汽含量(/g)3.87.814.826.4三、平衡水分/zz5、影响平衡水分的因素③种子形态与化学组成:

A、种子结构粗糙、疏松,吸湿性强,平衡水分高;粉质种子的平衡水分高于角质种子。B、富含亲水性胶体的物质的种子吸湿性强,平衡水分高,如淀粉质种子、蛋白质种子的平衡水分比油料种子平衡水分高。C、种子的部位不同,其化学组成不同,其平衡水分不同。胚部的含水量远远超过其他部位的含水量。三、平衡水分/zz5、影响平衡水分的因素④滞后效应:三、平衡水分/zz6、平衡水分的应用①用平衡水分确定种子的安全贮藏水分②用平衡水分判断某条件下种子是否解吸或吸湿的水分界限相对湿度20304050607080900℃8.710.111.212.413.515.016.721.320℃7.89.010.511.612.714.315.918.330℃7.48.810.211.412.514.015.719.3小麦种子在不同温度和湿度下的平衡水分③平衡水分可看作是某一条件下最大持水量(失水限度)第三章种子化学成分及其利用种子的营养成分一、糖类/zz一、糖类/zz(一)可溶性糖1、可溶性糖在成熟种子中较少2、分布在胚、皮层、糊粉层3、主要种子萌发初期呼吸底物4、蔗糖是种子能量转运的主要形式5、可溶性糖在未成熟种子或萌发的种子存在较多一、糖类/zz(二)不溶性糖1、淀粉①主要以淀粉粒的形式存在:禾谷类作物大小(μm)形状备注小麦大:15-40球形或扁豆形单粒小:1-10球形小黑麦似小麦球形或扁豆形单粒黑麦大:25-60球形或扁豆形有时能见同心的痕迹,有脐,单粒小:2-10大麦大:10-30扁豆形、肾形及略有棱角球形或纺锤形无同心的痕迹,单粒常结成团粒小:1-5燕麦复粒:达60扁豆形含有80单粒单粒:2-10球形单粒稻复粒(单粒2-10)略有棱角含150单粒,看不到脐,

玉米2-30(平均10)多角形或球形角质胚乳中,单粒粉质胚乳中,有星状脐,单粒高粱6-20(平均15)似玉米,但略大单粒粟4-10(平均7)多角形单粒一、糖类/zz(二)不溶性糖1、淀粉①主要以淀粉粒的形式存在:②根据不同的理化性质,可将淀粉分为两类:直链淀粉和支链淀粉一、糖类/zz(二)不溶性糖1、淀粉①主要以淀粉粒的形式存在:②根据不同的理化性质,可将淀粉分为两类:直链淀粉和支链淀粉淀粉种类水稻小麦玉米甜玉米高粱糯稻直链淀粉20242670270支链淀粉8076743073100一、糖类/zz(二)不溶性糖1、淀粉①主要以淀粉粒的形式存在:②根据不同的理化性质,可将淀粉分为两类:直链淀粉和支链淀粉③淀粉的糊化和回生淀粉粒是具有局部结晶的网状结构物。支链淀粉构成淀粉粒的外膜和骨架,直链淀粉在支链淀粉的分枝上平行排列成微晶束。在有水分存在的情况下加热,直链淀粉会溶解,部分地从淀粉粒中渗透出来,使水分进一步渗入淀粉粒内部。进一步水化,可以使微晶束相互分离,把淀粉粒变成一种间隙很大的不规则网状结构,形成粘性很大的淀粉糊。这一过程叫淀粉的糊化作用。淀粉糊处在低温静置条件下,由于分子运动减弱直链淀粉与支链淀粉的分子重新结合,形成排列比较凌乱的混合微晶束,整个淀粉糊变成硬性凝胶块。一、糖类/zz(二)不溶性糖1、淀粉①主要以淀粉粒的形式存在:②根据不同的理化性质,可将淀粉分为两类:直链淀粉和支链淀粉③淀粉的糊化和回生2、纤维素和半纤维素二、脂类/zz脂类的分类二、脂类/zz种子C12以下的饱和脂肪酸月桂酸肉豆蔻酸棕榈酸硬脂酸油酸亚油酸亚麻酸其他12:014:016:018:018:118:218:3液体油类大豆--tt7-142-623-3452-602-65-15廿碳烯酸,40-55芥酸向日葵------3-71-322-2858-68--花生----t6-122-442-7213-28--棉花----t20-252-718-3040-55t-11油菜----tt-5t-414-296-253-10油橄榄----t7-201-365-864-15--芝麻------7-94-537-5037-47--玉米----t7-94-519-4934-62--红花------5-81-311-1574-79--棕榈类椰子10-1944-5213-197-101-35-81-3--

棕子6-1146-5214-176-91-313-190-2--油棕----t-332-471-940-532-11--巴巴苏仁8-1240-5214-196-91-213-200-1--工业油亚麻----4-73-83-813-3610-2530-6082-93顺蓖麻酸,77-81桐酸蓖麻------1-21-2t-94-5--油桐--3.5-3.8------4-168-16--二、脂类/zz(一)脂肪1、作为呼吸基质、脂肪可以产生较多的热量2、种子中脂肪的含量差异很大。禾本科含量较少,主要存在于胚和糊粉层中,以玉米含量最高。3、脂肪的性状可以用两个重要指标——酸价和碘价表示。酸价:中和1g脂肪中全部游离脂肪酸所需的氢氧化钾毫克数。碘价:指与100g脂肪结合所需的碘的克数。二、脂类/zz(一)脂肪1、作为呼吸基质、脂肪可以产生较多的热量2、种子中脂肪的含量差异很大。禾本科含量较少,主要存在于胚和糊粉层中,以玉米含量最高。3、脂肪的性状可以用两个重要指标——酸价和碘价表示。酸价和碘价用途:A、粉质种子,酸价↑,种子劣变;B、油质种子,碘价↓,种子劣变;C、油质种子,碘价↑,越不易保存。二、脂类/zz(一)脂肪1、作为呼吸基质、脂肪可以产生较多的热量2、种子中脂肪的含量差异很大。禾本科含量较少,主要存在于胚和糊粉层中,以玉米含量最高。3、脂肪的性状可以用两个重要指标——酸价和碘价表示。(二)磷脂二、脂类/zz(三)脂类的酸败1、酸败的定义:种子在贮藏过程中,由于脂肪变质产生醛、酮、酸等物质而发生苦味和不良的气味—哈气,称为酸败2、酸败的过程:①水解:脂肪脂肪酸甘油②氧化:β氧化、自动氧化二、脂类/zz(三)脂类的酸败3、酸败对种子的影响①膜系统受到破坏,出现渗透;②产生有毒物质;③产生游离脂肪酸。4、影响脂肪酸败的因素①种子自身的结构因素a、种子结构疏松、破裂容易酸败;b、种子化学成分。②环境因素:水分、温度、气体、光照三、蛋白质/zz(一)种子内蛋白质的种类:1、根据蛋白质的存在部位分类:2、根据蛋白质生物学功能分类:3、根据溶解度进行分类:4、根据化学组成分类:5、根据分子性状分类:类型溶解特性分子量存在类型、位置清蛋白溶于水、稀盐溶液小禾本科:胚、糊粉层中酶蛋白、各种种子组织中球蛋白溶于稀盐、醇、稀酸

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