种子学第3章种子的化学成份

种子学第3章种子的化学成份第一节种子的主要化学成份及其分布

成分种子生命活动幼苗生长性质分布种子生理、贮藏、加工长叶榧种子中含可溶性糖、粗脂肪、蛋白质、黄酮、绿原酸、鞣质。种子中含有氨基酸、糖、有机酸、皂苷、黄酮类、酚类、强心苷、生物碱和挥发油等银合欢糖类、脂类、含氮物质、水、矿物质化学组成:一、种子中的主要化学成分及分布差异功能:结构物质

贮藏物质

生理活性物质

水矿物质色素有毒物质1.分类2.种子中的化学成分分布差异①粉质种子——淀粉含量高,60—70%

脂肪极少,1~4%

蛋白质,8～12%——禾谷类②蛋白质种子——蛋白质含量高20～30%淀粉含量高,50%——食用豆类

脂肪含量高,20～48%——油用豆类③油质种子——脂肪含量高,30～50%

蛋白质高,20～30%子叶发达胚乳发达油菜高含油量聚合育种中双11号,49.04%小麦种子各部分化学物质的分布(%)化学成分子粒胚乳糊粉层麸皮胚淀粉蛋白质脂肪纤维素糖分10010010010010010065255以下80020左右551518.5左右05左右0750010以下205左右1.5左右二、种子化学成分的分布营养价值高,生虫发霉、酸败,不耐贮藏营养价值不高、耐贮藏≈胚麸皮

1.稻米淀粉的组成直链——约占20~25%,分子量小,胀性大,粘度小籼25%以上;粳<20%支链——75~80%,分子量大,胀性小,粘性大糯~100%2.淀粉的糊化淀粉混于冷水,搅拌形成乳状悬浮液,加热到一定温度,淀粉颗粒开始膨胀。温度继续上升,膨胀至原体积的几倍到数十倍,变成稠状液体,停止搅拌,淀粉不会再沉淀。（一）淀粉3.淀粉育种玉米高淀粉育种淀粉●玉米主要成分,进一步转化成变性淀粉、高糖糖浆、燃料、酒精等产品的原料。●全世界淀粉年产量为3600万吨,其中80%以上是玉米淀粉；我国淀粉行业90%以玉米为原料。优质的浆纱原料玻璃状定型胶料瓦楞纸箱、波纹提花纹板的黏合剂软糖的填料石油钻井业的增黏液光解塑料膜直链淀粉育种湿磨工业专用从普通淀粉中分离高水平直链淀粉成本高。我国工业所需要的直链淀粉主要从美国进口,进口原料价格比普通玉米淀粉高10倍以上。美国商品化的两种类型高直链淀粉:Ⅴ号产品（直链淀粉50%～60%）Ⅶ号产品（直链淀粉70%～80%）种子熟、贮、加工中酸价和碘价的变化种子成熟:酸价↘,碘价↗,完熟达极限；贮藏、萌发:脂肪分解→游离脂肪酸,酸价↗;

不饱和脂肪酸氧化→碘价↘。贮藏:随酸价↗,种子活力↘。酸价——中和1克脂肪中全部游离脂肪酸所需KOH

（NaOH）毫克数。碘价——100克脂肪中不饱和脂肪酸所能吸收碘的克数。

酸价低、碘价高→脂肪品质好（二）脂肪酸败:

油脂或油质种子保管不当或贮藏过久,产生醛、酮、酸类物质等有不良气味物质。水解脂肪→脂肪酸和甘油氧化脂肪酸→醛、酮、酸等物质微生物→种子酸败发苦原因高温、高湿、强光、多氧种皮不致密、破损→DHA和EPA的前体亚麻酸α-亚麻酸

γ-亚麻酸→降低血清甘油三酯和胆固醇

亚油酸占核桃、棉籽、向日葵籽、芝麻油总脂肪酸40-60％不饱和脂肪酸二十二碳六烯酸---大脑发育、成长二十碳五烯酸---控制癌症患者的消瘦,使肿瘤缩小Ω-6型(γ-亚麻酸)和Ω-3型(α-亚麻酸)“必需”,华北、西北(内蒙)高寒地区,世界第六一般植物油基本不含Ω-3（3严重不足,6严重过剩→心脑血管、糖尿和免疫系统疾病）亚麻籽油Ω-3:Ω-6=1:490%不饱和脂肪酸70%亚麻酸,最多,7～10%的γ-亚麻酸。极不饱和,油质不稳定,容易氧化变质,添加抗氧化剂VE。月见草油亚油酸83%,第一高,消化吸收率为99%,高于所有食用油,不含胆固醇紫苏油а-亚麻酸56.14％-64.82％红花油亚油酸与原花青素,亚油酸70%以上葡萄籽油高油玉米育种种胚大——85％的油分集中在种胚。*含油量高达8.8%，超过普通玉米(4-5%)1倍左右。*蛋白质11.3%，赖氨酸0.33%，都超过普通玉米10%～30%。*维A.维E都高于普通玉米。*采收后秸秆粗蛋白含量达8.5%，比普通玉米秸秆高30%，超过美国带穗收获的整株青饲玉米。（o2隐性纯合控制,opaque）醇溶Pro结构基因的拷贝数不缺少,但缺少合成22KD亚基的mRNA;谷、球Pro提高;赖aa由普通玉米0.2%增至0.3%-0.4%。鸡、猪等单胃牲畜体重增加20%-30%优质蛋白玉米育种----高赖氨酸玉米（三）蛋白质（四）酶成熟:各种酶(合成酶)活性高贮藏:活性极度↘,氧还酶具一定活性贮藏不良:氧还酶、水解酶↗萌发:各种酶---水解、合成、呼吸酶↗不耐贮,酶活性特别水解酶活性高加工品质变劣,馒头小且粘成熟不充分发过芽的面粉降落数值仪国际标准方法检测谷物和面粉中的α-淀粉酶活性（五）有毒物质种子毒物-----种子内对人畜有毒的物质或成分饲料学抗营养因子大豆皂苷抑制萌发（引起休眠）胰蛋白酶抑制剂油菜芥子苷芥酸棉籽棉酚避虫鼠,抗病虫高梁单宁避鸟害、抗病马铃薯茄碱作物愈伤反应①外源②内源种子本身固有遗传

抑制蛋白质消化和利用的物质

植物凝集素糖蛋白酚类单宁酚酸棉酚

α一淀粉酶抑制因子抑制矿物质和微量元素作用的

植酸、草酸、硫葡萄糖苷综合性抗营养因子

水溶性非淀粉多糖半纤维素果胶

抗维生素因子生物碱抗原蛋白皂苷脲酶抗营养因子的分类对动物的抗营养作用酚类化合物豆科、油料和禾本科作物的籽实

单宁

羟基与Pro和CHO生成稳定化合物；与胰蛋白酶和淀粉酶的底物或直接与酶反应；与金属离子等形成沉淀。

酚酸

与Pro、Ca、Fe、Zn等形成沉淀。

棉酚

游离棉酚:细胞、血管、神经毒素活性羧基﹑羟基结合Pro→胃肠黏膜→

粘膜发炎出血→血管壁通透性↗血浆、血细胞外渗→血浆性浸润植物凝集素糖蛋白豆类籽粒饼粕块根块茎不被蛋白酶水解,高度特异构象,结合糖和配糖体（糖脂、糖肽、低聚糖和氨基葡聚糖）,干扰小肠壁刷状缘黏膜分泌酶。菜豆:肠壁内肥大细胞减少,血管通透性增加,血清蛋白渗入肠腔,降低血液中血清蛋白量,动物免疫力下降。植酸、草酸、硫葡萄糖苷谷物豆类油料植酸饲料中P的存在形式络合CaMgZnCuFeMn……与Pro→难溶复合物内源淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶活性↘草酸甜菜,芝麻饼与Ca→草酸钙结合血钙,PH平衡失调→胆结石硫葡萄糖苷十字花科种子及油饼本身无毒,芥子酶作用下→有毒的异硫氰酸酯、硫氰酸盐……,与碘吸收利用有关α一淀粉酶抑制因子

谷物（大、小和燕麦）,阻止α-淀粉酶水解作用。

幼畜

综合性抗营养因子

水溶性非淀粉多糖半纤维素果胶谷物糠类β一葡萄糖和阿拉伯木聚糖降低饲料营养物质的消化吸收使动物消化器官增大、变重与消化酶、胆汁盐、脂类、胆固醇等结合；与消化道后段微生物作用,厌氧发酵,产生生孢梭菌分泌毒素抗维生素因子双香豆素(抗维生素k,草木樨）破坏维生素活性与维生素相似的化学结构,竞争性抑制维生素生物碱马铃薯严重的消化系统障碍,神经系统失调,胆碱酯酶的抑制因子,引起精神萎靡、错乱。抗原蛋白大多数豆科肠壁反应和免疫反应。皂苷豆科牧草、新鲜的豆子抑制消化、降低代谢酶活性,和锌离子形成不溶的复合体。脲酶豆类分解尿素NH3和CO2,过量导致尿素循环中氨浓度升高中毒。加热法膨化处理机械加工

化学法发酵法发芽育种消除方法蛋白酶抑制因子、外源凝集素、抗维生素因子、脲酶胰蛋白酶抑制因子球蛋白抗原成分引起的过敏反应种皮中的抗营养因子高粱蚕豆单宁

水泡煮沸,高粱中的缩合单宁除去70％

侯水生等（1991）0.5％偏硫酸钠处理生豆粕,胰蛋白酶抑制剂活性下降59.83％张建云等（1999）豆类钝化剂5％的尿素处理30天,生大豆胰蛋白酶抑制因子植酸酶水解植酸和植酸盐，释放磷等有用元素木聚糖酶半乳糖音酶β一葡聚糖酶戊聚糖酶李延云（1995）脱毒率91.5％的菌种棉籽粕籽实类大豆发芽后，胰蛋白酶抑制剂单宁凝集素等含量下降低单宁高粱低双香豆素的草木樨无色素腺体棉花种子成分测定仪器Inframatic9500-最先进的透射型近红外整粒谷物分析仪现代化的电子设备和信号放大技术面筋测定系统国际公认的标准方法用于检测小麦面筋数量和质量的测定仪,快速准确检测全麦粉和面粉质量。DA7250近红外分析仪第三代二极管阵列近红外分析仪准确快速,适用简便,坚固耐用,曲线丰富,可以检测各种类型的样品的水分、蛋白、脂肪等多种参数。所有样品

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影响最大

品质育种的依据②成熟度

贮藏蛋白支链淀粉含量③饱满度

果种皮占的比例出粉率出油率六、影响种子化学成分的因素2.外因①种子发育成熟期的气候环境条件PRO含量小麦:北高南低大豆:南高北低小麦

粉质←湿度潮湿气候利于淀粉酶活动,不利于蛋白酶活动。我国不同地区大豆的品质蛋白质（干重%）脂肪（干重%）品种数北方春大豆39.920.8东北三省308个品种黄淮流域夏大豆41.718.0山东省及苏北105个品种长江流域春夏秋大豆42.516.7鄂、湘、苏北、泸73个品种大豆油质←温度适宜低温利于油份积累,蛋白质与油份互为消长→北方大豆油份含量高,蛋白质低。②土壤营养状况N影响最大→大部分糖类和氮化合物结合成蛋白质植株后期施N→种子Pro；N施用后延→增产减小,增加Pro作用扩大。K加速糖类由叶、茎运向籽粒或其他贮存器官（如块茎、块根）,并加速其转化,增加淀粉含量。淀粉→粒大粒饱P提高脂肪含量→粒大粒饱S提高Pro,特别是赖aa、蛋aa品质育种优化栽培提高种子品质③风旱不实现象---干燥与热风使种子灌浆不足河西走廊小麦→减产

干风→萎蔫→同化产物不能流向灌浆中的籽粒→水解酶活性增强→妨碍贮存物质积累→过早成熟第二节种子水分

一.种子中水分的存在状态(一)生物学功能

新陈代谢的介质生理生化过程的参与者

游离水（自由水）结合水（束缚水）(二)种子水分的状态游离水（自由水）毛细管和细胞间隙;不被种子中胶粒吸引或吸引力小,能自由流动;普通水性质,0℃以下结冰;溶剂→种子强烈生命活动。结合水（束缚水）种子中的亲水胶体吸引,不能自由流动;加温加压才部分蒸发;不具普通水的性质;不具溶剂性质。酶→活化,呼吸强度迅速升高,代谢旺盛,病虫滋生,达一定限度,出现萌发首先是水解酶钝化,新陈代谢极微弱---易贮藏临界水分临界水分种子内结合水达到饱和程度,将出现游离水时的水分。or自由水刚去尽,种子内束缚水达饱和程度时的含水量。蛋白质种子11-12%

油质9-10%禾谷类12-13%不同水分时小麦的呼吸强度（mgCO2/kg·24hr）含水量10.614.715.716.817.717.8呼吸强度4.16.97.325.270.280.4种子超过一定水分的变化1.超过12-14%,使用熏蒸剂,损害发芽力；2.表面和内部的真菌生长；3.超过18-20%,“发热”；4.超过40-60%,发芽。二.平衡水分（一）概念一定温度和相对湿度下,种子对水分的吸附速度等于解吸速度时的含水量。吸附占优势→水分增高解吸附占优势→水分降低T、M恒定,种子水分→稳定,平衡25℃