2014种子生理学第3章-化学成分2013

一、.种子水分的存在状态 自由水（游离水） 不被种子中的胶粒吸引或吸引很小, 能 自由流动的水。存在于毛细管和细胞间隙 具有普通水的性质，0℃以下能结冰， 自然条件下易蒸发。 能做溶剂，能引起种子强烈生命活动。
束缚水（结合水） 被种子中的亲水胶体紧紧吸引,不能自由流动的水 与亲水物质（蛋白质，淀粉）紧密结合 不具有普通水的性质，0℃以下不结冰 只有加温加压才蒸发掉一部分 不能做溶剂，不易引起种子强烈生命活动
安全水分定的越低，越有利于种子贮藏，但降水分要花费人 力物力，因此，安全水分确定应因时、因地、因种子量、种子用 途而定。
必需记住的三个含水量
以禾谷类为例， 临界含水量12%-13%， 超过12%-14%时，熏蒸损害发芽力，真菌生 长。 超过18%-20%时，种子“发热”。 超过ห้องสมุดไป่ตู้0%-60%时，种子发芽。
人体必需脂肪酸
• 不饱和脂肪酸：ω-3系列和ω-6脂肪酸系列。 • ω-3系列： LAL（亚麻酸，18碳3烯酸），EPA和 DHA （20碳5烯酸，22碳6烯酸，鱼油）
亚麻子
秋刀鱼 紫苏子
脂肪性质的指标
• 皀化和皂化值——脂酰甘油与酸或碱共煮或经脂酶作用时，都可发生水解。 当碱水解脂酰甘油时，产物之一为脂肪酸的盐类，即肥皀，称此反应为皀化 作用，完全皀化1克油或脂所消耗的KOH （NaOH）毫克数称皂化值。可评 估油脂质量，并计算该油脂分子量。 卤化和碘价——油脂中的不饱和键可与卤素发生加成作用，生成卤代脂肪酸， 称卤化作用。100克脂肪所能吸收碘的克数。脂肪酸价低、碘价高，表明品 质好。 酸败和酸价——油脂或油质种子保管不当或贮藏过久会产生一些醛， 酮、 酸类物质, 从而产生不良气味，称之为油脂酸败。中和1克脂肪中全部游离脂 肪酸所需KOH （NaOH）毫克数称酸价。 氢化作用——油脂中的不饱和健可以在金属镍的催化下发生氢化反应。氢化 可防止酸败作用。
蛋白质种子——蛋白质含量明显高（20－30%） 淀粉含量也高（50% ） ——食用豆类 脂肪含量也高（20-48%） ——油用豆类
油质种子——脂肪含量明显高（30—50%）， 蛋白质亦高（20—30%）
同一作物的不同类型或品种间，化学成分含量的差异也很明显。
二 农作物种子的主要化学成分及分布 无胚乳种子，大豆，子叶发达，含大 量蛋白质和脂肪。 有胚乳的禾谷类种子，小麦，其各部 分所占比例及所含化学成分如表。
淀粉
1、 淀粉(Starch grains) ——由a-D-葡萄糖以a-1,4糖苷键缩合而成，为 白色粉状物，比重较大 淀粉以淀粉粒的形式存在于胚乳、子叶中， 淀粉粒的形状、结构、大小因作物、部位而不同： 就作物而言， 小麦、玉米种子中的淀粉粒以单粒为主， 水稻、燕麦则以复粒为主； 马铃薯块茎中的椭圆形，直径约45µm， 豆类子叶中的近球形，直径32~45 µm，稻谷的最小, 直径约7.5 µm。
第3章 种子化学成分
学习种子化学成分的目的意义
种子作为植物繁衍后代的最佳器官，是由 各种各样化学物质组成的活的有机体。 种子化学成分的种类，含量和分布，与种 子的生理状态、耐贮性，营养价值、利用 价值、检验方法原理、品质育种密切相关。
第一节 种子的主要化学成分及其分布
一、种子中的化学成分 • 水分 • 糖类 • 蛋白质 • 脂肪 • 纤维素 • 矿物质（灰分）
从表中可总结出如下趋势
胚——无或极少淀粉， 高蛋白、高脂肪、高可溶性糖含量， 矿物质、 维生素也高 营养价值高，但易生虫发霉、 酸败，不耐贮藏。 胚乳——主要为淀粉、贮藏蛋白、低脂肪、低可溶性糖、 低灰分、低维生素 营养价值不高、耐贮藏 种被——主要为纤维素 , 多矿物质 无营养价值 糊粉层—— 与胚相似
直链和支链
• 直链淀粉——约占含量的20~25%，分子量小（250－300 葡萄糖分子）， 直线连接，易溶于热水，遇碘呈 蓝黑色 (620-680 nm最大OD), 粘度低。 • 支链淀粉——约75~80%, 分子量大（6000葡萄糖分子以 上）， 分枝状连接，遇碘呈紫红色(530－555 nm最大 OD), 粘性大。 籼稻米——含直链淀粉＞25% 粳稻米——含直链淀粉 ＜ 20 ~ 25%。 糯稻米——几乎100%支链淀粉 紫红 —— 糯性 蓝黑 —— 非糯性
三、蛋白质
——是种子中的主要含N物质， 另有极少量非蛋白质态N（游离氨基酸、 酰胺），分布于胚和糊粉层中。
蛋白质分类
贮藏蛋白据其在不同溶剂中的溶解度可分为： 清蛋白——水溶性蛋白，溶于水或微酸溶液, ——酶蛋白 球蛋白——盐溶性蛋白，溶于10%NaCl ——双子叶种子主要蛋白 醇溶性谷蛋白——醇溶性蛋白，溶于 70%酒精 ——禾谷类种子特有 谷蛋白——溶于0.2%碱或酸溶液——禾谷类中较多 醇溶性谷蛋白和谷蛋白是面筋的主要成（74.2%） 面筋含量高（Pr 高) 质量好（弹性、延伸性） 醇溶性谷蛋白具好的延伸性但弹性差，麦谷蛋白则具高弹性但延伸性 差。
二、脂类——脂肪，磷脂 1、 脂肪：
脂肪是油质种子中的主要贮藏物质， 在种子生命活动中占重要位置 • 种子植物中，油质种子占90%，为什么？
脂肪比重低、含能量高，是营养物质最经济有效的贮藏形式。 糖17.2kJ/g，蛋白质18-23.4kJ/g，脂肪39.7kJ/g
• 种子的脂肪以脂肪体的形式存在于种子的胚和胚乳 中，但禾本科的淀粉胚乳中不含脂肪体。 • 种子中的脂肪是多种甘油三酯的混合物，其品质优 劣，决定于其组成成分中的脂肪酸种类和比例。
稻米
2、 纤维素和半纤维素
为组成细胞壁的主要成分，果种皮中含量高。 纤维素亦是由葡萄糖缩合而成，-D-葡萄糖以 —1,4苷键连接，分子间成束状排列，具 较强韧性，不溶于水，难分解利用 半纤维素为多聚戊糖（阿拉伯糖、木糖）和多聚 已糖（半乳糖、甘露糖）的混合物，可为半纤维 素酶分解，可作“后备食物”
影响平衡水分的因素：
温度不变时，平衡水分与外界 相对湿度呈正比 相对湿度不变，平衡水分与温度呈反比 温湿度均不变，平衡水分因作物种类而异： 油分含量高——平衡水分低
一般的变化规律是
入库前，种子实际含水量与当时条件下的平衡水分常有一定差距， 依此进行仓贮管理： 种子含水量 > 平衡水分——通风、晾晒
2.磷脂
– 油三酯中一个或两个脂 肪酸被含磷酸的其他基 团所取代的一类脂类物 质。 – 卵磷脂，含磷脂酰胆碱 的基团。 – 脑磷脂，含磷脂酰甲乙 醇胺的基因 – 鞘磷脂，含氨基的长链 醇化合物。 – 磷脂的功能： – 能量， – 细胞膜， – 乳化剂
2. 磷（拟）脂
——为种子中的结构物质，生物膜的主要成分, 较脂肪复杂： 甘油 + 脂肪酸 + 磷酸 + 含N碱 （1个） （2个） （1个） 禾谷类种子中磷脂含量较低（0.4~0.6%），油质种子 较高（1.6~1.7%），整粒种子中，尤以胚芽中含量最高。 磷脂具一定亲水性，具有限制种子透水性、阻氧化作用， 有利于种子生活力保持。 功能：生物膜，神经传导，脂肪代谢，甲基代谢，胆固 醇和心血管病
一、糖类(carbohydrate)
所有种子均含有糖类，一般 占干重的25~70%，是种子呼吸的主要基质。
可溶性糖——很少、禾谷类一般2%，主要存在于胚和 胚乳的外围组织，充分成熟种子主要为蔗 糖，未成熟和萌动的种子除蔗糖外，还有 单糖、麦芽糖 不溶性糖——很多，主要有淀粉、纤维素、半纤维素、 果胶 等
小麦种子各部分化学物质的分布(%)
化学成分 籽粒 淀粉 蛋白质 脂肪 纤维素 糖分 100 100 100 100 100 胚乳 100 65 25 5 80 糊粉层 0 20 55 15 18.5 麦皮 0 5 0 75 0 胚 0 10 20 5 1.5
胚部含有较高的可溶 性糖、脂肪和水，贮藏中 比其它部分更易变质。
种子平衡水分的测定
• • • • 温度20－25℃ 各种盐的饱和溶液 密闭容器 种子含水量达到衡定
•
平衡水分的应用
• • • • 确定临界含水量，束缚水和自由水的分界 油质种子的安全含水量较低，绝对值？ 种子库的通风和隔湿，通风？隔湿？ 种子干燥条件，热空气燥
第三节
种子中的营养成分——糖 类、脂类、蛋白质
种子中水分的存在状态与种子的生命活动 密切相关：
只存在束缚水时，新陈代谢极微弱，易贮藏
自由水出现，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。
三、安全水分确定依据
种子的临界水分: 临界水分高——安全水分可以高 临界水分低——安全水分必须低 一般原则：安全水分 临界水分 种子的贮藏环境气候 : 低温干燥 可以高一些 仓贮条件 : 好 可以高一些 我国南方，潮湿、高温——安全水分应该低 北方，干燥、低温——安全水分可以高一些 但不能高超过临界水分，避免结冰受冻
三、 种子的吸湿性和平衡水分
种子是具多孔性毛细管结构的胶体，具有吸附外界 水蒸汽或其它气体的能力 ——吸附 当环境改变时，种子吸附的气体分子又可释放到空气 中去 ——解吸 种子对水汽吸附与解吸的性能称为种子的吸湿性。 种子对水分的吸附与解吸随外界条件而变换。 当种子在外界条件相对稳定的条件下一定时间后， 对水分的吸附与解吸达到动态平衡，此时的种子含水量 就称为该条件下的平衡水分。
• 即可溶于水又可吸水膨胀，并能 为大肠中微生物酵解的一类纤维。 常存在于植物细胞液和细胞间质 中，主要有果胶、植物胶、黏胶 等。 • 可溶性纤维溶解于水后，水溶性 黏度越大，在慢性病防治中的功 能就越强。可参与人体血液和体 液的循环，并在循环过程中吸附 和净化血液和身体各器官。 其功效可归为：延长胃的排空时 间，延缓糖的吸收，降低血胆固 醇的水平，减少排泄物在肠道的 停留时间，增加体积，润肠通便。 • 主要来源：水果，蔬菜，魔芋， 大豆，燕麦。
科学加工利用
• 麸皮 = 种被 + 糊粉层 + 胚 • 营养上浪费 • 面粉耐贮、合理
玉米种子胚大、胚中蛋白质、脂肪含量高，不耐贮。 • 整粒玉米磨成的粉也极易发霉变质。 • 玉米加工，将胚和胚乳分离，胚乳制粉，胚榨油。 既提高了玉米粉的耐贮性和适口性，又使胚中的 营养成分得到充分利用。