(种子学课件)第二章种子的化学成分与利用

(4)种子的部位与结构特性 从种子本身来看，种子胚中水分较高，因为与胚 乳比较，胚含有较多的亲水基更容易吸收水分和保 持水分。 凡种子表面粗糙、破损，种子内部结构致密、毛 细管多而细，种子平衡水分高。因为种子增 加了与 水汽分子接触的表面积。
三、种子的营养成分
(一) 糖类
糖类是种子中最重要的贮藏物质之一,也是最主要 的呼吸基质。按其水中溶解度分为可溶性糖和不溶 性糖两大类。
100g脂肪所能 吸收碘的克数
种子中重要 的脂肪酸
固体脂肪中含大量的饱和脂肪酸，液态脂肪中含 大量的不饱和脂肪酸，种子以不饱和脂肪酸 为主。 (猪油多为饱和脂肪酸，植物油为不饱和脂肪酸多)
优良的食用油要求亚油酸含量较高而亚麻酸的含 量很低。向日葵、大豆和玉米胚油中的亚油 酸均在 50%以上。
油菜脂肪含： 油酸 亚油酸－－降低胆固醇，如缺少，生长停滞、皮 肤干燥、生白内障 亚麻酸－－作用同亚油酸，更强。极易变质，变 质后产生致癌物质 芥酸－－22烯酸(一个双键)，使冠状动脉硬化， 吃多后使生长停滞，有足够的饱和脂肪酸吃下，可 抵消芥酸的作用。油菜育种上应降低它的含量而提 高亚油酸的含量，降低亚麻酸、芥酸含量 。“ 双低” －－低芥酸、低硫葡萄糖甙
阶段Ⅰ: 种子胶体和水分十分牢固地结合，一般 不能从种子中蒸发出去。
阶段Ⅱ: 对大多数种子来说，可以用直线表明相 对湿度与种子水分间的关系。靠上端的那部分水 分与种子胶体结合比较松散，容易从种子中蒸发 出去；靠下端的那部分水分与种子胶体结合比较 紧密，很难从种子中蒸发出去。
阶段Ⅲ: 水分与种子胶体间不存在结合力。
碳 水 化 脂肪 纤维素 灰分 合物 26.0 17.5 4.5 5.5
绿豆 15.1 22.3 56.0 1.1 1.6 4.0
蚕豆 11.8 25.0 53.0 1.6 3.0 7.4
豌豆 11.8 25.0 53.6 1.6 7.4 3.0
菜豆 10.2 30.0 50.0 2.8 3.8 3.2
(氧化还原酶类,水解酶类)。
色素与毒素 色素如胡萝卜素、花青素、黄 酮色素等,毒素有棉酚、单宁、 皂苷、芥子苷和芥酸等。
(二)种子化学成分的分布
2.2 水稻种子各部分化学物质的分布(%)
化学成分 稻谷
米
米糠
谷壳
水分
12.0
12.2
12.5
11.4
蛋 白 质 7.2
8.6
13.2
3.9
淀粉
56.2
76.1
(3)遇碘液产生红棕色反应
(4)溶液具高度稳定性
支链淀粉：晚籼稻>杂交稻>早籼稻 米饭中直链淀粉含量低好吃，质地较软，粘 性较强。所以，粳米比籼米好吃。
◆纤维素和半纤维素 共 同 点： 成 分----主要是六碳糖 存在部位----细胞壁中，（果种皮主要成分） 功 能----胞壁原料，保护作用
不 同 点：
4.皮层：是种子保护组织，含有大量的纤维素和灰份，具有 较强的韧性和强度。
☆所有农作物共同点： 1.作为保护组织的皮层含有较多纤维素和灰分。 2.作为养分储藏组织的胚乳或子叶含有大量的该
类种子的主要储藏物质。禾谷类主要为淀粉，豆类 主要是蛋白质，油料主要是脂肪。
3.种胚除了具有较多的结构蛋白质外，还有较多 脂肪、灰分和糖分。
表 温度和空气中饱和水汽含量的关系
(3)种子化学物质的亲水性 种子化学物质的分子组成中含有大量亲水基，蛋 白质、糖类等分子中均含有这类极性基，因此各种 种子均具有亲水性。蛋白质分子中含有两种极性基， 故亲水性最强；脂肪分子中不含极性基，所以表现 疏水性。 蛋白质和淀粉含量高的种子比油分含量高的种子 容易吸湿，在相同的温湿度条件下具有较高的平衡 水分，如禾谷类和蚕豆种子比大豆、向日葵等种子 具有较高的水分。
胚 乳 81.6 12.91 78.82 3.54 0.15 2.72 0.68 0.45
胚 3.24 41.30 0 25.12 2.46 9.74 15.04 0.32
麸皮, 糊 粉 15.48 28.75 0
层
4.18 16.20 35.65 7.78 10.51
以上两表资料小结： 种子的化学成分分布很不平衡,这决定了种子各部
图：吸湿平衡曲线
（L.O.Copeland,2001)
Ⅲ
20
18
16
Ⅱ
14
种子水分（％）
12
10
8Ⅰ
6 4 2
Ⅰ第一阶段 Ⅱ第二阶段 Ⅲ第三阶段
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
相对湿度（％）
★吸湿平衡曲线（moisture equilibrium curve)是 一个S形曲线，由三个阶段组成：
二、种子水分
1.种子水分的存在状态
★自由水: 不被种子中胶体所吸附而能自由流动的水,具普通
水的性质,可作为溶剂,在0℃能结冰,易从种子中蒸发 出去; ★束缚水:
指被紧紧吸附在种子胶体表面,不能自由流动的水, 不具普通水性质,0℃下不结冰,不作溶剂且不易蒸发。
2.种子临界水分
当种子只含束缚水时,由于缺乏溶剂,酶类钝化, 种子新陈代谢及其微弱；当自由水出现,种子酶类 开始活化,这个转折点,即自由水刚出现时的种子 含水量即临界水分。
☆影响因素 (1)湿度 种子水分随大气RH改变而变化，当温度不变时，
种子平衡水分随RH的增加而增大，与RH正相关。 总的来说，在RH较低时，平衡水分随RH提高而缓
慢地增长，而在RH较高时 ，平衡水分随RH提高而 急剧增长，因此在RH较高的情况下，要特别注意种 子的吸湿返 潮问题。
(2)温度 当RH不变时，种子的平衡水分随温度升高而减小， 成 反相关。因为当温度升高时空气的保湿能力增加， 在一定范围内，温度每上升10℃每公斤空气中达到 饱和的水汽量约可以增加一倍，使得RH变小，从而 使种子的平衡水分减小 (表)。总的来说，温度对种 子平衡水分的影响远较湿度为小。
棉籽(仁) 6.4 39.0
14.8 33.2 2.2
4.4
花生(仁) 8.0 26.0
22.0 39.2 2.0
2.5
根 据 化 学 分成 类分 生 理 功 能
结构物质
遗传物质 贮藏物质
蛋白质、纤维素和半纤维素、 磷脂、果胶、木质素等。
RNA和DNA两类 蛋白质、淀粉、脂肪等 。
生理活性 物质
激素(如IAA、GA、ABA等), 维 生素(如VA、VB、VC等)，酶类
不溶性糖主要是多糖类, 包括淀粉、纤维素、半纤 维素、果胶等 。
◆淀粉是禾谷类种子最主要的贮藏形式。主要以淀 粉粒形式存在于胚乳或无胚乳种子的子叶中,胚和皮 层部分一般不含。
淀粉粒----分单粒和复粒两种，复粒是许多单粒的 聚合体，其外包有膜，前者如玉米、小麦、蚕豆等的 淀粉粒；后者如水稻和燕麦的淀粉粒。马铃薯一般是 单粒淀粉，但有时也形成复粒 或半复粒。
（%；室温25 ℃；Harrington,1960)
作物
相对湿度（％） 10 20 30 45 60 75
蚕豆
4.2 5.6 7.2 9.3 11.1 14.5
甜菜
2.1 4.0 5.8 7.6 9.4 11.2
大白菜
2.4 3.4 4.6 6.3 7.8 9.4
芹菜
5.8 7.0 7.8 9.0 10.4 12.4
黄瓜
2.6 4.3 5.6 7.1 8.4 10.1
茄子
3.1 4.9 6.3 8.0 9.8 11.9
菠菜
4.6 6.5 7.8 9.5 11.1 13.2
番茄
3.2 5.0 6.3 7.8 9.2 11.1
表大田作物种子与不同相对湿度平衡时的近似水分 （%；室温25 ℃；Harrington,1960)
把低于临界水分种子能安全贮藏的种子含水量, 称为安全水分 。种子贮藏的安全水分因作物种类 而不同。
3.种子平衡水分
指种子对水分的吸附与解吸达到动态平衡时种 子的含水量。
由于种子具有吸湿性，所以能将种子水分调节 到与任一相对湿度达到平衡时的含水量（表）， 在一定温度下，可绘成吸湿平衡曲线（图）
表 蔬菜作物种子与不同相对湿度平衡时的近似水分
不同作物种子中淀粉粒的形状、大小、结构等都有 一定的差异,可以作为识别淀粉种类的手段之一(表)。
淀粉成分-----由许多葡萄糖分子组成，分直链淀粉 和支链淀粉。
表：禾谷类种子淀粉粒的特征(据Kent,1975)
作 大小 物 (μ m)
形状
备注
小 大 :15-40 球 形 或 扁 豆 形 单 粒
麦 小 :1-10 球 形
--
--
蔗糖
3.2
3.9
38.7 25.8
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
糊精
1.3
1.8
--
--
纤 维 素 10.0
0 .2
14.1
4 0 .2
脂肪
1.9
1.0
10 .1
1.3
矿 物 质 5.8
1.4
11.4
17.4
2.3 小麦种子各部分化学物质的分布(%)
种子 重量百 蛋白 部分 分比 质
淀粉
糖分
纤维 素
戊聚 糖
脂肪
灰分
全 粒 100.00 16.06 63.07 4.32 2.76 8.10 2.24 2.18
单粒
大 大 :10 -30 扁 豆 形 、肾 形 及 略 无 同 心 的 痕 迹 ,单 粒
麦 小 :1-5
有棱角
常结成团状
球形或纺锤形
稻 复 粒 (单 粒 略有棱角
含 150 单 粒 ,看 不 到
2-10)
脐
玉 2-30
多 角 形 或 球 形 角 质 胚 乳 中 ,单 粒
米 (平 均 10)
粉 质 胚 乳 中,有 星 状
表2.1 油料作物的化学成分含量(%) 续
化学成分 水分 蛋白质
芝麻
5.4 20.3
碳 水 化 脂肪 纤维素 灰分
合物
12.4 53.6 3.3
5.0
向 日 葵 5.6 30.4
12.6 44.7 2.7
4.4
(仁)
亚麻
6.2 24.0
24.0 35.9 6.3
3.6
大麻
8.0 24.0
20.0 30.0 15.0 3.5
相对湿度（％） 作物
15 30 45 60 75 90 100 水稻 6.8 9.0 10.7 12.6 14.4 18.1 23.6 普通小麦 6.3 8.6 10.6 11.9 14.6 19.7 25.6 大麦 6.0 8.4 10.0 12.1 14.4 19.5 26.8 燕麦 5.7 8.0 9.6 11.8 13.8 18.5 24.1 玉米 6.4 8.4 10.5 12.9 14.8 19.1 23.8 荞麦 6.7 9.1 10.8 12.7 15.0 19.1 24.5 大豆 4.3 6.5 7.4 9.3 13.1 18.8 亚麻 4.4 5.6 6.3 7.9 10.0 15.2 21.4
1.可溶性糖 充分成熟种子中,可溶性糖含量不高,主要以蔗糖的 状态存在。蔗糖的含量以种子胚部及种子外围部分 (包括果皮、种皮、糊粉层及胚乳外层)为高,如小麦 胚部蔗糖含量16.2%,黑麦胚含22.9%,玉米胚含 11.4%。 贮藏过程中可溶性糖含量增高,是种子衰老的象征 和贮藏条件不良的结果。 2.不溶性糖
脐、单粒
直链淀粉和支链淀粉所组成差别
(1)直链淀粉分子由200- (1)支链淀粉分子由600-
980个左右的葡萄糖根所 6000个葡萄糖根所组成,
组成,呈直线连接。
呈分枝状连接。
(2)易溶于热水中,形成粘 稠性较低的胶溶液。
(3)遇碘液产生蓝色反应
(4)溶液稳定性低
(2)只有在加温加压时才 能溶解于水,形成很粘稠 的胶溶液。
分生理机能和生化特性的不一致。
☆禾谷类作物的共同特点：
1.胚：含有丰富蛋白质和脂肪，以及较多的可溶性多糖，易 于被微生物浸染和仓虫危害。
2.胚乳：含有整个种子全部淀粉和大部分的蛋白质，是种子 营养物质的储藏库,是种子萌发到形成具备自养能力之前的养 分来源。
3.糊粉层：含有大量的糊粉粒，含有丰富的蛋白质、脂肪和 灰份，是胚乳中具有生命的组织。
第二章 种子的化学成分与利用
学习本节的意义： 1.了解种子内的化学组成和化学成分 的分布
规律 确定种子在各方面的利用价值 。
2.掌握种子中主要化学成分的基本特性、变化规律 及其与种子衰老的关系，为种子的合理贮藏提供依据。
表2.1 豆类作物的化学成分含量(%) 续
化 学 水分 蛋白质 成分 大豆 10.0 36.0
纤维素不能被种子利用， 不易被消化吸收
半纤维素可作为贮藏物质，发 芽时能被半纤维素酶水解利用
(二)脂类
脂类主要是脂肪和磷脂。其共性是不溶于水,而 能溶于各种有机溶剂中。
1.脂肪 脂肪是种子三大营养物质之一,是重要的 高能贮藏物质。
脂肪品质优劣取决于组成成分中脂肪酸种类。
脂肪的 性质
酸价 碘价
中和1g脂肪中全部游离脂 肪酸所必需的KOH毫克数