种子中的各种成分Word下载.docx

1、糊粉层类似胚果种皮只有纤维素含量高第二节 种子水分（一）种子中水分存在的状态游离水（自由水） 结合水（束缚水） 可作为溶剂 不能作为溶剂 0可以结冰 0不结冰 自然条件下容易从种子中蒸发 自然条件下不易蒸发，强烈日光或人工加温才蒸发 引起强烈的生命活动 不能引起强烈的生命活动 含水量低种子可能无游离水（二）种子临界水分和安全水分1、临界水分-当种子中游离水刚去尽，留下全部结合水时的水分，其含量因作物种类而不同。2、安全水分-种子安全贮藏的水分。安全水分受温度的影响而不同，各地区有差异。 种子水分减少到无游离水时，种子内的酶类首先是水解酶类就成钝化状态，新陈代谢降至很微弱的程度。所以，种子中出现

2、游离水以后，即大于临界水分时，种子就不耐贮藏，种子活力和生活力很快降低和丧失。在临界水分以下，则一般认为可以安全贮藏。但大于临界水分也不一定不安全。禾谷类种子的安全水分一般为12-14%以下，油料作物种子为8-10%，甚至更低，取决于其含油量。3、种子亲水性的原因v种子分子组成中，含有大量的亲水基：羟基（-OH）, 醛基（-CHO）, 巯基（-SH）,氨基（ -NH2）, 羧基（-COOH），因此，种子具有亲水性。蛋白质含有 -NH2 , -COOH，亲水性最强。脂肪不含亲水基，所以表现疏水性。一粒种子中有许多孔隙，相连成很多孔道，称毛细管，它纵横交错，布满种子，扩大了吸附面积，可以吸附许多水

3、。吸附在面上的是吸附水，多了就可以流动，成自由水。（三）种子平衡水分及其影响因素1、平衡水分的概念 种子水分随着吸附与解吸过程而变化，当吸附过程占优势，则种子水分增高，当解吸过程占优势，则种子水分减低。 如果将种子放在固定不变的温度和湿度条件下，经过相当时间, 则种子水分保持在一定水平，基本上稳定不变，此时种子对水汽的吸附和解吸作用以同等的速度进行着，亦即达到动态平衡状态，这时种子所含的水分为种子在该特定条件下的平衡水分，此时的相对湿度称平衡相对湿度。2、平衡水分的影响因素（1）湿度 种子水分随大气相对湿度改变而变化，当温度不变时，种子的平衡水分随相对湿度的增加而增大，与湿度呈正相关。当外界湿

4、度高时，显然产生的水汽压高，水汽浓度大，水分子容易进入种子，所以种子的平衡水分高。 总的来说，在相对湿度较低时，平衡水分随湿度提高而缓慢地增长，而在相对湿度较高时，平衡水分随湿度提高而急剧增长，因此在相对湿度较高的情况下，要特别注意种子的吸湿返潮问题。 表1-5 大田作物种子与空气不同相对湿度平衡时的近似水分（%）（室温25） 作物 相对湿度 （） 15 30 45 60 75 90 100 水稻 6.8 9.0 10.7 12.6 14.4 18.1 23.6 硬粒小麦 6.6 8.5 10.0 11.5 14.1 19.3 26.6 普通小麦 6.3 8.6 10.6 11.9 14.6

5、19.7 25.6 大麦 6.0 8.4 12.1 19.5 26.8 燕麦 5.7 8.0 9.6 11.8 13.8 18.5 24.1 黑麦 7.0 8.7 10.5 12.2 14.8 20.6 26.7 高粱 6.4 12.0 15.2 18.8 21.9 玉米 12.9 19.1 23.8 荞麦 6.7 9.1 10.8 12.7 15.0 24.5 大豆 4.3 6.5 7.4 9.3 13.1 - 亚麻 4.4 5.6 7.9 21.4 （2）温度温度对平衡水分有一定程度的影响。当湿度不变时，种子的平衡水分随温度升高而减小，成反相关。这是因为当温度升高时空气的保湿能力增加，在一

6、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，使得相对湿度变小，从而使种子的平衡水分减小 （表1-6）。但总的来说，温度对种子平衡水分的影响远较湿度为小。 表1-6 温度和空气中饱和水汽含量的关系 温度（） 每公斤干空气中饱和状态的水汽（g） 0 3.8 10 7.6 20 26.4 （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

7、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。（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。第三节 种子的营养成分（一）糖类1、可溶性糖 发芽时较多。充分成熟的种子，可溶性糖含量少，主要以蔗糖形式存在，主要在胚和糊粉层。如果可溶性糖多，说明生理状态不正常：未充分成熟，发过芽，等，其它糖也会出现。因此,种子的可溶性糖含量的动向，可在一定程度上反映种子的生理状况。2、不溶性糖 主要包括淀粉、纤维素、半

8、纤维素和果胶等，完全不溶于水或吸水而成粘性胶溶液 。（1）淀粉 种子中最主要的贮藏物质，它以淀粉粒的形式贮存于胚乳细胞中。 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。淀粉成分-由许多葡萄糖分子组成，分直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉和支链淀粉遇碘液产生不同的颜色反应，直链淀粉呈蓝色，支链淀粉呈红棕色，据此可以把糯性种子和非糯性种子区分开来。糯性种子中几乎全部都是支链淀粉，遇碘产生红棕色反应；而非糯性种子中有一部分直链淀粉，因此遇碘后产生深蓝紫色反应。直链淀粉 支链淀粉 一

9、般种子 糯质种子 基本无 几乎100% 非糯质种子 20-25% 75-80% 水稻种子 糯质种子： 籼糯 粳糯 非糯质种子：籼稻 25% 粳稻 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。（2）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：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 包括脂肪和磷脂两大类，前者以贮藏物质的状态存在于细胞中，后者是构成原生质的必要成分。1、脂肪高能：贮藏的能量比相同重量的糖或蛋白质几乎高一倍比重小：

10、自然界中大部份的种子均以脂肪作为主要的贮藏物质。（1）成分脂肪酸+甘油 结合而成， 脂肪的性质决定于脂肪酸。种子中重要的脂肪酸：软脂酸 16 C 饱和脂肪酸 硬脂酸 18 C 油酸 一个双键 18：1 不饱和脂肪酸 亚油酸 二个双键 18：2 亚麻酸 三个双键 18：3 37时，三者氧化比率为1:30:80， 亚麻酸是油酸的80倍。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

11、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，可抵销芥酸的作用。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（2）脂肪性质的指标酸价中和1g脂肪中游离脂肪酸所需的氢氧化钾毫克数。在贮藏湿度较高的情况下，种子中或微生物中的脂肪酶发生作用，促使脂肪物质分解而脱出游离脂肪酸，有酸性，于是种子酸价增高，品质恶化，脂溶性维生素破坏，种子生活力下降；棉籽的酸价5基本上是死种子，1%以下是活种子。碘价100g脂肪吸收碘的克数。种子中不

12、饱和脂肪酸的双键能与碘发生化合作用。双键愈多，脂肪的碘价愈高，表明脂肪中的脂肪酸不饱和程度愈大。不饱和脂肪酸的含量愈高，脂肪愈容易氧化。碘价高，不耐贮藏。碘价高的作为油漆，如桐油，一涂就干，双键被氧化。（3）脂肪的酸败v?种子在贮藏过程中，由于脂肪变质产生醛、酮、酸等物质，发生不良的气味和滋味，使种子品质降低，称为酸败。脂肪酸败会对种子品质造成严重影响，由于脂肪的分解，脂溶性维生素无法存在，并导致细胞膜结构的破坏，而且脂肪的很多分解产物都对种子有毒害作用，食用后还能造成某些疾病的恶化及细胞突变、致畸、致癌和加速生物体的衰老，因此酸败的种子可以说完全失去种用、食用或饲用价值。油脂的酸败可包括水解

13、和氧化两个过程：水解在水分较高的种子中，脂酶发生作用，将脂肪水解为游离脂肪酸和甘油，水解过程所需的脂酶，既存在于种子中，又大量存在于微生物中，因此微生物对脂肪的分解作用可能比种子本身的脂酶作用更为重要。氧化饱和脂肪酸的氧化是在微生物的作用下，脂肪酸被氧化生成酮酸，然后酮酸失去一分子二氧化碳分解为酮；不饱和脂肪酸的过氧化有化学氧化及酶促氧化，种子中脂质的氧化一般是酶促作用的氧化，但也存在自动氧化过程。在脂肪氧化酶或其他物理因素的催化下，游离态或结合态的脂肪酸氧化为极不稳定的氢过氧化物，然后继续分解形成低级的醛和酸等物质，其中危害最严重的是丙二醛，对细胞有强烈的毒害作用。酸败的影响因素：内因种皮状

14、况：完整，保护性好；破裂易发生。 脂肪成分：脂肪的不饱和程度愈高，氧化速率愈快，变质愈为迅速。种子中含有的抗氧化剂如维生素E、维生素C、胡萝卜素及酚类物质等，均有利于延缓和降低脂肪酸败作用。外因水分高，温度高，光照强，氧气充足，种子易酸败。保存食用油：密闭、放低温处、小口容器、装满、避光（如棕色瓶）不易酸败。面粉发苦也是酸败。出粉率高的粉，胚、糊粉层也在其中，脂肪含量高，易酸败。加工时，去掉胚、糊粉层，才能长期贮藏。2、磷脂 种子中的脂类物质除脂肪外，还有化学结构与脂肪相似的磷脂，但前者是贮藏物质，后者是细胞原生质的成分各种细胞膜的必要组分，对于限制细胞和种子的透性，维持细胞的正常功能是必不可

15、少的。种子中磷脂的含量较营养器官为高，一般达0.51.7%磷脂的代表性物质是卵磷脂和脑磷脂。禾谷类、花生、羽扇豆、棉、亚麻、向日葵等种子中均含有少量；大豆种子的磷脂含量较高（1.62.0%），胚芽较子叶含量更为丰富，因此大豆种子常用于提取磷脂制成药物，用以促进和提高大脑的功能。结构：甘油脂肪酸 脂肪酸 磷酸含氮碱 脂肪酶能使脂肪酸从磷脂中水解出来，磷脂酶能分解甘油与磷酸之间的化合键。（三）蛋白质1、种子蛋白质的种类种子中的含氮物酶蛋白 蛋白氮主要以蛋白质存在 贮藏蛋白 结构蛋白 非蛋白氮主要以氨基酸形式存在，集中于胚及糊粉层，含量很低，但在生理状态不正常的种子中，如未成熟的、受过冻害的和发过芽

16、的种子，则含量较高。种子中的大部分蛋白质是贮藏蛋白质属于简单蛋白质，主要以糊粉粒或蛋白体的状态存在于细胞内，只有极少量的蛋白质才是复合蛋白质，主要是脂蛋白和核蛋白。2、贮藏蛋白质的分类简单蛋白质可根据其在各种溶剂中溶解度的不同，分为：清蛋白在加热或在某种盐类的饱和溶液中发生沉淀，这类蛋白质主要是酶蛋白，在一般种子中含量很少。球蛋白不溶于水，但溶于盐类溶液，它是双子叶植物种子所含有的主要蛋白质，在禾谷类种子中虽普遍存在，但含量很少。醇溶谷蛋白不溶于水和盐类溶液，但溶于70%的酒精溶液，它是禾谷类特有的一种蛋白质，含量很高，是禾谷类的主要蛋白质，其中赖氨酸含量较低，影响了它的营养价值。谷蛋白则不溶

17、于水、盐类溶液和酒精溶液，但溶于稀酸溶液，这类蛋白在禾谷类尤其水稻种子中的含量较高。醇溶谷蛋白和谷蛋白是面筋最主要的成分。在面包和馒头的制作过程中，面筋具有保持面团中气体的性能，凡面筋含量高和面筋品质优良（面筋的弹性及延伸性好）的麦粉有较好的面包烤制品质，因此面筋是小麦品质的指标。面筋蛋白质存在于禾谷类种子的胚乳中，而胚和糊粉层中则仅含有清蛋白和球蛋白，不能形成面筋。3、种子蛋白质的氨基酸组成种子的营养价值主要决定于以下几个因素：种子中蛋白质的含量构成蛋白质的氨基酸尤其是人体必需氨基酸的比率种子蛋白质能被消化和吸收的程度如果蛋白质的成分中缺少8种人体必需氨基酸中的任何一种时，动物就不能利用植物

18、中的蛋白质重新构成自己所特有的蛋白质，可见某些植物种子的蛋白质含量虽高，但由于品质欠佳，仍影响了它的价值。8种人体必需氨基酸：苏氨酸 色氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 苯丙氨酸 缬氨酸 赖氨酸 蛋氨酸 禾谷类种子赖氨酸含量很低，一般只有动物蛋白质含量的1/2-1/3。禾谷类种子的食用部分实际上是胚乳，其主要蛋白质是赖氨酸含量较低的醇溶性谷蛋白，胚部和糊粉层含有的却是营养价值较高的清蛋白和球蛋白，它们作为麸皮（胚与糊粉层不易与果种皮分离，这些成分在习惯上常统称麸皮）的重要成分而被利用作为饲料。稻米蛋白质相对较好，其赖氨酸含量高于麦类，因为稻米中醇溶谷蛋白含量很低，80%是赖氨酸含量较高的谷蛋白。玉米种子

19、严重缺乏赖氨酸和色氨酸，若单纯以玉米作为主食或饲料会引起不良的后果，高梁的情况也类同。以玉米为主食的地区，人常生糙皮病，就是缺色氨酸引起。因为，色氨酸能转变为Vpp，缺色氨酸，就缺Vpp，人就生糙皮病。豆类种子缺少蛋氨酸，其中花生蛋白质的赖氨酸、苏氨酸和蛋氨酸均较低；蚕豆蛋白质的蛋氨酸和色氨酸的含量很低；大豆种子赖氨酸含量丰富，营养价值最高。补救措施：补充其他植物蛋白质选育优良品种，美国选出玉米“奥帕克”-2，赖氨酸、色氨酸超过普通品种一倍，用普通玉米和高赖氨酸玉米“奥帕克”作猪饲料试验表明，后者的日增重高于前者39%，最终重量可达前者的3.6倍。采用强化措施，在缺乏人体必需氨基酸的食物中添加

20、该种氨基酸，缺什么补什么，如日本的赖氨酸盐酸盐加入面包中，提高蛋白质的利用率（强化米、面等）。第四节 种子生理活性物质种子中存在某些化学物质，其含量虽则很低，但具有调节种子生理状态和生化变化的作用，促使种子生命活动的强度增高或降低。这类物质称之为生理活性物质，包括酶、维生素和激素。（一）酶 从化学结构看，酶的成分是蛋白质，有些酶还含有非蛋白组分。非蛋白质部分是金属离子（如铜、铁、镁）或由维生素衍生的有机化合物。1、酶的主要特征种子内的生物化学反应可由种子本身所含的酶所催化、调节和控制。酶具有底物专一性和作用专一性，对温度、酸度等敏感，具有可逆性，种子各种生理生化变化是由多种多样的酶类共同作用所

21、调控的。2、种子中重要的酶类根据酶催化的反应类型，可以把它分为以下几类：（1）氧化还原酶类 参与氧化还原反应。（2）转移酶类 转移某些基团（例如氨基、羧基、磷酸基和甲基等）。（3）水解酶类 在有水的条件下催化某些化合物的分解（如糖类、脂肪、蛋白质及核酸等）。（4）裂解酶类 在无水条件下也能催化化合物的分解，包括双键破坏（如脱羧作用及脱氨作用等）。（5）异构酶类 调节分子内部的转化，为分子内的氧化还原反应和转移反应（如6-磷酸葡萄糖转化为6-磷酸果糖）。（6）合成（连接）酶类 在传递能量的有机磷酸化合物（ATP）参与下使分子连接起来。上述每一类酶又可细分为许多亚类。大部酶分布在胚部。种子在发育成

22、熟过程中，各种酶的活性很强，随着成熟度的提高和种子脱水，活性一般降低甚至因破坏而消失，有些酶（如-淀粉酶等）则与蛋白质结合以酶原状态贮存于种子中，因此成熟种子的代谢强度很低，处于相对静止的状态。当种子萌发时，紧接着酶的活化和合成，代谢强度又急剧增高。与食用的关系： 成熟不充分和发过芽的种子中存在多种具活性的酶，这类种子不仅耐藏性差，而且还严重地影响食品的加工品质。如未成熟种子或发过芽的种子中，-淀粉酶在麦粉制作面团发酵过程中产生许多糊精，使制成的面包或馒头很粘，缺乏弹性（即“烤不熟的面包”）；而活性的蛋白水解酶则使加工过程中的面筋蛋白质分解，于是面团保持气体的能力显著降低，制成的面包或馒头体积

23、小而坚实。（二） 维生素 维生素的生理作用和酶有密切关系，许多酶由维生素和酶蛋白结合而成，因此缺乏维生素时，动植物体内酶的形成就受到影响。维生素对于保持人体的健康是必不可少的，任何一种维生素的缺乏都会导致代谢作用的混乱和疾病发生，但某些维生素（A和D）长期过多摄入，亦可引起中毒，造成维生素过多症影响健康，而维生素B及C在体内多余时会及时排出，不致引起过多症。种子中的维生素含量不是很高，一般容易因偏食而欠缺，不会因过高而中毒。（三）激素 各种激素在成熟过程中均存在增高而后降低的趋势，一般在发育过程中增高，至种子成熟后期迅速降低。在种子发芽过程中，萌发促进物质（germinatiom promot

24、or）在一定时期内又迅速显著增加，但在衰老的种子中，GA、CK等萌发促进物质产生的能力降低甚至完全丧失，萌发抑制物质（germination inhibitor）ABA在种子中的含量则可能因种子衰老而增多。（1）生长素 IAA（吲哚乙酸） 发育种子中的IAA由色氨酸合成，并非由母株运入。IAA有游离及各种形式的结合态，在种子发芽前含量极低，大多数种子中以酯或以激素的前体存在，发芽后才水解成为游离态并具活性的激素。萌发过程中贮藏于种子中的色氨酸也可运至芽鞘的先端，并在这个部位合成IAA，促进萌发种子的生长，但这种激素与休眠的解除并不存在一定关系。（2）赤霉素 种子中GA的种类很多，不下数十种，赤

25、霉酸（GA3）是其中重要的、活性较强的一种。各种赤霉素的分子都是以赤霉素烷为基础的。种子本身具有合成GA的能力，而且绝大多数植物种子的GA含量远高于其他部位（Lang，1965），合成赤霉素的部位是胚。种子中的GA有游离态和结合态两种，结合态的GA常与葡萄糖结合成糖甙或糖酯，在种子发育的早期绝大部分GA是具活性的，但成熟时转为钝化或进行分解代谢。在发芽过程中，贮藏在种子中的结合态GA可转化为活性状态。GA能促进生长，主要是促使细胞伸长，在某些情况下也可促进细胞分裂，这类激素在促进种子发育、调控种子的休眠和发芽中起着重要的作用，有些种子在休眠被打破并给予萌发条件时，常伴有内源GA水平的提高，后熟

26、过程可以使种子获得产生GA的能力。GA亦能加速非休眠种子的萌发及调控糊粉层中产生及释放淀粉酶、蛋白酶、-葡聚糖酶等酶类。对禾谷类种子来说，GA的作用有两个部位，其一是胚，其二是胚乳的糊粉层。前者直接促进种胚的生长和种子萌发，后者与胚乳淀粉层中营养物质的分解和萌发后的幼苗生长有密切关系。GA3也是水稻恶苗病菌的代谢产物，因此GA3可从培养该真菌的液体培养基中提取。我国将人工提取的GA3称之为920，可用于多种种子的处理、杂交水稻制种及其他用途。（3）细胞分裂素 细胞分裂素（CK） 的作用是促进细胞分裂，对细胞伸长可能也有作用。CK可能在植株中合成，随后流入种子，果实或种子本身也可能合成。种子发育时CK明显增加，尤其在种子组织迅速生长时增加更快，以后又随成熟而降低。 CK具有抵消抑制物质尤其是ABA的作用（Thomas，1977）。在笋瓜等双子叶植物种子萌发过程中，胚中轴能分泌CK，促使子叶中合成异柠檬酸裂解酶和蛋白水解酶，因此对这类种子来说，CK具有重要的代谢调控作用。（4）脱落酸 ABA 在发育过程中增高，在种子脱水过程时迅速降低。ABA在种子中存在时