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2个品种荷兰豆种子营养成分与萌发特性分析

2016-01-16

种子 2016年2期
关键词:荷兰豆种子活力豌豆

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(中山大学生命科学学院, 广东 广州 510275)

荷兰豆(Pisumsativumvar.saccharatum),别名荷仁豆、回回豆、麦豆、剪豆、青小豆等,是豆科豌豆属的一个栽培种,一年或二年生攀缘草本植物,原产于地中海和亚洲中部。菜用荷兰豆按其荚果又可分为软荚和硬荚2种,软荚种以食嫩荚、嫩梢为主,硬荚种以食用鲜嫩种子为主,目前在西方国家栽培极为普遍,我国也大量引进种植[1]。据统计,我国干豌豆栽培面积和总产量分别占全世界的15.2%和13. 8%,青豌豆栽培面积和总产量分别占全世界的23.1% 和30.4%,仅次于加拿大,在世界豌豆生产中占有举足轻重的地位[2-3]。荷兰豆的荚果长而扁,深绿色,嫩脆清香;种子粒小而圆,绿粒或黄绿粒较多,也有黄粒和花粒种子[4]。荷兰豆种子和豆苗中含有较高的优良淀粉、蛋白质、纤维、维生素、矿物质和其他活性化学物质,具有很高的营养和保健价值[5-6]。其嫩梢、嫩荚、籽粒质嫩清香,含丰富的营养物质和保健成分,对增强人体新陈代谢功能有十分重要的作用,因而成为多个国家的粮食和食用蔬菜品种之一,在美国、加拿大、澳大利亚、新加坡、马来西亚、香港等市场十分畅销[7]。豌豆也可作饲料和绿肥用,具有较高的开发利用价值[2]。

本研究以市售的丰盛604荷兰豆11号特选种和出口型丰盛改良604荷兰豆为研究材料,对其萌发特性和营养成分进行分析检测,旨在比较2种荷兰豆种子的营养成分和萌发特性,为荷兰豆的生产培育和综合开发开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所用荷兰豆种子为丰盛604荷兰豆11号特选种(以下简称丰盛604)和出口型丰盛改良604荷兰豆(以下简称改良604),购自广东省广州市天河五山广东省农业科学院种子市场。

1.2 试验方法

1.2.1 种子萌发

丰盛604、改良604 两个品种的荷兰豆干种子经蒸馏水浸泡3 h后,置于发芽容器中加入适量蒸馏水萌发,培养温度22~23 ℃,光/暗周期为16 h/8 h,每隔24 h换蒸馏水1次。

1.2.2 萌发指标的测定

萌发过程统计萌发率,测量芽长、根长、根数等萌发相关指标,至第10天萌发结束。

1.2.3 可溶性糖与可溶性蛋白的含量测定

从萌发第2天开始取萌发幼苗,去掉种皮,测定可溶性糖和可溶性蛋白含量,测定方法分别为蒽酮法[8]和Brandford法[9]。

1.2.4 种子营养成分的测定

取种子50 g打碎混匀取样,测定相关营养成分含量。总蛋白含量的测定依据GB 5009.5—2010/第一法;总糖含量的测定依据GB/T 5009.8—2008/第二法;总多糖含量的测定方法采用苯酚-硫酸法[10],多糖含量以葡萄糖计;总脂肪含量的测定依据GB/T 5009.6—2003/第二法;粗纤维含量的测定依据GB/T 5009.10—2003;氨基酸含量的测定依据GB/T 5009.124—2003;色氨酸的测定依据GB/T 18246—2000 碱水解法。

1.2.5 含水量测定

样品在105 ℃烘箱中烘至恒重测定干重,并计算含水量。

1.3 数据分析

用Excel 2003作图,用SPSS 20.0统计软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 2个品种荷兰豆的种子特性

分别对2个品种荷兰豆的百粒重、种子直径、含水量、萌发率以及主要营养成分等指标进行测定,结果如表1所示,2个品种的荷兰豆种子萌发率基本相同且达到97.6%,说明都具有较高的种子活力;2个品种的荷兰豆种子的含水量分别为6.0%和5.89%,接近已报道的荷兰豆种子的最佳含水量(7.56%)[11],说明种子的保存条件适宜;显著性检验表明,2个品种的荷兰豆种子的百粒重、种子直径、含水量、萌发率无显著差异。

表1 2个品种荷兰豆的种子生物学特性

品种百粒重(g)直径(mm)含水量(%)萌发率(%)丰盛60419.96±0.207.0±0.326.00±0.0597.6±0.24改良60420.31±0.337.1±0.195.89±0.0297.6±0.24

2.2 2个品种荷兰豆种子中营养成分的比较

种子的营养成分能够提供给种子萌发初期的营养物质,从而影响种子的发芽率以及幼苗生长情况。测定结果表明,2个品种的荷兰豆干种子中蛋白质含量较高,分别为干重的22.02%和22.10%。粗纤维含量在丰盛604中含量较高,为改良604的1.52倍。除此之外,其它成分在2个品种中含量基本相似(表2)。

表2 2个品种荷兰豆种子的主要营养成分

品种总蛋白(g/100g)总糖(g/100g)总多糖(g/100g)总脂肪(g/100g)粗纤维(%)丰盛60422.026.656.012.022.18改良60422.106.535.812.231.43

由表3可知,丰盛604和改良604荷兰豆每100 g干种子中含总氨基酸量分别为19.57 g和16.84 g;8种人体必需氨基酸含量分别为7.04 g和6.06 g,占总氨基酸含量的35.97%和35.99%,丰盛604种子中多种重要氨基酸的含量高于改良604。

比较2种荷兰豆种子与联合国粮农组织及世界卫生组织(FAO/WHO)联合国专家委员会公布的理想蛋白质中必需氨基酸的含量模式[12],在2个品种荷兰豆种子中,除苯丙氨酸、色氨酸和蛋氨酸含量低于FAO模式谱含量外,其余5种均接近或高于FAO模式谱(表4)。

2.3 2个品种荷兰豆的萌发特性比较

从图1可以看出,种子萌发后期,改良604的芽长略大于丰盛604,但显著性分析结果表明其差异不显著。从图2可以看出,种子萌发前4 d,改良604的根长略大于丰盛604;萌发4 d后,丰盛604的根长增加较快,大于改良604。从图3可以看出,根数以第6天为分界点,萌发前6 d,2个品种的根数基本一致,6 d以后出现差异,丰盛604略大于改良604。显著性分析结果表明,2个品种荷兰豆萌发过程中根长和根数的差异不显著。

表3 2个品种荷兰豆种子氨基酸含量(g/100 g)

氨基酸丰盛604改良604 天冬氨酸2.452.11 苏氨酸0.780.68 丝氨酸0.980.86 谷氨酸3.583.08 甘氨酸0.910.78 丙氨酸0.910.78 胱氨酸0.210.20 缬氨酸1.010.87 蛋氨酸0.130.10 异亮氨酸0.880.75 亮氨酸1.531.31 酪氨酸0.430.33 苯丙氨酸1.010.86 组氨酸0.450.39 赖氨酸1.551.33 精氨酸1.741.46 脯氨酸0.850.72 色氨酸0.150.16 总计19.5716.84

表4 2个品种荷兰豆种子的人体必需氨基酸与总氨基酸含量比例分析

品种丰盛604含量(%)改良604含量(%)FAO模式谱含量(%) 苏氨酸3.994.044.00 缬氨酸5.165.175.00 蛋氨酸0.660.593.50 异亮氨酸4.504.454.00 亮氨酸7.827.787.00 苯丙氨酸5.165.116.00 赖氨酸7.927.905.50 色氨酸0.770.951.00

图1 2个品种荷兰豆萌发过程的芽长变化

图2 2个品种荷兰豆萌发过程的根长变化

图3 2个品种荷兰豆萌发过程的根数变化

2.4 2个品种荷兰豆萌发过程中糖和蛋白质的含量的变化

2.4.1 可溶性糖含量变化

由图4可以看出,2种荷兰豆种子在萌发过程中,可溶性糖随着萌发时间均呈现下降的趋势,萌发幼苗组织中的可溶性糖逐渐被消耗;丰盛604在萌发的前4 d可溶性糖的消耗速率稍高于改良604,此后逐渐趋于平缓并与改良604的下降幅度接近。显著性分析结果表明,在2种荷兰豆萌发过程中,可溶性糖含量变化的差异不显著。

图4 2个品种荷兰豆萌发过程可溶性糖变化

2.4.2可溶性蛋白含量变化

图5的结果显示,2个品种荷兰豆萌发过程中可溶性蛋白呈下降趋势,说明种子内贮藏的蛋白在萌发过程中被分解利用;同时,2个品种的蛋白质消耗速率比较相似且下降幅度平稳。显著性分析结果显示,2种荷兰豆在萌发过程中可溶性蛋白含量变化差异不显著。

图5 2个品种荷兰豆萌发过程可溶性蛋白变化

3 结论与讨论

种子是农作物的最重要的终产物之一,同时也是植物繁衍后代的重要器官。种子活力是种子品质好坏的一个重要指标,种子萌发率则在一定程度上反映了种子活力的大小[13]。种子在萌发过程中需要大量的营养物质,而百粒重则反映了种子的大小和饱满程度,相同品种的种子百粒重越大,所含的营养物质越多,种子活力就越强,发芽越迅速整齐[14]。本实验的2个荷兰豆品种种子大小和百粒重相似,发芽率均达到97.6%。种子萌发过程中,糖和蛋白质是供给种子萌发所必需的营养物质,2个品种荷兰豆在萌发过程中可溶性糖和可溶性蛋白的含量变化降呈现基本一致的下降趋势,说明这2个品种的种子活力和萌发过程的生理代谢水平非常接近。

荷兰豆种子含有丰富的淀粉、蛋白质,同时其膳食纤维的含量也比较高[15]。测定结果显示,2个品种荷兰豆种子的总蛋白、总糖、总多糖和总脂肪含量基本相同,但丰盛604种子的粗纤维和总氨基酸含量都高于改良604。豆类中的粗纤维有利于人体保健,对于降低肥胖、动脉粥样硬化以及恶性肿瘤之类的发病率有辅助作用[16-18]。同时,豆类种子中赖氨酸的含量较高,可补充禾谷类食品的不足[18]。豆类中氨基酸的营养价值主要受限于含硫氨基酸蛋氨酸的含量,从测定结果来看,2个品种荷兰豆种子的蛋氨酸含量也都远低于FAQ推荐的含量,但相对而言丰盛604中蛋氨酸的含量是改良604的1.12倍,略优于后者。从食用的营养和保健价值来看丰盛604较优,但粗纤维含量较低的改良604的食用口感会较好。

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