种子的化学成份和品质育种

种子的化学成份和品质育种种子因类型、作物和品种不同，化学成分存在明显的差异。种子中的贮藏物质是最主要的化学成分，在种子的总干重中占了很大的比率，它不仅是幼苗初期生长所必需的养料及能源，而且不同贮藏物质的含量、性质及其在种子中的分布状况，又会影响种子的生理特性、耐藏性、加工品质和营养价值。因此了解种子的化学成分不仅可以使我们确定种子在各方面的利用价值，还能更好地控制生命活动，为种子贮藏、加工、运输、检验、育种、销售服务。

一、种子中的主要化学成分及其差异

种子中的化学成分复杂多样:糖类

脂类

依化学组成分，主要有含氮物质

水

矿物质

结构物质,如结构蛋白、核酸、磷脂、纤维素等

贮藏物质，如淀粉、可溶性糖、贮藏蛋白、脂肪等

生理活性物质，如酶、维生素、植物激素等

水、矿物质、有毒物质等

不同作物种子，化学成分的种类基本相似，差异主要在含量上。根据不同作物种子化学成分含量的差异，可把种子分为:

依功能分粉质种子——淀粉含量明显高（60—70%),脂肪极少(1~4%)蛋白质（8-12%)——主要为禾谷类

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。蛋白质种子—蛋白质含量明显高（20－30%）

二、种子化学成分的分布

不同类型的种子，其种胚、胚乳、种被三部分所占比例差异很大，各部分所含化学成分的种类和数量也不同，决定了各部分生理机能不同,营养价值、利用价值不同，耐贮性不同。

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——与胚相似小麦种子化学成分的分布特点

麸皮=种被+糊粉层+胚营养上浪费

面粉耐贮、合理

科学加工利用三、种子水分水分是种子新陈代谢的介质和生理生化变化的参与者，对种子的物理、生理特性均有影响。1.种子水分的存在状态种子中的水分是一个复杂的体系,通常将其分为自由水和束缚水两种状态。

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，O℃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紧密结合不具有普通水的性质，O℃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

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。

2.种子的临界水分和安全水分：

临界水分即自由水和束缚水的分界，指自由水刚刚去尽，留下的为达饱和程度的束缚水时的种子含水量，又称束缚水量。临界水分只因种子化学成分的不同而异，亲水胶体含量高,亲水物质亲水性强，种子的临界水分就高，如蛋白质种子。一般禾谷类种子的临界水分为12—13%，油质种子为9—10%（含油量愈高，临界水分愈低）

种子的临界水分是种子安全水分确定的主要依据。

安全水分——能够保证种子安全贮藏的种子含水量范围。每逢种子入库，都要先确定其安全水分。

种子水分不同，其生命活动的强度和特点有明显差异，同时还通过对仓虫、微生物的作用影响到安全贮藏。当种子水分超过12-14%时，使用熏蒸剂杀虫，会损害种子发芽力，且种子表面和内部的真菌开始生长；种子水分超过18-20%时，贮藏种子将会“发热”；而当种子水份超过40-60%时(在贮藏过程中，常因漏雨、渗水或结露等原因引起局部水分的增高)，种子会发生发芽现象。

种子的临界水分:临临界水分高高——安全全水分可以以高临界水分低低——安全全水分必须须低一般原则：：安全水分分临界水水分种子的贮藏环境气候:低低温温干燥可可以以高一些仓贮条件:好好可可以高高一些我国南方，，潮湿、高高温——安安全水分应应该低北方，干干燥、低低温———安全水水分可以以高一些些但最好不不要高于于临界水水分！为什么？？安全水分分定的越越低，越越有利于于种子贮贮藏，但但降水分分要花费费人力物力，，因此，，安全水水分确定定应因时时、因地地、因种种子量、、种子用用途而定。。安全水水分确定依据据3.种种子的的吸湿性性和平衡衡水分：：种子是具具多孔性性毛细管管结构的的胶体，，具有吸吸附外界界水蒸汽或或其它气气体的能能力——吸附附当环境改改变时，，种子吸吸附的气气体分子子又可释释放到空空气中去去——解吸吸种子对水水汽吸附附与解吸吸的性能能称为种种子的吸湿性。种子对水水分的吸吸附与解解吸随外外界条件件而变换换。当种子在在外界条条件相对稳定定的条件件下一定时时间后，，对水分的的吸附与与解吸达达到动态态平衡，此时的的种子含含水量就称为该该条件下下的平衡水分分。平衡水分分是衡量量种子吸吸湿性动动态变化化的主要要指标！温度不变变时，平平衡水分分与外界界相对湿度度呈正比比一般的变变化规律律是相对湿度度不变，，平衡水水分与温温度呈反比比温湿度均均不变，，平衡水水分因作作物种类而而异：油分含量量高———平衡水水分低自然条件件下，种种子实际际含水量量与当时时条件下下的平衡衡水分常常有一定定差距，，依此进进行仓贮贮管理：：种子含水水量>平衡衡水分———通风风、晾晒晒种子水分分随大气气相对湿湿度改变变而变化化，在一定温温度条件件下，大大气中相相对湿度度愈高，，种子的的平衡水水分也愈愈高。大多数水水分平衡衡曲线均均是在25℃下下确定的的，在25℃时时，水稻稻种子在在相对湿湿度60%、75%和和90%下，平平衡水分分分别为为12.6%、、13.8%和和18.1%。。在相对湿湿度较低低时，平平衡水分分随湿度度提高而而缓慢地地增长，，而在相相对湿度度较高时时，平衡衡水分随随湿度提提高而急急剧增长长，因此此在相对湿度度较高的情况下下，要特特别注意意种子的吸吸湿返潮潮问题。1）湿湿度温度对平平衡水分分有一定定程度的的影响，大多数数种子水水分平衡衡曲线均均是在25℃下测定。。在相同同的相对对湿度条条件下，，气温愈低低，种子子的平衡衡水分愈愈高。因为空气气中水汽汽的绝对对含量，，虽则在在低温条条件下较较少，但但空气的保保湿量在在低温条条件下明明显为低低，不利于于种子中中的水分分子进入入大气。。在一定范围内，，温度每增增高10℃，每每公斤空空气中达达到饱和和的水汽汽量约增增加1倍倍。但总的来来说，温度对种种子平衡衡水分的的影响远远较湿度度为小。各种作物物种子在在不同温温湿度条条件下的的平衡水水分，可可用各种种盐类的的饱和溶溶液来测测定。2）温度度四、种子子中的主主要贮藏藏物质——糖类类、脂类类、蛋白白质（一）糖类——所有种子子均含有有糖类，，一般占占干重的的25~70%，，是种子子呼吸的的主要基基质可溶性糖糖——很少少、禾谷谷类一般般2%，，主要存存在于胚胚和胚乳的外外围组织织，充分分成熟种种子主要要为蔗糖，未成成熟和萌萌动的种种子除蔗蔗糖外，，还有单糖、麦麦芽糖不溶性糖糖——很多多，主要要有淀粉粉、纤维维素、半半纤维素素、果胶等种子糖类类干1.6湿1.3淀粉以淀粉粒的的形式存在于胚胚乳、子子叶中，，具晶体体结构（（图）淀粉粒的的形状、、结构、、大小因因作物、、部位而而不同：：就作物而而言，小麦、玉玉米种子中的的淀粉粒粒以单粒为主主，水稻、燕燕麦则以复粒为主主；马铃薯块茎中的的椭圆形，直径约约45µµm，豆类子叶中的的近球形形，直径径32~45µµm，，稻谷的最小,直直径约7.5µµm。。就种子的的部位而而言，一一般是胚胚乳中的的>子叶叶的>胚胚本体的的，同为为胚乳，，一般愈愈向内，，直径愈愈大，愈愈近圆形形，单粒粒；靠近近果种皮皮处则多多为多角角形、复复粒。1、淀粉——由葡萄糖缩合合而成，为白白色粉状物比重较大直链淀粉———约占含量的20~25%，分子量小小，直线连接，易易溶于热水，，遇碘呈兰黑色，粘度度低支链淀粉———约75~80%,分子子量大,分分枝状连接，，遇碘呈紫红色色，粘性大籼稻米——含含直链淀粉25%稻米粳粳稻米——含含直链淀粉<20~20%。糯稻米——几几乎100%支链淀粉紫红——糯糯性兰黑——非非糯性淀粉由两种成成分构成与碘反应2、纤维素素和半纤维素素——为组成细胞壁壁的主要成分分，果种皮中含量高纤维素亦是由由葡萄糖缩合合而成，葡萄萄糖根间以—1.4苷苷键连接，分分子间成束状状排列，具较强韧性，难难分解利用半纤维素为多多缩戊糖和已已糖的混合物物，可作“后后备食物”（二）蛋白质质——是种子中中的主要含N物质，另有有极少量非蛋白质态态N（游离氨氨基酸、酰胺胺类），分布于于胚和糊粉层层中。简单（贮藏））蛋白——仅由氨基基酸组成种子蛋白质复合（结构））蛋白—简单蛋白+非蛋白部分分酶蛋白——生理活性性物质结构蛋白质主要存在于种种子的有生命命部位；贮藏蛋白含量较多，以蛋白白体的形式存存在于子叶、、胚乳中，供供种子萌发时时转化利用。。子叶和糊粉层层中的蛋白体体基本一致而禾本科胚乳乳中的蛋白体体则具同心圆圆环直径1.5~2.5m，子叶>糊粉层层>胚乳乳淀粉胚乳中，，蛋白体密度是是自外向内递递减。种子蛋白质的的种类核酸糖糖磷磷脂贮藏蛋白据其其在不同溶剂剂中的溶解度度可分为：清蛋白——水溶性蛋蛋白，溶于水水或微酸溶液液球蛋白——盐溶性蛋蛋白，溶于10%NaCl——豆类蛋白白的主要成分分醇溶性谷谷蛋白——醇溶性蛋蛋白，溶于70%酒精精——禾谷类种种子特有谷蛋白——溶于0.2%碱溶液液——禾谷类类中较多醇溶性谷蛋白白和谷蛋白是是面筋的主要要成分（74.2%）面筋含量高（（Pr高)质量好（弹性性、延伸性））麦类品质的重重要指标溶性谷蛋白具具好的延伸性性但弹性差，，麦谷蛋白则则具高弹性但延伸伸性差。2.种子子蛋白质中氨氨基酸的组成成：蛋白质含量蛋白质中氨基基酸的组成———常见20种，其中8种必需需氨基酸可消化利用程程度（（表）蛋白质含量高高，氨基酸组组成比例好，，可消化程度度高，种子的的营养价值高高。种子的营养价价值蛋白质含量低低，仅为豆类类的1/2~1/3。赖氨酸含量低低，玉米中色色氨酸含量也也低胚乳中主要是是醇溶、碱溶溶蛋白，二者者中以谷酰胺、脯脯、亮氨酸为为多胚中清、球蛋蛋白较多,二二者中赖赖，色、精氨酸的比例例高粮食加工中中，要充分利利用胚的营养养成分；品质质育种中，提提高优质蛋白白（清、球）含量禾谷类种子完全蛋白、不不完全蛋白、、半完全蛋白白脂类物质脂肪和类脂，合称脂类物物质，它是构构成人体组织织细胞的主要要组成部分之之一。动物脂肪：在常温下是是固体，又称称为动物脂，，动物脂肪有有猪油、牛油油、羊油、乳乳脂、鸡油等等；植物脂肪：在常温下为为液态，又称称为植物油，，植物脂肪有有花生油、菜菜油、豆油、、菜油、芝麻麻油等。脂类分类甘油三酯糖脂脂肪(lipid)类脂(lipoid)脂类脂（饱和）油（不饱和））卵磷脂脑磷脂磷脂脂蛋白白固醇类类胆固醇醇类固醇醇甘油三三酯脂（饱饱和））糖脂磷脂脑，肾肾，肝，心心，蛋黄，，大豆豆,花花生生必需脂脂肪酸酸有几种不不饱和和脂肪肪酸（（亚油油酸、、亚麻麻酸、、花生生四烯烯酸））是机机体不不可缺缺少的的，但在在体内内又无无法合合成，，必须须由食食物供供给，，故被被称为为必需需脂肪肪酸。。功能：它们们可以以促进进发育育，维维护皮皮肤和和毛细细血管管的健健康，，能够够减轻轻放射射线所所造成成的皮皮肤损损伤，，与胆胆固醇醇的代代谢也也有密密切的的关系系，有有助于于冠心心病的的防治治。种子中中的主主要脂脂类物物质是是脂肪肪，其其次是是磷脂脂。前者以以贮藏物物质的状态态存在在于细细胞中中，后后者是是构成成原生质质的必必要成成分种子中中的脂脂类种子中中脂肪的的品质质与脂肪酸酸的种种类有关，，一般般种子子中的的脂肪肪以油油酸、、亚油油酸和和亚麻麻酸等等不饱饱和脂脂肪酸酸的含含量为为高，，但不不同作作物中中这三三种脂脂肪酸酸的比比率相相异很很大种子中中脂肪肪的含含量尤尤其是是胚部部脂肪肪的含含量，，与种种子及及粮食食加工工品的的劣变和和种子子寿命命存在密密切的的关系系1、脂脂肪肪：脂肪是是油质质种子子中的的主要要贮藏藏物质质，在种子子生命活动动中占占重要要位置置种子植植物中中，油油质种种子占占90%，，为什什么？？脂肪比比重低低、含含能量量高，，是营营养物物质最最经济济有效的的贮藏藏形式式种子的的脂肪肪以脂脂肪体体的形形式存存在于于种子子的胚胚和胚胚乳中，但但禾本本科的的淀粉粉胚乳乳中不不含脂脂肪体体。种子中中的脂脂肪是是多种种甘油油三酯酯的混混合物物，其其品质质优劣，决决定于于其组组成成成分中中的脂脂肪酸酸种类类和比比例。饱和脂脂肪酸酸软软脂脂酸（（16：0）硬脂酸酸（18：：0））不饱和和脂肪肪酸油油酸（（18：1）(熔熔点低低，不不易亚亚油酸酸（18：：2））凝固)亚亚麻酸酸（18：：3））芥酸（（22：3）———异异味味，不易消消化种子脂脂肪中中的脂脂肪酸酸绝大大多数数与甘甘油结结合在在一起起，但但也有有少数呈呈游离离态。。游离脂脂肪酸酸含量量的多多少，，用酸酸价表表示；；而脂脂肪酸酸的不不饱和和程度度，用用碘价价表示示：品质优优种子中中的脂脂肪肪酸酸价——中中和1克脂脂肪中中全部部游离离脂肪肪酸所所需KOH（NaOH）毫毫克数数碘价——100克脂脂肪所所能吸吸收碘碘的克克数脂肪酸酸价低低、碘碘价高高，表表明品品质好好。种种子成成熟过过程中中，酸酸价降降低,碘价价升高高，种种子完完熟时时达到到极限限；种种子贮贮藏、、萌发发过程程中，，酸价价升高高、碘碘价降降低。。贮藏藏中随随油脂脂酸价价的升升高，，种子子的活活力降降低。。油脂的的酸败败——油油脂或或油质质种子子保管管不当当或贮贮藏过过久，，会产产生一些些醛，，酮酮、、酸类类物质质,从从而产产生不不良气味味，称称之为为酸败败高温、、高湿湿、强强光、、多氧氧种皮不不致密密、破破损一般易酸败败脂肪酸酸败现现象在在一些些含油量量高的的种子子中容易易发生生，如如向日日葵、、花生生、大大豆、、玉米米等。。种皮破破裂的种子子常加加速酸酸败，，高温、高湿、、强光光、多多氧的条件件也会会促进进这一一过程程，以以致种种子迅迅速劣劣变，，产生生明显显的酸酸败臭臭和苦苦味。。油脂的的酸败败可包包括水解和和氧化化两个过过程。。在水水分较较高的的种子子中，，脂酶发生作作用，，将脂脂肪水水解为为游离离脂肪肪酸和和甘油油氧化过过程有有两种种情况况，一一种是是饱和脂脂肪酸酸的氧氧化，终产产物是是酮；；另一一种是是不饱饱和脂脂肪酸酸的氧氧化，，最终终产生生丙二二醛及及其他他低级级的醛醛和酸酸等物物质。。脂质的的酸败败2.磷磷（（拟））脂——为种子子中的的结构构物质质，生生物膜膜的主主要成成分,较脂肪肪复杂杂：甘油+脂脂肪肪酸+磷磷酸+含含N碱碱（1个个）（（2个个）（（1个个）禾谷类类种子子中磷磷脂含含量较较低（（0.4~0.6%），，油质质种较较高（1.6~1.7%），，整粒粒种子子中，，尤以以胚芽芽中含含量最最高。。磷脂具具一定定亲水水性，，具有有限制制种子子透水水性、阻氧化化作用用，有有利于种种子生生活力力保持持。禾谷类类、花花生、、羽扇扇豆、、棉、、亚麻麻、向向日葵葵等种种子中中均含含有少少量；；大豆种种子的的磷脂脂含量量较高高，胚胚芽较较子叶叶含量量更为为丰富富，因因此大大豆种种子常常用于于提取取磷脂脂制成成药物物，用用以促促进和和提高高大脑脑的功功能。。胆胺胺脑磷磷脂脂胆碱碱卵卵磷磷脂脂其他他有有经经济济价价值值的的脂脂肪肪酸酸：：芥酸酸（erucicacid,C22:1,△△3）月桂桂酸酸（（lauricacid,C12:0）γ亚亚麻麻酸酸（（γγ-linolenicacid,C18:3,△△6,9,12）花生生四四烯烯酸酸（（octadecatetraenoicacid,C18:4,△6,9,12,15）岩芹酸（（petroselinicacid，，C18:1,△6