种子学--(第二章2.3)-种子化学成分与利用.ppt

张玲丽张玲丽西北农林科技大学西北农林科技大学第三节 种子的化学成分与利用一、 种子中的主要化学成分及其分布、利用二、 种子水分三、 种子中的主要贮藏物质四、 种子中的生理活性物质五、 种子中的其它化学物质1 1张玲丽张玲丽西北农林科技大学西北农林科技大学一、种子中主要化学成分第三节 种子的化学成分与利用1.根据化学成分的生理功能分类结构物质蛋白质、纤维素和半纤维素、磷脂、果胶、木质素等遗传物质RNA和DNA两类贮藏物质蛋白质、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(氧化还原酶类、水解酶类等)色素与毒素色素如胡萝卜素、花青素、黄铜色素等，毒素有棉酚、单宁、皂苷、芥子苷和芥酸等水分水分2 22.根据种子主要化学成分状况及用途将种子可分为三种类型：粉质种子淀粉含量明显高（6070%)，脂肪极少(14%)，蛋白质（812%)，主要为禾谷类作物种子蛋白质种子蛋白质含量明显高（2030%）有的淀粉含量也高（50%),如食用豆类；有的脂肪含量也高（2048%）,如油用豆类油质种子脂肪含量明显高（3050%），蛋白质亦高（2030%）如花生、油菜、向日葵种子。

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3 3 成分作 物 种 子水 分蛋白质糖 类脂 肪纤维素灰 分谷类作物水 稻13.08.068.21.46.72.7玉 米15.09.967.24.42.21.3小 麦15.011.068.51.91.91.7大 麦15.09.567.02.14.02.5燕 麦8.99.662.27.28.73.4豆类作物大 豆10.036.026.017.54.55.5花 生8.026.022.039.22.02.5豌 豆11.825.053.61.67.43.0菜 豆10.230.050.01.83.83.2油料作物向日葵仁5.630.412.644.72.74.4棉子仁6.439.014.833.22.24.4油 菜-23.025.048.0-2.0表各种农作物种子的化学成分（%）种子样品在高温下烧后残留的灰分占样品总重量的百分率4 4张玲丽张玲丽西北农林科技大学西北农林科技大学表1 小麦种子各部分化学物质的分布（） 化学成分籽粒胚乳糊粉层皮层胚淀粉1001001001000 00 00 0蛋白质10010065652020左右左右5 5左右左右1010以下以下脂肪100100252555550 02020纤维素1001005 5以下以下151575755 5左右左右糖分100100808018.518.5左右左右0 01.51.5左右左右第三节 种子的化学成分与利用5 5禾谷类作物种子各部分的化学成分共性：胚几乎不含或少量淀粉，富含蛋白质、脂肪、可溶性多糖，维生素、矿物质，营养价值高，但不耐贮藏（易被微生物浸染和仓虫危害）。

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，具有一定的营养价值较高，耐贮藏糊粉层含有丰富的蛋白质(以糊粉粒形式存在)、脂肪、矿物质皮层富含纤维素和矿物质，具有较强的韧性和强度麸皮 = 皮层 + 糊粉层 + 胚 营养丰富耐贮性差科学加工利用米糠6 6张玲丽张玲丽西北农林科技大学西北农林科技大学二、种子水分二、种子水分（一）种子水分的存在状态（二）种子的临界水分和安全水分（三）种子的平衡水分及其影响因素第三节 种子的化学成分与利用 水分是种子新陈代谢的介质和生理生化变化的参与者，对种子的生理特性有重要影响7 7张玲丽张玲丽西北农林科技大学西北农林科技大学（一）种子水分的存在状态 1.游离水 (自由水）不被种子中胶体所吸附而能自由流动的水，具一般水的性质，可作为溶剂，能引起种子强烈生命活动0能结冰，容易从种子中蒸发出去2.结合水（束缚水）指牢固地和种子中的亲水胶体结合在一起，不能自由流动的水，不具普通水性质，不具有溶剂的性能且不容易蒸发，不易引起种子强烈生命活动，0下不结冰第三节 种子的化学成分与利用8 8张玲丽张玲丽西北农林科技大学西北农林科技大学种子中水分的存在状态与种子的生命活动密切相关： 只存在结合水时，新陈代谢极微弱，易贮藏； 游离水出现，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。

第三节 种子的化学成分与利用9 9（二）种子临界水分和安全水分1. 临界水分：指种子的结合水达到饱和程度并将出现游离水时的种子含水量即游离水刚出现时的种子含水量临界水分因种子化学成分的不同而异：亲水胶体物质含量高时；亲水物质亲水性强时，种子的临界水分就高种子化学物质的分子组成中，如蛋白质、糖类等分子中均含有亲水基，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，所以表现疏水性一般禾谷类种子的临界水分为1214%，油质种子为810%1010张玲丽张玲丽西北农林科技大学西北农林科技大学安全水分确定依据：种子的临界水分是种子安全水分确定的主要依据临界水分：高安全水分可以高；低安全水分必须低种子的贮藏环境：气候条件低温干燥，可以高一些；仓贮条件好，可以高一些2. 安全水分：指低于临界水分种子能安全贮藏的种子含水量种子贮藏的安全水分因作物种类而不同禾谷类种子的安全水分一般为1214%以下，油料作物种子为810%，甚至更低，取决于其含油量但大于临界水分也不一定不安全第三节 种子的化学成分与利用1111张玲丽张玲丽西北农林科技大学西北农林科技大学安全水分并不是越低越好: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。

我国北方，干燥、低温种子贮藏的安全水分可以高一些；我国南方，潮湿、高温种子贮藏的安全水分要求应低第三节 种子的化学成分与利用1212（三）（三）种子的吸湿性和平衡水分 1. 概念 种子吸附：种子是具多孔性毛细管结构的胶体性物质，具有吸附外界 水蒸汽或其它气体的能力 种子解吸：当环境改变时种子吸附的气体分子又可释放到空气中去 种子的吸湿性：种子对水汽吸附与解吸的性能种子对水汽的吸附与 解吸随外界条件而变化，从而引起种子水分的变化平衡水分将种子放在不变的温度和湿度条件下，经过相当时间，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称为种子在该特定条件下的平衡水分1313作 物相对湿度（）30456075蚕豆7.29.311.114.5甜菜5.87.69.411.2大白菜4.66.37.89.4芹菜7.89.010.412.4黄瓜5.67.18.410.1茄子6.38.09.811.9菠菜7.89.511.113.2作物相对湿度（）（）30456075水稻9.010.712.614.4普通小麦8.610.611.914.6大麦8.410.012.114.4燕麦8.09.611.813.8玉米8.410.512.914.8荞麦9.110.812.715.0大豆6.57.49.313.1亚麻5.66.37.910.0表 各种作物种子与空气不同相对湿度平衡时的近似水分（%） （室温25)1414图在一定温度条件下，种子吸湿和解吸平衡曲线（L.O.Copeland,2001)阶段：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：对大多数种子来说，可用直线 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:水分与种子胶体间不存在结合力吸湿平衡曲线是一个S形曲线，由三个阶段组成：1515张玲丽张玲丽西北农林科技大学西北农林科技大学2.影响平衡水分的因素(1)湿度当温度不变时，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：在相对湿度较低时，平衡水分随湿度提高而缓慢地增长；在相对湿度较高时，平衡水分随湿度提高而急剧增长此时，要特别注意种子的吸湿返潮问题第三节 种子的化学成分与利用1616张玲丽张玲丽西北农林科技大学西北农林科技大学(2)温度当湿度不变时，种子的平衡水分随温度升高而减小，成负相关温度()每公斤干空气中饱和状态的水汽(g)0 3.8 10 7.6 20 14.8 30 26.4 表2 温度和空气中饱和水汽含量的关系第三节 种子的化学成分与利用1717张玲丽张玲丽西北农林科技大学西北农林科技大学(3) 种子化学物质的亲水性 平衡水分因作物种类和种子类型而异： 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。

在相同的温湿度条件下，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，因此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第三节 种子的化学成分与利用1818张玲丽张玲丽西北农林科技大学西北农林科技大学(4) 种子的部位与结构特性 A. 与胚乳比较，种胚水分较高（胚含有较多的亲水基，更容易吸收水分和保持水分）如：玉米种子水分为24.2时，胚部含水量为27.8，而当种子水分达29.5时，胚部含水量高达39.4% B. 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增加了种子与水汽分子接触的表面积第三节 种子的化学成分与利用1919张玲丽张玲丽西北农林科技大学西北农林科技大学三、种子中的主要贮藏物质第三节 种子的化学成分与利用2020（一）糖类（碳水化合物）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存在形式：可溶性糖和不溶性糖1.可溶性糖含量很少，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以蔗糖状态存在；未成熟和萌动的种子除蔗糖外，还有单糖、麦芽糖种子的生理状态不同，可溶性糖的种类和含量有异: 未充分成熟种子、发育中的种子、发过芽的种子及在不良条件贮藏的种子，可溶性糖含量较高。

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2121 淀粉以淀粉粒的形式存在于胚乳、子叶中，具晶体结构 淀粉粒的形状、结构、大小因作物而不同：小麦、玉米、蚕豆种子中的淀粉粒以单粒为主，水稻、燕麦则以复粒为主；马铃薯一般是单粒淀粉,也有复粒或半复粒1）淀粉-由葡萄糖缩合而成，为白色粉状物，比重较大 （干1.6，湿1.3）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一2.2.不溶性糖包括淀粉、纤维素、半纤维素、果胶等2222张玲丽张玲丽西北农林科技大学西北农林科技大学淀粉成分：由许多葡萄糖分子组成，分直链淀粉和支链淀粉第三节 种子的化学成分与利用直链淀粉(1) 分子量较小（50,000160,000），），由200980个左右的葡萄糖根、呈直线连接组成2) 易溶于热水中(7080)，形成粘稠性较低的胶溶液3) 遇碘液产生蓝色蓝色反应(4) 溶液稳定性低支链淀粉(1) 分子量较大（约400,000），由6006000个葡萄糖根、呈 分枝状连接组成2) 难溶于热水，只有在加温加压 时才能溶解于水,形成很粘稠 的胶溶液 (3) 遇碘液产生红棕色红棕色反应(4) 溶液具高度稳定性2323张玲丽张玲丽西北农林科技大学西北农林科技大学第三节 种子的化学成分与利用不同类型稻米中直链淀粉和支链淀粉含量差异： 籼稻米含直链淀粉25%以上；粳稻米含直链淀粉2020%；糯稻米几乎100%支链淀粉。

与碘反应：呈紫红色，为糯性；呈兰黑色 ，为非糯性2424张玲丽张玲丽西北农林科技大学西北农林科技大学2）纤维素和半纤维素共同点共同点：成分-主要是六碳糖；存在部位-细胞壁中（果种皮的基本成分）功能-胞壁原料，机械支持、保护作用不同点不同点：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如在莴苣、咖啡、羽扇豆等种子中，就贮藏有大量的半纤维素作为营养物质，这些种子的胚乳或。