陆地棉种子营养成分研究范文

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我国每年棉子产量达900万t以上,棉子油产量占全国植物油总产的四分之一;棉子饼年产量达400~500万t,是丰富的蛋白质资源。一般陆地棉棉子重量的50%~60%是棉仁,棉子榨油后的产物—棉子粕?的蛋白质含量约占33.21%~45.09%,可与豆粕相媲美,比大米和小麦高出5~8倍,富含维生素E,而且含有小麦、稻米所欠缺的人体必须氨基酸[1]。有关棉子营养品质的研究,很早就有报道[2-5],但这些研究大都是针对其作为饲料或食品资源而进行的,研究的内容多以脂肪和蛋白质为主,有关棉子其它营养成分的报道较少。本试验选择了全国主产棉县的10个当前主栽陆地棉品种,对其氨基酸、蛋白质、粗脂肪、粗纤维和维生素E含量进行分析,在于了解不同棉花品种的棉子营养品质状况,以期为品质育种提供优质亲本,为棉子的综合利用提供依据。

1材料与方法

棉子来自于农业部棉花品质监督检验测试中心的全国棉种质量抽查样品。各品种分别为,V1:山东苗宝种业有限公司生产的鲁棉研28;V2:江苏省泗棉种业有限责任公司生产的泗杂3号;V3:湖北省荆楚种业有限公司生产的鄂杂棉14号;V4:安徽银禾种业有限公司生产的皖棉31号;V5:新疆巴楚县种子公司生产的中棉所49号;V6:新疆库车县龟兹种业公司生产的中棉所43号;V7:新疆孔雀种业有限责任公司生产的新陆中26号;V8:新疆锦棉种业有限公司生产的新陆早33号;V9:河南安阳中棉种业生产的中棉所48号;V10:河北冀农种业有限责任公司生产的丰抗棉1号。各棉子剥壳后取棉子仁检测各成分含量。按GB/T5009.124—2003的方法测定氨基酸含量,按GB/T14771—1993的方法测定蛋白质含量,按GB/T14772—2008的方法测定粗脂肪含量,按GB/T6364—2006的方法测定粗纤维含量,按GB/T13086—1991的方法测定游离棉酚含量,按GB/T5009.82—2003的方法测定维生素E含量。

2结果与分析

2.1不同品种棉子氨基酸含量比较

不同品种棉子中18种氨基酸含量的测定结果见表1,其中前8项为人体必须的氨基酸。各品种中含量最高的3种氨基酸依次分别是谷氨酸、精氨酸和天冬氨酸;含量最低的3种依次分别为蛋氨酸、色氨酸和胱氨酸。氨基酸含量在不同品种间的变异系数较大,表明不同的品种其氨基酸的组成是不相同的。10个品种总氨基酸含量最高的是皖棉31,达41.74%;最低的是中棉所48,只有35.96%。这种差异表明从皖棉31、鲁棉研28、泗杂3号等这些品种的群体中选出氨基酸含量高的单株可能性较大。

2.2不同品种棉子的营养成分变化

不同品种营养成分的测定结果(表2)表明:不同品种间蛋白质含量的变幅在38.58%~45.50%之间,粗脂肪的变幅在25.17%~33.00%之间,粗纤维的变幅4.06%~7.27%之间,棉酚的变幅在1570~2736mg•kg-1之间,总维生素E的变幅在16.10%~28.42%之间。本试验的10个品种的维生素E的不同组成中,以(β+γ)-维E的含量最高,α-维E的含量次之,δ-维E的含量最低。这些差异表明:根据所要利用的成分不同选择不同的品种作为原材料,将可大大提高目标产品得率;选择V9作为高油育种的材料,有可能事半功倍。

2.3不同品种的模糊综合评判结果

对于棉子的利用,目前首要的是用来榨油,其次是将棉子粕作为蛋白质原料加以开发,维生素E是棉子饼粕中含量丰富、优于其它饼粕的有益成分,因此,脂肪、蛋白质和维生素E在棉子中的含量越高越好。棉酚是棉子中特有的有毒成分,可致单胃动物中毒,在棉子中的含量越低越好。借鉴模糊评判在育种中对新品种评价的应用,根据棉子不同成分的利用价值分配其权重系数分别为粗脂肪含量0.5、蛋白质0.2、氨基酸0.2、棉酚0.05、维生素E0.05(经验系数,据其利用价值给出)。在评判结果中,模糊评判值越小越好。从主要指标的评判结果(表3)看,作为榨油的原料种子或高油育种的材料选择,V9最好,V1最差;从蛋白质和氨基酸的利用出发,V4最好,V9最差;从维生素E的利用来说,V7最好,V6最差;而棉子的毒性则是V6毒性最小,V2的毒性最大。总模糊值结果(表4)显示:几个品种中,V9的种子综合利用价值最高,V6次之,最差的是V1。

3结论与讨论

3.1不同品种间棉子营养品质存在差异

在所测的10个品种中,蛋白质含量和脂肪含量存在明显差异,蛋白质最高的含量为45.50%,最低的只有38.58%;脂肪最高含量33.00%,最低含量25.17%。说明在这些品种中还是有可能找到可供高油分和高蛋白育种的材料。同时,不同品种在棉仁油分含量上具有较大的遗传变异,进行棉花高油含量育种具有较好的潜力[6]。通过遗传育种学与化学分析的有机结合,相应地重视棉子营养品质育种,对于提高棉子的综合利用十分必要。

3.2棉子营养品质育种应侧重于氨基酸含量

人体对蛋白质的需求实际上是对氨基酸的需要。从本研究结果看,棉子蛋白中含有较全面的氨基酸成分,人体所必须的8种氨基酸在棉子中都存在,可以作为重要的蛋白质资源加以利用。在今后的棉子营养品质育种中,应侧重人体容易吸收的氨基酸成分的提高。

3.3棉子是提取维生素E的优秀原料

维生素E是体内重要的抗氧化剂,它通过抗氧化作用保护DNA,此外还具有多种功能,因此,近年来越来越受到人们的青睐,从植物油馏出物中提取天然维生素E的研究也得以深入开展。本实验所测的几个品种中维生素E的含量均在161.0mg•kg-1以上,最高的达到284.2mg•kg-1,说明棉子是提取天然维生素E很好的原料。为了提高维生素E的得率,可选用维生素E含量高的品种如新陆中26等作为原料。

3.4平衡棉子营养品质与纤维品质的关系是关键

棉子蛋白质含量与脂肪含量之和,表现稳定,二者呈显著负相关[7-8]。衣分与蛋白质含量高度正相关,与脂肪含量高度负相关[9]。说明衣分提高的同时,会导致蛋白质含量的提高,脂肪含量的降低。那么在改良纤维品质的同时,能否同步改善种子的营养品质,这一问题值得进一步深入研究。

3.5借鉴模糊评判,合理评价种子品质

模糊综合评判法,广泛应用于新品种评价,因其考虑多个性状,将模糊综合评判应用于新品种筛选,能定量、全面、准确地综合评估新品种,科学合理地控制育种方向,达到目标性状的协调一致,从而提高筛选效率,是一种较好的统计分析方法[10-11]。本试验中,借助品种筛选的方法考察了不同品种间的粗脂肪、蛋白质、氨基酸、维生素E和棉酚5个综合性状,并确定了其权重系数,以期对棉花品质育种和棉子综合利用价值作出科学合理的评价。