第三章种子的化学成分了解种子的化学成分使我们了解种子生命活动的规律。

确定种子在各方面的利用价值，为贮藏、加工、检验、选育新品种提供依据。

第一节农作物种子化学成分及其分布（一）主要化学成分的生理作用1、生命活动的基质－－蛋白质2、生命活动的能源－－淀粉、脂肪，蛋白质有时也可以作为能源3、生理活性物质－－酶、维生素、生长素4、生命活动的介质和生化变化的参与者－－水（二）主要作物种子的化学成分按其主要化学成分状况及用途，分为粉质种子、蛋白质种子和油质种子三大类。

粉质种子大部分化学成分贮存在胚乳内；而蛋白质种子(豆类)及油质种子绝大部分化学成分贮存在子叶内。

1、禾谷类主要贮藏物质的含量：淀粉70％左右蛋白质10％左右，脂肪1－3％比较水稻、小麦、玉米：淀粉--差异不大；蛋白质--小麦>玉米>水稻脂肪--玉米>小麦>水稻玉米胚大，含油高2、豆类（1）分二种类型蛋白质高，糖类也高－－豌豆、菜豆、蚕豆、绿豆蛋白质高，脂肪也高－－大豆、花生（2）比较大豆、花生大豆蛋白质高，花生脂肪高3、油质种子总的看，含油量高，蛋白质含量也高－－芝麻、向日葵、油菜（三）种子化学成分的分布1、禾谷类种子各部分的比率（重量）水稻稃壳20-25%皮部(果种皮)10-15% 米粒（糙米）75-80%糊粉层胚乳淀粉层60-70%胚 2.5-4%2、种子各部分的化学成分胚－－无淀粉；多蛋白质、脂肪、可溶性糖、灰分、维生素。

特点：营养好，难贮藏胚乳－－包括全部淀粉；蛋白质绝对量大，但相对量低；脂肪少糊粉层－－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。

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 19.7 25.6 大麦 6.0 8.4 10.0 12.1 14.4 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 8.6 10.5 12.0 15.2 18.8 21.9玉米 6.4 8.4 10.5 12.9 14.8 19.1 23.8荞麦 6.7 9.1 10.8 12.7 15.0 19.1 24.5大豆 4.3 6.5 7.4 9.3 13.1 18.8 -亚麻 4.4 5.6 6.3 7.9 10.0 15.2 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 3.810 7.620 14.830 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：籼糯粳糯几乎100% 非糯质种子：籼稻>25%粳稻<20%支链淀粉：晚籼稻>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：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18：337℃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。