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我國每年棉子產(chǎn)量達900萬t以上,棉子油產(chǎn)量占全國植物油總產(chǎn)的四分之一;棉子餅?zāi)戤a(chǎn)量達400~500萬t,是豐富的蛋白質(zhì)資源。一般陸地棉棉子重量的50%~60%是棉仁,棉子榨油后的產(chǎn)物—棉子粕?的蛋白質(zhì)含量約占33.21%~45.09%,可與豆粕相媲美,比大米和小麥高出5~8倍,富含維生素E,而且含有小麥、稻米所欠缺的人體必須氨基酸[1]。有關(guān)棉子營養(yǎng)品質(zhì)的研究,很早就有報道[2-5],但這些研究大都是針對其作為飼料或食品資源而進行的,研究的內(nèi)容多以脂肪和蛋白質(zhì)為主,有關(guān)棉子其它營養(yǎng)成分的報道較少。本試驗選擇了全國主產(chǎn)棉縣的10個當前主栽陸地棉品種,對其氨基酸、蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維和維生素E含量進行分析,在于了解不同棉花品種的棉子營養(yǎng)品質(zhì)狀況,以期為品質(zhì)育種提供優(yōu)質(zhì)親本,為棉子的綜合利用提供依據(jù)。

1材料與方法

棉子來自于農(nóng)業(yè)部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗測試中心的全國棉種質(zhì)量抽查樣品。各品種分別為,V1:山東苗寶種業(yè)有限公司生產(chǎn)的魯棉研28;V2:江蘇省泗棉種業(yè)有限責任公司生產(chǎn)的泗雜3號;V3:湖北省荊楚種業(yè)有限公司生產(chǎn)的鄂雜棉14號;V4:安徽銀禾種業(yè)有限公司生產(chǎn)的皖棉31號;V5:新疆巴楚縣種子公司生產(chǎn)的中棉所49號;V6:新疆庫車縣龜茲種業(yè)公司生產(chǎn)的中棉所43號;V7:新疆孔雀種業(yè)有限責任公司生產(chǎn)的新陸中26號;V8:新疆錦棉種業(yè)有限公司生產(chǎn)的新陸早33號;V9:河南安陽中棉種業(yè)生產(chǎn)的中棉所48號;V10:河北冀農(nóng)種業(yè)有限責任公司生產(chǎn)的豐抗棉1號。各棉子剝殼后取棉子仁檢測各成分含量。按GB/T5009.124—2003的方法測定氨基酸含量,按GB/T14771—1993的方法測定蛋白質(zhì)含量,按GB/T14772—2008的方法測定粗脂肪含量,按GB/T6364—2006的方法測定粗纖維含量,按GB/T13086—1991的方法測定游離棉酚含量,按GB/T5009.82—2003的方法測定維生素E含量。

2結(jié)果與分析

2.1不同品種棉子氨基酸含量比較

不同品種棉子中18種氨基酸含量的測定結(jié)果見表1,其中前8項為人體必須的氨基酸。各品種中含量最高的3種氨基酸依次分別是谷氨酸、精氨酸和天冬氨酸;含量最低的3種依次分別為蛋氨酸、色氨酸和胱氨酸。氨基酸含量在不同品種間的變異系數(shù)較大,表明不同的品種其氨基酸的組成是不相同的。10個品種總氨基酸含量最高的是皖棉31,達41.74%;最低的是中棉所48,只有35.96%。這種差異表明從皖棉31、魯棉研28、泗雜3號等這些品種的群體中選出氨基酸含量高的單株可能性較大。

2.2不同品種棉子的營養(yǎng)成分變化

不同品種營養(yǎng)成分的測定結(jié)果(表2)表明:不同品種間蛋白質(zhì)含量的變幅在38.58%~45.50%之間,粗脂肪的變幅在25.17%~33.00%之間,粗纖維的變幅4.06%~7.27%之間,棉酚的變幅在1570~2736mg•kg-1之間,總維生素E的變幅在16.10%~28.42%之間。本試驗的10個品種的維生素E的不同組成中,以(β+γ)-維E的含量最高,α-維E的含量次之,δ-維E的含量最低。這些差異表明:根據(jù)所要利用的成分不同選擇不同的品種作為原材料,將可大大提高目標產(chǎn)品得率;選擇V9作為高油育種的材料,有可能事半功倍。

2.3不同品種的模糊綜合評判結(jié)果

對于棉子的利用,目前首要的是用來榨油,其次是將棉子粕作為蛋白質(zhì)原料加以開發(fā),維生素E是棉子餅粕中含量豐富、優(yōu)于其它餅粕的有益成分,因此,脂肪、蛋白質(zhì)和維生素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,可致單胃動物中毒,在棉子中的含量越低越好。借鑒模糊評判在育種中對新品種評價的應(yīng)用,根據(jù)棉子不同成分的利用價值分配其權(quán)重系數(shù)分別為粗脂肪含量0.5、蛋白質(zhì)0.2、氨基酸0.2、棉酚0.05、維生素E0.05(經(jīng)驗系數(shù),據(jù)其利用價值給出)。在評判結(jié)果中,模糊評判值越小越好。從主要指標的評判結(jié)果(表3)看,作為榨油的原料種子或高油育種的材料選擇,V9最好,V1最差;從蛋白質(zhì)和氨基酸的利用出發(fā),V4最好,V9最差;從維生素E的利用來說,V7最好,V6最差;而棉子的毒性則是V6毒性最小,V2的毒性最大。總模糊值結(jié)果(表4)顯示:幾個品種中,V9的種子綜合利用價值最高,V6次之,最差的是V1。

3結(jié)論與討論

3.1不同品種間棉子營養(yǎng)品質(zhì)存在差異

在所測的10個品種中,蛋白質(zhì)含量和脂肪含量存在明顯差異,蛋白質(zhì)最高的含量為45.50%,最低的只有38.58%;脂肪最高含量33.00%,最低含量25.17%。說明在這些品種中還是有可能找到可供高油分和高蛋白育種的材料。同時,不同品種在棉仁油分含量上具有較大的遺傳變異,進行棉花高油含量育種具有較好的潛力[6]。通過遺傳育種學與化學分析的有機結(jié)合,相應(yīng)地重視棉子營養(yǎng)品質(zhì)育種,對于提高棉子的綜合利用十分必要。

3.2棉子營養(yǎng)品質(zhì)育種應(yīng)側(cè)重于氨基酸含量

人體對蛋白質(zhì)的需求實際上是對氨基酸的需要。從本研究結(jié)果看,棉子蛋白中含有較全面的氨基酸成分,人體所必須的8種氨基酸在棉子中都存在,可以作為重要的蛋白質(zhì)資源加以利用。在今后的棉子營養(yǎng)品質(zhì)育種中,應(yīng)側(cè)重人體容易吸收的氨基酸成分的提高。

3.3棉子是提取維生素E的優(yōu)秀原料

維生素E是體內(nèi)重要的抗氧化劑,它通過抗氧化作用保護DNA,此外還具有多種功能,因此,近年來越來越受到人們的青睞,從植物油餾出物中提取天然維生素E的研究也得以深入開展。本實驗所測的幾個品種中維生素E的含量均在161.0mg•kg-1以上,最高的達到284.2mg•kg-1,說明棉子是提取天然維生素E很好的原料。為了提高維生素E的得率,可選用維生素E含量高的品種如新陸中26等作為原料。

3.4平衡棉子營養(yǎng)品質(zhì)與纖維品質(zhì)的關(guān)系是關(guān)鍵

棉子蛋白質(zhì)含量與脂肪含量之和,表現(xiàn)穩(wěn)定,二者呈顯著負相關(guān)[7-8]。衣分與蛋白質(zhì)含量高度正相關(guān),與脂肪含量高度負相關(guān)[9]。說明衣分提高的同時,會導致蛋白質(zhì)含量的提高,脂肪含量的降低。那么在改良纖維品質(zhì)的同時,能否同步改善種子的營養(yǎng)品質(zhì),這一問題值得進一步深入研究。

3.5借鑒模糊評判,合理評價種子品質(zhì)

模糊綜合評判法,廣泛應(yīng)用于新品種評價,因其考慮多個性狀,將模糊綜合評判應(yīng)用于新品種篩選,能定量、全面、準確地綜合評估新品種,科學合理地控制育種方向,達到目標性狀的協(xié)調(diào)一致,從而提高篩選效率,是一種較好的統(tǒng)計分析方法[10-11]。本試驗中,借助品種篩選的方法考察了不同品種間的粗脂肪、蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素E和棉酚5個綜合性狀,并確定了其權(quán)重系數(shù),以期對棉花品質(zhì)育種和棉子綜合利用價值作出科學合理的評價。