浙江大豆核心親本可溶性糖含量分析

郁曉敏 袁鳳杰 傅旭軍 朱丹華

（浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物與核技術(shù)利用研究所，杭州 310021）

浙江大豆核心親本可溶性糖含量分析

郁曉敏 袁鳳杰 傅旭軍 朱丹華

（浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物與核技術(shù)利用研究所，杭州 310021）

為明確浙江省大豆資源中可溶性糖含量的分布情況，篩選特異資源在育種中應(yīng)用，本研究應(yīng)用63份浙江大豆核心親本資源，分析了不同品種、生態(tài)類型以及食用類型之間可溶性糖含量的差異。結(jié)果表明，參試品種可溶性總糖含量集中分布在80～120 mg／g之間；不同品種間可溶性總糖及各組分含量差異顯著。可溶性糖主要成分蔗糖與可溶性總糖含量呈極顯著正相關(guān)。夏秋大豆類型品種的葡萄糖、蔗糖、水蘇糖和可溶性總糖含量均顯著高于春大豆。與普通型大豆品種相比，鮮食型的蔗糖含量相對(duì)較高，而水蘇糖含量則相對(duì)較低。浙江省核心親本可溶性糖含量變異豐富，不同生態(tài)類型和氣候條件顯著影響可溶性糖含量，通過(guò)對(duì)這些資源的遺傳改良可以選育出可溶性糖含量各異的優(yōu)質(zhì)品種。

大豆 可溶性糖 生態(tài)類型 播種期

大豆是世界范圍內(nèi)主要的食物來(lái)源之一，能夠?yàn)槿祟惡蛣?dòng)物提供蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。大豆含蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)約35%～40%，脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)約15%～20%，碳水化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)約25%～30%；其中多達(dá)16.6%的碳水化合物為可溶性糖。大豆中的可溶性糖主要包括5種，分別是果糖、葡萄糖、蔗糖、棉籽糖、以及水蘇糖；其中蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)約1.5%～10.2%，水蘇糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)約1.4%～6.7%，棉籽糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)約0.1%～2.1%［1-3］。

對(duì)于用作豆制品加工的大豆，可溶性糖的含量高低直接影響豆制品的食用品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；豆奶和豆腐的甜味主要?dú)w因于可溶性糖含量，增加其含量能夠顯著改善口味；而棉籽糖和水蘇糖難以被人體自身消化利用，容易引起腹脹或腹瀉，降低其含量能夠緩解不適癥狀?？扇苄蕴呛恳彩酋r食型大豆?fàn)I養(yǎng)品質(zhì)和商品質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，與風(fēng)味、質(zhì)地、其他營(yíng)養(yǎng)組分含量密切相關(guān)。此外，可溶性糖（尤其是蔗糖）還是大豆發(fā)酵所需能量的主要來(lái)源，提高蔗糖及可溶性總糖含量能夠有效促進(jìn)發(fā)酵［2-5］。

不同大豆品種其可溶性糖含量存在明顯的差異，如中日韓大豆品種的蔗糖及可溶性總糖含量均比美國(guó)大豆品種高［4］。此外產(chǎn)地、生產(chǎn)年份、生態(tài)類型和氣候條件等對(duì)大豆可溶性糖含量也具有顯著的影響［6-8］。本研究對(duì)浙江省大豆核心親本資源的可溶性總糖含量和各個(gè)可溶性糖類進(jìn)行分析測(cè)定，明確這部分種質(zhì)可溶性糖類的變異范圍，鑒定可溶性糖含量的特異種質(zhì)資源，以用于改善大豆可溶性糖含量（如提高蔗糖含量，降低水蘇糖含量等方面）的育種與研究。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

選取杭州國(guó)家大豆改良分中心保存的63份大豆核心親本作為研究對(duì)象，其中31份為南方春大豆類型，7份為南方夏大豆類型，25份為南方秋大豆類型。所有種質(zhì)按其生態(tài)類型分別于2013年春、夏、秋種植于浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)，按小區(qū)種植，成熟后收獲種子，風(fēng)干，保存待用。

果糖、葡萄糖、蔗糖、棉籽糖和水蘇糖標(biāo)準(zhǔn)品：美國(guó)Sigma公司；Agilent 1100高效液相色譜：美國(guó)安捷倫公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品的制備

每個(gè)大豆品種取15 g種子，使用手提式高速中藥粉碎機(jī)磨粉，過(guò)60目篩，保存于干燥器中備用。

1.2.2 可溶性糖的提取及測(cè)定

取0.15 g大豆粉于離心管中，加入1.5 mL去離子水，室溫條件下 180 r／min充分震蕩 2 h，12 000 r／min離心10 min，取上清液750μL于離心管中，加入750μL乙腈，充分混勻，室溫條件下放置10 min，12 000 r／min離心10 min，取上清液經(jīng)0.45μm濾膜過(guò)濾至上樣瓶中，利用 HPLC分析可溶性糖及其含量。

色譜柱為Agilent ZORBAX糖分析柱（4.6 mm×150 mm，5μm），其中流動(dòng)相為75%乙腈水溶液，流速為1 mL／min，柱溫為30℃，RID檢測(cè)器，檢測(cè)池溫度為35℃，進(jìn)樣量為20μL。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣品的保留時(shí)間對(duì)樣品進(jìn)行定性，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)峰峰面積分別確定樣品中可溶性糖的含量，樣品可溶性總糖含量為各組分含量之和。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS（Version 17.0）對(duì)可溶性糖含量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 大豆可溶性總糖含量的分析

用HPLC對(duì)參試材料進(jìn)行可溶性糖含量分析，發(fā)現(xiàn)不同品種之間可溶性糖的總含量差異較大，所有參試品種可溶性總糖平均含量為100.39 mg／g，其含量集中分布在80～120 mg／g之間（表1）。分析結(jié)果表明，大豆種子中可溶性總糖含量的高低主要由蔗糖和水蘇糖的含量決定；其中可溶性總糖和蔗糖含量最高品種為從亞蔬中心引進(jìn)的亞99009，含量分別為132.58、71.58 mg／g，可溶性總糖和蔗糖含量最低的為浙春4號(hào)，其含量分別僅為51.94、12.12 mg／g。

表1 大豆可溶性糖含量分析／mg／g

2.2 大豆可溶性糖各組分含量的分析

不同品種之間可溶性糖各個(gè)組分含量也存在較大的差異。其中大豆可溶性糖主要成分蔗糖變異范圍為12.12～71.58 mg／g，水蘇糖變異范圍為10.11～47.66 mg／g（表 1）。參試材料中，蔗糖含量大于65 mg／g的品種有5個(gè)，其中亞99009和浙鮮豆8號(hào)均達(dá)到70 mg／g以上；水蘇糖含量小于15 mg／g的品種有2個(gè)，分別為臺(tái)灣75和浙鮮豆8號(hào)。果糖、葡萄糖和棉籽糖的含量相對(duì)較低，但在品種之間仍然存在較大的變異幅度。

2.3 大豆可溶性糖含量的相關(guān)分析

分析可溶性糖各組分及其總含量相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)葡萄糖與果糖和水蘇糖含量均呈極顯著正相關(guān)；葡萄糖、蔗糖和水蘇糖與可溶性總糖含量也都表現(xiàn)極顯著正相關(guān)的關(guān)系，其中果糖與葡萄糖以及蔗糖與可溶性總糖含量的相關(guān)性均達(dá)到80%以上；果糖、棉籽糖和可溶性總糖含量三者間互相存在著顯著正相關(guān)的關(guān)系。果糖、蔗糖和水蘇糖三者之間相關(guān)關(guān)系不明顯；葡萄糖、蔗糖及棉籽糖間相關(guān)性也不明顯；而棉籽糖與水蘇糖似乎存在負(fù)相關(guān)（表2）。

表2 大豆各可溶性糖含量與總量的相關(guān)分析

2.4 不同生態(tài)類型可溶性糖含量的比較分析

對(duì)參試材料中春、夏、秋3個(gè)不同生態(tài)類型的大豆可溶性糖含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)不同生態(tài)類型之間存在顯著的差異，夏、秋大豆類型品種可溶性總糖含量顯著高于春大豆類型品種；夏、秋大豆類型的葡萄糖、蔗糖和水蘇糖含量也都顯著高于春大豆類型，而棉籽糖在不同生態(tài)類型之間無(wú)顯著差異；果糖在不同生態(tài)類型之間差異顯著，秋大豆類型含量最高，春大豆類型含量最低（表3）。

表3 不同生態(tài)類型大豆可溶性糖的統(tǒng)計(jì)分析及多重比較／mg／g

2.5 不同播種期可溶性糖含量的比較分析

將樣本中春季種植（春播）的22個(gè)春大豆品種在同年秋季再次進(jìn)行種植，比較其與春季種植材料在可溶性糖含量的差異。分析表明：果糖、葡萄糖、水蘇糖及其可溶性總糖在2個(gè)種植季節(jié)之間含量差異極顯著；蔗糖和棉籽糖在2個(gè)種植季節(jié)之間含量差異顯著；秋季種植（秋播）的各可溶性糖含量均顯著高于春播（圖1）。

圖1 不同播種期大豆可溶性糖含量的比較

2.6 不同食用類型可溶性糖含量的比較分析

大豆按食用類型可分為普通型和鮮食型2類，對(duì)參試材料按食用類型分類進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)2種食用類型之間可溶性總糖含量不存在顯著差異；鮮食型大豆品種蔗糖含量顯著高于普通型大豆品種；普通型大豆品種水蘇糖含量則顯著高于鮮食型大豆品種；果糖、葡萄糖和棉籽糖在2種食用類型之間無(wú)顯著差異（圖2）。

圖2 不同食用類型大豆可溶性糖含量的比較

3 討論

隨著對(duì)大豆食用與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的深入研究，大豆品質(zhì)改良不僅局限在蛋白質(zhì)和脂肪兩方面，近年來(lái)要求改善大豆（尤其是鮮食大豆）食味或口感的呼聲日益高漲，可溶性糖的研究逐漸成為熱點(diǎn)。大豆可溶性糖的主要成分包括蔗糖、棉籽糖和水蘇糖；蔗糖是影響鮮食大豆和豆制品甜味的主要因素之一，蔗糖含量高的大豆品種具有更好的口味；棉籽糖和水蘇糖屬于貯藏性糖類，在未成熟期幾乎沒(méi)有，其含量隨籽粒逐漸成熟而遞增，對(duì)于用作成熟期食用或豆制品加工，棉籽糖和水蘇糖含量低的大豆品種具有更優(yōu)的品質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，在這些供試材料中各可溶性糖含量及其總含量都存在廣泛的變異，說(shuō)明在大豆種質(zhì)資源中可以篩選出如高蔗糖含量、低水蘇糖含量等的特用種質(zhì)，從而開展可溶性糖含量的優(yōu)質(zhì)育種工作。

對(duì)可溶性糖含量進(jìn)行分析與比對(duì)，發(fā)現(xiàn)可溶性總糖含量與蔗糖、棉籽糖、水蘇糖含量都存在顯著相關(guān)性，與以往所報(bào)道的研究結(jié)果基本一致［4］；其中果糖與葡萄糖含量、蔗糖與可溶性總糖含量的相關(guān)關(guān)系都在80%以上，說(shuō)明在大豆籽粒成熟過(guò)程中果糖與葡萄糖的積累可能同時(shí)進(jìn)行，而蔗糖的積累量直接決定可溶性總糖的積累。研究中還發(fā)現(xiàn)，蔗糖雖是水蘇糖的合成前體，即水蘇糖是由2個(gè)半乳糖和1個(gè)蔗糖（葡萄糖-果糖）組成的四糖，但蔗糖與水蘇糖含量在這批核心親本之間似乎不存在相關(guān)性，這與在高蔗糖低水蘇糖含量突變體中的研究結(jié)果不一致；在此類突變體中，發(fā)現(xiàn)蔗糖含量的顯著增加伴隨著水蘇糖含量的顯著降低，這些資源與突變體材料在可溶性總糖和各類糖組分上的合成累積機(jī)制有待于進(jìn)一步的研究。

不同生態(tài)類型大豆可溶性糖含量存在明顯的差異，夏秋大豆品種葡萄糖、果糖、蔗糖、水蘇糖以及可溶性總糖含量都顯著高于春大豆；春大豆品種在秋播收獲的成熟籽粒各可溶性糖類及可溶性總糖含量都顯著高于其在春播收獲的成熟籽粒。這些研究結(jié)果說(shuō)明氣候條件在大豆籽粒成熟過(guò)程中可能直接影響籽粒糖分的積累；晝夜溫差大，夜間溫度低，有助于大豆籽?？扇苄蕴堑姆e累。鮮食型大豆是在豆莢鼓粒飽滿而莢色仍呈翠綠時(shí)采摘食用的大豆總稱，俗稱毛豆；普通型大豆則是在籽粒完全成熟后用來(lái)食用、榨油、釀造等。本研究結(jié)果表明，鮮食型大豆品種蔗糖含量顯著高于普通型，這可能由于在鮮食大豆育種中，育種家更關(guān)注口感與風(fēng)味，在選擇過(guò)程中蔗糖含量高、風(fēng)味較好的材料更多地被保存下來(lái)，是育種選擇的累積效應(yīng)。

4 結(jié)論

63份浙江大豆核心親本的可溶性總糖平均含量為100.39 mg／g，集中分布在 80～120 mg／g之間；不同品種間可溶性總糖以及各可溶性糖類含量差異顯著，變異豐富，可以為大豆可溶性糖含量的改良提供優(yōu)質(zhì)親本資源。蔗糖和水蘇糖是可溶性糖的主要成分，果糖與葡萄糖含量以及蔗糖與可溶性總糖含量都表現(xiàn)出極顯著的正相關(guān)關(guān)系。夏秋大豆類型品種果糖、葡萄糖、蔗糖、水蘇糖和可溶性總糖含量都顯著高于春大豆，而棉籽糖含量則不存在差異；秋播的春大豆品種可溶性總糖以及各可溶性糖類含量均顯著高于春播；因此，生態(tài)類型和氣候條件對(duì)可溶性糖含量均具有顯著的影響。鮮食型大豆品種蔗糖含量顯著高于普通型大豆，水蘇糖含量則顯著低于普通型大豆；而果糖、葡萄糖、棉籽糖和可溶性總糖含量則無(wú)差異，說(shuō)明遺傳改良和定向選擇可以顯著改善大豆中可溶性糖的組成與含量。

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Analysis of Seed Soluble Sugar Content in Zhejiang Soybean Core Collections

Yu Xiaomin Yuan Fengjie Fu Xujun Zhu Danhua
（Institute of Crop and Nuclear Technology Utilization，Zhejiang Academy of Agricultural Sciences，Hangzhou 310021）

To further understand the soluble sugar distribution of soybean seeds in Zhejiang，and to isolate specific soybean resources in breeding application，63 soybean varieties from Zhejiang soybean core collectionswere tested to study the seed soluble sugar contents in different varieties，ecotypes and food types in the paper.There were significant differences between total sugar contents among the different varieties，of which most varieties were in the range of80～120 mg／g.The sugar compositionswere also significantly different.The sucrose had a high positive correlation with the total sugar content.The glucose，sucrose，stachyose and total sugar contents of soybean varieties produced in summer and fallwere all significantly higher than those of spring ones.Vegetable soybean had larger sucrose content but lower stachyose content compared to common soybean varieties.The distribution of soluble sugar contents in Zhejiang soybean core collectionswas obvious.The soluble sugar contentswere turned to be easily affected by differentecological types and climatic conditions.Therefore，soybean varieties of high qualitywith different soluble sugar contents could be selected by genetic improvement.

soybean，soluble sugar，ecotype，seeding date

S565.1

A

1003-0174（2015）07-0019-04

浙江省旱作糧油科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（2011R50026-2）

2014-02-11

郁曉敏，男，1979年出生，助理研究員，大豆品質(zhì)改良

朱丹華，男，1957年出生，研究員，大豆遺傳育種