CN103250695A

CN103250695A - 天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂及制备方法和应用

Info

Publication number: CN103250695A
Application number: CN2013102001131A
Authority: CN
Inventors: 刘军; 张友胜; 周新桥; 付华; 高家东
Original assignee: Rice Research Institute of Guangdong Academy of Agricultural Sciences; Sericulture and Agri Food Research Institute GAAS
Current assignee: Guangzhou Chenxuan agricultural science and Technology Co. Ltd.
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2033-05-24
Also published as: CN103250695B

Abstract

本发明属于水稻种子胚活力保持技术领域，公开了天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂及制备方法和应用。该水稻种子胚活力保持剂由以下按质量百分比计的组分组成：藤茶提取物49.50～50.00%，茶叶提取物25.10～25.50%，桑叶提取物24.50～25.00%，陈皮精油0.15～0.20%，丁香精油0.20～0.25%。本发明配方合理，充分利用了各原料各自具备的特性，合理组配使其发挥综合杀菌作用，经实验验证对水稻种子杀菌效果非常明显，可有效的抑制微生物活动对种子活力的不良影响；在保持种子活力方面可达到安全环保、实用有效的目的；加工制作简单，使用方便，为保持种子活力、延长贮藏期提供了一种理想的药物。

Description

天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂及制备方法和应用

技术领域

本发明属于水稻种子贮藏技术研究领域，特别涉及一种保持水稻种子胚活力、延长种子贮藏期的天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂及其制备方法和应用。

背景技术

水稻是最主要的三大粮食作物之一，占世界粮食总产量的1/4，占中国粮食总产量更是达一半以上。种子作为遗传物质的载体，其质量在很大程度上决定了植株的生长发育和产量。由于水稻种子生产的复杂性和市场、极端气候的难预测性，常需要对大量稻种短期贮藏进行年度间调节。然而，水稻种子在贮藏过程中其活力与发芽率会发生不可逆下降，即老化或劣变，不能满足作物生产的需要；尤其在高温高湿地区贮藏发生劣变时间更短，造成巨大经济损失。因此，在贮藏过程中保持种子较高的胚活力和发芽率、延长种子贮藏期、提高种子种用价值是种业科技急需解决的技术问题。

种子活力是反映种子在各种条件下具有的潜在萌发与出苗的能力。而种子老化是种子贮藏过程中普遍存在的一种现象，种子老化最直观的表现是种子生活力和活力降低，超微结构上表现出质膜和各种细胞器的损害以及染色体畸变，生理生化上则多表现为酶活性下降的抗氧化系统遭到破坏、各种生物（核酸、蛋白质等）大分子的合成能力减弱等。脂肪酶是脂肪分解代谢中第一个参与作用的酶，在种子的储藏过程中，种子中的脂肪酶活性高，水解产生的游离脂肪酸相应就多，其下游的脂肪氧化酶（lipoxygenase，LOX）催化反应加剧，产生醛、酮等挥发性物质，而且产生的脂肪酸、氢过氧化物及其衍生物和自由基，对膜结构、细胞组织、蛋白质以及DNA造成破坏，从而导致种子活力丧失，降低种子的储藏时间。

目前，常用于保持水稻种子贮藏过程中胚活力的技术主要有低温库贮藏，创造低温低湿条件；密封包装等去氧贮藏；磷化铝药剂熏蒸或使用如马拉松等杀虫剂进行防虫、防虫、防鼠处理；使用杀菌剂如代森锰锌+多菌灵、萎锈灵+福美双、次氯酸钙、arappu leaf powder等，对水稻种子进行杀菌处理；利用穗萌抑制剂（IS）、比久（B9）、多效唑（PP333）、植酸等不同抑制物质处理水稻种子，降低和减缓水稻种子成熟后期和贮藏期间活跃的生理代谢，从而降低营养物质的消耗，减少有害物质的积累，从而有利于种子活力的保持。

尽管各种水稻种子胚活力的保持技术都有各自的特点，但是缺点也很明显：低温库贮藏、密封包装等去氧贮藏不但耗费大量的人力、物力和财力，成本高，而且随着贮藏时间的延长，种子在贮藏过程中不可避免的会发生老化劣变。磷化铝药剂熏蒸或使用杀虫剂、杀菌剂对种子进行处理，药剂的毒性及对环境污染的副作用等安全性问题不可不防。使用抑制物质处理水稻种子，而抑制物质一般为激素，总体趋势为显著抑制种子萌发，并且激素是否通过食物链对人的健康产生不良影响也未知，所以这并不是一种保持种子胚活力的好方法。因此，从天然植物中提取有效成分组成保持水稻种子贮藏过程中胚活力的天然产物是安全有效而且实用的。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种天然植物提取物水稻种子贮藏过程中胚活力的保持剂；该保持剂可以保持种子胚活力、延长种子贮藏期。

本发明的另一目的在于提供上述天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂的应用。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：一种天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂，该保持剂由以下按质量百分比计的组分组成：

所述天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂更加优选由以下按质量百分比计的组分组成：

所述藤茶（ampelopsis grossedentata）提取物中，以总黄酮计，质量百分含量≥40%，且其中二氢杨梅素和杨梅素单体成分的质量百分含量比例为10～12：1；

所述茶叶提取物中，以茶多酚计，质量百分含量≥90.0%；

所述维生素C和维生素E均为食品级，均为市售原料。

所述藤茶提取物是按以下步骤制备得到：采用藤茶的新鲜茎叶，在温度35～45℃条件下干燥后得到藤茶干燥原料；将藤茶干燥原料采用乙醇提取法得到藤茶提取液，再经喷雾干燥法得到藤茶提取物；所述乙醇提取法中藤茶干燥原料与乙醇的质量比例为1：10～12，乙醇的体积百分比浓度为85～95%，优选体积百分比浓度90%。所述藤茶采用广东、广西、湖南、湖北、江西等地产的藤茶，优选湖南张家界地区春夏季节出产的藤茶。

所述茶叶提取物是按以下步骤制备得到：采用红茶或乌龙茶作为原料，乙醇浸提2次，合并提取液；浓缩提取液至原体积的30%后，加入等体积的氯仿萃取2次去掉杂质；将氯仿萃取后余下的水相又用等体积乙酸乙酯萃取2次，每次20min，合并乙酸乙酯萃取液；减压蒸馏回收乙酸乙酯后喷雾干燥余下的水相即得茶叶提取物；所述乙醇浸提使用的乙醇体积百分比浓度为70～80%，优选体积百分比浓度70%，原料与乙醇的质量比例为1：10～12，浸提温度80～85℃，浸提时间为1小时。所述红茶或乌龙茶优选广东潮汕地区出产的红茶或乌龙茶。

上述天然植物提取物水稻胚活力保持剂的制备方法，包括以下操作步骤：按上述配比称取藤茶提取物、茶叶提取物、维生素C和维生素E置于调配罐中，搅拌均匀，复合铝袋包装或罐装后即得复合型天然植物提取物水稻胚活力保持剂。

上述天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂在保持水稻种子胚活力和延长种子贮藏期中的应用。所述应用包括以下操作步骤：将天然植物提取物水稻胚活力保持剂用水或酒精溶解配制成质量百分比浓度为0.5～1%的溶液后，在水稻种子入库贮藏前的干燥过程中用喷雾设备将其直接均匀喷酒到水稻种子上，喷雾量为1000公斤水稻种子使用上述配制的溶液5～10公斤，再将水稻种子干燥到安全水分含量以下进行贮藏。或者通过与水稻种子贮藏过程中的干燥、控温、控湿和防虫等仓储措施结合一起来保持水稻种子贮藏过程中胚活力，延长贮藏期。

所述水稻种子是指经国家相关部门批准在我国使用的各种水稻品种（系），优选杂交水稻组合（品系）。

本发明的原理是：

藤茶提取物：藤茶提取物中的主要活性成分为二氢黄酮类化合物和黄酮类化合物，其中二氢杨梅素和杨梅素为提取物中的两个主要单体成分。二氢杨梅素有明显的抗氧化活性：①二氢杨梅素能明显抑制油脂中丙二醛（MDA，种子中不饱和脂肪酸氧化的最终产物,能够引起种子膜系统的严重损伤）的生成，且随纯度增加抗氧化作用增强；对动物油和植物油均有很强的抗氧化作用。②二氢杨梅素对超氧自由基O^2-、羟基自由基·OH和脂过氧自由基ROO·具有很强的清除率，同时抑制亚油酸过氧化，对DPPH自由基的清除率也非常高，是一个很好的天然抗氧化剂。③二氢杨梅素对H₂O₂诱导的细胞凋亡有明显抑制作用。二氢杨梅素可以加速乙醛迅速分解为无毒物质，降低对种子细胞的损害。另外，有实验表明，当藤茶提取物中总黄酮含量超过40%且二氢杨梅素和杨梅素的百分含量比例为10～12：1之间时，对细菌和真菌等微生物的杀灭和抑制作用最强。这样可以抑制微生物活动，以免在贮藏过程中发热、变质甚至霉烂。

茶叶提取物：茶叶提取物中的主要活性成分为茶多酚，具有很强的生物学活性，不但具有良好的保鲜、抗氧化性，清除自由基和抑制致癌物引起的突变，而且还可抑制细胞增殖、诱导细胞凋亡和阻滞细胞周期等。该成分可以保护种子抗氧化系统，减少种子在储藏过程中细胞内活性氧、过氧化物和自由基等毒性物质的积累，减轻膜脂过氧化，保护细胞膜结构、细胞组织以及DNA少或免受破坏，同时蛋白质、核酸、淀粉、水溶性糖、脂肪酸的合成能力也受到保护，从而延长种子活力及贮藏期。另外，茶多酚对黄嘌呤氧化酶系、P-450酶系、脂氧化酶和环氧酶等均有抑制作用。

维生素C：不但有利于胶原蛋白的合成，还可治疗坏血病，预防牙龈萎缩、出血，预防动脉硬化，治疗贫血，防癌，保护细胞、解毒，保护肝脏，提高人体的免疫力，提高机体的应急能力，更是一种天然的抗氧化剂，可以保护其它抗氧化剂，如维生素A和维生素E等，防止自由基对种子的伤害。

维生素E：维生素E有很强的抗氧化作用，充当生物膜表面的脂质过氧化的阻断剂。可防止脂肪化合物、维生素A、硒(Se)、两种硫氨基酸和维生素C的氧化作用，减少过氧化脂质的生成，保护机体细胞免受自由基的毒害，稳定细胞膜和细胞内脂类部分，充分发挥被保护物质的特定生理功能。

藤茶提取物、茶多酚、维生素C和维生素E之间会发生协同作用、互补作用、代偿作用等相互作用，彼此保护、共同维护和增强种子胚细胞的抗氧化系统，延长贮藏期。

本发明相对现有技术，具有如下的优点及有益效果：

（1）本发明配方合理，不但充分利用了各原料各自具备的特性，而且利用了各原料的相互作用，合理组配，一方面使其共同维护和增强种子的抗氧化系统；另一方面发挥其综合杀菌作用，经实验验证对水稻种子杀菌效果非常明显，可有效的抑制微生物活动对种子活力的不良影响。

（2）本发明是一种纯天然产物，在保持种子活力方面可达到安全环保、实用有效的目的。

（3）加工制作简单，使用方便，为保持种子活力、延长贮藏期提供了一种理想的药物。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

以下实施例所使用的各原料来源如下：

1、藤茶提取物是按以下步骤制备得到：采用藤茶的新鲜茎叶，在温度35～45℃条件下干燥后得到藤茶干燥原料；将藤茶干燥原料采用乙醇提取法得到藤茶提取液，再经喷雾干燥法得到藤茶提取物；所述乙醇提取法中藤茶干燥原料与乙醇的质量比例为1：10～12，乙醇的体积百分比浓度为85～95%。所得藤茶提取物中，以总黄酮计，质量百分含量≥40%，且其中二氢杨梅素和杨梅素单体成分的质量百分含量比例为10～12：1。

2、茶叶提取物是按以下步骤制备得到：采用红茶或乌龙茶作为原料，乙醇浸提2次，合并提取液；浓缩提取液至原体积的30%后，加入等体积的氯仿萃取2次去掉杂质；将氯仿萃取后余下的水相又用等体积乙酸乙酯萃取2次，每次20min，合并乙酸乙酯萃取液；减压蒸馏回收乙酸乙酯后喷雾干燥余下的水相即得茶叶提取物；所述乙醇浸提使用的乙醇浓度为70～80%，原料与乙醇的质量比例为1：10～12，浸提温度80～85℃，浸提时间为1小时。所得茶叶提取物中，以茶多酚计，质量百分含量≥90.0%。

3、所述维生素C为武汉大华生物科技有限公司生产的“武汉大华牌”食品级维生素C；所述维生素E为湖北兴银河化工有限公司生产的“兴银河牌”食品级维生素E。

实施例1：

称取质量百分比60.00%的藤茶提取物、质量百分比39.64%的茶叶提取物、质量百分比0.18%的维生素C和质量百分比0.18%的维生素E置于调配罐中，搅拌均匀，复合铝袋包装或罐装后即得天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂。

实施例2：

称取质量百分比59.50%的藤茶提取物、质量百分比40.20%的茶叶提取物、质量百分比0.15%的维生素C和质量百分比0.15%的维生素E置于调配罐中，搅拌均匀，复合铝袋包装或罐装后即得天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂。

实施例3：

称取质量百分比60.50%的藤茶提取物、质量百分比39.18%的茶叶提取物、质量百分比0.16%的维生素C和质量百分比0.16%的维生素E置于调配罐中，搅拌均匀，复合铝袋包装或罐装后即得天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂。

实施例4：天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂处理后的发芽情况

实验方法如下：以天优368和天优998（材料由广东省金稻种业有限公司提供）为供试材料。取0.05公斤实施例1所得天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂用10升体积百分比浓度为90%的乙醇溶解，装入干净的农用喷雾机中，将之均匀地喷洒在1500公斤新收获的供试材料上，再将供试材料自然干燥到水分质量含量12.5%，得到种子胚活力保持剂处理的种子（备注：本实验中天然植物提取物的浓度为0.5%，喷洒量为10升溶液喷洒到1500公斤种子上）。对照种子（CK）为不经任何处理，水分质量含量同为12.5%的同批次稻种。然后，将种子胚活力保持剂处理的种子和对照种子装在木桶里，放在常温库贮藏1年。贮藏1年后，对种子胚活力保持剂处理的种子和对照种子进行发芽率测定实验。水稻种子发芽率测定按国家标准（GB/T3543）进行。实验数据见下表1。

表1水稻种子经种子胚活力保持处理后发芽率的变化

从表1中可以看出，水稻种子经种子胚活力保持处理后活力保持效果明显。

实施例5：不同藤茶提取物制备的胚活力保持剂处理水稻种子后的发芽情况

实验方法如下：首先制备不同的胚活力保持剂，具体方法如下：按实施例1的原料配方比例，选择不同的藤茶提取物配成不同的胚活力保持剂（藤茶提取物原料不同，但其它原料相同）。其中胚活力保持剂1中的藤茶提取物的总黄酮百分含量为45%、二氢杨梅素百分含量为38%、杨梅素的百分含量为3.7%（即藤茶提取物的总黄酮含量超过40%且二氢杨梅素和杨梅素的百分含量比例为10～12：1之间）；胚活力保持剂2中的藤茶提取物总黄酮百分含量为35%、二氢杨梅素百分含量为30%、杨梅素的百分含量为3.7%（即藤茶提取物的总黄酮含量没有超过40%且二氢杨梅素和杨梅素的百分含量比例不为10～12：1之间）；胚活力保持剂3中的总黄酮百分含量为50%、二氢杨梅素百分含量为40%、杨梅素的百分含量为3.0%（即藤茶提取物的总黄酮含量超过40%但二氢杨梅素和杨梅素的百分含量比例不为10～12：1）。

其次按实施例4的方法对水稻种子进行处理，然后检测种子的发芽率。实验数据见下表2。

表2水稻种子经不同种子胚活力保持剂处理后发芽率的变化

从表2中可以看出，水稻种子胚活力保持剂中藤茶提取物的总黄酮含量超过40%但二氢杨梅素和杨梅素的百分含量比例为10～12：1时的协同作用最明显，用此原料制备的保持剂处理水稻种子后的种子活力保持效果最明显。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂，其特征在于：该天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂由以下按质量百分比计的组分组成：

2.根据权利要求1所述的一种天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂，其特征在于：该天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂由以下按质量百分比计的组分组成：

3.根据权利要求1所述的一种天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂，其特征在于：所述藤茶提取物中，以总黄酮计，质量百分含量≥40%，且其中二氢杨梅素和杨梅素单体成分的质量百分含量比例为10～12：1；

所述茶叶提取物中，以茶多酚计，质量百分含量≥90.0%。

4.根据权利要求1所述的一种天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂，其特征在于：所述维生素C为食品级；所述维生素E为食品级。

5.根据权利要求1所述的一种天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂，其特征在于：所述藤茶提取物是按以下步骤制备得到：采用藤茶的新鲜茎叶，在温度35～45℃条件下干燥后得到藤茶干燥原料；将藤茶干燥原料采用乙醇提取法得到藤茶提取液，再经喷雾干燥法得到藤茶提取物；所述乙醇提取法中藤茶干燥原料与乙醇的质量比例为1：10～12，乙醇的体积百分比浓度为85～95%。

6.根据权利要求1所述的一种天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂，其特征在于：所述茶叶提取物是按以下步骤制备得到：采用红茶或乌龙茶作为原料，乙醇浸提2次，合并提取液；浓缩提取液至原体积的30%后，加入等体积的氯仿萃取2次去掉杂质；将氯仿萃取后余下的水相又用等体积乙酸乙酯萃取2次，每次20min，合并乙酸乙酯萃取液；减压蒸馏回收乙酸乙酯后喷雾干燥余下的水相即得茶叶提取物；所述乙醇浸提使用的乙醇浓度为70～80%，原料与乙醇的质量比例为1：10～12，浸提温度80～85℃，浸提时间为1小时。

7.根据权利要求1所述的天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：按上述配比称取藤茶提取物、茶叶提取物、维生素C和维生素E置于调配罐中，搅拌均匀，复合铝袋包装或罐装后即得到天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂。

8.根据权利要求1所述的一种天然植物提取物水稻种子胚活力保持剂在保持水稻种子胚活力和延长种子贮藏期中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述应用包括以下操作步骤：将天然植物提取物水稻胚活力保持剂用水或酒精溶解配制成质量百分比浓度为0.5～1%的溶液后，在水稻种子入库贮藏前的干燥过程中用喷雾设备将其直接均匀喷酒到水稻种子上，喷雾量为1000公斤水稻种子使用上述配制的溶液5～10公斤，再将水稻种子干燥到安全水分含量以下进行贮藏。