CN1048964A

CN1048964A - 种子失活的方法

Info

Publication number: CN1048964A
Application number: CN90106556A
Authority: CN
Inventors: 迈克尔·E·布莱
Original assignee: Golden Valley Microwave Foods Inc
Current assignee: Golden Valley Microwave Foods Inc
Priority date: 1989-07-27
Filing date: 1990-07-27
Publication date: 1991-02-06
Also published as: HU9200248D0; AU630583B2; CA2063730A1; EP0484376A1; HUT60109A; ZA905887B; WO1991001646A1; AU6041490A; KR920702919A; US4978555A

Abstract

一种采用惰性气体和加热使种子失活但基本上不损害种子质量的方法，该方法特别适用于爆裂种玉米种子的失活但又不损害爆裂效果。

Description

本发明涉及种子特别是用于爆裂种玉米的种子失活的方法。

植物种子包括发芽阶段或其生长周期的一个阶段。一般说来，发芽是在种子休眠期后种子内的胚重新开始生长。这种重新开始生长发生在种子处于适宜的环境条件下，包括适宜的温度、充足的水份和氧气。在休眠期的种子也在进行呼吸，但呼吸量很低，加热时不管其他条件是否存在，其呼吸量增高。没有适宜的温度、水份和氧气，则种子仍保持休眠状态。

人们所消费的许多食品都源于种子，包括谷物、稻、小麦、玉米、大麦和燕麦。植物种子也用于或用作药物制品，例如亚麻籽油，大豆油，还用于制造衣服，例如棉子。在某些情况下，如果种子发芽，则不能按预期要求再予使用。

目前在种子产品方面采用脱水方法抑制不希望发生的发芽。脱水技术能够抑制发芽，但是在某些情况下，这类技术会对最终的产品质量产生不能接受的影响。例如将种子脱水能使大约14%至5%的爆裂种玉米种子终止发芽。然而即使再进行脱水，这种经过脱水的玉米种子的爆裂量降低到商业上无法接受的水平。

就爆裂种玉米种子而言，终止发芽特别重要。包括澳大利亚在内的许多国家，不允许失活不彻底的爆裂种玉米种子进口。因此，需要改进使种子（例如玉米种子）失活但对产品质量无不良影响的方法。

本发明提供了一种种子失活的方法，该方法是将种子暴露在惰性气体中，在有效时间内进行加热，使种子呼吸终止，但基本上不降低种子的产品质量。在一个较佳的实施例中，含有空气的气氛中存在大量的N₂或CO₂，种子在惰性气体中至少暴露24小时。

在另一个较佳实施例中，用作爆裂种玉米的种子至少在20℃，最好是在20至60℃左右的温度下保持大约2-45天。经这样处理后，基本上全部玉米种子都失活，但基本上不降低爆裂质量。

本发明还提供了与未失活玉米种子具有同样爆裂效果的失活爆裂种玉米种子产品。

本发明的其他特征和优点可从以下的详细介绍和所附的权利要求中得到了解。

图1表示用于本发明的种子失活的装置。

本发明提供了失活的方法，包括将植物种子在有效时间内暴露在惰性气体和加热条件下，使种子呼吸终止，但基本上不降低种子的产品质量。本文所述“失活”系指在其他可接受的发芽条件下（即充分的水份、氧气和温度）破坏种子发芽的能力。本发明采用通过终止种子呼吸方法，破坏种子发芽能力。

在本发明中，惰性气体最好是二氧化碳（CO₂）或氮气（N₂）代替环境气氛中的空气。用惰性气体处理使种子失活所需的时间可根据具体的种子类型、湿度、种子含水量和加热温度而加以改变。本文中所述“加热”系指足以加速终止由种子暴露于惰性气体所产生的种子呼吸所需的温度。在惰性气体存在下，种子在环境温度或低于环境温度下失活时，本发明所用的较佳温度至少为20℃，最好为20℃至60℃左右。在这个范围内的温度条件下，暴露于惰性气体中的时间约为2天至45天。采用本发明方法，不管加热温度如何，使种子失活所需暴露于惰性气体的时间至少为24小时。

本发明特别适用于爆裂种子玉米种子的失活。为了处理爆裂种玉米种子，可以使用能保持密封环境的容器。这样的容器将在以下的实施例中予以介绍。但是，应该理解为本领域的专业人员能够制造如本文所述使植物种子失活的任何适宜的容器。用于本发明的容器、瓶子或装置，其大小形状均可改变，设计包括气体和温湿度的自动控制。一个合适的容器的例子是谷物贮藏器。在某些工业应用方面来看，可以考虑恒湿度的控制，本领域的专业人员完全能够设计制造所需的这种容器。

在将爆裂种玉米种子加到容器以后，容器中充满空气，或引入CO₂，N₂或其他惰性气体取代容器中的空气。此处，可以理解为各种已知方法均可用于将惰性气体引入容器。取代容器中空气所需的时间则根据容器大小和惰性气体流入容器的流量而定。玉米种子在惰性气体环境中保温或贮放的时间至少24小时，最好2-45天左右。处理玉米种子使之失活的温度至少为20℃，20℃-60℃左右较佳;40℃-60℃左右最佳。根据U.S.D.A.发芽技术所定的标准，使玉米种子完全失活（即100%失去发芽能力）所需的准确时间按大量爆裂种玉米种子的特征可略为改变。但是可以认为，使爆裂种玉米种子基本上完全失活但又不影响爆裂效果，在40℃-60℃下至少约3天以后，最好5-15天以后，或以相当的时间和温度相结合。

根据本发明方法，惰性气体处理的结果，失活的爆裂种玉米种子在爆裂效果方面基本上没有影响。失活的玉米种子的爆裂效果至少为未失活的同样的玉米种子的80%。在极大多数情况下，失活的玉米种子的爆裂效果相当于未失活的同样的玉米种子的90%至几乎100%（大于99%）。

用作爆裂种玉米的正常玉米种子，其含水量约为12-16%。本发明提供的失活玉米种子，其含水量也约为12-16%，并且爆裂效果与未失活玉米种子基本相同。

本发明特别适用于爆裂种玉米种子的失活，从而能满足某些国家对爆裂种玉米种子产品不得发芽的要求。但是，本领域的专业人员也可将本文所述的失活技术应用于其他种子产品，例如谷物、粟和草等种子，如Crupina vulgaris等。

实施例1

装置

用于玉米种子失活的适宜装置示于图1。该装置10由一个升量瓶或罐12组成，它有一个带孔的塞子14，穿过塞子14的管子16可将惰性气体引入到瓶12中。

如图1所示，管子16呈T形，带有大约1-3/4″的延伸部分17。管子16在T形的延伸部分和管子15中有许多孔18，当气体进入瓶中时可提高气体的分布和促使气体进入到较大的玉米吸持器中。

如图1所示，管子16固定在升量瓶12中。瓶12中的管子23装满氯化理（LiCl₂）混合物（7gLiCl₂和10ml水），用作恒湿溶液。管子16固定在瓶12中，并且延伸到瓶中玉米顶部以上约1英寸。如图1所示，升量瓶还有一个带橡皮管21的侧孔，当惰性气体经管子16进入瓶12时，瓶中的空气经橡皮管21排出。侧孔上的夹持器22和管子16的顶部，在瓶12中装满惰性气体后使瓶密封，惰性气体不能外逸，外部空气也不能进入瓶12中。方法

将玉米种子装在上述类型的4个升量瓶（标上A-CO₂，B-CO₂，C-N₂，D-N₂）至1升刻度处。

用GAC-Ⅱ^TM型谷物分析计算机（Dikey-johu公司）测定瓶中种子含水量，同类试样共2份。测定水份的方法按计算机操作手册所述。操作GAC-Ⅱ型计算机时，将预测常数（K1-K9）先输入到分析仪的计算机存储器中。GAC-Ⅱ^TM的谷物处理系统提供自动均匀地装载谷物，然后对百分含水量、样品重量和样品温度进行必要的计算，计算结果自动记录在打印机上，测定的初始水份分别为14.4%和14.8%。

各瓶中的玉米重量如下;

A-CO₂904.5g C-N₂892.0g

B-CO₂891.6g D-N₂873.2g

将LiCl₂管子加到各个罐中，每瓶都用3分钟的时间充以足够的CO₂或N₂，使惰性气体取代瓶中的全部空气，然后将全部瓶子置于50°-51℃的保温瓶中。

按U.S.D.A发芽技术，将100粒对照种子（未经惰性气体处理）播种在种子室内。根据U.S.D.A.方法，将100粒种子放在两个湿纸巾筒之间，然后将样品置于环境温度都受控制的室中，温度控制在70°F，12小时和60°F，12小时。每天检查样品发芽情况。在种子室内样品通常放置14天。在本实施例中，放置9天后对照样品的发芽率达74%。

在第二天将所有瓶子都打开，并将LiCl₂补充到所有管子中。根据U.S.D.A.方法，从D-N₂和B-CO₂瓶中取出100粒种子播种。然后对所有瓶子都分别充给惰性气体，3分钟，在从瓶中取出开始后的30分钟内，再放回到50°-51℃的保温瓶中。用Dickey-john公司的GAC-Ⅱ^TM型谷物分析计算机测定N₂瓶中的含水量，此时测得的含水量为14.8%;用相同的计算机测定CO₂瓶中的含水量，此时测得的含水量分别为15.0%和14.7%;用相同的计算机测定对照瓶中的含水量，分别测得含水量14.7%和14.8%。生长7天后，D-N₂瓶中的第2天的样品的发芽率为96%，B-CO₂，瓶中的发芽率为94%。在第4天，再将所有瓶都打开，从每个瓶中各取出100粒种子，根据U.S.D.A.方法播种。用与上述相同的计算机测定A-CO₂瓶中的含水量分别为14.3%和14.6%;C-N₂瓶中的含水量为14.5%和14.2%;对照瓶中的含水量为14.9%和14.7%。生长到第9天时，这些瓶中经CO₂处理的发芽率为66%，用N₂处理的发芽率为78%。

在第7天，再将所有瓶子打开，根据U.S.D.A.方法，从A-CO₂和C-N₂瓶中各取出100粒种子播种，生长15天后，发芽率分别为3%和4%。采用Dickey John方法，测定A-CO₂和C-N₂瓶中的含水量。A-CO₂瓶中两份样品的含水量均为14.3%;C-N₂瓶中两份样品的含水量分别为14.2%和14.3%。将所有瓶子再充给适当气体，又放回到50-51℃的保温瓶中。

在第10天，按照U.S.D.A.方法从第9天的A-CO₂和C-N₂瓶中取出100粒种子播种。14天后，A-CO₂和C-N₂瓶中的样品的生长率为0%。

表1总结了发芽研究的数据。

表1

挤水剂 CO₂和N₂

温度 50℃

湿度约20%

百分发芽率

天数 CO₂对照74% N₂

0 - -

2 94% 96%

4 66% 78%

7 3% 4%

10 0% 0%

爆裂效果

将72g玉米种子和30g油放在袋中，在热点微波炉中（550mHz）爆裂3分钟10秒，在0天测定5袋对照种子的爆裂效果。测定结果如下。

样品编号重量体积发芽未爆裂爆裂百分率

1 119.45 2，300 12.81 82.20%

2 119.65 2，350 12.44 82.72%

3 119.52 2，250 11.9 83.47%

4 119.34 2，200 12.30 82.91%

5 119.30 2，250 12.80 82.22%

将72g玉米种子和30g油放在袋中，在热点微波炉中（550mHz）爆裂3分钟10秒，在第4天测定5袋对照种子爆裂效果。测定结果如下：

样品编号重量体积发芽未爆裂爆裂百分率

1 119.44 2，300 11.0 84.7%

2 119.44 2，200 13.4 81.4%

3 119.99 2，400 12.28 82.9%

4 119.52 2，350 11.16 84.5%

5 119.43 2，300 10.77 85.0%

按上述相同方法，在第4天测定5袋经N₂处理过的玉米。测定结果如下：

样品编号重量体积发芽未爆裂爆裂百分率

1 119.6 2，300 9.33 87.0%

2 119.38 2，200 13.98 80.6%

3 120.08 2，200 12.98 82.0%

4 119.84 2，300 10.25 85.8%

5 119.65 2，300 12.45 82.7%

按上述相同方法，在第4天测定5袋经CO₂处理过的玉米。测定结果如下：

样品编号重量体积发芽未爆裂爆裂百分率

1 119.54 2，300 13.38 81.4%

2 119.45 2，200 12.67 82.4%

3 119.30 2，200 16.24 77.4%

4 120.10 2，350 11.81 83.6%

5 119.47 2，300 12.45 80.2%

按上述方法，在第9天从A-CO₂和C-N₂瓶中取出种子，测定爆裂效果。测定结果如下：

A-CO₂

样品编号重量体积发芽未爆裂爆裂百分率

1 119.5 2，200 9.03 87.5%

2 119.8 2，300 6.57 90.9%

3 119.8 2，200 8.66 88.0%

4 119.6 2，300 6.30 91.2%

5 120.2 2，300 6.89 90.4%

C-N₂

样品编号重量体积发芽未爆裂爆裂百分率

1 119.3 2，300 8.50 88.2%

2 119.4 2，300 6.84 90.5%

3 119.9 2，200 9.90 86.3%

4 119.4 2，200 9.41 86.9%

5 119.6 2，300 8.32 88.4%

Claims

1、种子失活的方法，包括将所述种子在有效时间内暴露于惰性气体和至少约40℃的加热条件下，终止种子的呼吸但基本上不降低所述种子的产品质量。

2、按权利要求1的方法，其中将所述种子暴露于惰性气体中包括以CO₂或N₂取代所含气氛中的空气。

3、按权利要求2的方法，其中在所述含空气气氛中输入充分的所述惰性气体，在有效时间内以惰性气体取代所含气氛中的全部空气。

4、按权利要求1的方法，其中所述种子暴露在所述惰性气体中至少24小时。

5、按权利要求1的方法，其中所述种子在约40℃至60℃下，暴露于惰性气体中的时间约为2至45天。

6、爆裂种玉米种子失活的方法，包括将所述玉米种子在有效时间内暴露于惰性气体和至少约40℃的加热条件下，终止玉米的呼吸但基本上不降低所述玉米种子的爆裂效果。

7、按权利要求7的方法，其中将所述玉米种子暴露于惰性气体中包括以N或CO取代所含气氛中的空气。

8、按权利要求7的方法，其中在所述含空气气氛中输入充分的所述惰性气体，在有效时间内以惰性气体取代所述容器中的全部空气。

9、按权利要求7的方法，其中所述玉米种子暴露于所述惰性气体中至少24小时。

10、按权利要求7的方法，其中所述玉米种子在约40℃至60℃下暴露于惰性气体中的时间约2至45天。

11、按权利要求7的方法，其中所述玉米在失活后的爆裂效果至少为未失活的玉米的爆裂效果的80%。

12、按权利要求7的方法，其中所述玉米在失活后的爆裂效果约为未失活的玉米的爆裂效果的99%。

13、爆裂种玉米种子失活的方法，包括：

（a）以惰性气体取代空气，终止种子在所含气氛中的呼吸;

（b）将所述种子在约40℃至60℃下暴露在所述气体的时间约为2至45天。

14、按权利要求13的方法，其中所述惰性气体是N₂或CO₂。

15、按权利要求13的方法，其中所述失活玉米种子在失活前在种子中至少保持约90%水份。

16、食品，包括失活的爆裂种玉米种子，所述玉米种子的爆裂效果基本上与失活前的玉米种子相同，所述玉米种子的含水量约为12-16%。