CN1090893C - 提高或降低异黄酮含量大豆种子的培育方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高或降低异黄酮含量大豆种子的培育方法，其特征在于选择高或低异黄酮含量的专用种质，选择种植地块以纬度为基准与生育期的平均气温、日照时数、降水量和海拔高度以及施肥、收获和贮存条件，可使大豆异黄酮含量提高至3000-4000μg/g的大豆种子，用于提取异黄酮原料，降低400-500μg/g的大豆种子，用于降低苦涩味作豆制品原料，该方法简便、易控、易推广、适用范围广，效果显著的优点与效果。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种提高或降低异黄酮含量大豆种子的培育方法，具体地说提高异黄酮含量的大豆种子可作为提取异黄酮的原料，用于制备食品添加剂、保健食品、药品；降低异黄酮含量的大豆种子可作为食用性豆制品的加工原料，降低苦涩味。
(二)背景技术
大豆是营养而经济的传统豆制品的原料，食用豆制品在我国具有悠久的历史。它不仅具有丰富的植物蛋白质和植物脂肪，而且还富含异黄酮等对人体有益的生物活性物质，因此大豆制品一直是备受大众欢迎的食品，但是由于其含有某些营养抑制因子，如胰蛋白酶抑制因子，脂肪氧化酶，异黄酮和皂甙等，使豆制品的营养价值和风味大大降低。目前已培育成功不含胰蛋白酶抑制因子的大豆品系。脂肪氧化酶也可经过杂交和γ射线诱变育种完全除去，而异黄酮和皂甙所产生的苦味和收敛性，使大豆制品具有不愉快的后味。异黄酮是大豆生长过程中形成一类次生代谢产物，它在大豆种子中的平均含量为1200μg/g。它的形成前体为苯丙氨酸，经多种酶催化而成。至今已发现它主要由12种化合物组成，即九种葡萄糖甙和三种相应的配糖体。
九种葡萄糖甙的结构式为：
三种配糖体的结构式为：
十二种化合物名称及结构式如下：见表1 表1
化合物名称 R1 R2 R3异 7，4′-二羟基异黄酮-7-葡糖甙 H H H黄 2 7，4′-二羟基-6-甲氧基异黄酮-7-葡糖甙 H OCH3 H酮 3 5，7，4′-三羟基异黄酮-7-葡糖甙 H H OH葡 4 6″-0-乙酰基-7，4′-二羟基异黄酮-7-葡糖甙 COCH2COOH H H糖 5 6″-0-乙酰基-7，4′-二羟基-6-甲氧基异黄酮-7-葡糖甙 COCH2COOH OCH3 H甙 6 6″-0-乙酰基-5，7，4′-三羟基异黄酮-7-葡糖甙 COCH2CCOH H OH结 7 6″-0-丙二酰-7，4′-二羟基异黄酮-7-葡糖甙 COCH3 H H构 8 6″-0-丙二酰-7，4′-二羟基-6-甲氧基异黄酮-7-葡糖甙 COCH3 OCH3 H式 9 6″-0-丙二酰-5，7，4′-三羟基异黄酮-7-葡糖甙 COCH3 H OH配 10黄豆甙原 - H H糖 11染料木因 - OCH3 H体 12 7，4′-二羟基-6-甲氧基异黄酮 - H OH
大豆异黄酮化合物与豆制品的不愉快苦味和收敛性有关。而大豆异黄酮配糖体的黄豆甙原和染料木因比异黄酮葡萄糖甙类化合物具有更强的苦涩味，因此降低异黄酮含量可减少食品的苦涩味，提高豆制品的食用性。另外大豆异黄酮又具有许多重要的生理生化活性，如抗肿瘤、抗雌激素、抗病原菌、抗氧化、抗溶血等活性，尤其是它的抗癌作用，其中以三羟基异黄酮的结晶体在恶性肿瘤的孕育中可有效阻滞血管增生的生理过程，断绝养料来源，从而延缓或阻止肿瘤病变成癌症，因此提高大豆体内异黄酮含量，可大量提取异黄酮产品，制成保健食品、药品，提高人体免疫力，抑制人体癌症和各种疾病，同时也可提高植物体内的抗病虫害能力，增加对环境的适应性。
目前在提高或降低大豆异黄酮含量的大豆种子的培育还处于研究阶段，尚不能大规模进行高或低含量异黄酮原料的培育和生产。
(三)发明内容
本发明的目的正是为了解决上述存在的问题，而提供一种通过种植培育专用的大豆种质，来提高或降低大豆种子中的异黄酮含量，以达到加工生产出低苦涩味的豆制品和提取大量的异黄酮产品。
本发明的目的是通过下列技术方案实现的：
提高异黄酮含量的大豆种子的培育方法，其特征在于它包括下列条件：
a)选择异黄酮含量在1500-3000μg/g的专用大豆种质，用根瘤菌肥和/或生物钾肥料拌种；
b)选择种植地块：①纬度在36-40°，②生育期降水量在500-800mm，③生育期平均气温20℃-23℃，④生育期日照总时数为800-1000小时，⑤海拔高度在80m以上，上述五个条件以纬度为基准与其余两个以上的条件相组合；
c)种植地块，施P.K肥；
d)种子完全成熟后进行收获，并充分晾晒干燥后，在阴凉处保存一年以内。
降低异黄酮含量大豆种子的培育方法，其特征在于它包括下列条件：
a)选择异黄酮含量在1000-1500μg/g的专用大豆种质；
b)选择种植地块的条件：①纬度20-30°，②生育期降水量1000mm以上，③生育期平均气温25℃-30℃，④生育期日照总时数600-800小时，⑤海拔高度低于80m，上述五个条件以纬度为基准与其余两个以上的条件相组合；
c)选择种植地块，施用N肥；
d)豆荚饱满后，收获青毛豆，4～-10℃贮存。
提高异黄酮含量的大豆种子的专用大豆种质：山东鲁黑豆2号、河北张家口黑豆、北京90I-5024。
降低异黄酮含量的大豆种子的专用大豆种质：江苏南汇早黑豆、楚秀、四川灌县穿心绿。
大豆异黄酮在不同的品种含量有明显的差异，且与环境条件的变化关系很大。异黄酮在大豆种子间的各部位的含量也不同，在种子的下胚轴包括胚根、胚芽中含量相对较高，而在子叶中含量相对较低，种皮含量就更少。植物体内不同部位异黄酮含量也有差异，嫩叶中含量低，老叶也没有积累。在根部特别是根尖中含有二羟基异黄酮及其结合体，且光线对根部异黄酮分布有一定影响，黑暗中根尖的异黄酮含量明显减少，而子叶却有所升高。
本发明的培育方法，在全国8个省市进行多个大豆种质的培育试验，经过大量的试验，证明了影响大豆异黄酮含量的因素较多，主要由纬度、生育期的降水量、平均气温、日照总时数和海拨高度五个主要条件决定。这五个条件以纬度为基准与其余两个以上的条件相结合，才可达到大豆加工原料中异黄酮含量的高或低的要求。
用高异黄酮含量的鲁黑豆2号对种植地区的各单一培育条件进行对比试验，其结果如下：在纬度为37度的山西汾阳，生育期平均气温20℃，其异黄酮含量为3715.6μg/g，在纬度为30度的湖北武汉，平均气温为25℃，其异黄酮含量为1221μg/g，异黄酮含量可提高2485.4μg/g，说明了异黄酮含量与纬度呈正相关，与经度相关不大，与生育期平均气温呈负相关。同样，在降水量为500mm山西比降水量为1000mm的河南信阳，异黄酮含量可提高1400μg/g，说明了降水量与异黄酮含量呈负相关，在日照总时数为650小时的贵州贵阳比日照总时数为1000小时的山西汾阳，异黄酮的含量降低1400μg/g，山西产异黄酮为2315.6μg/g，说明了异黄酮的含量与日照时数呈正相关，在海拔20m的江苏淮阴比海拔800m的山西汾阳，异黄酮降低1200μg/g，山西产异黄酮为1691.1μg/g，说明了异黄酮含量与海拔高度呈正相关。
种子的收获、贮存也是影响异黄酮含量的重要条件。当种子成熟时的最后一周内异黄酮含量增加迅速。种子在常温、4℃、-10℃三个条件下贮存半年和一年，其种子中的异黄酮含量随着贮藏时间的增加异黄酮含量逐渐降低，储藏一年后平均降低57.1％，半年为12.9％，这证明其随着时间的增加而降低，由此可见，贮存与收获也是提高或降低异黄酮含量的影响条件。
本发明的异黄酮含量的测定，采用日本岛津高效液相色谱仪LC-6A型定性定量测定，标准样品黄豆甙和染料木甙由日本筑波农业研究中心喜多村博士提供，其余样品均购自Sigma公司。
大豆异黄酮化合物的风味，用其阈值来衡量。所谓阈值是指直接为味觉所能辨认的最低浓度。测定方法是对每份样品浓度为10-1mM的洗脱液每次稀释10倍，直至最后浓度为10-7mM为止，然后用10-7mM浓度的样品洗脱液检验，直到检测出样品的风味为止。
本发明技术有如下优点及效果：
a)降低大豆异黄酮含量的大豆原料，可明显改善大豆制品的苦味和收敛性，选择低含量的大豆专用种质，经过培育使异黄酮含量低于500μg/g，从而充分利用大豆的丰富资源，进行开发和利用；
b)提高大豆异黄酮含量的大豆原料，可用于提取异黄酮产品，具有抗肿瘤的作用，因此选择高异黄酮含量的大豆原料提取异黄酮制成保健品、药品、抗癌、防癌食品，可减少癌症的发病率；
c)该培育方法简便、易掌握、易调控、易推广；
d)提高或降低异黄酮效果明显；
e)可选用的大豆种质丰富，适合不同地区的选择培育；
f)由于异黄酮具有多种生理生化活性，且在大豆器官中均有存在，因此可利用异黄酮的抑菌作用，培育抗病植株，增加了大豆的抗病性，减少农药使用量；
g)利用异黄酮的抗氧化作用，以及豆油中不含异黄酮的特点，在豆油中加入一定量的异黄酮，可防止油脂氧化，起到天然抗氧化的作用；
h)利用异黄酮的抗溶血和雌激素作用，可生产其它药品；
i)利用异黄酮的促生长和提高免疫功能，可作饲料添加剂。
(四)具体实施方式
实施例1：
选用高异黄酮含量的大豆品种山东鲁黑豆2号为专用种质，在山东济南的培育条件为纬度36°40′，生育期平均气温23℃，日照总时数为890小时，海拔53.9m的地区地块，其种子中的异黄酮含量为1759.2μg/g。用本发明的培育方法，在山西汾阳纬度为37°，生育期平均气温20℃，降水量为510mm，日照总时数1000小时的地区地块种植培育，专用种质用根瘤菌肥拌种，施P、K肥，种子成熟后收获晒干，在阴凉处保存一年内，测定大豆种子异黄酮含量为3715.6μg，可提高异黄酮含量达1956.4μg/g。
实施例2：
用实施例1的山东鲁黑豆2号为专用种质，用本发明的培育方法在北京纬度40°，生育期平均气温21.7℃，降水量676mm，海拔84m地区地块种植培育，专用种质用根瘤菌肥和生物钾肥拌种，施P、K肥，种子成熟后，收获晒干，在阴凉处保存一年内，测定大豆种子中异黄酮含量为2896.1μg/g，可提高异黄酮含量达1136.9μg/g。
实施例3：
选择高异黄酮含量的北京90I-5024为专用种质，在北京的培育条件为：纬度40°，生育期平均气温21.7℃，降水量676mm，海拔84m的地区地块，大豆种子中异黄酮含量为2398.6μg/g。用本发明的培育方法，在山西汾阳纬度37°，生育期平均气温20.3℃，降雨量510mm，日照总时数1000小时，海拔805m的地区地块种植培育，专用种子用生物钾肥拌种，施P、K肥，种子成熟后晒干，在阴凉处保存一年内，测定大豆种子中异黄酮含量为2858.7μg/g，可提高异黄酮含量达560.1μg/g。
实施例4：
选择低异黄酮含量的品种江苏楚秀为专用种质，专用种质在山东济南的培育条件为纬度36°40′，生育期平均气温23°，降水量792mm，日照总时数890小时，海拔53.9m，异黄酮含量为1056.4μg/g。用本发明的培育方法，在湖北武汉纬度30°，生育期平均气温25.1℃，降水量856mm，日照总时数877小时的地区地块种植培育，施N肥，豆荚饱满后，收获青豆，在-10℃低温贮存一年后，测定大豆种子异黄酮含量为550.6μg/g，可降低异黄酮含量达505.8μg/g。
实施例5：
选择低异黄酮含量的品种江苏南汇早黑豆为专用种质，专用种质在河北石家庄培育条件为纬度38°，生育期平均气温22.3℃，降水量1047.9mm，日照总时数840小时，异黄酮含量为1342.4μg/g。用本发明的培育方法，在湖北纬度30°，生育期平均气温25.1℃，降水量856mm，日照总时数877小时的地区地块种植培育地块，施N肥，豆荚饱满后，收获青豆，在4℃低温保存一年后，测定大豆种子中异黄酮含量为444.7μg/g，可降低异黄酮含量达897.7μg/g。
Claims (4)
1、提高异黄酮含量的大豆种子的培育方法，其特征在于它包括下列条件：
a)选择异黄酮含量在1500-3000μg/g的专用大豆种质，用根瘤菌肥和/或生物钾肥料拌种；
b)选择种植地块的条件：①纬度在36-40°，②生育期降水量在500-800mm，③生育期平均气温20℃-23℃，④生育期日照总时数为800-1000小时，⑤海拔高度在80m以上，上述五个条件以纬度为基准与其余两个以上的条件相组合；
c)种植地块，施P.K肥；
d)种子完全成熟后进行收获，并充分晾晒干燥后，在阴凉处保存一年以内。
2、降低异黄酮含量大豆种子的培育方法，其特征在于它包括下列条件：
a)选择异黄酮含量在1000-1500μg/g的专用大豆种质；
b)选择种植地块的条件：①纬度20-30°，②生育期降水量1000mm以上，③生育期平均气温25℃-30℃，④生育期日照总时数600-800小时，⑤海拔高度低于80m，上述五个条件以纬度为基准与其余两个以上的条件相组合；
c)选择种植地块，施用N肥；
d)豆荚饱满后，收获青毛豆，4～10℃贮存。
3、根据权利要求1所述的培育方法，其特征在于所述的专用种质：山东鲁黑豆2号、河北张家口黑豆、北京90I-5024。
4、根据权利要求2所述的培育方法，其特征在于所述的专用种质：江苏南汇早黑豆、楚秀、四川灌县穿心绿。
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