不同种源大麦籽粒功能成分及蛋白质含量变异分析

巨苗苗等

摘 要：研究不同种源大麦籽粒的功能成分差异，可以为不同功能用途的大麦遗传改良选择优良的亲本。收集了我国120份大麦籽粒，研究其蛋白质、γ-氨基丁酸、总黄酮、生物碱及抗性淀粉含量的差异。结果表明，不同种源大麦的4种功能成分变幅和变异系数均较大，表现出明显的基因型差异；不同皮裸、棱形、粒色的品种，其4种功能成分含量也存在明显差异。依蛋白质含量不同，筛选出适于饲用、食用以及啤用的大麦品种；另外筛选出的4种功能成分均相对较高的大麦材料，有望作为生产功能食品以及杂交育种亲本的优选材料。

关键词：大麦籽粒；蛋白质；γ-氨基丁酸；总黄酮；生物碱；抗性淀粉

中图分类号 S512.3 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）17-39-03

大麦是禾本科大麦属的一年生作物，具有生育期短、早熟高产、适应性强、耐盐碱、耐干旱、耐贫瘠等特点。现代研究表明，大麦籽粒富含蛋白质、维生素及γ-氨基丁酸（GABA，γ-aminobutyricacid）、黄酮（flavonoid）、生物碱（alkaloid）、抗性淀粉（RS，resistant starch）等生理活性物质[1-4]，具有众多对人类有益的药用保健功能。

籽粒蛋白质含量是决定大麦用途的重要品质性状之一。饲用、食用、啤用大麦对籽粒蛋白质含量要求不同，国际上啤用大麦的蛋白质含量指标水平在10.5%～13.5%[5]，过高的蛋白质含量会使酒质变浑浊，影响口感[6-8]；而饲用和食用大麦则要求蛋白质含量越高越好，优质饲用和食用大麦的籽粒蛋白质含量一般要求大于13.0%[1]。大麦籽粒中的γ-氨基丁酸可以增加血浆中生长激素的含量，促进新陈代谢和脑部蛋白的合成[9]；黄酮可以消炎、减缓疼痛，改善心脑血管疾病的症状[10]；生物碱作用于神经系统，具有抗菌和遏制肿瘤的作用[11]；抗性淀粉高膳食纤维的生理学特性可以有效改善糖脂代谢，达到防治代谢综合征的目的[12]。

本研究以我国120份大麦籽粒为试验材料，比较不同大麦籽粒之间蛋白质、γ-氨基丁酸、总黄酮、生物碱及抗性淀粉含量的差异，分析筛选出蛋白质含量较适宜的品种以及4种功能成分相对较高的品种，为我国功能型大麦种质的遗传改良及选育优良亲本提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料 试验材料为120份大麦籽粒，分别来自江苏省（4份），河南省（2份），浙江省（12份），甘肃省（4份），武汉省（2份）以及云南省（96份）。

1.2 方法 将试验样品用打粉机磨成粉末，装袋备用。大麦籽粒蛋白质含量的测定利用凯氏定氮仪[13]，空白对照，检测样品的氮含量，氮含量乘以6.25得到样品的粗蛋白含量。大麦GABA按Tsushida（1978）方法[14]进行。GABA能与苯酚在次氯酸钠作用下形成蓝绿色化合物，通过比色法在645nm测定大麦GABA的含量。标准GABA溶液的浓度为0.1mg/μL，在645nm测定吸光度值，得到的吸光值与GABA的梯度含量成较好的线性相关y=1.2909x-0.0390，相关系数r=0.9992。黄酮类与金属离子在碱性条件下形成稳定的橙色鳌合物，在500nm处有最大吸收波长，用比色法确定总黄酮的质量分数。生物碱含量与416nm处吸光值有较好的线性关系y=0.2303x-0.0450，相关系数为r=0.9936。利用比色法测定后通过公式计算出抗性淀粉含量。所有材料的各个功能成分的测定重复数为3。

1.3 数据处理 利用Excel和Spss17.0软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 蛋白质含量的分布 对120份大麦籽粒蛋白质含量进行测定，结果表明，籽粒蛋白质含量的变幅在10.19%～23.21%，平均值14.82%，标准差2.61，变异系数17.62。大麦籽粒蛋白质含量的频数分布如图1，图1显示该结果呈正偏态分布，蛋白质含量主要集中在13%～15%，占总比重的45.63%，蛋白质含量超过13%的占总比重的78.75%，为优质饲用和食用大麦提供了广阔的发展前景。根据国家标准，蛋白质含量在10%～12%的为优级啤酒大麦，本实验中蛋白质含量在此范围的小麦占21.25%，因此发展前景也较乐观。

2.2 蛋白质含量较适宜利用的大麦资源的筛选 综合不同种源的大麦籽粒蛋白质含量，从中筛选出蛋白质含量适宜利用的大麦种质资源10份，见表1。由表1可知，蛋白质含量最高的5个品种，含量均高于19%，适宜作为饲用和食用大麦加以利用；另外，蛋白质含量在10%～12%的5个品种，适宜作为啤用大麦加以利用。

2.3 不同种源大麦籽粒的功能成分含量分析 不同种源的大麦籽粒γ-氨基丁酸、总黄酮、生物碱和抗性淀粉含量的变幅和变异系数均较大，说明4种功能成分含量存在明显的基因型差异（表2）。由不同种源大麦品种的4种功能成分含量分布图可知，120份大麦品种的γ-氨基丁酸含量在200～1 000mg/100g的品种数较多，占总品种数的76.67%（图2）；总黄酮含量呈现类似偏态的单峰分布，在200～800mg/100g的品种数占总品种数的83.33%，说明在所测试的120个品种中其总黄酮含量都较高（图3）；120个不同种源的生物碱含量大部分较低，集中在10～40mg/100g，占总品种数的80.83%（图4）；120份大麦品种的抗性淀粉含量则呈现类似偏态的单峰分布，集中在0.04%～0.12%，占总品种数的81.67%（图5）。

3 讨论

大麦籽粒蛋白质含量的高低受到多方面的影响，由遗传和非遗传两个方面共同作用。靳正忠等[15]研究表明，不同的氮肥施用时期对大麦籽粒的蛋白质含量具有显著的影响；张雪峰等[16]对不同播种时期的大麦籽粒进行了蛋白质含量的测定，结果呈极显著水平，说明不同的生态条件和环境因素对大麦籽粒的蛋白质含量具有一定的调节作用。本实验中，不同种源的蛋白质含量变幅和变异系数较明显，说明也受到一定的遗传控制。endprint

研究表明，4种功能成分含量的变化也表现在各个品种的皮裸、棱形、粒色等方面。γ-氨基丁酸的含量表现为二棱大麦高于多棱，这与赵大伟[17]等、赵春艳[18]等的研究，我国大麦γ-氨基丁酸的含量高于美国大麦，多棱大麦高于二棱大麦的结果部分有差异。其可能的原因是试验材料的来源不同以及部分环境因素。本次研究结果可为今后功能型大麦的亲本筛选和开发利用提供理论及实践参考。

参考文献

[1]程京艳，翟胜利.药食同源-大麦、小麦和谷子[J].首都医药，2005（5）：50-51.

[2]Makoto K，Yoshihiro O，Takashi I，et al.Accumulation and degradation of two functional constituents GABA and glucan and their varietal differences in germinated barley grains[J].Breeding Sci，2007，57：85-89.

[3]Arndt E A.Whole grain barley for todays heath and wellness needs[J].Cereal Food World，2006，5（1）：20-22.

[4]Zeng Y W，Du J，Pu X Y，et al.Strategies of functional food for hypertension prevention in China[J].J Med Plants Res，2011，5（24）：5671-5676.

[5]农作物数据库[EB/OL].[2012-01-06].http：//zzys.agri.gov.cn/nongqing.aspx.

[6]Eagles H A，Beddggood A G，Panozzo J F.Cultivar and environmental effects on malting quality in barely[J].Australian Jourmal of Agricultural research，1995（46）：831-844.

[7]徐新宇，陆炜，孙立军.啤酒大麦籽粒蛋白质含量对酿造品质的影响[J].大麦通讯，1987，4：5-13.

[8]Molina-Cano J L，Fracnesch M，Perez-Vendrell A M.Genetic and environmental variation in malting and feed quality of bailey[J].Journal of Gereal Science，1995（25）：37-47.

[9]张辉，姚惠源，姜元荣.富含γ-氨基丁酸保健食品的应用与开发[J].食品与工业发酵，2002，28（9）：69-72.

[10]吴冬青，安红钢，齐亚娥，等.九种药用植物花黄酮类物质提取及对羟自由基清除能力的研究[J].天然产物研究与开发，2008（20）：514-518，548.

[11]金婷.生物碱的药物作用与提取分离研究进展[J].新学术，2008（2）：209-212.

[12]于子君，纪淑娟.抗性淀粉的研究进展[J].农业科技与装备，2010（5）：14-17.

[13]王秀奇，秦淑媛，高天慧，等.基础生物化学实验（第2版）[M].北京：高等教育出版社，1999：113-122.

[14]Tojiro Tsushida，Toshinobu Murai Conversion of glutam ic acid to ram inobutyric acid in tea leaves under anaerobic conditions[J].Agric BiolChem，1987，51（11）：2865-2866.

[15]靳正忠，郭艳丽，王鹏，等.不同氮肥施用时期对大麦籽粒蛋白质及其组分含量的影响[J].新疆农业科学，2007，44（s3）：126-129.

[16]张雪峰，靳正忠，齐军仓，等.播期对大麦籽粒蛋白质及其组分含量的影响[J].种子，2010，29（7）：12-14.

[17]赵大伟，普晓英，曾亚文，等.大麦籽子粒γ-氨基丁酸含量的测定分析[J].麦类作物学报，2009，29（1）：69-72.

[18]赵春艳，曾亚文，普晓英，等.不同大麦品种（系）营养功能成分差异比较[J].西南农业学报，2010，23（3）：613-618.

（责编：张宏民）endprint

研究表明，4种功能成分含量的变化也表现在各个品种的皮裸、棱形、粒色等方面。γ-氨基丁酸的含量表现为二棱大麦高于多棱，这与赵大伟[17]等、赵春艳[18]等的研究，我国大麦γ-氨基丁酸的含量高于美国大麦，多棱大麦高于二棱大麦的结果部分有差异。其可能的原因是试验材料的来源不同以及部分环境因素。本次研究结果可为今后功能型大麦的亲本筛选和开发利用提供理论及实践参考。

参考文献

[1]程京艳，翟胜利.药食同源-大麦、小麦和谷子[J].首都医药，2005（5）：50-51.

[2]Makoto K，Yoshihiro O，Takashi I，et al.Accumulation and degradation of two functional constituents GABA and glucan and their varietal differences in germinated barley grains[J].Breeding Sci，2007，57：85-89.

[3]Arndt E A.Whole grain barley for todays heath and wellness needs[J].Cereal Food World，2006，5（1）：20-22.

[4]Zeng Y W，Du J，Pu X Y，et al.Strategies of functional food for hypertension prevention in China[J].J Med Plants Res，2011，5（24）：5671-5676.

[5]农作物数据库[EB/OL].[2012-01-06].http：//zzys.agri.gov.cn/nongqing.aspx.

[6]Eagles H A，Beddggood A G，Panozzo J F.Cultivar and environmental effects on malting quality in barely[J].Australian Jourmal of Agricultural research，1995（46）：831-844.

[7]徐新宇，陆炜，孙立军.啤酒大麦籽粒蛋白质含量对酿造品质的影响[J].大麦通讯，1987，4：5-13.

[8]Molina-Cano J L，Fracnesch M，Perez-Vendrell A M.Genetic and environmental variation in malting and feed quality of bailey[J].Journal of Gereal Science，1995（25）：37-47.

[9]张辉，姚惠源，姜元荣.富含γ-氨基丁酸保健食品的应用与开发[J].食品与工业发酵，2002，28（9）：69-72.

[10]吴冬青，安红钢，齐亚娥，等.九种药用植物花黄酮类物质提取及对羟自由基清除能力的研究[J].天然产物研究与开发，2008（20）：514-518，548.

[11]金婷.生物碱的药物作用与提取分离研究进展[J].新学术，2008（2）：209-212.

[12]于子君，纪淑娟.抗性淀粉的研究进展[J].农业科技与装备，2010（5）：14-17.

[13]王秀奇，秦淑媛，高天慧，等.基础生物化学实验（第2版）[M].北京：高等教育出版社，1999：113-122.

[14]Tojiro Tsushida，Toshinobu Murai Conversion of glutam ic acid to ram inobutyric acid in tea leaves under anaerobic conditions[J].Agric BiolChem，1987，51（11）：2865-2866.

[15]靳正忠，郭艳丽，王鹏，等.不同氮肥施用时期对大麦籽粒蛋白质及其组分含量的影响[J].新疆农业科学，2007，44（s3）：126-129.

[16]张雪峰，靳正忠，齐军仓，等.播期对大麦籽粒蛋白质及其组分含量的影响[J].种子，2010，29（7）：12-14.

[17]赵大伟，普晓英，曾亚文，等.大麦籽子粒γ-氨基丁酸含量的测定分析[J].麦类作物学报，2009，29（1）：69-72.

[18]赵春艳，曾亚文，普晓英，等.不同大麦品种（系）营养功能成分差异比较[J].西南农业学报，2010，23（3）：613-618.

（责编：张宏民）endprint

研究表明，4种功能成分含量的变化也表现在各个品种的皮裸、棱形、粒色等方面。γ-氨基丁酸的含量表现为二棱大麦高于多棱，这与赵大伟[17]等、赵春艳[18]等的研究，我国大麦γ-氨基丁酸的含量高于美国大麦，多棱大麦高于二棱大麦的结果部分有差异。其可能的原因是试验材料的来源不同以及部分环境因素。本次研究结果可为今后功能型大麦的亲本筛选和开发利用提供理论及实践参考。

参考文献

[1]程京艳，翟胜利.药食同源-大麦、小麦和谷子[J].首都医药，2005（5）：50-51.

[2]Makoto K，Yoshihiro O，Takashi I，et al.Accumulation and degradation of two functional constituents GABA and glucan and their varietal differences in germinated barley grains[J].Breeding Sci，2007，57：85-89.

[3]Arndt E A.Whole grain barley for todays heath and wellness needs[J].Cereal Food World，2006，5（1）：20-22.

[4]Zeng Y W，Du J，Pu X Y，et al.Strategies of functional food for hypertension prevention in China[J].J Med Plants Res，2011，5（24）：5671-5676.

[5]农作物数据库[EB/OL].[2012-01-06].http：//zzys.agri.gov.cn/nongqing.aspx.

[6]Eagles H A，Beddggood A G，Panozzo J F.Cultivar and environmental effects on malting quality in barely[J].Australian Jourmal of Agricultural research，1995（46）：831-844.

[7]徐新宇，陆炜，孙立军.啤酒大麦籽粒蛋白质含量对酿造品质的影响[J].大麦通讯，1987，4：5-13.

[8]Molina-Cano J L，Fracnesch M，Perez-Vendrell A M.Genetic and environmental variation in malting and feed quality of bailey[J].Journal of Gereal Science，1995（25）：37-47.

[9]张辉，姚惠源，姜元荣.富含γ-氨基丁酸保健食品的应用与开发[J].食品与工业发酵，2002，28（9）：69-72.

[10]吴冬青，安红钢，齐亚娥，等.九种药用植物花黄酮类物质提取及对羟自由基清除能力的研究[J].天然产物研究与开发，2008（20）：514-518，548.

[11]金婷.生物碱的药物作用与提取分离研究进展[J].新学术，2008（2）：209-212.

[12]于子君，纪淑娟.抗性淀粉的研究进展[J].农业科技与装备，2010（5）：14-17.

[13]王秀奇，秦淑媛，高天慧，等.基础生物化学实验（第2版）[M].北京：高等教育出版社，1999：113-122.

[14]Tojiro Tsushida，Toshinobu Murai Conversion of glutam ic acid to ram inobutyric acid in tea leaves under anaerobic conditions[J].Agric BiolChem，1987，51（11）：2865-2866.

[15]靳正忠，郭艳丽，王鹏，等.不同氮肥施用时期对大麦籽粒蛋白质及其组分含量的影响[J].新疆农业科学，2007，44（s3）：126-129.

[16]张雪峰，靳正忠，齐军仓，等.播期对大麦籽粒蛋白质及其组分含量的影响[J].种子，2010，29（7）：12-14.

[17]赵大伟，普晓英，曾亚文，等.大麦籽子粒γ-氨基丁酸含量的测定分析[J].麦类作物学报，2009，29（1）：69-72.

[18]赵春艳，曾亚文，普晓英，等.不同大麦品种（系）营养功能成分差异比较[J].西南农业学报，2010，23（3）：613-618.

（责编：张宏民）endprint