浙江大豆核心亲本可溶性糖含量分析

郁晓敏 袁凤杰 傅旭军 朱丹华

（浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所，杭州 310021）

浙江大豆核心亲本可溶性糖含量分析

郁晓敏 袁凤杰 傅旭军 朱丹华

（浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所，杭州 310021）

为明确浙江省大豆资源中可溶性糖含量的分布情况，筛选特异资源在育种中应用，本研究应用63份浙江大豆核心亲本资源，分析了不同品种、生态类型以及食用类型之间可溶性糖含量的差异。结果表明，参试品种可溶性总糖含量集中分布在80～120 mg／g之间；不同品种间可溶性总糖及各组分含量差异显著。可溶性糖主要成分蔗糖与可溶性总糖含量呈极显著正相关。夏秋大豆类型品种的葡萄糖、蔗糖、水苏糖和可溶性总糖含量均显著高于春大豆。与普通型大豆品种相比，鲜食型的蔗糖含量相对较高，而水苏糖含量则相对较低。浙江省核心亲本可溶性糖含量变异丰富，不同生态类型和气候条件显著影响可溶性糖含量，通过对这些资源的遗传改良可以选育出可溶性糖含量各异的优质品种。

大豆 可溶性糖 生态类型 播种期

大豆是世界范围内主要的食物来源之一，能够为人类和动物提供蛋白质、脂肪、碳水化合物等营养物质。大豆含蛋白质质量分数约35%～40%，脂肪质量分数约15%～20%，碳水化合物质量分数约25%～30%；其中多达16.6%的碳水化合物为可溶性糖。大豆中的可溶性糖主要包括5种，分别是果糖、葡萄糖、蔗糖、棉籽糖、以及水苏糖；其中蔗糖质量分数约1.5%～10.2%，水苏糖质量分数约1.4%～6.7%，棉籽糖质量分数约0.1%～2.1%［1-3］。

对于用作豆制品加工的大豆，可溶性糖的含量高低直接影响豆制品的食用品质和营养价值；豆奶和豆腐的甜味主要归因于可溶性糖含量，增加其含量能够显著改善口味；而棉籽糖和水苏糖难以被人体自身消化利用，容易引起腹胀或腹泻，降低其含量能够缓解不适症状。可溶性糖含量也是鲜食型大豆营养品质和商品质量评价的重要指标，与风味、质地、其他营养组分含量密切相关。此外，可溶性糖（尤其是蔗糖）还是大豆发酵所需能量的主要来源，提高蔗糖及可溶性总糖含量能够有效促进发酵［2-5］。

不同大豆品种其可溶性糖含量存在明显的差异，如中日韩大豆品种的蔗糖及可溶性总糖含量均比美国大豆品种高［4］。此外产地、生产年份、生态类型和气候条件等对大豆可溶性糖含量也具有显著的影响［6-8］。本研究对浙江省大豆核心亲本资源的可溶性总糖含量和各个可溶性糖类进行分析测定，明确这部分种质可溶性糖类的变异范围，鉴定可溶性糖含量的特异种质资源，以用于改善大豆可溶性糖含量（如提高蔗糖含量，降低水苏糖含量等方面）的育种与研究。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

选取杭州国家大豆改良分中心保存的63份大豆核心亲本作为研究对象，其中31份为南方春大豆类型，7份为南方夏大豆类型，25份为南方秋大豆类型。所有种质按其生态类型分别于2013年春、夏、秋种植于浙江省农业科学院试验农场，按小区种植，成熟后收获种子，风干，保存待用。

果糖、葡萄糖、蔗糖、棉籽糖和水苏糖标准品：美国Sigma公司；Agilent 1100高效液相色谱：美国安捷伦公司。

1.2 试验方法

1.2.1 样品的制备

每个大豆品种取15 g种子，使用手提式高速中药粉碎机磨粉，过60目筛，保存于干燥器中备用。

1.2.2 可溶性糖的提取及测定

取0.15 g大豆粉于离心管中，加入1.5 mL去离子水，室温条件下 180 r／min充分震荡 2 h，12 000 r／min离心10 min，取上清液750μL于离心管中，加入750μL乙腈，充分混匀，室温条件下放置10 min，12 000 r／min离心10 min，取上清液经0.45μm滤膜过滤至上样瓶中，利用 HPLC分析可溶性糖及其含量。

色谱柱为Agilent ZORBAX糖分析柱（4.6 mm×150 mm，5μm），其中流动相为75%乙腈水溶液，流速为1 mL／min，柱温为30℃，RID检测器，检测池温度为35℃，进样量为20μL。

根据标准样品的保留时间对样品进行定性，根据标准峰峰面积分别确定样品中可溶性糖的含量，样品可溶性总糖含量为各组分含量之和。

1.2.3 数据分析

利用SPSS（Version 17.0）对可溶性糖含量数据进行统计分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 大豆可溶性总糖含量的分析

用HPLC对参试材料进行可溶性糖含量分析，发现不同品种之间可溶性糖的总含量差异较大，所有参试品种可溶性总糖平均含量为100.39 mg／g，其含量集中分布在80～120 mg／g之间（表1）。分析结果表明，大豆种子中可溶性总糖含量的高低主要由蔗糖和水苏糖的含量决定；其中可溶性总糖和蔗糖含量最高品种为从亚蔬中心引进的亚99009，含量分别为132.58、71.58 mg／g，可溶性总糖和蔗糖含量最低的为浙春4号，其含量分别仅为51.94、12.12 mg／g。

表1 大豆可溶性糖含量分析／mg／g

2.2 大豆可溶性糖各组分含量的分析

不同品种之间可溶性糖各个组分含量也存在较大的差异。其中大豆可溶性糖主要成分蔗糖变异范围为12.12～71.58 mg／g，水苏糖变异范围为10.11～47.66 mg／g（表 1）。参试材料中，蔗糖含量大于65 mg／g的品种有5个，其中亚99009和浙鲜豆8号均达到70 mg／g以上；水苏糖含量小于15 mg／g的品种有2个，分别为台湾75和浙鲜豆8号。果糖、葡萄糖和棉籽糖的含量相对较低，但在品种之间仍然存在较大的变异幅度。

2.3 大豆可溶性糖含量的相关分析

分析可溶性糖各组分及其总含量相关性，发现葡萄糖与果糖和水苏糖含量均呈极显著正相关；葡萄糖、蔗糖和水苏糖与可溶性总糖含量也都表现极显著正相关的关系，其中果糖与葡萄糖以及蔗糖与可溶性总糖含量的相关性均达到80%以上；果糖、棉籽糖和可溶性总糖含量三者间互相存在着显著正相关的关系。果糖、蔗糖和水苏糖三者之间相关关系不明显；葡萄糖、蔗糖及棉籽糖间相关性也不明显；而棉籽糖与水苏糖似乎存在负相关（表2）。

表2 大豆各可溶性糖含量与总量的相关分析

2.4 不同生态类型可溶性糖含量的比较分析

对参试材料中春、夏、秋3个不同生态类型的大豆可溶性糖含量进行统计分析，发现不同生态类型之间存在显著的差异，夏、秋大豆类型品种可溶性总糖含量显著高于春大豆类型品种；夏、秋大豆类型的葡萄糖、蔗糖和水苏糖含量也都显著高于春大豆类型，而棉籽糖在不同生态类型之间无显著差异；果糖在不同生态类型之间差异显著，秋大豆类型含量最高，春大豆类型含量最低（表3）。

表3 不同生态类型大豆可溶性糖的统计分析及多重比较／mg／g

2.5 不同播种期可溶性糖含量的比较分析

将样本中春季种植（春播）的22个春大豆品种在同年秋季再次进行种植，比较其与春季种植材料在可溶性糖含量的差异。分析表明：果糖、葡萄糖、水苏糖及其可溶性总糖在2个种植季节之间含量差异极显著；蔗糖和棉籽糖在2个种植季节之间含量差异显著；秋季种植（秋播）的各可溶性糖含量均显著高于春播（图1）。

图1 不同播种期大豆可溶性糖含量的比较

2.6 不同食用类型可溶性糖含量的比较分析

大豆按食用类型可分为普通型和鲜食型2类，对参试材料按食用类型分类进行统计分析，发现2种食用类型之间可溶性总糖含量不存在显著差异；鲜食型大豆品种蔗糖含量显著高于普通型大豆品种；普通型大豆品种水苏糖含量则显著高于鲜食型大豆品种；果糖、葡萄糖和棉籽糖在2种食用类型之间无显著差异（图2）。

图2 不同食用类型大豆可溶性糖含量的比较

3 讨论

随着对大豆食用与营养品质的深入研究，大豆品质改良不仅局限在蛋白质和脂肪两方面，近年来要求改善大豆（尤其是鲜食大豆）食味或口感的呼声日益高涨，可溶性糖的研究逐渐成为热点。大豆可溶性糖的主要成分包括蔗糖、棉籽糖和水苏糖；蔗糖是影响鲜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种具有更好的口味；棉籽糖和水苏糖属于贮藏性糖类，在未成熟期几乎没有，其含量随籽粒逐渐成熟而递增，对于用作成熟期食用或豆制品加工，棉籽糖和水苏糖含量低的大豆品种具有更优的品质。研究发现，在这些供试材料中各可溶性糖含量及其总含量都存在广泛的变异，说明在大豆种质资源中可以筛选出如高蔗糖含量、低水苏糖含量等的特用种质，从而开展可溶性糖含量的优质育种工作。

对可溶性糖含量进行分析与比对，发现可溶性总糖含量与蔗糖、棉籽糖、水苏糖含量都存在显著相关性，与以往所报道的研究结果基本一致［4］；其中果糖与葡萄糖含量、蔗糖与可溶性总糖含量的相关关系都在80%以上，说明在大豆籽粒成熟过程中果糖与葡萄糖的积累可能同时进行，而蔗糖的积累量直接决定可溶性总糖的积累。研究中还发现，蔗糖虽是水苏糖的合成前体，即水苏糖是由2个半乳糖和1个蔗糖（葡萄糖-果糖）组成的四糖，但蔗糖与水苏糖含量在这批核心亲本之间似乎不存在相关性，这与在高蔗糖低水苏糖含量突变体中的研究结果不一致；在此类突变体中，发现蔗糖含量的显著增加伴随着水苏糖含量的显著降低，这些资源与突变体材料在可溶性总糖和各类糖组分上的合成累积机制有待于进一步的研究。

不同生态类型大豆可溶性糖含量存在明显的差异，夏秋大豆品种葡萄糖、果糖、蔗糖、水苏糖以及可溶性总糖含量都显著高于春大豆；春大豆品种在秋播收获的成熟籽粒各可溶性糖类及可溶性总糖含量都显著高于其在春播收获的成熟籽粒。这些研究结果说明气候条件在大豆籽粒成熟过程中可能直接影响籽粒糖分的积累；昼夜温差大，夜间温度低，有助于大豆籽粒可溶性糖的积累。鲜食型大豆是在豆荚鼓粒饱满而荚色仍呈翠绿时采摘食用的大豆总称，俗称毛豆；普通型大豆则是在籽粒完全成熟后用来食用、榨油、酿造等。本研究结果表明，鲜食型大豆品种蔗糖含量显著高于普通型，这可能由于在鲜食大豆育种中，育种家更关注口感与风味，在选择过程中蔗糖含量高、风味较好的材料更多地被保存下来，是育种选择的累积效应。

4 结论

63份浙江大豆核心亲本的可溶性总糖平均含量为100.39 mg／g，集中分布在 80～120 mg／g之间；不同品种间可溶性总糖以及各可溶性糖类含量差异显著，变异丰富，可以为大豆可溶性糖含量的改良提供优质亲本资源。蔗糖和水苏糖是可溶性糖的主要成分，果糖与葡萄糖含量以及蔗糖与可溶性总糖含量都表现出极显著的正相关关系。夏秋大豆类型品种果糖、葡萄糖、蔗糖、水苏糖和可溶性总糖含量都显著高于春大豆，而棉籽糖含量则不存在差异；秋播的春大豆品种可溶性总糖以及各可溶性糖类含量均显著高于春播；因此，生态类型和气候条件对可溶性糖含量均具有显著的影响。鲜食型大豆品种蔗糖含量显著高于普通型大豆，水苏糖含量则显著低于普通型大豆；而果糖、葡萄糖、棉籽糖和可溶性总糖含量则无差异，说明遗传改良和定向选择可以显著改善大豆中可溶性糖的组成与含量。

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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

浙江省旱作粮油科技创新团队项目（2011R50026-2）

2014-02-11

郁晓敏，男，1979年出生，助理研究员，大豆品质改良

朱丹华，男，1957年出生，研究员，大豆遗传育种