赵娜 王学军 葛红

摘要：为探明不同食用型蚕豆种子发育过程中糖和淀粉含量的动态变化规律，以1个粮用型、1个粮菜兼用型和3个鲜食型品种为试验材料，测定了蚕豆从开花后25 d到完全成熟期间籽粒可溶性总糖、蔗糖和淀粉含量。结果表明，不同食用类型的蚕豆籽粒生长发育过程中可溶性总糖、蔗糖和淀粉含量的变化趋势差异均较大。其中，兼用型和鲜食型蚕豆的可溶性总糖和蔗糖均分别在30 d和35 d达到峰值后逐渐下降，而粮用型呈一直下降趋势。在开花后30～45 d 的籽粒灌浆阶段，鲜食型蚕豆的可溶性总糖和蔗糖含量明显高于兼用型和粮用型，且兼用型高于粮用型;籽粒发育到成熟期时，3种食用类型的糖分含量水平一致。3种食用类型蚕豆总淀粉含量变化均在开花后25～45 d 籽粒灌浆阶段呈逐渐上升的趋势，在开花后45 d达到最大值后趋于一致。粮用型蚕豆淀粉含量在开花后25～45 d要显著高于兼用型和鲜食型蚕豆，成熟期没有差异。以上数据表明，鲜食型蚕豆在籽粒灌浆阶段（30～45 d）的可溶性总糖和蔗糖含量较高，淀粉含量较低，食味品质最佳。

关键词：食用类型;蚕豆;籽粒发育;可溶性糖;蔗糖;淀粉

中图分类号：S643.601   文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）12-0096-04

蠶豆（Vicia faba L.），别称胡豆、佛豆、罗汉豆等，是我国非常重要的冷季食用豆类[1]，蚕豆富含蛋白质、碳水化合物、膳食纤维、矿物元素等[2-3]。蚕豆广泛用作粮食、蔬菜、饲料、绿肥[4]。根据蚕豆籽粒的食用价值可以分为粮用型、鲜食型（也称菜用型）和粮菜兼用型。粮用型蚕豆是收获干籽粒作为粮食食用的类型，鲜食型蚕豆是指鲜籽粒作为蔬菜食用的类型[5]。目前，蚕豆在我国大部分地区均有种植，虽然大部分仍以粮用蚕豆为主，但是近年来，随着江苏等地鲜食蚕豆品种的营养价值、口感及外观特性等品质日益优良[6]，蚕豆作为蔬菜越来越受人们的喜爱。

蚕豆由于籽粒较大成为种子发育分子和生理研究的模式物种[7]。蚕豆种子中碳水化合物的含量占50%以上，其中淀粉含量45%左右，可溶性糖含量约3%[8]。已有研究表明，蚕豆籽粒在充实过程中，淀粉含量不断增加，可溶性糖含量下降[9]。但是，不同食用类型蚕豆籽粒之间在生长发育过程中可溶性糖类和淀粉含量变化的差异仍不清楚。因此，本研究通过分析粮用、兼用和鲜食型蚕豆籽粒不同发育时期的可溶性糖类和淀粉含量的变化规律，以期揭示不同食用类型蚕豆鲜籽粒食用品质差异的原因，为人们对不同食用价值蚕豆的选择提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选用5个不同食用类型的蚕豆品种：粮用型品种启豆2号，兼用型品种海门大青皮，鲜食型品种通蚕鲜6号、通蚕鲜7号、日本大白皮，均由江苏沿江地区农业科学研究所豆类研究中心保存提供。试验材料均于2015年11月8日种植于江苏沿江地区农业科学研究所试验田，冬播，种植密度为 90 000株/hm2，小区长6 m、宽2.2 m，随机区组设计，3次重复，田间肥力常规管理，施7 500 kg/hm2有机肥作基肥，返青期前施磷酸二铵225 kg/hm2，结合施肥进行灌溉。

1.2 试验方法

1.2.1 鲜质量和干质量测定 选取生长一致的植株，在2016年3月28日至2016年4月12日蚕豆盛花期时进行挂牌标记开花日期，于开花后25、30、35、40、45、50、55 d（成熟期）分7次取鲜荚（图1），每个样品3个生物学重复，剥去荚后，称籽粒鲜质量。将籽粒110 ℃杀青30 min，70 ℃烘干至恒质量，称干质量。

1.2.2 籽粒可溶性糖类和总淀粉测定 烘干的籽粒样品磨碎过100目筛后，称取样品0.1 g，3次重复，采用蒽酮法[10]测定可溶性总糖、蔗糖和淀粉含量。

1.2.3 数据分析 应用Microsoft Excel 2010软件和SPSS Statistic 20软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 蚕豆籽粒生长和生物量变化

3种不同食用类型的蚕豆籽粒发育在形态上存在差异（图1），开花后25 d前籽粒大小没差异，开花30 d之后同一发育时期的鲜食型蚕豆（图1-C）籽粒生长较快，籽粒最大，其次是兼用型（图1-B），粮用型籽粒最小（图1-A）。图2结果表明，不同食用类型的蚕豆籽粒百粒鲜质量和干质量均在开花后30 d之前无明显变化，而开花35 d后迅速增加，但百粒鲜质量和干质量的变化趋势有所差异。3种食用类型品种的籽粒鲜质量变化趋势一致，均在开花后35 d时快速升高且在40 d后基本不再增加;3种食用类型的籽粒干质量在开花后35 d迅速增加，且随着时间的延长逐渐增加，在开花后50 d时达到最大值。无论是百粒鲜质量还是干质量，开花 35 d 后均是鲜食型最高，籽粒最大（图1-C），兼用型次之，粮用型最低。

2.2 不同类型蚕豆籽粒可溶性总糖动态变化的比较

3类品种籽粒的可溶性总糖变化如图3所示。粮用型品种启豆2号在开花后25 d的可溶性糖含量最高，随后呈逐渐降低的趋势;兼用型品种海门大青皮在开花后30 d最高，而后迅速降低，在开花后50 d稍有增加后又降低;鲜食型品种通蚕鲜7号在开花后25～35 d先降后升，在开花后35 d形成高峰，之后迅速降低。通蚕鲜7号开花后35～45 d的可溶性糖高于其他2种类型，3类品种在成熟期可溶性总糖含量一致。表明不同食用类型蚕豆的可溶性糖积累有差异，粮用型可溶性糖含量积累高峰早于兼用型，兼用型早于鲜食型;在开花后35～45 d的籽粒灌浆阶段，鲜食蚕豆的可溶性糖含量明显高于粮用和兼用型蚕豆，兼用型高于粮用蚕豆，而到成熟期时可溶性糖逐渐转化为淀粉，3种类型之间没有差异。

2.3 不同类型蚕豆籽粒蔗糖动态变化的比较

由图4可知，启豆2号开花后25 d的籽粒蔗糖含量最高，高于鲜食和兼用型品种，而后迅速降低;海门大青皮呈先升后降的趋势，在开花后30 d时出现峰值，且高于启豆2号和通蚕鲜7号，之后逐渐降低;通蚕鲜7号于开花后35 d的蔗糖积累达到高峰，远高于其他2种类型，35 d以后呈下降趋势，最后3类品种趋于相同。表明不同食用类型蚕豆的蔗糖积累差异也发生在灌浆至鲜质量最大阶段，粮用型积累高峰早于兼用型，兼用型早于鲜食型;鲜食蚕豆的蔗糖含量在开花后35～45 d的灌浆阶段明显高于粮用和兼用型蚕豆，到成熟期时一致。蔗糖含量变化动态与可溶性总糖变化趋势相一致。

2.4 不同类型蚕豆籽粒淀粉积累动态变化的比较

3类蚕豆籽粒的淀粉积累变化趋势基本一致，均表现出随着时间延长逐渐升高，45 d后基本不再变化且趋于一致（图5）。开花后25～45 d籽粒灌浆阶段，粮用型品种启豆2号的总淀粉含量总是高于其他2种类型;通蚕鲜7号开花后40 d 之前低于海门大青皮，之后与海门大青皮趋于一致。结果表明，在开花后45 d前的鼓粒期间，不同食用型蚕豆籽粒总淀粉含量差异较大;开花后45 d，鲜质量达到最大值，灌浆基本结束，总淀粉含量趋于稳定，3类品种间总淀粉含量相近。

2.5 鮮食型蚕豆籽粒糖和淀粉动态变化

由图6可见，3个鲜食蚕豆品种籽粒生长发育过程中，可溶性总糖含量变化动态大致相同，均在开花后35 d时出现峰值，随后逐渐降低。鲜食蚕豆籽粒发育过程中的蔗糖（图7）与可溶性糖含量变化趋势基本一致。结果表明，相同食用类型的蚕豆品种在籽粒发育进程中可溶性总糖和蔗糖含量均呈现出相似的动态变化。图8表明，3个鲜食蚕豆品种的淀粉积累均随着籽粒发育逐渐上升，开花后45 d时达到最大值，随后趋于稳定。

3 讨论与结论

植物通过光合作用将CO2和水转化为碳水化合物以维持正常的生长，光合作用产生的碳同化物的分配主要在淀粉与蔗糖之间进行[11]，蔗糖转化成己糖运输到淀粉合成器官，从而合成淀粉[12-13]。蚕豆籽粒生长初期，光合作用合成的糖分主要靠种皮内层细胞的胞外转化酶从韧皮部中转运，供给迅速生长的胚胎细胞。细胞内糖分既可作为信号物质也可作为基底物质，调控籽粒子叶中传递细胞的发育[14]。随着胚胎的进一步发育，胚乳中糖分水平下降[7]。开花后21 d，胚轴已经伸长，胚芽也已形成，此时在子叶和胚轴中开始出现零散的小淀粉粒，随后淀粉含量增加，主要贮存在种子子叶中[15]。本研究中，不同食用类型蚕豆籽粒的淀粉含量随着种子发育均逐渐升高，与植物种子生长过程中淀粉积累过程结果相一致。粮用型蚕豆籽粒的可溶性总糖和蔗糖含量逐渐降低，而鲜食型呈现先升后降趋势，说明粮用型蚕豆籽粒中糖分随着发育时期延长逐渐降解，鲜食型籽粒糖分先积累后降解，在开花后35 d出现峰值。由此推测，不同食用类型蚕豆在籽粒发育进程中可能具有不同的糖分和淀粉的降解、积累及相互转化机制。

糖类物质的组成和含量对果实品质的形成具有重要影响[16]。研究表明，蔗糖是影响菜用大豆籽粒食用品质中甜度的主要因子[17]。可溶性糖含量直接决定甜玉米的食用品质，并且提高甜玉米蔗糖含量可以提高甜玉米品质[18]。葡萄中的糖类物质积累影响果实风味品质[19]。粮用型蚕豆和鲜食型蚕豆由于食用用途不同，对品质的要求不同，鲜食蚕豆的食味品质较为香甜，籽粒较大。本研究表明，在开花后的35～45 d的鲜荚采收阶段，鲜食型的糖分含量明显高于粮用型，而淀粉含量低于粮用型，说明鲜食蚕豆籽粒在这个发育阶段，可溶性糖和蔗糖的合成相对较多，而降解较少，同时，淀粉的积累较少。可溶性总糖和蔗糖含量高决定了鲜食型蚕豆籽粒的食味品质较佳。此外，蚕豆种子中含有一定的抗营养因子单宁，单宁主要存在于种皮中，小籽粒种皮的含量较大籽粒高[20]，鲜食型蚕豆籽粒较大，粮用型籽粒偏小。因此，大粒鲜食蚕豆不仅食味品质佳，单宁含量也低，而糖分是造成不同食用类型鲜籽粒品质差异的原因。

不同食用类型蚕豆品种成熟籽粒的可溶性总糖、蔗糖和淀粉含量没有差异，糖分和淀粉变化的差异主要发生在籽粒迅速发育生长的灌浆期，这一时期不同食用类型蚕豆品种可能存在不同的糖降解和淀粉积累机制，因此导致不同食用类型蚕豆品种的食用品质存在差异。

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