專利名稱：提高或降低異黃酮含量大豆種子的培育方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高或降低異黃酮含量大豆種子的培育方法，具體地說提高異黃酮含量的大豆種子可作為提取異黃酮的原料，用于制備食品添加劑、保健食品、藥品；降低異黃酮含量的大豆種子可作為食用性豆制品的加工原料，降低苦澀味。
大豆是營養(yǎng)而經(jīng)濟的傳統(tǒng)豆制品的原料，食用豆制品在我國具有悠久的歷史。它不僅具有豐富的植物蛋白質(zhì)和植物脂肪，而且還富含異黃酮等對人體有益的生物活性物質(zhì)，因此大豆制品一直是備受大眾歡迎的食品，但是由于其含有某些營養(yǎng)抑制因子，如胰蛋白酶抑制因子，脂肪氧化酶，異黃酮和皂甙等，使豆制品的營養(yǎng)價值和風(fēng)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。脂肪氧化酶也可經(jīng)過雜交和γ射線誘變育種完全除去，而異黃酮和皂甙所產(chǎn)生的苦味和收斂性，使大豆制品具有不愉快的后味。異黃酮是大豆生長過程中形成一類次生代謝產(chǎn)物，它在大豆種子中的平均含量為1200μg/g。它的形成前體為苯丙氨酸，經(jīng)多種酶催化而成。至今已發(fā)現(xiàn)它主要由12種化合物組成，即九種葡萄糖甙和三種相應(yīng)的配糖體。
九種葡萄糖甙的結(jié)構(gòu)式為
三種配糖體的結(jié)構(gòu)式為
十二種化合物名稱及結(jié)構(gòu)式如下見表1表1化合物名稱 R1R2R3異7,4＇-二羥基異黃酮-7-葡糖甙 H H H黃 27,4＇-二羥基-6-甲氧基異黃酮-7-葡糖甙 H OCH3H酮 35,7,4＇-三羥基異黃酮-7-葡糖甙 H H OH葡 46″-0-乙?；?7,4＇-二羥基異黃酮-7-葡糖甙 COCH2COOH H H糖 56″-0-乙?；?7,4＇-二羥基-6-甲氧基異黃酮-7-葡糖甙 COCH2COOH OCH3H甙 66″-0-乙?；?5,7,4＇-三羥基異黃酮-7-葡糖甙 COCH2CCOH H OH結(jié) 76″-0-丙二酰-7,4＇-二羥基異黃酮-7-葡糖甙 COCH3H H構(gòu) 86″-0-丙二酰-7,4＇-二羥基-6-甲氧基異黃酮-7-葡糖甙 COCH3OCH3H式 96″-0-丙二酰-5,7,4＇-三羥基異黃酮-7-葡糖甙 COCH3H OH10黃豆甙原 -H H糖 11染料木因 -OCH3H體 127,4＇-二羥基-6-甲氧基異黃酮 -H OH大豆異黃酮化合物與豆制品的不愉快苦味和收斂性有關(guān)。而大豆異黃酮配糖體的黃豆甙原和染料木因比異黃酮葡萄糖甙類化合物具有更強的苦澀味，因此降低異黃酮含量可減少食品的苦澀味，提高豆制品的食用性。另外大豆異黃酮又具有許多重要的生理生化活性，如抗腫瘤、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，其中以三羥基異黃酮的結(jié)晶體在惡性腫瘤的孕育中可有效阻滯血管增生的生理過程，斷絕養(yǎng)料來源，從而延緩或阻止腫瘤病變成癌癥，因此提高大豆體內(nèi)異黃酮含量，可大量提取異黃酮產(chǎn)品，制成保健食品、藥品，提高人體免疫力，抑制人體癌癥和各種疾病，同時也可提高植物體內(nèi)的抗病蟲害能力，增加對環(huán)境的適應(yīng)性。
目前在提高或降低大豆異黃酮含量的大豆種子的培育還處于研究階段，尚不能大規(guī)模進行高或低含量異黃酮原料的培育和生產(chǎn)。
本發(fā)明的目的正是為了解決上述存在的問題，而提供一種通過種植培育專用的大豆種質(zhì)，來提高或降低大豆種子中的異黃酮含量，以達到加工生產(chǎn)出低苦澀味的豆制品和提取大量的異黃酮產(chǎn)品。
本發(fā)明的目的是通過下列技術(shù)方案實現(xiàn)的提高異黃酮含量的大豆種子的培育方法，其特征在于它包括下列條件a)選擇異黃酮含量在1500-3000μg/g的專用大豆種質(zhì)，用根瘤菌肥和/或生物鉀肥料拌種；b)選擇種植地塊①緯度在36-40°,②生育期降水量在500-800mm,③生育期平均氣溫20℃-23℃,④生育期日照總時數(shù)為800-1000小時，⑤海拔高度在80m以上，上述五個條件以緯度為基準(zhǔn)與其余兩個以上的條件相組合；c)種植地塊肥力一般，施P.K肥；d)種子完全成熟后進行收獲，并充分晾曬干燥后，在陰涼處保存一年以內(nèi)。
降低異黃酮含量大豆種子的培育方法，其特征在于它包括下列條件a)選擇異黃酮含量在1000-1500μg/g的專用大豆種質(zhì)；b)選擇種植地塊的條件①緯度20-30°,②生育期降水量1000mm以上，③生育期平均氣溫25℃-30℃，④生育期日照總時數(shù)600-800小時，⑤海拔高度低于80m，上述五個條件以緯度為基準(zhǔn)與其余兩個以上的條件相組合；c)選擇種植地塊，水分充足或灌概條件好，肥力較高，施用N肥；d)豆莢飽滿后，收獲青毛豆，低溫貯存。
提高異黃酮含量的大豆種子的專用大豆種質(zhì)山東魯黑豆2號、河北張家口黑豆、北京90Ⅰ-5024。
降低異黃酮含量的大豆種子的專用大豆種質(zhì)江蘇南匯早黑豆、楚秀、四川灌縣穿心綠。
大豆異黃酮在不同的品種含量有明顯的差異，且與環(huán)境條件的變化關(guān)系很大。異黃酮在大豆種子間的各部位的含量也不同，在種子的下胚軸包括胚根、胚芽中含量相對較高，而在子葉中含量相對較低，種皮含量就更少。植物體內(nèi)不同部位異黃酮含量也有差異，嫩葉中含量低，老葉也沒有積累。在根部特別是根尖中含有二羥基異黃酮及其結(jié)合體，且光線對根部異黃酮分布有一定影響，黑暗中根尖的異黃酮含量明顯減少，而子葉卻有所升高。
本發(fā)明的培育方法，在全國8個省市進行多個大豆種質(zhì)的培育試驗，經(jīng)過大量的試驗，證明了影響大豆異黃酮含量的因素較多，主要由緯度、生育期的降水量、平均氣溫、日照總時數(shù)和海拔高度五個主要條件決定。這五個條件以緯度為基準(zhǔn)與其余兩個以上的條件相結(jié)合，才可達到大豆加工原料中異黃酮含量的高或低的要求。
用高異黃酮含量的魯黑豆2號對種植地區(qū)的各單一培育條件進行對比試驗，其結(jié)果如下在緯度為37度的山西汾陽，生育期平均氣溫20℃，其異黃酮含量為3715.6μg/g，在緯度為30度的湖北武漢，平均氣溫為25℃，其異黃酮含量為1221μg/g，異黃酮含量可提高2485.4μg/g，說明了異黃酮含量與緯度呈正相關(guān)，與經(jīng)度相關(guān)不大，與生育期平均氣溫呈負(fù)相關(guān)。同樣，在降水量為500mm山西比降水量為1000mm的河南信陽，異黃酮含量可提高1400μg/g，說明了降水量與異黃酮含量呈負(fù)相關(guān)，在日照總時數(shù)為650小時的貴州貴陽比日照總時數(shù)為1000小時的山西汾陽，異黃酮的含量降低1400μg/g，山西產(chǎn)異黃酮為2315.6μg/g，說明了異黃酮的含量與日照時數(shù)呈正相關(guān)，在海拔20m的江蘇淮陰比海拔800m的山西汾陽，異黃酮降低1200μg/g，山西產(chǎn)異黃酮為1691.1μg/g，說明了異黃酮含量與海拔高度呈正相關(guān)。
種子的收獲、貯存也是影響異黃酮含量的重要條件。當(dāng)種子成熟時的最后一周內(nèi)異黃酮含量增加迅速。種子在常溫、4℃、-10℃三個條件下貯存半年和一年，其種子中的異黃酮含量隨著貯藏時間的增加異黃酮含量逐漸降低，儲藏一年后平均降低57.1％，半年為12.9％，這證明其隨著時間的增加而降低，由此可見，貯存與收獲也是提高或降低異黃酮含量的影響條件。
本發(fā)明的異黃酮含量的測定，采用日本島津高效液相色譜儀LC-6A型定性定量測定，標(biāo)準(zhǔn)樣品黃豆甙和染料木甙由日本筑波農(nóng)業(yè)研究中心喜多村博士提供，其余樣品均購自Sigma公司。
大豆異黃酮化合物的風(fēng)味，用其閾值來衡量。所謂閾值是指直接為味覺所能辨認(rèn)的最低濃度。測定方法是對每份樣品濃度為10-1mM的洗脫液每次稀釋10倍，直至最后濃度為10-7mM為止，然后用10-7mM濃度的樣品洗脫液檢驗，直到檢測出樣品的風(fēng)味為止。
本發(fā)明技術(shù)有如下優(yōu)點及效果a)陣低大豆異黃酮含量的大豆原料，可明顯改善大豆制品的苦味和收斂性，選擇低含量的大豆專用種質(zhì)，經(jīng)過培育使異黃酮含量低于500μg/g，從而充分利用大豆的豐富資源，進行開發(fā)和利用；b)提高大豆異黃酮含量的大豆原料，可用于提取異黃酮產(chǎn)品，具有抗腫瘤的作用，因此選擇高異黃酮含量的大豆原料提取異黃酮制成保健品、藥品、抗癌、防癌食品，可減少癌癥的發(fā)病率；c)該培育方法簡便、易掌握、易調(diào)控、易推廣；d)提高或降低異黃酮效果明顯；e)可選用的大豆種質(zhì)豐富，適合不同地區(qū)的選擇培育；f)由于異黃酮具有多種生理生化活性，且在大豆器官中均有存在，因此可利用異黃酮的抑菌作用，培育抗病植株，增加了大豆的抗病性，減少農(nóng)藥使用量；9)利用異黃酮的抗氧化作用，以及豆油中不含異黃酮的特點，在豆油中加入一定量的異黃酮，可防止油脂氧化，起到天然抗氧化的作用；h)利用異黃酮的抗溶血和雌激素作用，可生產(chǎn)其它藥品；i)利用異黃酮的促生長和提高免疫功能，可作飼料添加劑。
實施例1選用高異黃酮含量的大豆品種山東魯黑豆2號為專用種質(zhì)，在山東濟南的培育條件為緯度36°40＇，生育期平均氣溫23℃，日照總時數(shù)為890小時，海拔53.9m的地區(qū)地塊，其種子中的異黃酮含量為1759.2μg/g。用本發(fā)明的培育方法，在山西汾陽緯度為37°，生育期平均氣溫20℃，降水量為510mm，日照總時數(shù)1000小時的地區(qū)地塊種植培育，專用種質(zhì)用根瘤菌肥拌種，地塊肥力一般，施P、K肥，種子成熟后收獲曬干，在陰涼處保存一年內(nèi)，測定大豆種子異黃酮含量為3715.6μg，可提高異黃酮含量這1956.4μg/g。
實施例2用實施例1的山東魯黑豆2號為專用種質(zhì)，用本發(fā)明的培育方法在北京緯度40°，生育期平均氣溫21.7℃，降水量676mm，海拔84m地區(qū)地塊種植培育，專用種質(zhì)用根瘤菌肥和生物鉀肥拌種，地塊肥力一般，施P、K肥，種子成熟后，收獲曬干，在陰涼處保存一年內(nèi)，測定大豆種子中異黃酮含量為2896.1μg/g，可提高異黃酮含量達1136.9μg/g。
實施例3選擇高異黃酮含量的北京90Ⅰ-5024為專用種質(zhì)，在北京的培育條件為緯度40°，生育期平均氣溫21.7℃，降水量676mm，海拔84m的地區(qū)地塊，大豆種子中異黃酮含量為2398.6μg/g。用本發(fā)明的培育方法，在山西汾陽緯度37°，生育期平均氣溫20.3℃，降雨量510mm，日照總時數(shù)1000小時，海拔805m的地區(qū)地塊種植培育，專用種子用生物鉀肥拌種，地塊肥力一般，施P、K肥，種子成熟后曬干，在陰涼處保存一年內(nèi)，測定大豆種子中異黃酮含量為2858.7μg/g，可提高異黃酮含量達560.1μg/g。
實施例4選擇低異黃酮含量的品種江蘇楚秀為專用種質(zhì)，專用種質(zhì)在山東濟南的培育條件為緯度36°40＇，生育期平均氣溫23°，降水量792mm，日照總時數(shù)890小時，海拔53.9m，異黃酮含量為1056.4μg/g。用本發(fā)明的培育方法，在湖北武漢緯度30°，生育期平均氣溫25.1℃，降水量856mm，日照總時數(shù)877小時的地區(qū)地塊種植培育，地塊水分充足，肥力較高，施N肥，豆莢飽滿后，收獲青豆，在-10℃低溫貯存一年后，測定大豆種子異黃酮含量為550.6μg/g，可降低異黃酮含量達505.8μg/g。
實施例5選擇低異黃酮含量的品種江蘇南匯早黑豆為專用種質(zhì)，專用種質(zhì)在河北石家莊培育條件為緯度38°，生育期平均氣溫22.3℃，降水量1047.9mm，日照總時數(shù)840小時，異黃酮含量為1342.4μg/g。用本發(fā)明的培育方法，在湖北緯度30°，生育期平均氣溫25.1℃，降水量856mm，日照總時數(shù)877小時的地區(qū)地塊種植培育地塊灌溉條件好，肥力高，施N肥，豆莢飽滿后，收獲青豆，在4℃低溫保存一年后，測定大豆種子中異黃酮含量為444.7μg/g，可降低異黃酮含量達897.7μg/g。
權(quán)利要求
1.提高異黃酮含量的大豆種子的培育方法，其特征在于它包括下列條件a)選擇異黃酮含量在1500-3000μg/g的專用大豆種質(zhì)，用根瘤菌肥和/或生物鉀肥料拌種；b)選擇種植地塊的條件①緯度在36-40°,②生育期降水量在500-800mm，③生育期平均氣溫20℃-23℃,④生育期日照總時數(shù)為800-1000小時，⑤海拔高度在80m以上，上述五個條件以緯度為基準(zhǔn)與其余兩個以上的條件相組合；c)種植地塊肥力一般，施P.K肥；d)種子完全成熟后進行收獲，并充分晾曬干燥后，在陰涼處保存一年以內(nèi)。
2.降低異黃酮含量大豆種子的培育方法，其特征在于它包括下列條件a)選擇異黃酮含量在1000-1500μg/g的專用大豆種質(zhì)；b)選擇種植地塊的條件①緯度20-30°,②生育期降水量1000mm以上，③生育期平均氣溫25℃-50℃,④生育期日照總時數(shù)600-800小時，⑤海拔高度低于80m，上述五個條件以緯度為基準(zhǔn)與其余兩個以上的條件相組合；c)選擇種植地塊，水分充足或灌概條件好，肥力較高，施用N肥；d)豆莢飽滿后，收獲青毛豆，低溫貯存。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的培育方法，其特征在于所述的專用種質(zhì)山東魯黑豆2號、河北張家口黑豆、北京90Ⅰ-5024。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的培育方法，其特征在于所述的專用種質(zhì)江蘇南匯早黑豆、楚秀、四川灌縣穿心綠。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提供或降低異黃酮含量大豆種子的培育方法,其特征在于選擇高或低異黃酮含量的專用種質(zhì),選擇種植地塊以緯度為基準(zhǔn)與生育期的平均氣溫、日照時數(shù)、降水量和海拔高度以及施肥、收獲和貯存條件,可使大豆異黃酮含量提高至3000—4000μg/g的大豆種子,用于提取異黃酮原料,降低400—500μg/g的大豆種子,用于降低苦澀味作豆制品原料,該方法簡便、易控、易推廣、適用范圍廣,效果顯著的優(yōu)點與效果。
文檔編號A01G7/00GK1210667SQ9812060
公開日1999年3月17日 申請日期1998年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月15日
發(fā)明者丁安林, 孫君明 申請人:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物育種栽培研究所