薏苡新品種“浙薏2號”的選育和品質(zhì)分析△

孫健，沈曉霞*，沈宇峰，王志安，劉志良

(1.浙江省中藥研究所有限公司，浙江 杭州 310023；2.浙江省藥用植物種質(zhì)改良與質(zhì)量控制技術重點實驗室，浙江 杭州 310023；3.泰順縣農(nóng)業(yè)局，浙江 泰順 325500)

·專題·

薏苡新品種“浙薏2號”的選育和品質(zhì)分析△

孫健1，2，沈曉霞1，2*，沈宇峰1，2，王志安1，2，劉志良3

(1.浙江省中藥研究所有限公司，浙江 杭州 310023；2.浙江省藥用植物種質(zhì)改良與質(zhì)量控制技術重點實驗室，浙江 杭州 310023；3.泰順縣農(nóng)業(yè)局，浙江 泰順 325500)

目的：培育有效成分含量高、農(nóng)藝性狀佳、食味品質(zhì)較優(yōu)的薏苡新品種。方法：本研究包括“浙薏2號”[浙(非)審字2014004]的誘變育種、營養(yǎng)品質(zhì)和食味品質(zhì)分析。結果：營養(yǎng)成分分析表明，“浙薏2號”籽粒總淀粉、總蛋白、粗脂肪和三油酸甘油酯分別為64.3%、14.0%、8.4%和1.24%。而對照“浙薏1號”籽?？偟矸?、總蛋白、粗脂肪和三油酸甘油酯分別為62.8%、15.2%、8.5%、1.06%?！罢戕?號”的總淀粉比例顯著提高，蛋白含量顯著降低，脂肪含量差異不顯著，但是三油酸甘油酯含量顯著提高。食味品質(zhì)分析表明，與“浙薏1號”相比，“浙薏2號”的快速黏度分析(RVA)曲線具有明顯崩解值，最大黏度較高，膠稠度較小，直鏈淀粉和糊化溫度變化不顯著。結論：“浙薏2號”在保留了較高的有效成分和營養(yǎng)的同時，在食味品質(zhì)上又有了很大改善，符合藥食兼用中藥的發(fā)展需求。

薏苡；育種；營養(yǎng)；食味品質(zhì)

薏苡Coixlacryma-jobiL.為禾本科一年生或多年生C4谷物[1]，東亞和東南亞地區(qū)種質(zhì)豐富，其去皮種仁即薏苡仁，可藥食兩用。薏苡仁藥用價值主要體現(xiàn)在抗腫瘤、降血糖、降血脂、提高免疫力和鎮(zhèn)痛等方面[2]；其利水滲濕、健脾止瀉和解毒散結的功效始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，已為大眾熟知和接受；以薏苡仁甘油酯為主效成分的康萊特注射液已經(jīng)進入FDAⅢ期臨床試驗階段，該藥物臨床的抗腫瘤表現(xiàn)良好，市場前景廣闊。除了藥用，薏苡仁還是生活中常見的食材，其蛋白含量媲美強筋小麥，氨基酸組成合理，微營養(yǎng)齊全，綜合營養(yǎng)優(yōu)于小麥、稻米、玉米等主糧[3]。與玉米、高粱和稻米等谷物相比，薏苡的蛋白含量較高，淀粉糊化溫度較高，淀粉含量較低，熱吸收焓變較大，這些綜合因素導致薏苡不宜蒸煮、不能形成常規(guī)谷物的黏糯口感[4]。雖然薏苡是C4植物，但是產(chǎn)量有限，產(chǎn)量一般不超過3750 kg·hm-2，這與玉米和水稻的高產(chǎn)形成鮮明對比[5-6]。薏苡株型高大，成熟時株高可以超過 2 m，同時其著粒分散，這些特性給薏苡的采收和管理增加了難度?？诟休^差、產(chǎn)量限制和耕作不便等原因限制了薏苡成為主糧，但是作為藥食兩用的雜糧，其市場需求量逐年增長，在保證藥效和抗性的同時，其產(chǎn)量、食味品質(zhì)和株型均具有較大的育種改良空間?！罢戕?號”[浙(非)審字2014004]是以浙南道地藥材品種“浙薏1號”為突變親本，經(jīng)誘變育種選育而成的薏苡新品種，前期的研究表明其產(chǎn)量、抗性和有效成分含量均優(yōu)于對照[6]，本研究詳述了其選育過程，并進一步評價了其營養(yǎng)品質(zhì)和食味品質(zhì)。

1 品種選育

1.1 選育過程

2007年在浙江大學華家池校區(qū)試驗基地，“浙薏1號”經(jīng)450 Gy60Co-γ射線輻照處理后，播種并成苗11 842株，采用混合單株選擇法，混收M1代植株的種子5 kg。

2008年在浙江大學華家池校區(qū)試驗基地，種植M2群體2000 m2，從中選擇粒大飽滿、株高適中、莖桿粗壯的單株(穗)456個。

2009年在浙江大學華家池校區(qū)試驗基地，株系栽培 M3代456個，綜合鑒定表型，多數(shù)株系已趨穩(wěn)定，且株系內(nèi)未出現(xiàn)表型分離，說明突變性狀來源于輻射誘變。篩選優(yōu)良株系29個(株系性狀描述詳見表1)，套袋自交留種。

2010年在浙江大學華家池校區(qū)試驗基地，單本種植29個株系，入選比原品種高產(chǎn)的優(yōu)良株系6個，分別為01、03、09、13、16、28，套袋自交留種。

2011年在杭州市中泰鄉(xiāng)農(nóng)場，以“浙薏1號”為對照，開展優(yōu)良株系小區(qū)比較試驗，同時進行繁種。16號株系的高產(chǎn)優(yōu)勢明顯，暫定名“浙薏2號”，收獲30 kg種子。

1.2 品種試驗

2012年在縉云、泰順、新昌開展區(qū)域試驗，并在縉云進行種子繁育，同時統(tǒng)計產(chǎn)量、抗性、三油酸甘油脂含量等性狀。

2013年在縉云、泰順、新昌開展區(qū)域試驗，“浙薏2號”在產(chǎn)量、抗性、三油酸甘油脂含量等方面的表現(xiàn)明顯均優(yōu)于對照[6]，多地年均粒重143 g，出仁率61.8%，平均產(chǎn)量高達5390 kg·hm-2。2014年通過浙江省非主要農(nóng)作物審定委員會新品種審定。品種選育流程見圖1。

圖1 “浙薏2號”品種選育流程圖

表1 2010年篩選的薏苡優(yōu)良株系優(yōu)勢特性

2 步驟

2.1 樣品準備

取2015年同批次“浙薏1號”和“浙薏2號”薏苡種子兩份，經(jīng)脫殼(THU 35B，Satake Engineering Co.，Tokyo)、去糙(Satake Co.，Hiroshima，Japan)，用旋風研磨后(Fort Collins，Co.，USA)，過100目篩得到20 g米粉，置于干燥器中，4 ℃保存。

2.2 營養(yǎng)品質(zhì)分析

總淀粉含量測定參考García-Alonso等法[7]?？偟鞍讘肒jeltecTM 8100 凱氏定氮儀(FOSS，Germany)測定，換算系數(shù)取6.25(參考近似物種玉米)。粗脂肪按照GB/T5512采用索氏抽提法測定。三油酸甘油酯按照《中華人民共和國藥典》2015版采用HPLC法測定。水分采用國標GB/T 6435—2006測定。

2.3 食味品質(zhì)分析

直鏈淀粉用I2/KI法檢測。淀粉的熱力學特性由掃描差式量熱儀(Q20，TA，USA)測得，糊化起始溫度(To)、峰值溫度(Tp)和結束溫度(Tc)由儀器自帶軟件AT分析計算。膠稠度的測定參考Cagampang等方法[8]。米粉的黏度用快速黏度分析儀測定(Starch master 2，Newport Scientic Pty.Ltd，Australia)。測定程序為：50 ℃平衡1 min，然后以12 ℃·min-1的速率由50 ℃升溫至95 ℃，在95 ℃下保持2.5 min，再以12 ℃·min-1的速率降溫至50 ℃，維持50 ℃ 2 min。攪拌器在起始10 s內(nèi)轉(zhuǎn)速為960 r·min-1，之后維持在160 r·min-1。

2.4 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)重復3次，數(shù)據(jù)的單因素分析由SPSS 16.0軟件完成。

3 結果

3.1 營養(yǎng)品質(zhì)分析

如表2所示，與對照“浙薏1號”相比較，“浙薏2號”總淀粉含量顯著升高，總蛋白含量顯著降低，粗脂肪含量無顯著差異。兩個薏苡品種的營養(yǎng)組成與文獻的研究結果相近[9-11]，中國市售薏苡的淀粉含量為55.74%～68.54%，蛋白含量為12.2%～ 16.7%，脂肪含量為5.14%～9.40%。三油酸甘油酯的測定結果與任江劍等[12]的研究結果一致，與“浙薏1號”相比，“浙薏2號”的三油酸甘油酯含量顯著升高，約為《中華人民共和國藥典》2015版規(guī)定的2.5倍。

3.2 食味品質(zhì)分析

如表3所示，“浙薏1號”和“浙薏2號”均為糯性品種，二者直鏈淀粉含量無統(tǒng)計學差異。二者糊化溫度亦無統(tǒng)計學差異，均為70 ℃左右，該結果與Liu等[10]研究結果相近，“浙薏2號”熱吸收焓變顯著小于“浙薏1號”。本實驗體系測得熱吸收焓變顯著小于Liu等[10]研究結果，該現(xiàn)象是由于使用的材料為薏苡仁米粉而非淀粉引起?？焖兖ざ?RVA)測定結果顯示(見圖2)，“浙薏2號”最高黏度較大，較“浙薏1號”米粉出現(xiàn)顯著崩解值，說明“浙薏2號”米粉具有很好的成糊特性和加工特性，該結果與其較好的口感評價相一致。

表2 “浙薏1號”和“浙薏2號”的主要營養(yǎng)成分組成

注：**P<0.01。

表3 “浙薏1號”和“浙薏2號”的主要食味品質(zhì)指標

注：**P<0.01。

圖2 薏苡米粉的RVA曲線

4 討論

4.1 誘變育種在浙薏育種的應用和前景

目前中藥育種主要以野生種馴化和純化育種為主。在已有優(yōu)異種質(zhì)的基礎上，輻射誘變育種是種質(zhì)創(chuàng)新和目標性狀改良的有效手段，在藥用植物育種領域應用空間巨大[13]。沈曉霞等[14]建立了薏苡誘變育種體系，結果表明γ射線對薏苡是一種有效的誘變劑，可以創(chuàng)制豐富的新種質(zhì)資源。由表1可見，“浙薏2號”的選育過程中還有許多優(yōu)異種質(zhì)可以培育和挖掘，以期在株型、產(chǎn)量和抗性等方面有新的突破。

4.2 薏苡仁的營養(yǎng)組成

雖然“浙薏2號”的淀粉含量相比對照顯著升高，蛋白含量相對降低，但是相比稻米、玉米和小麥等主糧，“浙薏2號”的營養(yǎng)優(yōu)勢明顯，其蛋白含量高達14%，媲美強筋小麥(11.30%～14.96%)[15]，而淀粉含量為64.3%相對較低，淀粉類型主要為支鏈淀粉。其脂肪含量高達8.4%，遠高于其他主糧。而且，楊玲等[16]研究表明薏苡仁油中主要的脂肪酸為不飽和脂肪酸，其中油酸和亞油酸等對身體有益的脂類營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富。

4.3 薏苡食味品質(zhì)提升

雖然栽培薏苡以糯性品種為主，但是薏米蒸煮品質(zhì)欠佳，不宜成糊，不能形成類似糯稻米的黏糯口感。劉曉娟等[17]研究表明薏米難糊化的現(xiàn)象是由低淀粉含量、高蛋白質(zhì)含量、高淀粉熱焓值和初始糊化溫度、高淀粉結晶度和低FRIII淀粉組分等綜合原因引起。與“浙薏1號”相比，“浙薏2號”淀粉含量顯著升高，蛋白比例顯著降低。糊化溫度變化不顯著，但是熱吸收焓變降低約6%，可能是“浙薏2號”的淀粉長支鏈組分減少，進而導致其熱吸收焓變的降低。大分子組成和結構的變化最終引起了“浙薏2號”成膠特性的改善。膠稠度分析證明“浙薏2號”膠稠度減小，成膠能力增強。與薏米粉膠稠度分析相應，RVA曲線的分析結果更能夠顯示“浙薏2號”品質(zhì)的提升。“浙薏1號”米粉RVA曲線最高黏度低，且不能出現(xiàn)明顯的崩解值，該現(xiàn)象可能是薏苡的高糊化溫度、高蛋白和脂肪含量造成的[18-19]，與之相比，“浙薏2號”的米粉RVA曲線熱漿黏度顯著提高，出現(xiàn)明顯的崩解值，呈現(xiàn)出近似秈糯米的RVA曲線[20]，該現(xiàn)象說明“浙薏2號”在食味品質(zhì)方面具有較大提高。

4.4 薏苡育種的展望

藥用品質(zhì)穩(wěn)定、食味品質(zhì)優(yōu)異、便于耕作、抗性優(yōu)良等特性是藥食兼用中藥材育種的綜合需求?！罢戕?號”的育成證明誘變育種是中藥材在系統(tǒng)育種的基礎上進一步改良、優(yōu)化的有效技術手段。為滿足市場的需求，還需要育種者在現(xiàn)有工作基礎上繼續(xù)培育專用化且符合生產(chǎn)需求的新優(yōu)品種。

[1] 楊萬倉.中國薏苡遺傳改良研究進展[J].中國農(nóng)學通報，2007，23(5)：188-191.

[2] 吳巖，原永芳.薏苡仁的化學成分和藥理活性研究進展[J].華西藥學雜志，2010，25(1)：111-113.

[3] 謝晶，劉麗宅，盧曼曼，等.薏苡仁的營養(yǎng)價值與食用功效的研究進展[J].糧食加工，2016(3)：50-52.

[4] 王輝.薏仁蒸煮特性及改進技術的研究[D].重慶：西南大學，2014.

[5] 章潔瓊，朱怡.貴州薏苡產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀及對策[J].貴州農(nóng)業(yè)科學，2015(4)：217-219.

[6] 沈曉霞，沈宇峰，江建銘.薏苡浙薏2號特征特性及栽培技術[J].浙江農(nóng)業(yè)科學，2015，56(11)：1825-1826.

[7] GarcìA-Alonso A，Jiménez-Escrig A，MartìN-Carrón N，et al.，Assessment of some parameters involved in the gelatinization and retrogration of starch[J].Food Chemistry，1999，66(2)：181-187.

[8] Cagampang G B，Perez C M，Juliano B O.A gel consistency test for eating quality of rice[J].Journal of the Science of Food and Agriculture，1973，24(12)：1589-1594.

[9] Liu X，Zhang X，Rong Y Z，et al.Rapid determination of fat，protein and amino acid content in coix seed using near-infrared spectroscopy technique[J].Food Analytical Methods，2015，8(2)：334-342.

[10] Liu X，Zhang B，Xu J H，et al.Rapid determination of the crude starch content of coix seed and comparing the pasting and textural properties of the starches[J].Starch-St?rke，2016，68：1-8.

[11] Capule A B，TrinidadT P.Isolation and characterization of native and modified starch from adlay(CoixlacrymajobiL.)[J].International Food Research Journal，2016，23(3)：1199-1206.

[12] 任江劍，俞旭平，張斌，等.不同種源薏苡仁中甘油三油酸酯含量比較[J].中國現(xiàn)代中藥，2011，13(4)：15-17.

[13] 賈彩鳳，李艾蓮.我國藥用植物輻射誘變育種的研究進展[J].中草藥，2007，38(4)：633-636.

[14] 沈曉霞，王志安，俞旭平.γ射線對薏苡誘變效應的初步研究[J].中國中藥雜志，2007，32(11)：1016-1018.

[15] 朱新開，周君良，封超年，等.不同類型專用小麥籽粒蛋白質(zhì)及其組分含量變化動態(tài)差異分析[J].作物學報，2005，31(3)：342-347.

[16] 楊玲，蘇維埃，錢建東，等.薏苡仁油脂的化學成分分析[J].食品科學，2001，1(5)：60-62.

[17] 劉曉娟，楊磊，毛新，等.薏米難糊化的機理研究[J].中國食品學報，2012，12(7)：55-60.

[18] 吳洪愷，劉世家，張文偉，等.稻米脂肪與米粉RVA譜特征的關系分析[J].江蘇農(nóng)業(yè)學報，2009，25(3)：464-468.

[19] 謝黎虹，陳能，段彬伍，等.稻米中蛋白質(zhì)對淀粉RVA特征譜的影響[J].中國水稻科學，2006，20(5)：524-528.

[20] 亓娜，張欣，施利利，等.不同稻米食味及食味特性的比較[J].中國農(nóng)學通報，2013，29(5)：204-208.

BreedingandQualityAnalysisofaNewAdlay(Coxilacryma-jobiL.)Cultivar“ZheyiNo.2”

SUNJian1，2，SHENXiaoxia1，2*，SHENYufeng1，2，WANGZhian1，2，LIUZhiliang3

(1.ZhejiangResearchInstituteofTraditionalChineseMedicineCo.Ltd.，Hangzhou310023，China；2.ZhejiangProvincialKeyLaboratoryforGeneticImprovementandQualityControlofMedicinalPlants，Hangzhou310023，China；3.Taishuncountybureauofagriculture，Taishun325500，China)

Objective：To breed asuperior cultivar ofCoixlacryma-jobiL.with high content of effective components，good agronomic characters and relatively higheating-qualities.Methods：“Zheyi No.2” was a new adlay cultivar developed by using mutation breeding.The breeding progress of “Zheyi No.2” was described in detail，then the nutrition and eating qualities were analyzed.Results：The seedsof “Zheyi No.2”contained64.3% starch，14.0% protein，8.5% crude fat and 1.24% triolein.Meanwhile，the “Zheyi No.1” seedscontained 62.8% starch，15.2% protein，8.4% crude fat and 1.06% triolein.Compared with “Zheyi No.1”，the seeds of “Zheyi No.2” had significantly higher total starch content，lower total protein content，similar crude fat content，and significantly higher triolein content.Then，the rapid visco-analysis(RVA)curve of “Zheyi No.2” showed obviously breakdown curve，higher peak viscosity and lower gel consistency.Meanwhile，there was no significantly different in amylose content and gelatinization temperature between “Zheyi No.2” and “Zheyi No.1”.Conclusion： “Zheyi No.2” not only owned high effective components and abundant nutrition，but hadbetter eating-qualities.It also meant that “Zheyi No.2” was a good cultivar catering tothe demand of the herb with medicine and food function.

Adlay；breeding；nutrition；eating-qualities

2016-12-20)

浙江省中藥材新品種選育重大科技專項(2016C02058)；浙江省藥用植物種質(zhì)改良與質(zhì)量控制技術重點實驗室建設(2011E10015)

*

沈曉霞，教授級高級工程師，研究方向：中藥材育種；Tel：(0571)85241074，E-mail：xiaoxiashen@sina.com

10.13313/j.issn.1673-4890.2017.3.006