韓雪梅，侯萬偉

(青海大學農林科學院，青海 西寧 810016)

蠶豆(ViciafabaL.)，豆類，野豌豆屬,一年生或越年生草本植物，是一種在世界農業(yè)中具有重要地位的谷物豆科作物[1]。蠶豆含有多種對人體有益的生理活性物質，如類酮、原花色素、活性蛋白、活性肽及巢菜堿苷等，有降低膽固醇和血脂及防止過飽等作用[2]。蠶豆胚乳中的淀粉是蠶豆籽粒中含量最豐富的一類碳水化合物，占蠶豆干物質的40%～50%[3]。根據淀粉分子結構特征，主要可以分為直鏈淀粉(Amylose)和支鏈淀粉(Amylopectin)兩類。淀粉顆粒大小、糊化特性對食品的口感、白度、體積等品質性狀和蒸煮品質有很大影響，這些因素又與其直鏈淀粉與支鏈淀粉的比例相關。直鏈淀粉含量越高，分子間越容易自我締合，糊化后易老化；而由于支鏈淀粉分子量大，其鏈狀分支構造在糊化以后可以形成復雜的網狀結構，網目數較多，結構強而不宜崩塌，物料在膨化過程中，能承受較強的蒸汽壓力，使產品容易膨化，且膨化率大[4-5]，淀粉作為植物界普遍存在的儲藏多糖[6]，其含量的高低是大多數谷類作物衡量品質優(yōu)劣的重要標準[7-8]。豆科作物中關于淀粉含量組分分析的相關研究報道較少。蠶豆作為小雜糧中不可或缺的一類，經濟價值和營養(yǎng)價值都很高。目前國內對蠶豆淀粉的研究主要集中在淀粉的物理性質等方面，如蠶豆淀粉顆粒形狀、黏度、溶解度、膨潤度、透明度，以及淀粉凝膠強度和質構特性等[9-10]，宋曉敏等[11]從淀粉的濃度、熱處理時間、pH和離子強度等因素對蠶豆淀粉凝膠的強度和質構特性進行了研究；譚斌等[12]對20種蠶豆淀粉的物理特性、升降溫過程中的黏度變化、凝膠強度和冷藏穩(wěn)定性進行了測定。

我國蠶豆的利用形式主要以粒用、休閑食品和飼料加工為主，食品加工專用型蠶豆品種少，影響了蠶豆食品加工行業(yè)的發(fā)展。因此，針對目前蠶豆淀粉研究的不足，對蠶豆淀粉含量和組成成分進行分析，可為評價蠶豆加工品質的高低提供理論依據。通過分析28份青海省蠶豆種質資源淀粉含量及組成成分，為不同淀粉含量蠶豆新品種的選育和品質評價提供借鑒。

1 材料及方法

1.1 試驗材料

28份蠶豆種質資源均由青海大學農林科學院作物研究所蠶豆研究室提供(表1)。

表1 28份供試種質資源

1.2 方法

1.2.1 試驗地基本情況 田間種植設在青海大學農林科學院蠶豆試驗田(101°45′E，36°43′N)，土壤為栗鈣土，肥力均勻。

1.2.2 材料種植及收獲處理 本研究方法采用單因素完全隨機設計，28份蠶豆種質均于2019年4月9日播種。將每份蠶豆種質分為3份，分別種植于蠶豆試驗田的3個小區(qū)內，植株成長時期正常田間管理,并于成熟后收取成熟籽粒，每個單株選取兩個籽粒，去掉種皮，于研磨機進行頻率為40 Hz，時間為60 s 的研磨，研磨完成后，稱取0.05 g樣品進行總淀粉含量、直鏈淀粉含量以及支鏈淀粉含量的測定。

1.2.3 淀粉測定方法 本研究利用Megazyme總淀粉及直/支鏈淀粉含量測定試劑盒測定淀粉含量，該試劑盒測定結果準確且不需要制作標準曲線[13]，與傳統(tǒng)的碘比色等淀粉含量測定方法相比，該試劑盒材料用量較少，試驗步驟也更為簡單，操作更為方便，結果更為精準。

Megazyme總淀粉試劑盒原理：使用耐熱性淀粉酶、淀粉葡萄糖苷酶和抗耐熱性淀粉酶將淀粉水解為可溶性分支麥芽糊精和去分支麥芽糊精。

Megazyme直鏈淀粉/支鏈淀粉比例試劑盒原理：通過加熱淀粉樣品可以完全溶解于二甲基亞砜(DMSO)中。用乙醇沉淀淀粉去除其中的脂質，回收沉淀的淀粉。用醋酸/鹽溶液溶解沉淀的樣品，加入ConA，特異性沉淀支鏈淀粉，離心去除沉淀。單位體積上清液中的直鏈淀粉被酶水解為D-葡萄糖，然后用葡萄糖氧化酶/過氧化物酶試劑進行測定。另外一份單位體積醋酸/鹽溶液中的總淀粉同樣用酶水解為D-葡萄糖，然后加入葡萄糖氧化酶/過氧化物酶，用比色法測定。根據ConA沉淀樣品的上清液與總淀粉樣品中的GOPOD在510 nm處的吸光光度值之比判斷直鏈淀粉在總淀粉中的含量。

1.2.4 數據統(tǒng)計及分析 利用Excel計算其平均值、變幅、變異系數及多樣性指數，多樣性指數應用Shannon(H′)指數，并利用SPSS26.0軟件根據直鏈淀粉含量、支鏈淀粉含量以及總淀粉含量進行聚類分析，聚類方法為組間連接，測量區(qū)間選平方歐氏距離，最后利用DPS軟件對28份蠶豆種質資源進行總淀粉含量、直鏈淀粉含量與支鏈淀粉含量和生育期以及百粒重之間的相關性分析。

2 結果與分析

2.1 28份蠶豆種質總淀粉含量

由表2可知，28份蠶豆種質3類淀粉含量差異較大，多樣性較高，多樣性指數均大于1.9，其中支鏈淀粉多樣性指數最大，達到了2.035；28份蠶豆種質直鏈淀粉含量變異系數達到了19.013%，說明作為供試材料的青海省28份蠶豆種質資源直鏈淀粉含量差異大，在日后可作為不同淀粉含量品種選育的親本，親本遺傳差異較大，有利于后代育種工作的開展。

表2 28份蠶豆種質淀粉含量數據表

由表2和表3可知，28份蠶豆種質中，總淀粉平均含量為39.968%，其中總淀粉含量最高為紅大豆，達到52.767%，西皮尕大豆總淀粉含量最低，只有31.719%；含量在50%以上的2份，含量在 40%～50%的10份，含量在30%～40%的16份。28份蠶豆種質總淀粉含量的變異系數為13.568%，變幅為31.719%～52.767%，多樣性指數為1.942。

表3 28份蠶豆種質總淀粉含量表

2.2 28份蠶豆種質支鏈淀粉含量

由表2和表4可知，在28份蠶豆種質中，支鏈淀粉平均含量為31.501%，支鏈淀粉含量最高的是紅大豆，為40.329%，最低的是西皮尕大豆，含量僅為24.503%。28份蠶豆種質支鏈淀粉含量的變異系數為12.99%。變幅為24.503%～40.329%，多樣性指數為2.035。28份蠶豆種質中只有紅大豆支鏈淀粉達到了40%以上，16份支鏈淀粉含量集中在30%～40%，其余11份支鏈淀粉含量集中在20%～30%。

表4 28份蠶豆種質支鏈淀粉含量表

2.3 28份蠶豆種質直鏈淀粉含量

由表2和表5可知，在28份蠶豆種質中，直鏈淀粉平均含量為8.467%，直鏈淀粉含量集中在 5%～13%，直鏈淀粉含量的變異系數為19.031%。變幅為5.753%～12.438%，多樣性指數為1.979。其中紅大豆直鏈淀粉含量最高，為12.438%，青海9號含量最低(5.753%)。

表5 28份蠶豆種質直鏈淀粉含量表

表5(續(xù))

2.4 28份蠶豆種質淀粉聚類分析

利用SPSS26.0 統(tǒng)計軟件對28份蠶豆種質淀粉組成進行系統(tǒng)聚類分析，聚類結果見圖1。由圖1可知，28份蠶豆種質在歐氏距離為25時被分為2大類，在歐氏距離為5時被分為4小類。其中，曹家堡尕大豆、蠶豆、紅大豆3份材料總淀粉含量、支鏈淀粉含量與直鏈淀粉含量在28份種質中均處于較高值，因此被劃分為一類；尕大豆、馬牙蠶豆、尕馬牙、青海6號和青海5號3類淀粉含量均處于28份種質的中等偏高值，被劃分為一類；其余20份材料被劃分為一大類，其中，青海9號、青海15號和西皮尕大豆由于3類淀粉含量值均為28份種質中的較低值被劃分為一類。

3 相關分析

利用DPS軟件對28份蠶豆種質3類淀粉含量與生育期及百粒重做相關分析，由表6可以看出，總淀粉含量與直鏈淀粉含量、支鏈淀粉含量在0.01水平上呈極顯著正相關關系，相關系數分別為0.87、0.98，說明直鏈淀粉含量、支鏈淀粉含量越大，總淀粉含量越大；總淀粉含量與百粒重在0.05水平上呈顯著負相關關系，相關系數為-0.46，說明總淀粉含量越低，百粒重越大；直鏈淀粉含量與支鏈淀粉含量在0.01水平上呈極顯著正相關關系，相關系數為0.77，說明直鏈淀粉含量越大，支鏈淀粉含量越大；直鏈淀粉含量與百粒重在0.01水平上呈極顯著負相關關系，相關系數為-0.53，說明直鏈淀粉含量越小，百粒重越大；支鏈淀粉含量與百粒重在0.05水平上呈顯著負相關關系，相關系數為-0.41，說明支鏈淀粉含量越小，百粒重越大。3類淀粉含量大小與生育期在0.01和0.05水平上均未達到顯著相關，說明淀粉含量大小與生育期無相關性。

表6 相關分析結果

4 討論與結論

目前對蠶豆的研究主要集中在表型農藝性狀上，對蠶豆淀粉的研究相對較少，而針對蠶豆的淀粉含量測定組成成分分析研究更少，李翠翠等[14]對蠶豆和豌豆的理化性質進行分析，并對其總淀粉含量以及直鏈淀粉含量做了測定；Gunasekera等[15]利用碘比色法對世界范圍內72份蠶豆進行直鏈淀粉的測定，研究了種內、種間直鏈淀粉含量變化范圍及變化趨勢，并且對直鏈淀粉含量與籽粒大小是否相關進行了探究。本研究利用青海省內28份蠶豆種質資源，對其蠶豆淀粉含量及組成成分進行了分析。結果顯示，28份蠶豆種質淀粉含量差異較大，多樣性豐富，今后可作為不同淀粉含量品種選育的親本。3類淀粉含量的顯著性分析顯示，紅大豆3類淀粉含量均為最大值，總淀粉含量和支鏈淀粉含量均高于其余27份，百粒重與3類淀粉含量多少均呈負相關，所以選育淀粉含量高的品種，可以從百粒重較小的品種當中選育。蠶豆是炒貨類食品行業(yè)的一類重要的加工原材料，蠶豆自身品質直接決定了加工成品的品質，淀粉是評價蠶豆品質的重要指標，因此，本研究可為日后選育品質優(yōu)良的蠶豆品種提供借鑒。