第三节 种子的化学成分
种子作为植物繁衍后代的最佳器官，是由各种各样化学
物质组成的活的有机体。种子化学成分的种类，含量和分
布，与种子的生理状态、耐贮性，营养价值、利用价值、检
验方法原理、品质育种密切相关。
一、种子中的主要化学成分及其差异
种子中的化学成分复杂多样, 糖类
脂类
依化学组成分，主要有 含氮物质
水
矿物质
结构物质,如结构蛋白、核酸、磷脂、纤维素等
贮藏物质，如淀粉、可溶性糖、贮藏蛋白、脂肪等
生理活性物质，如酶、维生素、植物激素等
水、矿物质、有毒物质等
不同作物种子，化学成分的种类基本相似，差异主要
在含量上。根据不同作物种子化学成分含量的差异，可把
种子分为,
依
功
能
分
? 粉质种子 —— 淀粉含量明显高（ 60— 70%),
脂肪极少 (1~4%)
蛋白质（ 8-12%)—— 主要为禾谷类
淀粉含量也高（ 50%)
—— 食用豆类
脂肪含量也高（ 20-48%）
—— 油用豆类
? 油质种子 —— 脂肪含量明显高（ 30— 50%），
蛋白质亦高（ 20— 30%）
同一作物的不同类型或品种间，化学成分含量的差异也很明显。
?蛋白质种子 — 蛋白质含量明显高
（ 20－ 30%）
二、种子化学成分的分布
不同类型的种子，其种胚、胚乳、种被
三部分所占比例差异很大，各部分所含化学
成分的种类和数量也不同，决定了各部分生
理机能不同,营养价值、利用价值不同，耐
贮性不同。
有胚乳的禾谷类种子，以小麦为例，其
各部分所占比例及所含化学成分如表。
化学成分 籽粒 胚乳 糊粉层 麦皮 胚
淀粉
蛋白质
脂肪
纤维素
糖分
100
100
100
100
100
100
65
25
5以下
80
0
20左右
55
15
18.5左右
0
5左右
0
75
0
0
10以下
20
5左右
1.5左右
小麦种子各部分化学物质的分布 (%)
胚 —— 无或极少淀粉，高蛋白、高脂肪、高可溶性
糖含量,矿物质,维生素也高 —— 营养价值
高，但易生虫发霉,酸败，不耐贮藏
胚乳 —— 主要为淀粉、贮藏蛋白、低脂肪、低可溶性
糖、低灰分、低维生素
—— 营养价值不高、耐贮藏
种被 —— 主要为纤维素,多矿物质 —— 无营养价值
糊粉层 —— 与胚相似
从表
中可
总结
出如
下趋
势
麸皮 = 种被 + 糊粉层 + 胚 营养上浪费
面粉耐贮、合理
?科学加工利用
其它禾谷类种子的情况与小麦类似，其中玉米胚大、胚中脂肪
高，不耐贮，但可榨油。
三、种子水分
水分是种子新陈代谢的介质和生理生化变化的参与者，对种
子的物理、生理特性均有影响。
1.种子水分的存在状态
种子中的水分是一个复杂的体系,通常将其分为自由水和束缚
水两种状态。
自由水（游离水）
不被种子中的胶粒吸引或吸引很小,能自由流动的水
存在于毛细管和细胞间隙
具有普通水的性质,O℃ 以下能结冰，自然条件下易蒸发
能做溶剂，能引起种子强烈生命活动
束缚水（结合水）
被种子中的亲水胶体紧紧吸引,不能自由流动的水
与亲水物质紧密结合
不具有普通水的性质,O℃ 以下不结冰
只有加温加压才蒸发掉一部分
不能做溶剂，不易引起种子强烈生命活动
种子中水分的存在状态与种子的生命活动密切相关：
? 只存在束缚水时，新陈代谢极微弱，易贮藏
? 自由水出现，呼吸强度迅速升高，代谢旺盛，病虫滋生 ;
达一定限度，出现萌发。
2.种子的临界水分和安全水分：
临界水分即自由水和束缚水的分界，指自由水刚刚去尽，留
下的为达饱和程度的束缚水时的种子含水量，又称束缚水量。
临界水分只因种子化学成分的不同而异，亲水胶体含量高,亲
水物质亲水性强，种子的临界水分就高，如蛋白质种子。
一般禾谷类种子的临界水分为 12— 13%，油质种子为 9— 10%
（含油量愈高，临界水分愈低）
种子的临界水分是种子安全水分确定的主要依据。
安全水分 —— 能够保证种子安全贮藏的种子含水量范围。
每逢种子入库，都要先确定其安全水分。
种子的临界水分, 临界水分高 —— 安全水分可以高
临界水分低 —— 安全水分必须低
一般原则：安全水分 ? 临界水分
种子的贮藏环境 气候, 低温干燥 可以高一些
仓贮条件, 好 可以高一些
我国南方，潮湿、高温 —— 安全水分应该低
北方，干燥、低温 —— 安全水分可以高一些
但最好不要低于临界水分！ 为什么？
安全水分定的越低，越有利于种子贮藏，但降水分要花费人
力物力，因此，安全水分确定应因时、因地、因种子量、种子用
途而定。
安全
水分
确定
依据
3,种子的吸湿性和平衡水分：
种子是具多孔性毛细管结构的胶体，具有吸附外界
水蒸汽或其它气体的能力
—— 吸附
当环境改变时，种子吸附的气体分子又可释放到空
气中去
—— 解吸
种子对水汽吸附与解吸的性能称为种子的 吸湿性 。
种子对水分的吸附与解吸随外界条件而变换。
当种子在外界条件相对稳定的条件下一定时间后，
对水分的吸附与解吸达到动态平衡，此时的种子含水量
就称为该条件下的 平衡水分 。
平衡水分是衡量种子吸湿性动态变化的主要指标！
温度不变时，平衡水分与外界
相对湿度呈正比
一般的变化规律是 相对湿度不变，平衡水分与温
度呈反比
温湿度均不变，平衡水分因作
物种类而异：
油分含量高 —— 平衡水分低
自然条件下，种子实际含水量与当时条件下的平
衡水分常有一定差距，依此进行仓贮管理：
种子含水量 > 平衡水分 —— 通风、晾晒
作业, 设计性实验
种子平衡水分的测定
四、种子中的主要贮藏物质 —— 糖类、脂类、蛋白质
（一） 糖类 —— 所有种子均含有糖类，一般占干重的
25~70%，是种子呼吸的主要基质
可溶性糖 —— 很少、禾谷类一般 2%，主要存在于胚和
胚乳的外围组织，充分成熟种子主要为蔗
糖，未成熟和萌动的种子除蔗糖外，还有
单糖、麦芽糖
不溶性糖 —— 很多，主要有淀粉、纤维素、半纤维素、
果胶 等
种子
糖类
干 1.6
湿 1.3
淀粉以淀粉粒的形式存在于胚乳、子叶中，具晶体结构（图）
淀粉粒的形状、结构、大小因作物、部位而不同：
就作物而言，小麦、玉米种子中的淀粉粒以单粒为主，水稻、
燕麦则以复粒为主；马铃薯块茎中的椭圆形，直径约 45μm，豆类
子叶中的近球形，直径 32~45 μm，稻谷的最小,直径约 7.5 μm。
就种子的部位而言，一般是胚乳中的 >子叶的 >胚本体的，同
为胚乳，一般愈向内，直径愈大，愈近圆形，单粒；靠近果种皮
处则多为多角形、复粒。
1,淀粉 —— 由葡萄糖缩合而成，为白色粉状物
比重较大
? 直链淀粉 —— 约占含量的 20~25%，分子量小，
直线连接，易溶于热水，遇碘呈
兰黑色，粘度低
? 支链淀粉 —— 约 75~80%,分子量大,分枝状连接，
遇碘呈紫红色，粘性大
籼稻米 —— 含直链淀粉 25%
稻米 粳稻米 —— 含直链淀粉 < 20 ~ 20%。
糯稻米 —— 几乎 100%支链淀粉
紫红 —— 糯性
兰黑 —— 非糯性
淀粉由两种成分构成
与碘反应
2,纤维素和半纤维素
—— 为组成细胞壁的主要成分，果种皮
中含量高
纤维素亦是由葡萄糖缩合而成，葡萄糖根间以
?— 1.4苷键连接，分子间成束状排列，具
较强韧性，难分解利用
半纤维素为多缩戊糖和已糖的混合物，可作“后
备
食物”
（二）脂类 —— 脂肪是种子中的主要脂类物质，
其次是磷脂
1,脂肪, 脂肪是油质种子中的主要贮藏物质，
在种子生 命活动中占重要位置
种子植物中，油质种子占 90%，为什么？
脂肪比重低、含能量高，是营养物质最经济
有效的贮藏形式
? 种子的脂肪以脂肪体的形式存在于种子的胚和胚乳
中，但禾本科的淀粉胚乳中不含脂肪体。
? 种子中的脂肪是多种甘油三酯的混合物，其品质优
劣，决定于其组成成分中的脂肪酸种类和比
例：
饱和脂肪酸 软脂酸（ 16,0）
硬脂酸（ 18,0）
不饱和脂肪酸 油酸 （ 18,1）
( 熔点低，不易 亚油酸（ 18,2）
凝固 ) 亚麻酸（ 18,3）
芥酸（ 22,3） —— 异味，
不易消化
种子脂肪中的脂肪酸绝大多数与甘油结合在一起，但也有
少数呈游离态。
游离脂肪酸含量的多少，用酸价表示；而脂肪酸的不饱和程度，
用碘价表示：
品质优
种子中的
脂肪酸
酸价 —— 中和 1克脂肪中全部游离脂肪酸所需 KOH
（ NaOH）毫克数
碘价 —— 100克脂肪所能吸收碘的克数
脂肪酸价低、碘价高，表明品质好。种子成熟过程中，酸
价降低,碘价升高，种子完熟时达到极限；种子贮藏、萌发过程
中，酸价升高、碘价降低。贮藏中随油脂酸价的升高，种子的
活力降低。
油脂的酸败 —— 油脂或油质种子保管不当或贮藏过久，会产
生一些醛,酮、酸类物质,从而产生不
良气味，称之为油脂酸败
高温、高湿、强光、多氧
种皮不致密、破损一般
易酸败
2,磷（拟）脂 —— 为种子中的结构物质，生物膜的主要成分,
较脂肪复杂：
甘油 + 脂肪酸 + 磷酸 + 含 N碱
（ 1个） （ 2个） （ 1个）
禾谷类种子中磷脂含量较低（ 0.4~0.6%），油质种较高
（ 1.6~1.7%），整粒种子中，尤以胚芽中含量最高。
磷脂具一定亲水性，具有限制种子透水性, 阻氧化作用，有
利于种子生活力保持。
（三）蛋白质 —— 是种子中的主要含 N物质，另有极少
量非蛋白质态 N（游离氨基酸、酰胺
类），分布于胚和糊粉层中 。
胆胺 脑磷脂
胆碱 卵磷脂
简单（贮藏）蛋白 —— 仅由氨基酸组成
种子蛋白质 复合（结构）蛋白 — 简单蛋白 +非蛋白部分
酶蛋白 —— 生理活性物质
结构蛋白质主要存在于种子的有生命部位；贮藏蛋白含量
较多，以蛋白体的形式存在于子叶、胚乳中，供种子萌发时转
化利用。
子叶和糊粉层中的蛋白体基本一致（图）
而禾本科胚乳中的蛋白体则具同心圆环（图）
直径 1.5~2.5?m，子叶 > 糊粉层 > 胚乳
淀粉胚乳中，蛋白体密度是自外向内递减。
1,种子蛋白质的种类
核酸
糖
磷脂
? 贮藏蛋白据其在不同溶剂中的溶解度可分为：
? 清蛋白 —— 水溶性蛋白，溶于水或微酸溶液
? 球蛋白 —— 盐溶性蛋白，溶于 10%NaCl
—— 豆类蛋白的主要成分
? 醇溶性谷蛋白 —— 醇溶性蛋白，溶于 70%酒精
—— 禾谷类种子特有
? 谷蛋白 —— 溶于 0.2%碱溶液 —— 禾谷类中较多
? 醇溶性谷蛋白和谷蛋白是面筋的主要成（ 74.2%）
面筋含量高（ Pr 高 )
质量好（弹性、延伸性） 麦类品质的重要指标
溶性谷蛋白具好的延伸性但弹性差，麦谷蛋白则具
高弹性但延伸性差。
2,种子蛋白质中氨基酸的组成：
蛋白质含量
蛋白质中氨基酸的组成 —— 常见 20种，
其中 8种必需氨基酸
可消化利用程度 （表）
蛋白质含量高，氨基酸组成比例好，可消化程度高，
种子的营养价值高。
种子的营养价值
蛋白质含量低，仅为豆类的 1/2~1/3。
赖氨酸含量低，玉米中色氨酸含量也低
胚乳中主要是醇溶、碱溶蛋白，二者中
以谷酰胺、脯、亮氨酸为多
胚中清、球 蛋白较多,二者中赖，色、
精氨酸的比例高
?粮食加工中，要充分利用胚的营养成分；品质育
种中，提高优质蛋白（清, 球）含量
禾谷类种子
五、种子中的生理活性物质 —— 某些含量
很低但却能调节种子的生理状态和生化变化的
成分
1,酶
种子中含有的酶种类繁多，植物体中含有
的六大酶 类即氧化还原酶类、转移酶类、裂解酶
类、异构酶类、合成（连接）酶类种子中均有。
发育成熟过程中，各种酶尤其合成酶
成熟后安全贮藏中，酶活性极度降低
但氧化酶仍具一定活性
不良条件下贮藏，氧化酶、水解酶活
性增强
萌发过程中，各种酶尤其水解酶、合
不充分成熟和发过芽的种子 种子不耐贮
酶活性特别水解酶活性高 加工品质变劣,馒头小且粘
生理状态不同，
种
子中酶活性不同
2,植物激素
植物激素在种子中有较植株的其它部位更多的含量，对种
子和果实的形成、发育、成熟、休眠、脱落、衰老、萌发起调
控作用。
生长素（ IAA)—— 存在于种子各部分但以胚芽鞘尖、根尖为
多。随果实种子的生长而增加，随成熟迅
速降低，发芽时含量和活性又迅速升高。
能促进种子、果实、幼苗生长,能引起单性
结实。
赤霉素（ GA） —— 种子具合成 GA能力，种子中 GA含量高于
植株其它部分。能促进种子、果实生长，
调控种子休眠与萌发，常用于种子 处理。
细胞分裂素（ CK） —— 幼果和未成熟种子是 CK的主要合成场
所。 CK的作用主要是促进细胞分裂，从种
子 形成到旺盛生长期含量很高，种子长大
进入成熟期开始逐渐降低，种子完熟时
及至消失，萌发时又重新出现。 CK能打
破因 ABA存在导致的种子休眠。
脱落酸（ ABA）） —— 因促进基、叶、幼果的脱落而得名。
ABA 能诱导休眠、抑制发芽，随果实和
种子的成熟而增加，随贮藏而减少，劣变
时又升高。
乙稀 —— 为具很强生理活性的气体，在成熟的果实、发芽的种
子,衰老器官中均有存在，能促进果实成熟，调 控种
子休眠与萌发。施加外源乙烯能打破花生、苍耳等种子
休眠。
3,维生素
维生素是维持人体正常代谢的必需物质，但人体却无合成维
生
素的能力，必须靠食物供给。种子具有合成维生素的能力，合成后
主要贮存于胚部和糊粉层中。种子中的维生素主要有两大类：
? 脂溶性维生素 —— 溶于脂类溶剂，主要有：
VA源（抗干眼醇） —— 胡萝卜、茄科中含量高
VE（生育酚） —— 阻氧化、抗衰老
? 水溶性维生素 —— 溶解于水，主要有：
维生素 B族，包括,VB1（硫胺素,抗肠胃炎）
VB2（核黄素，抗皮肤炎）
VB6（吡哆醛，防消化不良）
VB12（防恶性盆血）
VPP （抗癞皮病）
另有泛酸，叶酸（防畸形） 生物素（ H)
VC（抗坏血酸） —— 种子发芽过程中大量生成，茄科种
子, 花生果皮中较多
绝大多数维生素主要集中于种子的胚和糊粉层中。
作为酶的主要成分，直接影响酶的合成和活性
与萌发有关，如 VB1,VB6能刺激胚根生长
与自交系配合力有关,VPP,VH 高配合力强，肌
醇高的配合力弱
六、种子中的其它化学成分
1,矿物质 —— 为种子所含的金属和非金属矿质元素如 P、
K,S,Mg, Fe,Ca,Mn,Cu,Na,Si等，是将种子置高
温下烧灼氧化后的白色残留物，又称 灰分 。
种子中的灰分含量比绿色组织少，一般禾谷类
1.5~3%，主要存在于果种皮和胚中，豆类较高。
许多矿质元素对种子萌发和幼苗生长起作用，
亦可提高抗性。
维生素在种
子中的功能
就营养而言，矿质元素都是人体所需要的，但因人体不
缺乏，故不作为营养物质。灰分含量是面粉等级的重要指标。
2.有毒物质 —— 种子还含有一些对人畜有毒的物质或
成分，称为种子毒物, 依其产生的来
源，可分为 内源性毒物和外源性毒物
内源性毒物是植物种子本身固有的化学成分，能世代遗传。
主要的内源性毒物有,大豆中的皂苷和胰蛋白酶抑制剂
油菜中的芥子苷和芥酸
棉籽中的棉酚
高梁中的单宁
马铃薯块茎中的茄碱
其含量因作物和品种而异。
种子中内源性毒物的存在，是植物长期系统发育过程中自然
选择的结果，对自身的生存繁衍起某种保护作用，如皂苷抑制萌
发（引起休眠），棉酚能避虫鼠，抗病虫；单宁避鸟害、抗病
等，茄碱则使之具愈伤反应。但内源性毒物许多对人畜是有毒
的，如皂苷有溶血作用，芥子苷水解后的异硫氰酸脂和恶唑烷硫
酮会造成甲状腺肥大，棉酚能引起低钾麻痹症及血管神经受损，
单宁可能具致癌作用，茄碱有致畸胎作用。
适当加工，如豆类煮熟、棉饼浸泡、土豆炸、烤等
选育低毒品种，如油菜双低种、无腺体棉、白高粱
等
变毒为宝，如制作棉酚片（节育）、锦棉片（抗癌）
降毒措施
外源性毒物是在种子生长发育或贮藏过程中，由于外界生物入侵或有毒
物质浸入而产生的有毒成分，主要有感染真菌后的真菌毒素如黄曲霉毒素和
喷洒农药后的残留物或代谢物。
外源性毒物对种子对人畜都是有害的，必须通过栽培的或人为方式降低
或消除。
七, 影响种子化学成分的因素
导致种子化学成分差异的原因很多，可概括为内因和外因。
1,内因,
作物的遗传性 —— 最大，约为变异的 18%，成分的可遗传性和品
种间较大的差异，为品质育种的依据
品种间差异大 —— 品种改良潜力大（ 表 ）
成熟度 —— 种子成熟愈好，贮藏蛋白与支链淀粉含量愈高,透明
度愈高，种子的食用品质愈好。
饱满度 —— 愈饱满的种子，果种皮占的比例小，出粉率、出油率 高
2,外因,
种子发育成熟期间的环境条件，是导致相同作物或品种在不同地
区，不同年份种子化学成分差异的主要原因，约占变异的 14%。
就相同作物在不同地区种植的情况看，表现出如下趋势：
小麦蛋白质含量，在我国是北高南低（表），在世界上是美国 >英
国（表）；
大豆蛋白质含量，在我国是南高北低（表）。
影响小麦一类粉质种子化学成分的主要因素是湿度，
潮湿气候有利于淀粉酶活动不利于蛋白
酶活动，潮湿多雨区的蛋白质含量低
影响大豆一 类油质种子化学成分的主要因素是温度，
适宜低温有利于油分积累，而油分和蛋
质互为消长，故我国北方地区大豆油分
含量高，蛋白质含量低。
原因分析
除了气候因素外，土壤营养状况也影响种子的化学成份：
N素 —— 影响最大，供 N充足特别后期施 N多，蛋
白质含量高作物生长期,N肥施用后延，
增产作用减小，蛋白增加作用扩大。
P, K素 —— 提高淀粉、脂肪含量，促进粒大粒
饱
S素 —— 亦能提高蛋白质特别是蛋白质中赖氨酸、
蛋氨酸含量。
加大品质育种和优化栽培的力度，对提高种子品质非常重要；
掌握种子中化学成分的种类, 含量, 分布,差异，对品质
育种亦很重要。
营养状况
