專利名稱：彩色小麥籽粒色素含量無損檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種彩色小麥籽粒色素含量無損檢測方法，屬于生物學領域生理學科。
背景技術：
彩色小麥是指籽粒果種皮或者糊粉層顏色與普通粒色小麥不同的小麥。彩色小麥與普通小麥相比，最直觀的區別是粒色較深。目前已經報道的彩色小麥有紫粒、黑粒、藍粒、藍紫粒、綠粒等。彩色小麥是育種家采用“化學誘變” “物理誘變”和“遠緣雜交” “基因導入”等育種方法，經過多年的精心選育而創造出來的。國外在1913年就已報道了不育的六倍體黑小麥，在1938年報道了可育的六倍體黑小麥。國內在1982年報道了著名小麥育種家李振聲等從長穗偃麥草和普通小麥的雜交后代中獲得了藍粒小麥。但是，到目前為止， 彩色小麥品種少，且單一，用于農業生產的品種就更少。為了豐富小麥種質資源，促進小麥品種的多元化發展，滿足人們對小麥制品的營養特色需求，所以，必須對彩色小麥的種質資源、籽粒色素遺傳等展開深入研究。但是，目前關于彩色小麥的研究多僅限于彩色小麥的品質研究，而對于彩色小麥的粒色遺傳研究較少。由于彩色小麥品種較少，且多為種質資源保存，種子量少；加之彩色小麥的遺傳研究需要多個世代的種子，早代種子量少，每一粒種子包含一類基因型，破壞一粒種子就減少了育種的一個選擇機會。因此，對彩色小麥色素遺傳研究的同時，也需要保護彩色小麥籽粒的完整性，所以，這種無損檢測彩色小麥籽粒色素含量的技術正滿足了這種需要。據研究表明，彩色小麥籽粒中各類營養成分含量均顯著高于白粒小麥。彩色小麥富含蛋白質、氨基酸以及碘、硒、鈣、鐵、鋅等多種微量元素或礦物質，具有較高的營養保健價值。彩色小麥籽粒中富含然天然色素，其中以花青素類色素為主。花青素是一類水溶性色素，具有維持血管正常滲透壓，減少血管脆性，擴張冠狀動脈及抗氧化、抗突變、抗癌等多種保健功能。同時，天然色素具有純天然、色澤鮮艷、對人類安全無毒，對食品飲料有較強的著色性及穩定性，可直接用于食品、醫藥、化妝品等行業。但是，由于不同品系間彩色小麥籽粒所含的色素種類和含量存在著顯著差異，在不同條件下種植的小麥籽粒色素的積累也會發生變化。因此，在小麥籽粒上呈現出了不同的顏色及深淺。在彩色小麥籽粒色素含量的研究中，通常采用酸化乙醇法提取彩色小麥麩皮色素。但是用此方法提取色素必須破壞種子，導致經過色素含量測定的籽粒不能進行下一步的研究。因此，無損檢測彩色小麥籽粒色素含量不僅保證了彩色小麥籽粒的完整性，而且還保證了彩色小麥籽粒進行下一步的研究或者應用。綜上所述，彩色小麥具有較高的營養品質和良好加工品質，因此，優良彩色小麥品種的選育和應用研究日益受到人們的重視，成為近20年來我國育種工作的一個研究方向。彩色小麥一旦在小麥生產上大面積推廣種植，開發成系列的彩色保健食品批量上市，對帶動種植業結構調整，促進食品多元化和加工業的發展以及生化藥品業的發展具有重要作用。所以，開展彩色小麥籽粒色素研究，無論對人類的生活，還是對小麥育種均具有重要的眉、ο
發明內容
為了解決上述問題，本發明提供了一種彩色小麥籽粒色素含量無損檢測方法。彩色小麥籽粒特有的營養成分種類和含量與其顏色的深淺有一定的相關性，因此，通過無損測量彩色小麥籽粒色素含量即可反映該籽粒營養價值。用于彩色小麥育種的早代選擇和籽粒色素的遺傳研究。這種方法是建立在一個直接測量彩色小麥籽粒灰度值的基礎上，通過利用數學模型計算而獲得彩色小麥籽粒色素含量的方法。一種彩色小麥籽粒色素含量無損檢測方法，是通過以下步驟實現的
Al 隨機選取一定數量的待測彩色小麥種子，并分別對籽粒進行編號，將其放置在掃描儀上。為了使獲得的圖像大小相同，且整齊，同時都能顯示出小麥腹溝的位置。放置時使籽粒間的距離大致相同，籽粒腹溝向下整齊放置，獲得整體掃描圖像。依據每粒籽粒測定形狀大小且包含小麥腹溝的原則，利用計算機軟件設置網格線間隔和子網格，確定一個測定區域，依次測定每粒小麥種子的灰度值Xg。本步驟所述的計算機軟件采用的是I^hotoshop CS4。利用酸化乙醇法提取經過A2測定灰度值后的彩色小麥籽粒單粒的色素。單粒籽粒編號與A2中測定灰度值的編號相同，即灰度值測定編號為“1”的籽粒，酸化乙醇法提取時亦編號為“1”，以此類推。利用酸化乙醇方法提取彩色小麥籽粒色素的步驟是
①用感量為萬分之一的天平稱量彩色小麥籽粒單粒粒重(m/g)并編號記錄。②準備IOml 95%乙醇與1.5 mol/L鹽酸的混合液(85 15)。③將稱重后的彩色小麥單粒籽粒于研缽中，加入少許95%乙醇與1. 5mol/L鹽酸的混合液，進行充分研磨，轉移至試管，然后分次加入混合液，使剩余的研磨物全部轉移至試管。④最后將IOml混合液的剩余部分全部倒入試管，在室溫下充分振蕩。⑤將試管置于60°C水浴中提取證。⑥轉速4 800 r/min離心10 min，將上清液轉移至另一試管中。用紫外分光光度計測定提取液530nm處的吸光度值
取步驟A3得到的上清液于比色皿中，用UV - M50型紫外分光光度計測定530nm處的吸光度值。重復三次，取其平均值作為該籽粒色素提取液的吸光度值。根據比吸光度法，計算彩色小麥籽粒色素含量E。我國食品添加劑標準化委員會建議采用比吸光度Ewlem ( Amax)表示色素含量 E = A / m 式中
A — A4步驟得出的吸光度值/10 ；
m -樣品質量/g (即A3步驟中稱量的單粒彩色小麥粒重)。按照A3—A5所述的步驟根據彩色小麥的編號依次測定、計算每粒小麥的色素含量E。建立彩色小麥籽粒灰度值與色素含量的數學模型。根據生物統計學中相關分析的原理，若一變量隨另一變量的變化呈接近等比例的形式變化，則稱兩變量間呈線性相關。兩變量之間存在相關關系的密切程度，可以用相關系數來度量。
權利要求
1. 一種彩色小麥籽粒色素含量無損檢測方法，是通過以下步驟實現的Al 隨機選取一定數量的待測彩色小麥種子，并分別對籽粒進行編號，將其放置在掃描儀上；放置時使籽粒間的距離大致相同，籽粒腹溝向下整齊放置，獲得整體掃描圖像；A2 依據每粒籽粒測定形狀大小且包含小麥腹溝的原則，利用計算機軟件設置網格線間隔和子網格，確定一個測定區域，依次測定每粒小麥種子的灰度值Xg;本步驟所述的計算機軟件采用的是Wiotoshop CS4 ；A3 利用酸化乙醇法提取經過步驟A2測定灰度值后的彩色小麥籽粒單粒的色素；單粒籽粒編號與A2中測定灰度值的編號相同，即灰度值測定編號為“1”的籽粒，酸化乙醇法提取時亦編號為“1”，以此類推；①用感量為萬分之一的天平稱量彩色小麥籽粒單粒粒重(m/g)并編號記錄；②準備IOml95%乙醇與1. 5 mol/L鹽酸的混合液(85 15)；③將稱重后的彩色小麥單粒籽粒于研缽中，加入少許95%乙醇與1.5mol/L鹽酸的混合液，進行充分研磨，轉移至試管，然后分次加入混合液，使剩余的研磨物全部轉移至試管；④最后將IOml混合液的剩余部分全部倒入試管，在室溫下充分振蕩；⑤將試管置于60°C水浴中提取證；⑥以轉速為4800r/min離心10 min，將上清液轉移至另一試管中；A4 用紫外分光光度計測定提取液530nm處的吸光度值取步驟A3得到的上清液于比色皿中，用UV - M50型紫外分光光度計測定530nm處的吸光度值；重復三次，取其平均值得到提取液的吸光度值；A5 根據比吸光度法，計算彩色小麥籽粒色素含量E ；E = A / m 式中A —步驟A4得出的吸光度值/10 ；m -樣品質量/g，即A3步驟中稱量的單粒彩色小麥粒重；A6 按照A3—A5所述的步驟根據彩色小麥的編號依次測量計算每粒小麥的色素含量值E和灰度值Xg，根據生物統計學中相關分析的原理，建立彩色小麥籽粒灰度值Xg與色素含量Eg之間的一元線性回歸模型Eg=b+aXg根據生物統計學，得回歸系數《 = ^常數項V，2-1·..- V.%■— / SΣ)ιL·7^ — _ tf Σ沿\i-l /上述公式中所涉及的X為根據步驟A2測定的灰度值Xg，y為根據步驟A3-A5測定的色素含量E。
2. 一種紅紫色小麥灰度值與色素含量的數學模型，其特征在于紅紫粒彩色小麥籽粒灰度值與色素含量之間的一元線性回歸模型為Eg=O. 2072-0. 0015Xg式中Eg—籽粒的色素含量Xg—籽粒的灰度值(0 < Xg < 138. 13)。
全文摘要
本發明涉及一種彩色小麥籽粒色素含量無損檢測方法，是在不破壞籽粒的前提下，使用計算機測定彩色小麥的灰度值，從而可直接獲得小麥籽粒色素含量的方法，并同時建立了彩色小麥籽粒灰度值與色素含量的數學模型。小麥籽粒的灰度值直接反映出籽粒顏色的深淺，彩色小麥籽粒顏色的深淺與其色素含量有一定的相關性，因此，測量彩色小麥籽粒灰度值即反映出小麥籽粒的色素含量，保證彩色小麥籽粒的完整性，以便對彩色小麥進行下一步的研究與應用。本發明提供的利用灰度值表示出彩色小麥籽粒色素含量的數學模型，利用此模型，能方便快速的計算出彩色小麥籽粒的色素含量。
文檔編號G01N21/33GK102507485SQ201110317060
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月18日 優先權日2011年10月18日
發明者唐曉珍, 孫蘭珍, 尹燕枰, 王振林, 黃瑋 申請人:山東農業大學