全 文 ：第 38 卷　第 1 期
2010 年 1 月
西北农林科技大学学报(自然科学版)
Journal of No rthwest A&F Univer sity(Nat.Sci.Ed.)
Vo l.38 No.1
Jan.2010
小麦和小黑麦籽粒的营养品质及其相关性分析 ＊
曹玉贤 ,田霄鸿 ,杨习文 ,陆欣春 ,南雄雄
(西北农林科技大学资源环境学院 ,陕西 杨凌 712100)
[ 摘　要] 　【目的】研究小麦和小黑麦籽粒中的矿质元素 、蛋白质和植酸含量及其相关性 , 为提高小麦籽粒中微
量元素的有效利用率提供科学依据。【方法】选取不同小麦主产区的 31 种面包型小麦(Triticum aestivum L.)和 6 种
小黑麦(TriticosecaleWit tmack)品种 , 分析了籽粒中全磷 、全钾 、微量元素 、蛋白质及抗营养因子植酸的含量及其相关
性。【结果】不同小麦品种间籽粒矿质元素 、蛋白质和植酸含量均存在差异 , 其中锌 、铁 、植酸含量的变异较大 , 全磷 、
全钾以及蛋白质含量相对较稳定。小黑麦籽粒中微量元素含量不高 , 而植酸含量相对小麦品种而言较高。不同地区
间各小麦和小黑麦品种籽粒中主要矿质元素含量较低且变异较大 , 新疆 、青海等西北地区品种籽粒中植酸含量较高。
所有供试品种籽粒中植酸与锌的物质的量之比均高于 20;植酸与多种矿质元素含量呈显著正(或负)相关 , 且锌 、铁含
量间呈显著正相关。【结论】供试小麦品种籽粒中微量元素含量较低且变异大 ,因此通过生物强化提高的潜力较大;
目前栽种的小麦和小黑麦品种的植酸与锌的物质的量之比高于 20 , 这影响了锌的生物有效性 , 亟需降低;不同地区间
小麦和小黑麦籽粒中主要矿质元素及植酸含量存在显著差异 , 选育品种时应考虑地区因素;另外 , 籽粒中锌 、铁含量
呈显著正相关 ,表明二者含量可以同时被提高。
[ 关键词] 　小麦;小黑麦;籽粒营养品质;矿质元素;植酸;n(植酸)/n(Zn2+)
[ 中图分类号] 　S512.024 [文献标识码] 　A [ 文章编号] 　1671-9387(2010)01-0104-07
Variation of nutrit ional quality and their relat ionships
in wheat and triticale grain
CAO Yu-xian , TIAN Xiao-hong , YANG Xi-wen , LU Xin-chun ,NAN Xiong-xiong
(Co llege o f Resources and Environment , Nor thwest A&F Universi ty ,Y ang ling , Shaan xi 712100 , China)
Abstract:【Objective】Investiga tion on variations of mineral elements , protein and phy tic acid (PA)
concentration and their relationships in w heat and tri ticale g rain could provide a scientif ic basis fo r impro-
ving the effective ut ili zation of microelements in w heat and trit icale grains.【Method】31 bread whea t varie-
ties(Trit icum aestivum L.)and 6 tri ticale varieties(Tri ticosecaleWittmack)were collected f rom different
major grain production regions of China , to evaluate the concentrations and relat ionships of some mineral
elements ,protein and PA.【Result】Variation fo r microelements ,pro tein and PA in wheat g rain ex isted a-
mong different cul tivars , in w hich large variation w ere among Zn , Fe and PA concentrations , and the total
P , to tal K and protein in w heat g rain w ere steady relatively.Concentrations of the microelements in trit icale
grain w ere low ,but the concentrations o f PA in t ri ticale g rain we re higher compared w ith those of w heat
grain.Large variations and low concentrations of majo r mineral elements existed in dif ferent reg ions , and
the PA concentrat ions in Xinjiang and Qinghai provinces w ere high.The amount of substance o f PA to Zn
ratio s in w heat and trit icale grain of all tested cultiva rs w ere higher than 20.The correlations among PA
＊ [ 收稿日期] 　2009-05-01
[ 基金项目] 　教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-06-0866);西北农林科技大学青年学术骨干支持计划项目(2007);西北农
林科技大学科研专项(062R045)
[ 作者简介] 　曹玉贤(1982-),女 ,山东济宁人 ,硕士 ,主要从事土壤和植物微量元素养分调控研究。
[ 通信作者] 　田霄鸿(1967-),男 ,甘肃天水人 ,教授 ,博士 ,主要从事植物微量元素营养与人体健康研究。
E-m ail:tx hong@hotmai l.com
and many mine ral elements w ere posi tive or negative , and the co rrelation be tw een Zn and Fe concentrations
w as posi tive.【Conclusion】There w as a low concentration and a large variation for microelements of tested
cultiv ars , and the po tential of increasing the concentration of microelements through bio fo rtification w as
large.The amount o f substance of PA to Zn ratio s of all tested varieties w ere higher than 20 , resulting in
the low bio availabi li ty of Zn ,which should decrease instantly .In view of the significant v ariat ion for majo r
mineral elements and PA concentrations o f w heat and triticale g rain existed in di fferent regions , breeders
should consider region facto r.The correlation betw een Zn and Fe concentration w as signif icant , so w e can
increase Zn and Fe concentrations in w heat g rain at the same t ime.
Key words:Tri ticum aestivum L.;Trit icosecale Wittmack;g rain quali ty;mineral element;phyt ic acid;
n(PA)/n (Zn2+)
　　人体需要多种矿质元素 ,包括需求量较大的氮 、
磷 、钾等常量元素 ,以及需求量较少的锌 、铁 、铜 、锰
等微量元素 ,这些矿质元素对人体健康具有重要作
用[ 1] 。然而 ,目前世界上矿质元素尤其是锌 、铁等微
量元素缺乏所造成的人体营养不良 ,已经成为威胁
人类健康的严重问题之一[ 2] 。据 WHO 调查 ,全球
近三分之一人口面临着锌缺乏引起的严重的健康危
机;约 3.7亿人正遭受着铁缺乏的困扰 ,其中有 2亿
人患有缺铁性贫血;据相关研究 ,在以小麦为主食的
我国西北偏远地区 ,这种情况尤为严重[ 3] 。产生锌 、
铁等微量元素缺乏的主要原因 ,被认为是禾谷类作
物(小麦 、水稻等)籽粒中固有的微量元素含量不
高[ 2] ,并且含有较多能够降低微量元素生物有效性
的化合物 ,如植酸 、纤维素和多酚等 ,其中植酸是最
主要的抗营养因子[ 4-5] 。但目前对禾谷类作物籽粒
品质的研究主要集中在蛋白质 、淀粉等大量营养成
分方面[ 6-8] ,而对微量元素营养品质的研究较少 ,对
矿质元素与植酸之间关系的研究在国内更是鲜见报
道。因此 ,本研究选取不同小麦主产区的 31种面包
型小麦和 6种小黑麦为材料 ,比较小麦和小黑麦品
种(系)间籽粒中锌铁等矿质元素 、蛋白质及植酸含
量的差异 ,了解籽粒中锌等微量元素含量与蛋白质 、
植酸之间的相关性 ,以期为小麦籽粒中微量元素的
有效利用提供理论依据。
1　材料与方法
1.1　试验材料
收集来自陕西 、北京 、青海 、河南 、山东的 31个
小麦品种(系)以及来自新疆的 6个小黑麦品种的籽
粒 ,烘干 ,随机抽取 100 g 粉碎 ,分别装袋备用。
1.2　测定项目与方法
测量 31个小麦品种(系)和 6个小黑麦品种籽
粒的主要矿质元素 、蛋白质以及植酸含量 ,每个项目
重复测定 3次。
蛋白质含量用半微量凯氏定氮法测定 ,全磷用
钒钼黄比色法测定 ,全钾用火焰光度计测定。微量
元素用干灰化-原子吸收分光光度计法测定:将样品
灰化后 ,用 5 mL 体积分数为 50%的硝酸溶液溶解
灰分 ,然后用原子吸收分光光度计(AA320)测定铁 、
锌 、锰 、铜等微量元素的含量[ 9] 。
植酸含量测定参考 Haug 等[ 10] 的方法 ,在酸性
条件下将植酸与 Fe3+在沸水浴中反应 ,通过测定经
0.2 mo l/L HCl浸提样品后浸提液中 Fe3+的减少
量 ,来计算小麦籽粒中的植酸含量。
1.3　数据分析
采用 Micro sof t Excel 和 Statistical Analy sis
Sy stem(SAS)软件对试验数据进行统计分析。
2　结果与分析
2.1　不同品种(系)小麦和小黑麦籽粒中矿质元素 、
蛋白质及植酸含量的分析
由表 1可见 ,不同小麦品种(系)籽粒中矿质元
素 、蛋白质和植酸含量均存在差异 。小麦籽粒中微
量元素平均含量顺序为铁>锰>锌>铜 ,这与其他
研究结果[ 11-12] 一致 。其中 ,铁的变异系数最大 ,为
53%,其最高含量是最低含量的 5.4倍;铜的平均值
和变异系数均最低 ,分别为 17.6 mg/kg 和 16%;锌
和锰的变异系数居中 ,分别为 25%和 19%,其中冬
小麦小偃 166 籽粒中的锌含量最低 , 为 11.7
mg/kg ,含量最高的是高原 602 ,为 40.0 mg/kg 。由
此可见 ,不同品种(系)小麦籽粒中微量元素锌 、铁含
量的变异较大 ,其含量提高的潜力也较大。不同品
种(系)小麦籽粒中常量元素全磷 、全钾的平均含量
分别为 3 395 和 8 696 mg/kg ,变异系数较低 ,分别
为 15%和 11%。不同品种(系)小麦籽粒中的蛋白
质含量变异幅度不大 ,为 92.7 ～ 142.1 g/kg ,变异系
105第 1 期 曹玉贤 ,等:小麦和小黑麦籽粒的营养品质及其相关性分析
数仅 10%,与微量元素变异系数相比较低 ,这说明
普通小麦籽粒中蛋白质含量较稳定 ,要大幅度提高
小麦籽粒中蛋白质含量较困难 。不同品种(系)小麦
籽粒中植酸含量变化较大 ,变异系数达 17%,其中
陕 715籽粒中植酸含量最低 ,为 6.5 g/kg ,高原 602
籽粒中植酸含量最高 ,为 13.8 g/kg ;所选 31个小麦
品种(系)籽粒中的平均植酸含量为 10.0 g/kg ,这与
Erdal等[ 13] 的研究结果(7.3 ～ 12.8 mg/kg)大致相
同 ,说明植酸含量在不同品种(系)间存在较大差异 ,
可以选育出低植酸含量的小麦品种 。
表 1　不同品种(系)小麦籽粒中矿质元素 、蛋白质及植酸的含量
Table 1　Mine ral elements , protein and phy tic acid concentr ation in w hea t g rain o f different cultiv ars
编号
No.
小麦品种
Wheat cu lti var
矿质元素含量/(mg· kg -1)M ean value of elements
锌Zn 铁 Fe 锰 Mn 铜 Cu 全磷 TP 全钾 T K
蛋白质/
(g· kg -1)
Protein
植 酸/
(g· kg -1)
PA
1 小偃 22 Xiaoyan 22 29.6 21.8 44.1 14.3 3 910 8 945 131.2 12.7S
2 小偃 6号 Xiaoyan 6 21.5 29.1 34.0 16.4 3 492 9 500 119.8 10.5
3 小偃 166 Xiaoyan 166 11.7 23.5 43.3 19.6 3 232 9 013 114.8 10.4
4 小偃 216 Xiaoyan 216 13.2 37.0 38.2 22.3 3 230 9 976 119.1 8.6
5 西农 889 Xinong 889 35.3 30.2 45.8 20.5 3 482 7 649 133.8 10.3
6 西农 979 Xinong 979 30.8 30.2 30.5 20.5 2 874 8 506 142.1 7.9
7 西农 2000 Xinong 2000 28.7 25.8 33.1 14.3 3 032 7 861 124.0 9.0
8 西农 2611 Xinong 2611 27.8 30.2 40.7 17.3 3 538 8 559 125.2 10.8
9 西农 9718 Xinong 9718 23.5 31.3 38.2 18.4 3 059 7 014 127.2 9.4
10 陕麦 757 Shanmai 757 21.4 47.0 31.4 17.0 3 324 9 016 126.7 9.6
11 陕 538 Shan 538 29.7 41.4 48.4 17.6 3 156 8 509 133.4 9.3
12 陕 627 Shan 627 28.7 31.4 43.3 15.2 2 953 9 172 138.8 10.7
13 陕 715 Shan 715 31.3 42.0 33.9 20.8 2 727 8 818 133.4 6.5
14 陕优 225 Shanyou 225 23.0 28.0 33.1 20.6 3 038 6 321 114.2 7.6
15 陕 253 Shan 253 29.7 28.5 29.7 18.4 2 264 7 155 120.1 8.9
16 远丰 175 Yuanfeng 175 13.0 21.8 28.0 16.7 2 924 7 822 120.6 9.4
17 渭丰 151 Weifeng 151 30.5 33.6 39.9 23.7 3 867 8 658 118.2 10.7
18 武农 148 Wunong 148 25.4 52.6 40.7 17.4 3 349 7 651 132.1 9.5
19 西杂一号 Xiza 1 33.8 51.5 36.1 17.3 3 761 7 701 136.0 11.4
20 中麦 175 Zhongmai 175 23.6 33.6 40.7 18.7 3 672 8 984 104.0 9.2
21 多抗一号 Duokang 1 31.9 43.7 39.9 20.7 3 391 8 741 107.5 10.3
22 保丰 104 Baofeng 104 31.4 47.0 46.2 17.3 3 670 9 387 116.4 10.9
23 中育 6号 Zhongyu 6 18.4 30.3 32.3 16.7 3 126 7 995 125.2 9.4
24 郑麦 9023 Zhengmai 9023 24.0 47.0 37.3 13.0 3 410 9 166 120.6 10.5
25 泛麦 5号 Fanmai 5 25.6 33.6 20.4 11.7 3 332 9 761 111.5 9.6
26 新麦 13 Xinmai 13 28.3 41.4 24.6 20.7 2 724 8 319 106.4 7.2
27 济麦 21 Jimai 21 25.2 54.9 33.1 17.7 3 915 9 829 141.6 11.9
28 潍麦 8号 Weimai 8 25.7 35.3 52.6 16.3 4 656 9 210 126.9 13.2
29 高原 437 Gaoyu an 437 32.1 117.6 33.5 15.3 3 973 10 247 106.7 12.8
30 高原 448 Gaoyu an 448 34.9 109.7 37.3 14.7 3 972 10 884 92.7 12.0
31 高原 602 Gaoyu an 602 40.0 70.5 36.5 14.0 4 177 9 199 104.9 13.8
均值 Average 26.8 42.0 37.0 17.6 3 395 8 696 121.8 10.0
变异系数/ %CV 25 53 19 16 15 11 10 17
　　表 2表明 ,小黑麦籽粒中矿质元素 、蛋白质含量
与在小麦籽粒中的含量存在一定差异 ,其中微量元
素锌 、铜含量较小麦中高 , 分别为 32.0 和 22.0
mg/kg ,变异系数分别为 22%和 17%,铁 、锰含量低
于小麦品种 ,分别为 32.9和 30.1 mg/kg ,但总体而
言微量元素含量不高 ,提高潜力较大;小黑麦籽粒中
全磷和全钾的含量均高于小麦品种 ,且含量较稳定 ,
全钾的变异系数仅为 1%;蛋白质含量也较稳定 ,变
异系数仅为 11%,这对于小黑麦籽粒优良特性的保
持起到了一定的作用 。不同小黑麦品种籽粒中植酸
含量存在差异 ,变异范围为 12.0 ～ 16.9 g/kg ,均值
为 13.7 g/kg ,高于小麦品种 ,对人体或单胃动物吸
收矿质元素具有一定的抑制作用 ,因此需要降低。
2.2　不同地区小麦和小黑麦籽粒中矿质元素 、蛋白
质及植酸含量的分析
由表 3可知 ,不同地区小麦和小黑麦籽粒中锌
含量总体较低 ,平均为 28.5 mg/kg ,这与Cakmak[ 2]
提出的小麦籽粒中锌含量 40 ～ 60 mg/kg 还有一定
差距 ,因此提高我国小麦籽粒中的锌含量十分必要。
不同地区小麦和小黑麦籽粒中铁含量的变幅为
32.9 ～ 99.3 mg/kg ,变异系数最大 ,达 52%,说明不
同地区之间小麦和小黑麦籽粒中铁含量相差很大 ,
因此在获取富含铁的“微量营养强化型”小麦和小黑
麦品种时 ,应充分考虑地区因素。全钾含量在不同
地区小麦和小黑麦品种之间的变异不大 ,变异系数
为 9%,最高含量出现在新疆 ,为10 468 mg/kg 。蛋
106 西北农林科技大学学报(自然科学版) 第 38 卷
白质含量与全钾含量一样 ,在不同地区间变异不大 ,
变幅为 101.4 ～ 134.2 g/kg ,变异系数仅为 8%,这
对于小麦 、小黑麦籽粒品质的稳定有一定作用 。
表 2　不同品种小黑麦籽粒中矿质元素 、蛋白质及植酸的含量
Table 2　Mineral elements , pro tein and phy tic acid concentr ation in triticale g r ain of different cultiv ars
编号
No.
小黑麦品种
Trit icale cult ivar
矿质元素含量/(mg· kg -1)M ean value of elements
锌Zn 铁 Fe 锰 Mn 铜C u 全磷 TP 全钾 T K
蛋白质/
(g· kg -1)
Protein
植 酸/
(g· kg -1)
PA
32 新小黑麦 1号 Xinxiaoheimai 1 36.9 36.9 29.7 25.0 4 297 10 632 128.1 13.9
33 新小黑麦 2号 Xinxiaoheim ai 2 22.5 31.3 33.5 25.6 4 220 10 482 118.2 12.0
34 新小黑麦 3号 Xinxiaoheim ai 3 35.8 23.5 34.8 21.6 4 618 10 544 94.2 13.9
35 新小黑麦 4号 Xinxiaoheim ai 4 27.8 35.3 31.4 24.6 5 139 10 470 109.4 16.9
36 新小黑麦 5号 Xinxiaoheim ai 5 28.2 35.3 28.8 16.0 3 935 10 347 107.5 12.3
37 中饲 237 Zhongsi 237 40.9 35.3 22.1 19.3 4 186 10 335 104.5 13.1
均值 Average 32.0 32.9 30.1 22.0 4 399 10 468 110.3 13.7
变异系数/ %CV 22 15 15 17 10 1 11 13
　　由表 3还可以看出 ,不同地区的小麦和小黑麦
籽粒中植酸含量差异显著 ,变幅为 9.2 ～ 13.7 g/kg ,
均值为 11.3 g/kg ,这与其他人的研究结果[ 14] 一致。
另外 ,在西北偏远地区 ,如新疆 ,小黑麦籽粒中植酸
含量最高 ,为 13.7 g/kg ,比各地区平均值高出 2.4
g/kg;青海小麦籽粒中植酸含量也高于各地区平均
值 ,这可能是导致西北偏远地区居民锌 、铁吸收不足
的原因之一 。由此可知 ,小麦和小黑麦籽粒中植酸
含量存在地区间差异 ,在选育低植酸小麦品种时应
考虑地区因素。
表 3　不同地区小麦和小黑麦籽粒中矿质元素 、蛋白质及植酸的含量
Table 3　Mean value fo r majo r mineral elements , pro tein and PA concent ration in w hea t and triticale g rain in different r egions
地区
Region
矿质元素含量/ (mg· k g-1)Mean value of elements
锌 Zn 铁 Fe 锰 M n 铜 Cu 全磷 TP 全钾 TK
蛋白质/
(g· kg -1)
P rotein
植酸/
(g· kg -1)
PA
陕西 Shaan xi 25.7 b 33.5 b 37.5 ab 18.3 bc 3 222 c 8 341 c 126.9 ab 9.6 c
北京 Beijing 29.0 ab 41.4 b 42.3 a 18.9 ab 3 578 bc 9 038 b c 109.3 cd 10.1 bc
青海 Qinghai 35.7 a 99.3 a 35.8 abc 14.7 c 4 040 ab 10 110 ab 101.4 d 12.9 a
河南 Henan 24.1 b 38.1 b 28.7 c 15.5 bc 3 148 c 8 810 b c 115.9 bc 9.2 c
山东 Shandong 25.4 b 45.1 b 42.9 a 17.0 bc 4 285 a 9 519 b 134.2 a 12.5 ab
新疆 Xinjiang 32.0 ab 32.9 b 30.1 bc 22.0 a 4 399 a 10 468 a 110.3 cd 13.7 a
均值 Average 28.5 48.4 35.6 17.6 3 761 9 383 116.4 11.3
变异系数/ %CV 15 52 16 15 　 15 　　 9 8 17
　　注:同一列数据后标不同字母表示在 5%水平上差异显著(同一元素不同地区间比较)。
Note:wi thin a column , data follow ed by the di fferent let ters are signifi can tly dif feren t(P<0.05)among di fferent regions for the same ele-
m ent.
2.3　不同品种(系)小麦和小黑麦籽粒中植酸与锌
的物质的量之比
目前 ,人体中微量元素锌的缺乏很普遍[ 2] ,且植
酸对人体吸收锌的限制作用最强 ,因此植酸与锌的
物质的量之比常被用来作为预测小麦等禾谷类作物
中锌的生物利用率以及预防人体发生锌缺乏危害的
指标之一 。有研究[ 15-17] 表明 ,植酸与锌的物质的量
之比低于 10时 ,植酸几乎不抑制锌的吸收利用;高
于 20时则抑制其吸收利用 。本研究不同品种(系)
小麦以及小黑麦籽粒中植酸与锌的物质的量之比见
图 1。由图 1可知 ,所有小麦及小黑麦籽粒中植酸
与锌的物质的量之比均在 20以上 ,且最高值是最低
值的 4.3倍 ,差异较大 。其中比值最低的品种是陕
715 ,最高的是小偃 166 ,均是来自陕西省的小麦品
种。所有小黑麦品种籽粒中 ,植酸与锌的物质的量
之比的均值为 44.4 ,高于所有小麦的均值 40.6 。由
此可以看出 ,我国主要小麦和小黑麦品种籽粒中锌
的生物有效性较低 ,因此降低植酸与锌的物质的量
之比非常必要 ,这对提高人体锌吸收及降低锌缺乏
引起的危害均具有重要作用 ,尤其是对新疆等偏远
地区更为重要。
2.4　小麦籽粒中植酸与矿质元素和蛋白质含量间
的相关性分析
如表 4所示 ,小麦籽粒中植酸与铁 、锰 、全磷和
全钾的相关系数分别为 0.448 , 0.421 , 0.836 和
0.483 ,呈显著或极显著正相关;但与铜含量呈极显
著负相关。由此可知 ,植酸能与多种矿质元素结合 ,
并对其生物有效性起促进或抑制作用。而植酸与锌
和蛋白质含量的相关性在 31种小麦籽粒中均未达
到显著水平 ,这与他人研究结果不同 ,可能与所选品
种有关 ,尚有待于进一步探索。小麦籽粒中锌含量
与铁含量的相关性达到了显著水平 ,这说明育种过
107第 1 期 曹玉贤 ,等:小麦和小黑麦籽粒的营养品质及其相关性分析
程中同时提高锌 、铁含量是有可能的。另外 ,铁与全
磷 、全钾 、蛋白质含量 ,以及锰与全磷含量均达到了
显著或极显著相关水平 ,同时全磷与全钾含量的相
关性也达到了极显著水平 。由此得知 ,小麦籽粒中
微量元素 、常量元素以及蛋白质含量间存在着一定
的相关性 ,这与张勇等[ 11]的研究结论一致 。
图 1　不同品种(系)小麦和小黑麦籽粒中植酸与锌的物质的量之比
图中小麦和小黑麦品种编号与表 1和表 2中编号对应
Fig.1　Phytic acid to Zn mo lar ratios of w hea t and triticale g rain in different cultiv ar s
The num ber of the cult ivars in Fig.1 is in accordan ce wi th Table 1 an d Tab le 2
表 4　小麦籽粒中植酸与矿质元素 、蛋白质含量间的相关系数
Table 4　Cor relation coefficiences among phy tic acid ,miner al elements and pro tein concentra tion in wheat g rain
项目
Item
植酸
PA
锌
Zn
铁
Fe
锰
Mn
铜
Cu
全磷
TP
全钾
TK
蛋白质
Protein
植酸 PA 1.000 0.319 0.448＊ 0.421＊ -0.499＊＊ 0.836＊＊ 0.483＊＊ -0.133
锌 Zn 1.000 0.443＊ 0.142 -0.127 0.302 0.070 -0.041
铁 Fe 1.000 -0.042 -0.267 0.455＊＊ 0.548＊＊ -0.437＊
锰 Mn 1.000 0.111 0.476＊＊ 0.078 0.195
铜 Cu 1.000 -0.280 -0.315 0.104
全磷 TP 1.000 0.567＊＊ -0.156
全钾 TK 1.000 -0.318
蛋白质
Protein
1.000
　　注:＊表示达到显著相关 , ＊＊表示达到极显著相关。
Note:＊ , ＊＊ mean s signifi cant at the 0.05 , 0.01 probabi lit y levels , respectively.
3　讨　论
小麦是我国的主要粮食作物之一 ,其籽粒中含
有的多种矿质元素 ,是人体营养物质的主要来源。
然而大量研究表明 ,目前栽种的小麦品种籽粒中锌 、
铁等微量元素含量很低 ,不能满足人体需求 ,导致世
界范围内人体锌 、铁缺乏现象非常普遍[ 2-3] 。本试验
收集的小麦和小黑麦品种籽粒中 ,锌含量为 11.7 ～
40.9 mg/kg ,平均含量为 27.9 mg/kg;铁含量为
21.8 ～ 117.6 mg/kg ,平均含量为40.4 mg/kg ,这与
Morgounov 等[ 18] 的研究结果一致。据联合国粮食
农业组织和世界卫生组织(FAO/WHO)[ 19] 报道 ,锌
的每日营养推荐量(RDA)为12 ～ 15 mg ,铁为 10 ～
15 mg ,而我国人均口粮(面粉)消费标准约为 250 ～
400 g/d[ 20] ,仅从粮食中摄取锌 、铁远远不能满足人
体需求 ,因此提高我国现有小麦和小黑麦品种籽粒
中锌 、铁含量非常必要 ,措施之一是通过生物强化
(育种或农艺措施)来实现 。在土耳其和荷兰的试验
结果证明 ,生物强化可以快速有效地提高籽粒中微
量元素的含量[ 2] 。本试验中供试小麦和小黑麦品种
籽粒中微量元素含量较低且变异大 ,因此通过生物
强化提高的潜力也较大。Cakmak 等[ 21] 的研究表
明 ,小麦种质资源以及野生小麦品种的籽粒中锌 、铁
含量均存在显著相关 ,因此同时提高籽粒中锌 、铁含
量是可能的 。本试验也表明 ,籽粒中锌与铁含量表
现出显著的正相关 ,这与文献[ 11 ,18 ,22]的研究结
果一致 ,表明锌铁含量可以同时被提高。
抗营养物质植酸可以抑制人体吸收锌 、铁等矿质
元素 ,因此植酸与矿质元素含量关系的研究成为热点
问题。植酸是影响锌吸收的最主要因子 ,离子状态的
锌与植酸络合后形成稳定的植酸锌 ,在肠道内几乎不
被人体吸收[ 23-24] 。植酸与锌的绝对量不同 ,但物质的
108 西北农林科技大学学报(自然科学版) 第 38 卷
量之比相同时 ,锌的生物利用率可能不受影响 ,因此 ,
n(植酸)/n(Zn2+)在一定程度上可以预测锌的生物利
用率。一般认为 ,引起锌吸收利用抑制的 n(植酸)/
n(Zn2+)的临界值为10 ～ 20 ,低于 10植酸几乎不抑制
锌的吸收 ,高于 20则严重抑制其吸收利用 。本试验
测定结果表明 ,目前我国栽种的小麦 、小黑麦品种籽
粒中 ,n(植酸)/n(Zn2+)的比值均高于 20 ,这可能是锌
的生物利用率低的原因之一 ,因此降低该比值 ,有助
于提高锌的生物利用率[ 15] 。
本试验还表明 ,小麦籽粒中植酸与铁 、锰 、全磷 、
全钾含量呈显著或极显著正相关 ,与铜含量呈极显
著负相关 , 这与 Raboy[ 25] 、Liang 等[ 26] 、Graham
等[ 27]的研究结果一致 ,表明植酸含量在某种程度上
可以增加或降低籽粒中部分矿质元素的含量 。同时
有研究表明 ,对于同一小麦品种 ,在不同的生态环境
条件下 ,增加籽粒中矿质元素含量的同时 ,植酸含量
会明显降低 ,据此认为 ,遗传因素和环境条件均对作
物籽粒中植酸含量具有重要影响[ 24 , 28-29] 。对于植酸
与矿质元素之间的作用及其生理机制 ,还有待于进
一步研究 。
小麦籽粒中常量元素氮和磷分别主要以蛋白质
和植酸的形式积累[ 30] ,而且蛋白质和植酸均为小麦
籽粒中锌的主要储存物质 ,因此锌与蛋白质 、植酸含
量的关系一直是近年来人们关注的热点 。大多数研
究表明 ,小麦籽粒中锌与植酸含量呈正相关[ 14 , 27 , 31] ,
本试验中锌与植酸含量虽然也呈正相关 ,但相关系
数不高 ,这可能与本试验收集的小麦品种较少有关。
S tarks等[ 32] 利用65Zn标记的研究表明 ,大部分锌在
开花期与蛋白质结合 ,并且大部分锌存在于麦谷蛋
白中;Peck 等[ 33]的研究表明 ,施用高水平锌能改变
籽粒中蛋白质的组成 ,但改变结果与其他因素(如温
度)密切相关。本研究未对蛋白质的组分进行分析 ,
研究结果仅表明锌与蛋白质含量呈负相关 ,因此对
于二者关系还需进一步研究。植酸在种子发育过程
中合成 ,并与蛋白质结合后沉积在种子中[ 34] 。多数
学者[ 2 , 4-5] 认为 ,植酸和蛋白质是储存锌的化合物 ,两
者存在一定的竞争关系。 Liu 等[ 35] 对 72种水稻进
行分析后得出 , “秀 11”和“海 6号” 2种水稻具有较
低的植酸和较高的蛋白质含量 ,结合本试验中植酸
与蛋白质含量呈负相关这一结果可以推测 ,得到低
植酸和高蛋白含量的小麦品种是有可能的。
本研究只是对购买的不同小麦品种籽粒中相关
营养成分直接进行了测定分析 ,而在同一地点种植
的不同小麦和小黑麦品种间籽粒中矿质元素含量的
差异 ,还有待于深入研究 ,以便为进一步提高小麦品
种的矿物质元素含量及其有效性提供理论依据。
4　结　论
供试小麦品种中微量元素含量较低且变异大 ,
因此通过生物强化措施提高的潜力较大;籽粒中锌 、
铁含量呈显著正相关 ,表明二者含量可以同时被提
高;目前栽种的小麦和小黑麦品种籽粒中植酸与锌
的物质的量之比高于 20 ,这可能是锌生物有效性较
低的原因之一 ,因此亟需降低该比值;另外 ,鉴于不
同地区间小麦和小黑麦籽粒中主要矿质元素及植酸
含量存在显著差异 ,因此选育品种时应考虑地区因
素。
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