全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2015, 41(11): 16921700 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由黑龙江省自然科学基金重点项目(ZD201307)和国家自然科学基金项目(41471241)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 张秋英, E-mail: zhangqiuying@iga.ac.cn, Tel: 0451-86601320
Received(收稿日期): 2015-04-25; Accepted(接受日期): 2015-07-20; Published online(网络出版日期): 2015-08-05.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20150805.0925.010.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2015.01692
菜用大豆食用品质关键组分及其积累动态研究
张秋英 1,* 李彦生 1 刘长锴 1,2 田博文 1,2 涂冰洁 1,2 毛健伟 3
1中国科学院东北地理与农业生态研究所 / 黑土区农业生态重点实验室, 黑龙江哈尔滨 150081; 2东北农业大学资源环境学院, 黑龙
江哈尔滨 150030; 3吉林省农业技术推广总站, 吉林长春 130033
摘 要: 选用 30个菜用大豆品种(系), 测定其食用品质与籽粒的化学组分, 分析二者的相关性; 再选其中 3个可溶性
糖含量不同的品种(系)测定食用品质组分, 并采用主成分分析方法探讨每个组分的作用, 研究其积累动态。结果表明,
蔗糖、果糖+葡萄糖、蜜三糖、水苏糖、蛋白质、游离氨基酸和脂肪对菜用大豆食用品质的总贡献率为 67.8%; 其中
蔗糖含量与菜用大豆食用品质呈极显著正相关 (0.864**), 蛋白质含量与菜用大豆食用品质评分呈显著负相关
(–0.439*)。鲜食期不同菜用大豆品种籽粒中蜜三糖和水苏糖的平均含量仅有成熟期的 7.4%和 12.4%, 对菜用大豆食
用品质影响有限。菜用大豆的鲜食期一般在开花后 42 d, 可维持一周左右。此期蔗糖含量最高, 蛋白质含量比成熟期
低 3%左右, 氨基酸含量明显高于成熟期, 而蜜三糖、水苏糖含量最低, 果糖+葡萄糖居中, 食用品质最佳; 鲜食期过
后, 籽粒中蔗糖和单糖含量降低, 脂肪与蛋白质积累增加, 蜜三糖和水苏糖含量显著增高, 导致食用品质下降。
关键词: 菜用大豆; 食用品质; 蔗糖; 鲜食期
Key Components of Eating Quality and Their Dynamic Accumulation in Vege-
table Soybean Varieties [Glycine max (L.) Merr.]
ZHANG Qiu-Ying1,, LI Yan-Sheng1, LIU Chang-Kai1,2, TIAN Bo-Wen1,2, TU Bing-Jie1,2, and MAO
Jian-Wei3
1 Key Laboratory of Mollisols Agroecology / Northeast Institute of Geography and Agroecology, Chinese Academy of Sciences, Harbin 150081,
China; 2 College of Natural Resources and Environment, Northeast Agricultural University, Harbin 150081, China; 3 Jilin Provincial Agro-tech Exten-
sion Center, Changchun 130033, China
Abstract: The eating quality and seed chemical compositions of 30 vegetable soybean cultivars (lines), as well as their correla-
tions were analyzed. At the same time, main quality compositions and their roles for eating quality were investigated by path
analysis, while the dynamic accumulation of each component was also studied with three cultivars differing in soluble sugar
content. Results showed that the cumulative contribution of sucrose, fructose + glucose, raffinose, stachyose, protein, free amino
acid and oil for eating quality was 67.8%. A significant positive correlation was found between eating quality score and sucrose
content (0.864**), while a significant negative correlation between eating quality score and protein content (–0.439*). The average
content of raffinose and stachyose at fresh harvest stage was only 7.4% and 12.4% of that at mature stage respectively, which had
much less negative impact on eating quality of vegetable soybean than field grain soybean. The optimum harvest time for fresh
pods was at 42 days after flowering and could last for one week with highest sucrose content and lowest raffinose and stachyose
contents. Besides, the average content of amino acids was higher and fructose + glucose contents were medium, and protein
content was 3% less than that at mature stage. Postponing the harvest time deteriorated eating quality due to decreased content in
sucrose and monosaccharide, increased content in fat and protein contents, as well as a dramatic increase in raffinose and
stachyose contents. Keyw rds: Vegetable soybean; Eating quality; Sucrose; Fresh harvest stage
菜用大豆[Glycine max (L.) Merr.]是一种特用大
豆, 指在R6 (鼓粒盛期)至R7 (初熟期)生育期间采青
作为食用的大豆。其主要特点是粒大、鲜籽粒柔糯
香甜 [1-2]。菜用大豆含有人体必需的多种营养成分,
第 11期 张秋英等: 菜用大豆食用品质关键组分及其积累动态研究 1693


包括多种游离氨基酸、不饱和脂肪酸、矿质营养、
可溶性糖和维生素等, 特别是富含异黄酮, 对调节
人们健康状况具有重要作用。菜用大豆是公认的保
健食品, 深受国内外广大消费者喜爱[3]。
亚洲是世界最大的菜用大豆生产地和消费地 ,
其中日本每年进口速冻菜用大豆占世界的80%以上,
并且每年还在以7%左右的速度增长。我国菜用大豆
种植面积每年平均为15万公顷, 是最大的菜用大豆
出口国, 占世界的52%, 且国内的需求量也很大。菜
用大豆种植的经济效益一般比普通大豆高2~3倍 ,
若加工出口 , 经济效益更大 , 因此 , 发展菜用大豆
将是我国大豆产业突破性发展的重要途径之一。
菜用大豆食用品质好坏是影响市场占有率的主
要因素, 甜度、香味, 口感、质地等是菜用大豆食用
品质的重要方面[4]。影响甜度、口感和风味的化学
物质有蔗糖、游离氨基酸、有机酸、无机盐、黄酮
类化合物等, 其中, 甜度主要取决于蔗糖含量[5], 口
感和风味取决于游离氨基酸含量 [6], 脂肪氧化酶含
量及硬度决定豆腥味和口感柔软度[7]。现行食用品
质的评价方法主要为感官评价和客观评价。人的感
官是十分有效的综合性检测器, 可以对食品做出比
较全面综合的评价, 但同时必须认识到感官评价的
不足, 感官评价容易受到主观因素的影响, 尽管可
以通过数据分析处理来改善, 但其评定结果受评定
人的组成、文化、社会经历、生活习惯、嗜好等影
响, 而且在商品社会也不可能每次都用感官评价来
鉴定产品的品质。所以在确定影响食物食用品质的
主要化学组分之后, 可以通过客观评价的方法及对
理化指标测定或者仪器测量等客观数据来分辨食物
的食用品质。大量研究表明, 食品的食用品质主要由
少数几种组分决定, 证明了客观评价方法的可靠性。
甜度和鲜度是决定菜用大豆食用品质的最重要
的因素。Masuda[8]指出影响菜用大豆食用品质的最
主要的成分是籽粒中蔗糖、谷氨酸、丙氨酸、葡萄
糖的含量, 它们与食用总评分之间的相关系数分别
为0.88、0.82、0.62和0.59。王丹英和汪自强[9]对菜
用大豆甜味和鲜味的感官评分和蔗糖、葡萄糖含量、
游离氨基酸含量的相关分析发现, 蔗糖含量与甜味
得分呈极显著正相关, 相关系数为0.97。然而有关影
响菜用大豆籽粒形成过程中食用品质组成成分的积
累动态研究甚少, 本研究通过分析菜用大豆食用品
质的关键成分, 探讨菜用大豆籽粒形成过程中食用
品质组成成分的积累动态, 为菜用大豆生产确定适
宜的采摘期提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验设计与材料
2010年5月4日于中国科学院东北地理与农业生
态研究所哈尔滨试验场播种。田间试验以随机区组
设计, 3次重复, 5行区, 垄距65 cm, 采取双行播种方
式, 株距10 cm, 小区面积16.25 m2, 保苗数为每公
顷28万株, 播种深度为3 cm, 使用扎眼器人工点播。
出苗后人工除草, 管理同大田。播种前施种肥, 即尿
素(46% N) 50 kg hm–2, 磷酸氢二铵(18% N, 20% P)
50 kg hm–2, 复合肥(18% N, 8% P, 13% K) 150 kg
hm–2。在不同菜用大豆品种的鲜食期(鲜籽粒最大,
荚皮未出现黄色)分别取样30个菜用大豆品种(系)的
鲜籽粒, 测定主要化学组分含量, 食用品质以人为
打分 ; 再选用3个可溶性糖含量不同的菜用大豆品
种(系)台292、中科毛豆1号和品系121, 从开花后28 d
开始, 每7 d取样一次, 共取6次, 后5期分别相当于
R5.5 (鲜籽粒扁且未充满整个豆荚), R6 (鲜籽粒充
满整个豆荚), R6.2 (鲜籽粒充满整个豆荚且饱满),
R6.5 (鲜籽粒胚轴部位稍有变黄), R7 (整个籽粒颜
色变黄 )[10], 取样时间为9:00—10:00, 每小区10株 ,
取植株中上部豆荚, 分别测定糖、蛋白质、脂肪和
游离氨基酸含量。
1.2 测定项目与方法
将称重后的鲜籽粒放入纸质样品袋于鼓风干燥
箱(永光明101型)中105℃杀青30 min, 80℃, 72 h烘
至恒重后测定干物质重。将干籽粒样品用高速粉碎
机(IKA-WERKE, Finland)粉碎, 过147 μm筛。
1.2.1 蛋白质含量 采用杜马斯燃烧定氮法及元
素分析仪 Elementar-Vario (ElementarAnalysensys-
teme GmbH E-III, Germany)测定总氮含量乘以转化
系数6.25即为蛋白质含量。
1.2.2 脂肪含量 采用索氏提取法测定。计算公
式为 X=(M1–M2)/M。式中 X为脂肪含量(%); M1为提
取前样品重与纸包重之和; M2 为提取后样品重与纸
包干重之和; M为样品重。
1.2.3 糖含量 称取 0.4 g 过筛干样放入 10 mL
离心管, 加 80%乙醇 4 mL 后置 80℃水浴锅中, 每
10 min用涡漩仪混匀一次, 40 min后 4500×g离心 3
min, 将上清液转移到 15 mL 离心管中, 重复 3 次,
合并上清液后用真空旋转蒸干仪(Eppendoft)浓缩至
1 mL, 过 0.2 μm滤膜后用 HPLC法测定蔗糖含量。
1694 作 物 学 报 第 41卷


检测器为Waters2414示差折光检测器(RID), 色谱柱
为 BENSON polymeric 1000-0 BP-100 Ca2+ Carbo-
hydrate Column (250 mm×4 mm i.d.), 流量为 0.5 mL
min–1, 蔗糖 (sucrose)、果糖 (fructose)、葡萄糖
(glucose)、棉子糖(raffinose)和水苏糖(stachyose)标准
品为 Sigma 公司色谱纯级, 试验用水为超纯水。由
于葡萄糖和果糖为同分异构体且在菜用大豆鲜籽粒
中含量很少, 本试验中未将 2种糖区别测定。
1.2.4 游离氨基酸含量 采用茚三酮试剂显色法
测定。
1.2.5 食用品质评分 主要参考张玉荣等[11]试验
方法, 在每个品种最佳采收期收获, 评价标准为优
(4~5分)、良(3~4分)、中(2~3分)和差(1~2分) 4个等级;
对照为普通大豆, 选择10名年龄为25~40岁, 男女比
例为1:1的成员组成评委组, 从香、甜、鲜和软4个方
面综合评分, 去除最高分和最低分后取平均值。
1.3 数据分析
用 Microsoft Excel 2010和 SPSS 13.0软件统计
分析数据, 采用主成分分析和相关分析的统计方法
分析关键化学组分对菜用大豆鲜籽粒食用品质的影
响。使用 SigmaPlot 12.5绘图。
2 结果与分析
2.1 菜用大豆食用品质的关键组分
2.1.1 菜用大豆鲜食期籽粒中化学成分含量与食用
品质评分 分析表明, 菜用大豆采收期籽粒中蛋
白质含量较高(表1), 平均达426 mg g–1, 蛋白质含量
最高的品种为478 mg g–1, 比平均值高12.2%, 比含
量最低的品种高26.1%。籽粒中脂肪含量差异较大,
最高的品种为217 mg g–1, 比平均值高16.7%, 比含
量最低的品种高50.7%。可溶性糖平均含量为59.7
mg g–1, 含量最高的品种为133 mg g–1, 是含量最低
品种的4.5倍。可溶性糖组分中, 蔗糖含量所占比例
最高, 平均含量为43.1 mg g–1, 占可溶性糖含量的
72.2%; 蔗糖含量最高的品种含蔗糖102.0 mg g–1,
是含量最低的品种的4.8倍。菜用大豆采摘期籽粒中
单糖(果糖+葡萄糖)含量水平较低 , 平均含量为1.7
mg g–1, 比含量最高的品种少1.0 mg g–1, 比含量最
低的品种多1.1 mg g–1。蜜三糖的平均含量为2.1 mg
g–1, 其中含量最高的品种达4.6 mg g–1, 是含量最低
的品种的5.8倍。菜用大豆采摘期籽粒中水苏糖含量
水平也很低 , 30个菜用大豆品种的平均含量为1.1
mg g–1, 且绝大多数品种低于平均值, 只有5个品种
高于平均值; 水苏糖含量最低时为0.1 mg g–1, 仅为
最高值的1/5。菜用大豆籽粒中游离氨基酸平均含量
为15.1 mg g–1, 含量最高的品种可达19.5 mg g–1, 比
含量最低的品种多出8.0 mg g–1。不同的菜用大豆品
种食用品质差异较大, 平均得分3.4分, 得分最高的
品种为4.8分; 得分最低的品种仅为2.2分。
2.1.2 影响菜用大豆食用品质关键因素的相关性分
析 菜用大豆籽粒食用品质主要化学组分由蔗
糖、果糖+葡萄糖、蜜三糖、水苏糖、游离氨基酸、
蛋白质及脂肪组成。按照主成分分析方法中特征根
大于或等于 1的原则共提取出了 3个主成分(表 2)。
第 I主成分的贡献率为 25.7%, 第 II主成分的贡献率
为 25.2%, 第 III主成分的贡献率为 16.9%, 这 3个主
成分对菜用大豆食用品质的总贡献率为 67.8%, 可
以代表菜用大豆食用品质的优劣。第 I 主成分的特
征向量中蔗糖、游离氨基酸和蛋白质具有较大载荷,
分别为 0.717、–0.704和–0.576, 第 II主成分的特征
向量中蜜三糖和水苏糖具有较大的载荷 , 分别为
0.759和 0.765, 这两种糖均为多糖。而第 III主成分
的特征向量果糖+葡萄糖的载荷较大, 为 0.711。
菜用大豆籽粒中不同的化学组分与不同菜用大
豆品种的食用品质评分的相关性不同(表 3)。籽粒中
的蔗糖含量、蜜三糖含量和脂肪含量与菜用大豆食
用品质评分呈正相关, 相关系数分别为 0.864、0.202
和 0.088, 其中只有蔗糖与食用品质评分的相关达显
著水平(P<0.05)。单糖、水苏糖、游离氨基酸和蛋白
质含量与菜用大豆食用品质评分呈负相关, 相关系
数分别为–0.05、–0.35、–0.96和–0.439, 而只有蛋白
质含量与食用品质评分的相关达显著水平(P<0.05)。
菜用大豆籽粒蛋白质含量和蔗糖含量之间呈显著负
相关, 相关系数为–0.424 (P<0.05); 蜜三糖和水苏糖
之间呈显著正相关, 相关系数为 0.559 (P<0.05)
2.2 不同基因型菜用大豆籽粒糖分积累
2.2.1 蔗糖积累动态 菜用大豆籽粒中蔗糖积累
趋势相似, 但在同一时期不同基因型中存在差异(图
1)。开花后 28 d, 菜用大豆籽粒中蔗糖含量较低, 台
292、中科毛豆 1号和品系 121籽粒中蔗糖含量分别
为 19.9、22.4和 25.9 mg g–1。此后籽粒中蔗糖含量
不断增加, 在开花后 42 d达到最大值; 同开花后 28
d比, 台 292、中科毛豆 1号和品系 121籽粒中蔗糖
含量分别增加了 94.9%、98.5%和 100.0%; 同开花后
35 d比, 分别增加了 30.7%、33.6%和 37.5%。而此
时蔗糖含量最高的依然是品系 121, 达 51.8 mg g–1,
第 11期 张秋英等: 菜用大豆食用品质关键组分及其积累动态研究 1695


表 1 不同菜用大豆品种籽粒中化学成分及食用品质评分
Table 1 Seed chemical compositions and taste evaluation score in different vegetable soybean varieties (mg g–1)
品种编号
Variety
code
蛋白质
Protein
脂肪
Oil
可溶性糖
Soluble
sugar
蔗糖
Sucrose
葡萄糖+果糖
Fructose +
glucose
蜜三糖
Raffinose
水苏糖
Stachynose
游离氨基酸
Free amino
acids
食用品质评分
Taste evaluation
score
37 478±6.8 183±5.7 53.9±0.6 34.3±0.7 2.1±0.04 2.8±0.02 3.6±0.09 16.3±0.2 2.6±0.07
107 465±4.0 209±3.1 41.9±0.3 35.3±0.5 1.6±0.03 2.3±0.03 1.6±0.04 15.7±0.6 3.2±0.05
72 458±6.1 195±4.6 48.7±0.7 32.1±0.6 1.5±0.04 1.1±0.02 0.7±0.06 12.8±0.5 2.4±0.10
17 444±9.3 183±2.6 52.7±0.6 37.7±0.7 2.0±0.08 1.0±0.03 0.1±0.02 17.2±0.2 3.4±0.10
100 444±5.0 151±2.6 48.2±0.6 30.9±0.3 2.3±0.05 1.1±0.02 0.1±0.01 15.6±0.8 3.0±0.05
57 441±7.1 168±4.6 39.7±0.9 31.7±0.5 1.1±0.04 1.5±0.05 0.8±0.03 18.7±0.5 3.0±0.04
39 433±11.7 210±3.6 59.6±0.8 45.1±0.9 1.5±0.06 3.3±0.09 3.2±0.03 13.9±0.8 3.8±0.05
66 433±6.1 173±4.0 78.6±0.4 61.0±3.7 1.0±0.03 3.8±0.08 3.1±0.02 11.6±0.5 4.2±0.09
138 432±9.3 186±7.6 92.4±0.5 75.0±3.9 2.1±0.05 1.7±0.04 0.1±0.02 18.8±1.2 4.4±0.11
1 435±5.0 162±2.1 89.6±1.4 48.9±1.1 1.6±0.05 1.5±0.01 0.1±0.01 19.3±0.7 4.2±0.05
104 428±12.8 184±3.1 67.2±1.4 43.2±0.6 1.7±0.02 2.1±0.03 0.9±0.02 19.5±0.4 3.4±0.09
105 428±3.6 165±3.8 34.5±1.4 28.0±1.2 2.5±0.12 3.1±0.02 4.5±0.05 16.8±0.6 2.4±0.05
156 429±8.4 153±3.0 43.1±0.8 34.3±0.5 2.1±0.06 3.9±0.06 0.3±0.02 14.3±0.4 2.8±0.11
50 427±4.4 199±1.2 29.5±0.6 29.3±1.1 0.8±0.08 1.7±0.05 0.8±0.01 12.6±0.7 2.2±0.05
103 427±9.4 173±6.5 74.3±1.6 44.3±1.7 1.8±0.08 2.0±0.04 1.1±0.03 11.8±0.5 3.8±0.09
11 425±6.6 216±2.6 43.2±0.5 32.4±1.7 0.6±0.06 1.7±0.06 1.3±0.03 13.0±0.7 3.0±0.05
108 421±2.1 201±1.5 54.5±1.5 40.4±1.6 2.2±0.16 2.1±0.04 1.1±0.02 17.6±0.9 3.8±0.07
61 419±3.0 196±3.0 49.3±1.0 36.0±1.0 1.7±0.03 1.5±0.07 0.7±0.03 15.4±0.4 3.4±0.05
7 422±4.6 207±5.3 49.7±0.4 37.7±0.5 2.2±0.05 1.8±0.03 0.7±0.03 18.5±0.7 3.4±0.07
25 419±7.2 205±2.3 36.4±0.4 27.2±1.4 1.6±0.05 1.4±0.03 0.1±0.01 12.2±0.7 2.8±0.08
157 420±5.0 179±3.1 60.6±1.0 29.7±0.6 1.8±0.02 0.9±0.04 0.1±0.02 14.6±0.2 2.8±0.11
4 415±2.6 144±4.5 38.8±0.7 29.0±1.3 1.4±0.09 1.7±0.05 0.9±0.06 16.5±0.4 2.8±0.05
106 414±2.0 217±2.1 36.3±1.0 27.2±1.5 1.8±0.06 1.0±0.03 0.2±0.01 17.6±0.6 2.8±0.07
109 412±2.6 182±2.5 53.4±0.7 42.1±0.6 2.7±0.07 4.1±0.07 0.1±0.01 13.4±0.4 3.4±0.08
77 414±2.6 175±2.6 45.7±0.9 21.1±1.0 1.7±0.11 1.6±0.03 1.0±0.03 14.2±0.4 2.4±0.05
52 408±4.0 170±3.1 123±4.0 102±2.8 1.2±0.10 4.6±0.03 2.3±0.09 13.0±0.2 4.8±0.05
43 406±3.6 169±1.5 72.1±4.3 51.4±0.3 1.3±0.03 2.0±0.03 1.4±0.02 13.5±0.3 4.2±0.08
60 404±2.3 183±6.4 53.7±1.0 41.3±0.2 2.4±0.09 2.3±0.03 1.6±0.03 11.5±0.5 4.0±0.05
101 398±1.5 211±2.3 87.3±1.6 70.6±1.6 1.7±0.06 0.8±0.02 0.2±0.02 12.9±0.4 4.4±0.05
123 379±3.1 217±2.1 133±12.1 93.7±1.7 1.6±0.04 1.4±0.01 0.2±0.02 12.8±1.6 4.6±0.05
Mean 426 186 59.7 43.1 1.7 2.1 1.1 15.1 3.4
SD 19.8 20.7 27.1 19.4 0.5 1.0 1.2 2.5 0.7
LSD 0.05 5.6 3.4 2.4 1.4 0.2 0.1 0.1 0.6 0.2

表 2 菜用大豆主要食用品质关键因子的主成分分析
Table 2 Principal component analysis of key factors for taste evaluation in vegetable soybean varieties
特征向量 Eigenvector 组分
Component 第 I主成分 PC1 第 II主成分 PC2 第 III主成分 PC3
蔗糖 Sucrose 0.717 –0.094 0.335
果糖+葡萄糖 Fructose + glucose –0.316 0.243 0.711
蜜三糖 Raffinose 0.493 0.759 0.161
水苏糖 Stachynose 0.276 0.765 –0.345
游离氨基酸 Free amino acids –0.704 0.063 0.250
蛋白质 Protein –0.576 0.506 –0.446
脂肪 Oil 0.201 –0.526 –0.401
贡献率 Contribution ratio (%) 25.7 25.2 16.9
1696 作 物 学 报 第 41卷


表 3 菜用大豆籽粒主要食用品质组分相关系数
Table 3 Correlation coefficient among main compounds for eating quality in vegetable soybean
组分
Component
果糖+葡萄糖
Fructose +
glucose
蜜三糖
Raffinose
水苏糖
Stachynose
游离氨基酸
Free amino
acids
蛋白质
Protein
脂肪
Oil
食用品质评分
Taste evaluation
score
蔗糖 Sucrose –0.105 0.282 0.029 –0.182 –0.424* 0.108 0.864**
果糖+葡萄糖 Fructose + glucose 0.132 –0.055 0.258 0.020 –0.175 –0.005
蜜三糖 Raffinose 0.559** –0.225 0.040 –0.270 0.202
水苏糖 Stachynose –0.122 0.282 –0.081 –0.035
游离氨基酸 Free amino acids 0.312 –0.142 –0.096
蛋白质 Protein –0.147 –0.439*
脂肪 Oil 0.088
*和**分别代表显著水平 0.05和 0.01。* and ** represent significantly different at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively.


图 1 菜用大豆籽粒形成期蔗糖积累动态
Fig. 1 Dynamic of seed sucrose accumulation during seed
filling in vegetable soybean varieties

比台 292和中科毛豆 1号分别高 33.9%和 16.6%。随
着籽粒的成熟, 菜用大豆籽粒中蔗糖含量又逐渐降
低, 在开花后 63 d 处在相对较低水平; 同含量最高
时期相比, 台 292、中科毛豆 1号和品系 121分别下
降了 37.2%、38.8%和 39.9%; 而此时蔗糖含量最高
的还是品系 121, 为 31.2 mg g–1, 分别比台 292和中
科毛豆 1号高 28.3%和 14.7%。
2.2.2 果糖+葡萄糖积累动态 菜用大豆籽粒形
成过程中籽粒单糖(果糖+葡萄糖)的含量呈不断下降
的趋势(图 2)。开花后 28 d, 菜用大豆籽粒中单糖的
含量是整个籽粒形成时期的高峰期, 其中含量最高
的是台 292, 为 6.21 mg g–1, 比中科毛豆 1号和品系
121分别高 21.3%和 43.8%。开花后 42 d时(鲜食期),
菜用大豆籽粒中单糖含量处在下降期, 含量最高的
还是台 292, 为 3.68 mg g–1, 比品系121显著高 33.8%
(P<0.05), 但与中科毛豆 1号没有显著差异。开花后
63 d, 菜用大豆籽粒中单糖含量是整个籽粒形成过
程中最低时期, 台 292、中科毛豆 1号和品系 121籽
粒中蔗糖分别是开花后 28 d 的 25.8%、20.7%和
22.7%; 分别是开花后 42 d 的 43.5%、31.8%和
35.6%。此期台 292籽粒中单糖含量依然最高, 为 1.6
mg g–1, 比中科毛豆 1号和品系 121分别高 50.9%和
63.3%。

图 2 菜用大豆籽粒形成期果糖+葡萄糖积累动态
Fig. 2 Dynamic of fructose + glucose accumulation during
seed filling in vegetable soybean varieties

2.2.3 蜜三糖积累动态 菜用大豆籽粒形成过程
中蜜三糖的含量呈逐渐增加的趋势(图 3)。开花后 28
d, 台 292、中科毛豆 1 号和品系 121 籽粒中的蜜三
糖含量分别为 0.54、0.53和 0.89 mg g–1, 三者之间
并无明显差异。在开花后 42 d (鲜食期), 菜用大豆籽
粒中蜜三糖的含量仍较低, 同开花后 28 d 相比, 台
292、中科毛豆 1号和品系 121分别增加了 0.72、0.82
和 0.69 mg g–1, 且不同基因型菜用大豆之间无明显
差异。而在籽粒形成的后期, 蜜三糖含量迅速增加
且不同品种间差异显著。开花后 56 d, 籽粒中蜜三
糖含量最高的是品系 121, 为 8.6 mg g–1, 分别比台
292 和中科毛豆 1 号显著高出 106.1%和 59.8% (P<
第 11期 张秋英等: 菜用大豆食用品质关键组分及其积累动态研究 1697


0.05)。开花后 63 d时, 菜用大豆籽粒中蜜三糖含量
达到最高峰, 同开花后 42 d时相比, 台 292、中科毛
豆 1号和品系 121分别增加了 13.8、12.7和 13.7倍;
其中含量最高的是品系 121, 为 21.6 mg g–1, 分别比
台 292和中科毛豆 1号高 24.6%和 26.2%。

图 3 菜用大豆籽粒形成期蜜三糖积累动态
Fig. 3 Dynamic of raffinose accumulation during seed filling
in vegetable soybean varieties

2.2.4 水苏糖积累动态 与蜜三糖的积累趋势类
似, 菜用大豆籽粒形成过程中水苏糖的含量也呈逐
渐增加的趋势(图4)。在籽粒形成初期开花后28 d, 水
苏糖的含量很低, 台292、中科毛豆1号和品系121分
别为0.78、0.43和0.80 mg g–1, 其间无显著差异。在
开花后42 d (鲜食期), 菜用大豆籽粒中水苏糖含量
有所增加, 但依然维持在较低水平, 同开花后28 d
相比 , 台292、中科毛豆1号和品系121分别增加到
3.2、2.5和3.3 mg g–1。在开花后63 d, 菜用大豆籽粒
中的水苏糖含量剧增到最高峰, 同开花后56 d相比,
台292、中科毛豆1号和品系121分别增加了3.4、3.5
和3.8倍; 同开花后42 d相比则分别增加了10.0、7.4
和7.3倍; 而此时含量最高的是台292, 为31.6 mg g–1,
比中科毛豆1号和品系121分别显著高73.1%和32.3%
(P<0.05)。
2.3 菜用大豆籽粒蛋白质、脂肪和游离氨基酸的
积累
2.3.1 蛋白质的积累 同一时期不同基因型菜用
大豆籽粒蛋白质含量不同(图 5)。开花后 28 d籽粒中
蛋白质含量最多是中科毛豆 1 号, 其次是品系 121,
台 292最低, 分别为 398、386和 380 mg g–1。开花
后 42 d, 籽粒中蛋白质含量有所增加, 同开花后 28
d时相比, 台 292、中科毛豆 1号和品系 121分别增
加了 10.9%、3.0%和 4.2%; 此时期含量最高的是台
292, 为 421 mg g–1, 分别比中科毛豆 1号和品系 121
高 2.7%和 4.9%。此后籽粒中蛋白含量一直呈增加趋
势, 直到开花后 56 d达到高峰期。在开花后 56 d, 台
292、中科毛豆 1号和品系 121籽粒中蛋白含量分别
为 440、429和 427 mg g–1, 同开花后 42 d相比分别
增加了 4.5%、4.6%和 6.3%; 同开花后 28 d 相比则
分别增加了 15.9%、7.8%和 10.8%。在开花后 63 d, 籽
粒中蛋白含量有所下降, 其中含量最多的是台 292,
为 432 mg g–1, 分别比中科毛豆 1 号和品系 121 高
1.6%和 4.4%; 但同开花后 42 d相比, 台 292、中科
毛豆 1号和品系 121分别增加了 2.6%、3.6%和 3.0%。

图 4 菜用大豆籽粒形成期水苏糖积累动态
Fig. 4 Dynamic of stachyose accumulation during seed filling
in vegetable soybeans varieties

图 5 菜用大豆籽粒形成期蛋白质积累动态
Fig. 5 Dynamic of protein accumulation during seed filling in
vegetable soybean varieties

2.3.2 脂肪的积累 不同基因型菜用大豆籽粒中
脂肪含量具有差异, 且在籽粒形成过程中基本保持
一致(图 6)。在开花后 28 d, 品系 121籽粒中的脂肪
含量最高, 为 153 mg g–1, 分别比台 292和中科毛豆
1号高 8.5%和 7.1%。随后籽粒中的脂肪含量呈不断
增加的趋势, 开花后 42 d (鲜食期)含量最高的依然
是品系 121, 为 178 mg g–1, 分别比台 292和中科毛
1698 作 物 学 报 第 41卷


豆 1号高 10.9%和 7.8%。而开花后 63 d是脂肪积累
的最高峰期, 含量最高的是品系 121, 为 212 mg g–1,
分别比台 292和中科毛豆 1号高 7.8%和 5.5%; 同开
花后 42 d 相比, 台 292、中科毛豆 1 号和品系 121
分别高 22.4%、21.6%和 19.0%。同时还发现, 开花
后 56 d和 63 d菜用大豆籽粒中脂肪含量处于相对
平稳的状态 , 同一品种在这 2个时期并无显著差异
(P<0.05)。

图 6 菜用大豆籽粒形成期脂肪积累动态
Fig. 6 Dynamic of oil accumulation during seed filling in
vegetable soybeans varieties

2.3.3 游离氨基酸的积累 不同时期菜用大豆籽
粒中游离氨基酸含量不同, 整体表现为籽粒形成前
期较高, 中后期相对较低(图7)。开花后28 d, 菜用大
豆籽粒中游离氨基酸含量最高的是中科毛豆1号 ,
为10.8 mg g–1, 分别比台292和品系121高13.5%和
31.2%。在开花后35 d, 游离氨基酸含量达到整个籽
粒形成期的最高峰, 同开花后28 d比, 台292、中科
毛豆1号和品系121分别增加94.3%、65.1%和111.8%;
其中含量最高的是台292, 为18.5 mg g–1, 但同中科
毛豆1号和品系121相比无显著差异。开花后42 d (鲜
食期), 籽粒中游离氨基酸含量有所下降, 同开花后
28 d 比, 台292、中科毛豆1号和品系121分别减少
34.1%、34.2%和32.5%; 此时期含量最高的是中科毛
豆1号, 为7.1 mg g–1, 同台292和品系121比分别高
13.5%和28.0%。开花后49 d籽粒中游离氨基酸含量
依然呈下降趋势, 同开花后42 d比, 台292、中科毛
豆1号和品系121分别减少39.4%、34.6%和41.1%。开
花后56 d, 籽粒中游离氨基酸含量略有增加, 同开
花后42 d比, 台292、中科毛豆1号和品系121分别增
加88.4%、36.1%和79.2%; 开花后63 d籽粒中游离氨
基酸含量较低, 同开花后42 d比, 台292、中科毛豆1
号和品系121分别减少35.9%、41.6%和30.3%; 此时
期不同基因型菜用大豆籽粒中游离氨基酸含量无明
显差异。

图 7 菜用大豆籽粒形成期游离氨基酸积累动态
Fig. 7 Dynamic of free amino acid accumulation during seed
filling in vegetable soybeans varieties

3 讨论
本研究发现, 菜用大豆籽粒主要食用品质组分
品种间差异很大, 鲜食期籽粒中蛋白质含量变化在
379~478 mg g–1, 游离氨基酸含量的变化在11.5~
19.5 mg g–1, 而脂肪含量的变化在144~217 mg g–1。
与Brar和Cater[12]及Tsou和Hong[13]的研究结果接近 ,
他们研究表明, 菜用大豆鲜食期籽粒中蛋白质含量
的变化范围在333~457 mg g–1, 脂肪含量的变化范围
在130~ 227 mg g–1。即鲜食期的菜用大豆籽粒中蛋白
质和游离氨氨基酸含量较高, 而脂肪的含量相对较
低, 进一步证实菜用大豆是一种高蛋白低脂肪的保
健食品。
一般认为, 鲜食期菜用大豆籽粒中可溶性糖的
变化范围是6.0%~12.5%[12,14]。张圣平等[15]研究表明,
菜用大豆不同品种间果荚可溶性糖含量差异较大 ,
黑毛豆含糖量最高, 为5.37%, 高出可溶性糖含量最
低的茶豆20.9%。本研究发现, 30个菜用大豆品种食
用品质组分差异最大的是可溶性糖, 含量最高的品
种为133.0 mg g–1, 是含量最低的品种的4.5倍, 且蔗
糖含量所占比例最高, 平均含量为43.1 mg g–1, 占
可溶性糖含量的72.2%; 蔗糖含量最高的品种是含
量最低的品种的4.8倍。蔗糖的甜度高, 是水果、鲜食
玉米和菜用大豆籽粒中含量较高的可溶性糖[16-18]。品
种间蔗糖含量的显著差异为食用品质好的品种选育
奠定了良好的遗传基础。本研究对食用品质与关键
第 11期 张秋英等: 菜用大豆食用品质关键组分及其积累动态研究 1699


组分相关分析发现, 鲜食期菜用大豆籽粒中蔗糖含
量与食用品质评分呈极显著正相关(0.864**), 即蔗糖
是影响菜用大豆食用品质的主要因子之一。
Shanmugasundaram等[19]发现, 东京地区销量靠前的
菜用大豆品种都是蔗糖含量高的品种。
同时, 试验中还发现蛋白质含量与食用品质评
分呈显著负相关关系(–0.439*)。根据蛋白质对大米
食用品质影响的研究结果可以推断, 蛋白质含量高
的菜用大豆籽粒蒸煮后质地较硬, 适口性较差, 最
终食用品质评分低[11,20]。菜用大豆籽粒中蛋白质含
量对其食用品质影响的研究少见报道, 在稻米中相
关研究则较为透彻。一般认为蛋白质含量高的稻米
籽粒的硬度增加、黏度下降[21-23], 蛋白质对稻米食
用品质的影响在菜用大豆上具同样效果。本研究发
现, 菜用大豆籽粒中蛋白质含量随籽粒的成熟不断
增加, 在鲜食期虽然较高, 但平均比成熟期少 3%左
右。因此, 有关蛋白质含量对菜用大豆食用品质的
影响还需要深入研究。本研究发现, 鲜食期菜用大
豆籽粒中蛋白质含量与可溶性糖含量、蔗糖含量呈
显著负相关, 相关系数分别为 0.52 和 0.43, 这表明
在实际生产中人们可以通过适当降低菜用大豆营养
价值, 即降低籽粒中蛋白质含量来适当提高其食用
品质, 从而提高菜用大豆的市场欢迎度。
本研究发现, 开花后 42 d是菜用大豆籽粒中蔗
糖积累的高峰期, 比开花后 63 d 平均高 63.1%。以
往的研究也发现鲜食期大豆籽粒中蔗糖的含量高于
成熟籽粒中蔗糖[24]。在菜用大豆籽粒形成期, 籽粒
中果糖+葡萄糖呈不断下降的趋势 , 鲜食期籽粒中
果糖+葡萄糖的总量平均是蔗糖的 7%左右, 所以单
糖对菜用大豆食用品质的影响远小于蔗糖。大豆籽
粒中的蜜三糖和水苏糖会造成人或动物的消化不良,
引起胃部不适, 这在很多研究中均有报道[25-26]。本
研究发现, 鲜食期不同基因型菜用大豆籽粒中蜜三
糖和水苏糖的含量平均是成熟期的 7.4%和 12.4%,
所以蜜三糖和水苏糖对菜用大豆食用品质的负面作
用远不及普通大豆明显。菜用大豆鲜食期可维持一
周左右, 在最佳时期采收鲜荚有利于获得较高的蔗
糖和单糖的含量, 提高菜用大豆的食用品质; 而推
迟鲜食期不但菜用大豆籽粒中蔗糖和单糖含量较低,
还会积累较多的脂肪、蜜三糖和水苏糖, 降低菜用
大豆的品质; 蛋白质含量虽然有所增加, 但增加量
较小。在菜用大豆生产过程中, 权衡不同的品质需
求, 掌握好鲜荚的采收时机是十分必要的。根据本
研究结果可以认为, 生育期为 124 d 左右的菜用大
豆品种, 在开花后 42 d采摘食用品质最佳。
4 结论
蔗糖和蛋白质是影响菜用大豆食用品质的最主
要因素, 其中蔗糖含量与食用品质评分呈极显著正
相关(0.864**), 蛋白质含量与菜用大豆食用品质评
分呈显著负相关(–0.439*)。菜用大豆的鲜食期一般
在开花后 42 d, 此期蔗糖含量最高, 比开花后 63 d
籽粒平均高 63.1%, 蛋白质含量比成熟期低 3%左右,
氨基酸含量明显高于成熟期 , 而鲜食期果糖+葡萄
糖、蜜三糖和水苏糖含量较小, 对食用品质和营养
品质的影响非常有限。
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