鲜食大豆籽粒硬度关键组分与硬度的相关性及多元回归分析开题报告

1. 研究目的与意义

菜用大豆（glycine max(l.)merri）也称毛豆（或青毛豆）、枝豆等，是指在大豆生长发育的r6（鼓荚盛期）至r7（初熟期），籽粒填充达到荚宽的80%~90%，荚色、籽粒翠绿时采青食用的特用大豆品种^[1]。菜用大豆富含蛋白质和多种游离氨基酸及维生素等，是一种营养丰富的功能性食品级大豆，较易被人体吸收利用，对调节人们膳食结构和改良营养状况具有重要作用^[2]。菜用大豆已经成为亚洲及欧美等广大消费者认可和喜爱的高蛋白蔬菜。

中国是世界上最大的菜用大豆生产、消费和出口国，菜用大豆在我国国民生产中占有重要地位^[3]，但是对其的研究却处于起步阶段，与国外差距较大，主要表现在食味品质差，很难满足国际市场对菜用大豆品质多样化的需求^[4]。亚洲蔬菜研究发展中心（avrdc, the asian vegetable research and development centre）、日本、韩国及我国皆制定了适合于本地区的菜用大豆品质性状要求^[5-8]。菜用大豆的品质主要包括外观品质、营养品质、食味品质、卫生品质和贮藏品质，其中食味品质好坏是影响市场占有率的主要因素，是我国菜用大豆品质研究的重点^[9]。菜用大豆的食味性状可分为甜度、质地、香味和鲜味^[10]，消费者一般喜欢有甜味、清香味、质地柔软的菜用大豆^[11]。

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，大量研究表明一些食品的食味品质主要由少数几种组分决定，目前普遍认为可溶性糖含量高的品种具有较强的甜味，淀粉含量高的品种糯性较强，脂肪含量高的品种质地较软，蛋白质中游离氨基酸含量较高的品种有较强的鲜味^[12]，因此有可能通过测定这少数几种成分的量来客观评价食物的食味品质。通常认为，菜用大豆的甜味主要归因于糖分含量，其中蔗糖和麦芽糖是影响菜用大豆甜味的主要成分之一^{[13, 14]}。rackis^[15]等同样认为菜用大豆比成熟期食用具有较好的甜味而且易于吸收，因为r6期采摘食用的菜用大豆具有较高水平的蔗糖含量，而寡聚糖却刚开始积累。王丹英^[15]在菜用大豆食味品质及其内含物的关系研究中，对菜用大豆甜味的感官评分和蔗糖、葡萄糖含量、游离氨基酸的含量进行相关分析，相关系数从高到低依次为蔗糖、葡萄糖、半胱氨酸和亮氨酸，其中蔗糖含量与甜味得分呈显著正相关，相关系数为r=0.977^**，因此认为可以把菜用大豆籽粒的蔗糖含量作为评价菜用大豆食味品质中甜味的因子。籽粒中游离氨基酸的含量是继蔗糖之外影响菜用大豆口感的第二大因子。在菜用大豆籽粒的氨基酸中，谷氨酸的含量最高，而在游离氨基酸中浓度最高的是天冬门酰氨，其次是丙氨酸，谷氨酸位于第三^[17]。masuda^[6]研究表明，天冬门酰氨、谷氨酸和丙氨酸对菜用大豆的口感有很大的影响，其中谷氨酸和丙氨酸的含量和菜用大豆口感有显著的正相关关系(r= 0.79^**，r=0.66^**)。

2. 研究内容和预期目标

（1）探究菜用大豆籽粒发育过程中的硬度变化规律及其与籽粒结构、化学组分的相关性。

（2）在大豆籽粒发育的r6~r7期测定籽粒硬度、糖类、脂肪和蛋白质的含量，观测籽粒各个发育时期的细胞排列情况和细胞结构，将以上获得的相关指标进行相关性分析，探讨籽粒硬度的变化规律和决定因素。

（3）田间试验持续时间长，工作量大；由于实验仪器不便于携带，且为了防止青籽粒萎蔫失水对表型测定结果造成的影响，必须在采摘后短时间内尽快测定获得表型数据；大豆籽粒切片厚薄程度不易把握，易浪费较多材料；所得数据进行相关性分析时，大量数据，多种方法，难度较大。

3. 研究的方法与步骤

3.1 研究方法

（1）实验材料：大豆材料是从可以代表我国大豆遗传资源的236份微核心种质中挑选出来的3个硬粒型和3个软粒型品种（系），这6个品种（系）于2016年在江浦实验基地通过随机区组设计设置3个重复，每个小区中每个品系种植2米行2行。每个品系行均是在盛花期对开放的花朵作挂线标记，记录开花日期，自开花后的第20天开始取样，之后每隔5天取一次，取样标准是籽粒饱满、大小基本相同、每荚含2到3粒籽粒并达到硬度测定需要的成熟度，且不超过r7时期；

（2）硬度测定：取样之后为了防止青籽粒萎蔫失水，于4℃冰箱中冷藏并尽快开始测定，仪器采用sms.xt plus texture analyser质构仪，每组样品重复6次，得到6条硬度曲线；利用质构仪（物性分析仪，texture analyzer）装配直径为1.62 mm的探针，冲击速度为1mm/s，钻入深度为2mm，对大豆籽粒进行硬度测定。

4. 参考文献

在大豆中，由于实验手段与仪器的限制及大豆硬度本身的复杂性，国内外对其研究不多。本课题则专注于研究菜用大豆的硬度变化规律和决定因素，并且设想大豆籽粒的硬度与籽粒的糖类、脂肪、蛋白质含量、矿质元素含量、细胞结构等均有一定程度的关系，并在实验的进行中，依次将所有有关因素进行测定，并将所得数据进行综合分析，预计实验结果可从一定程度上探究出大豆籽粒硬度变化规律和决定因素。

5. 计划与进度安排

2022.72022.8：查阅相关文献资料，选定课题，拟定实验方案，准备实验用具和材料。

2022.82022.10：进行大豆籽粒的硬度和含水量的测定；预期进展为得到籽粒发育过程不同时期硬度的变化曲线和与硬度测定时对应的含水量的数据。

2022.112022.2：进行大豆籽粒的糖类、脂类、蛋白质、矿质元素含量的测定和籽粒石蜡切片的制作；预期进展为测得化学组分的含量和获得籽粒的石蜡切片。