如何利用種子的物理特性

1. 種子是怎樣萌發的

種子的發芽過程分3個階段：吸水膨脹、萌發和出苗。有活力的種子，受潮吸水後，開始進行呼吸，蛋白質合成以及其它代謝活動，經過一定時期，種胚突破種皮，露出胚根，這一過程稱為種子的萌發（germination）。萌發是生命發展的最初階段，是植物生長過程中最有活力的階段。目前的研究表明，種子吸水萌發後發生了許多生理代謝變化，主要表現在酶的活化、生成，細胞生理活性的恢復，同時進行著復雜的生化代謝，使種子的營養成分和理化性質發生了重大的變化。

糧食種子萌發後，其理化性質發生了較大變化，對其主要生化成分進行了分析，結果表明：在萌發後96h內，粘度下降了75%以上，總糖、脂肪、蛋白質平均下降幅度為30%，但還原糖上升了20%～1800%。
關鍵詞：糧食種子；萌發；成分分析

在以穀物和谷類製作的傳統嬰兒斷奶食品，一般需稀釋成液體或半固體的流質態，才能用於餵食。雖然國家對粉粒狀的斷奶食品有著嚴格的營養指標要求，但對流質狀態的食品沒有統一的標准。國外對以穀物與豆類配製的斷奶食品要求如下：
（1）要求流質態食品的粘度范圍為1000～3000cps之間，為液體或半固體狀態；
（2）營養價值指標（蛋白質和熱量），按國家標准，滿足1/3RDA值；
（3）產品質量與風味的可接收性。
傳統的斷奶食品，在流質狀態時，營養價值指標很難達標，這就容易使得流質的斷奶食品能量密度不足，導致嬰兒營養不良。國外目前對穀物種子的萌發技術在食品中的應用，已經形成了研究熱點，這主要是由於兩個方面的重要原因：一個是種子萌發後，其營養價值大為改善〔1〕；另一個是種子萌發後的一個顯著特點是粘度迅速降低。這兩個因素使得萌發後的種子能廣泛應用於嬰兒斷奶食品中。
通過對糧食種子萌發後的生化成分變化進行分析，結果發現：種子萌發後，其理化性質有較大變化，營養價值大幅提高〔2，3〕，在食品工業中有著廣闊的應用前景。
l 材料與方法
1.1 實驗材料
小麥、玉米、小米、高粱、大豆，均為當年收獲的新鮮種子，從集貿市場上購得。
1.2 實驗方法
1.2.1 樣品制備
1.2.1.1 種子的萌發 選擇飽滿成熟、沒有破碎的新鮮種子，用0.3%～0.5%的次氯酸鈉溶液浸泡30min，沖洗干凈後，於25℃自來水中浸泡6h，沖凈去雜，轉入干凈消毒後的瓷盤中，倒入少量水保持濕潤，不能浸沒種子，上面覆蓋二層紗布，在25～28℃下進行萌發，每l2h澆水1次，每24h換水1次，並及時去掉發霉腐敗種子。
l.2.1.2 萌發樣品的制備 分別取萌發1、2、3、4d的種子，洗凈後於60℃熱風乾燥機中乾燥8h，然後粉碎，使90%過60目。樣品用棕色瓶裝好於5℃保存供分析用。
1.2.2 粘度的測定
旋轉粘度計法：
取粉末狀樣品100g，放入1000ml三角瓶中，加水650ml，混合均勻，於水浴中加熱至95℃，保溫30min，稍冷卻後，過膠體磨3～4遍。將所得樣品保溫於50℃水浴鍋中，用HAAKE旋轉粘度計測定樣品粘度。
1.2.3 總糖與還原糖的測定
DNS法。
1.2.4 粗脂肪的測定
索氏提取法（殘余法）。
1.2.5 蛋白質的測定
考馬斯亮藍G-250法。
2 結果與分析
種子的發芽過程分3個階段：吸水膨脹、萌發和出苗。有活力的種子，受潮吸水後，開始進行呼吸，蛋白質合成以及其它代謝活動，經過一定時期，種胚突破種皮，露出胚根，這一過程稱為種子的萌發（germination）。萌發是生命發展的最初階段，是植物生長過程中最有活力的階段。目前的研究表明，種子吸水萌發後發生了許多生理代謝變化，主要表現在酶的活化、生成，細胞生理活性的恢復，同時進行著復雜的生化代謝，使種子的營養成分和理化性質發生了重大的變化。
2.1 萌發對種子粘度的影響
在種子萌發的4d內，隨著種子發芽時間的延長，其製品的粘度呈下降趨勢。從圖1可看出，種子在發芽初期粘度就迅速下降，並於第48h達到最低點。其中高粱、玉米、小米的下降幅度最大，分別從328cP、l58cP、 l63cP降到43cP左右，各為原來的11%、22%、25%。但從72h後開始，各品種的粘度又開始上升。原因是由於雖然澱粉與蛋白質發生了水解，高分子物質降解為低分子物質，生成小分子的還原糖和氨基酸等物質，但萌發樣品中的還原糖、游離氨基酸的濃度得以提高，尤其是種子生長中纖維素的進一步合成，使纖維含量增加，從而導致了粘度的增加。
根據本研究結果，採用種子的萌發技術，能大幅降低原料穀物的粘度值，使得天然高能流質（即高能量密度）食品的生產成為可能，尤其適宜於製作嬰幼兒斷奶食品〔4〕。
2.2 萌發對糧食種子總糖、還原糖的影響
種子在發芽過程中，澱粉酶的活性被激活並迅速增加。在發芽第4d至第9d內，澱粉酶活性增加100～300倍〔2〕，從而導致總糖迅速分解，還原糖的大量生成。不同品種間，酶的活性存在差異。從圖2、圖3中可看出，各品種的總糖下降幅度都在25%左右，玉米下降幅度最大，從57.6%降到36.4%，幅度為36.8%。相應的，圖3中禾穀類種子在96h內還原糖增幅都在5倍以上，其中玉米、小麥為最高，還原糖含量從1.97%、2.37%增加到21.75%和46.72%，分別增加了10倍和18倍。但大豆中的還原糖則呈下降趨勢。一般說來，禾穀類種子富含澱粉，其澱粉酶活性較高。
2.3 萌發對糧食種子脂肪的影響
從圖4可以看出，各品種的脂肪含量均呈線形下降趨勢，其中小米、玉米中的脂肪在96h內下降幅度最大，從6.94%、5.84%下降到3.97%、4.07%，分別下降了42.8%和30.3%。其主要原因為種子中的脂肪分解酶、脂酶和脂肪氧化酶在萌發過程中逐漸激活，使種子中的脂類發生了一系列復雜的變化。一方面，種子中脂肪被分解成甘油和脂肪酸，使游離脂肪酸增加，同時脂肪中飽和脂肪酸的比例也增加。這可能與種子萌發時首先利用不飽和的亞油酸、亞麻酸有關。另外，經過代謝，最後生成碳水化合物。對發芽種子的分析結果表明，隨著種子發芽，脂肪酸逐漸消失，碳水化合物——糖和纖維素增加，這種現象存在於各類種子中。
2.4 萌發對糧食種子蛋白質的影響
圖5表明了隨著種子發芽時間的延長，蛋白質含量呈下降趨勢，但各品種的下降過程不盡相同。大豆的蛋白質含量在發芽的前2d下降迅速，從22.91%降到15.04%，下降幅度達36%，後呈平緩趨勢，其它穀物種子的蛋白質則呈先升後降。萌發96h後，除小米外，玉米、小麥、高粱的蛋白質含量分別從5.81%、5.46%、3.56%下降到4.03%、3.89%、2.31%，平均下降幅度達30%左右。這主要是由於蛋白酶的激活，在蛋白酶的作用下，貯藏蛋白被分解成供胚發育的氨基酸，從而使游離氨基酸增加，再將氨基酸運轉到胚的生長部分，然後以各種不同的方式重新結合起來，形成各種性質的蛋白質。由於發芽種子中氨基酸的新形成，必然造成種子氨基酸的種類不同，氨基酸的比例以及蛋白的組成發生變化，使發芽種子的營養價值可能有別於萌發以前的干種子，使其營養價值得以大幅提高〔5〕。
3 結論
①穀物種子經浸水萌發後，理化性質發生了很大的變化。其中粘度的變化是最主要的特徵之一。所有種子在發芽後粘度迅速下降，並於第48h達到最低點。利用種子萌發的這一特性，使得天然高能流質食品的生產成為可能，因而具有廣闊的應用前景。
②種子萌發過程中時，澱粉酶的活性激增，從而導致了多糖的迅速分解，還原糖的大量生成。這也是種子萌發後的基本特徵之一。
③種子萌發期間蛋白質的變化，呈下降趨勢，平均下降幅度達30%左右。由於蛋白質氨基酸的組成也發生了變化，萌發後的營養價值得以改善。萌發後脂肪的變化也呈線形下降趨勢。

2. 種子為什麼能夠穿破堅硬的東西發芽請用物理化學知識說明

種子在萌發過程中先吸收水分，體積膨大，內部壓強增加，導致種皮脹破。

3. 人們對種子的力量的利用是什麼

種子的作用：
繁殖作用，食物作用，葯物作用，飼料作用，化工原料作用，經濟價值作用。
1、繁殖作用
植物的種子是一切植物的根源，它具有豐富多樣的用途，那麼植物的種子有什麼作用呢，我們可以用種子繁衍後代，這是植物生長的正常現象，常見的主要有被子植物和裸子植物，可將其播種進行植物繁殖生長。
2、食物作用
植物的種子除了繁衍後代外，還有一個很大的作用就是用來食用，常見的有大豆種子，南瓜種子，葵花種子，芝麻種子，稻穀種子等，不僅吃起來口感佳，還對人體有很高的營養價值。
3、葯物作用
植物的種子有一種神奇的力量，雖然體積很小，但是它的作用很大，在醫學上可以用種子製作葯物，是難得的葯材，常見的主要有巴豆，牛蒡子，淡豆豉，蒼耳子等，將其服用對人體的健康有很大的好處。
4、飼料作用
種子還有一種自我奉獻的精神，它可以通過自身的養料，給予人們更多的用處。可以用種子製作飼料，是養魚或者養龜的最佳選擇，在生活中主要有玉米，馬鈴薯，小麥，油菜等多種種子可選擇。
5、化工原料作用
小小的種子不僅能給人們帶來豐富的果實，它也是生活上化工原料的成分之一，一直以來都被廣泛的運用，比如有梧桐，烏臼，薴麻，橡膠，油棕，蓖麻等，它們的種子都具有很高的商業開發潛力價值。
6、經濟價值作用
雖然種子是農業作物的豐收物，但是在經濟上也有很高的價值，可以把植物的種子用來售賣

4. 如何根據菠菜種子的特性進行種子處理

菠菜的種子是「胞果」，果實的果皮較厚，革質，水和空氣不易進入，干籽播種出苗慢，出苗不齊，播種前需要對菠菜種子進行一定的處理。

（1）一般浸種即用冷水浸種12～14小時，出水後包在濕麻袋中，在15～18℃下催芽，3～4天後待胚根露白，在下午氣溫較低時播種。或將浸泡後的種子用麻袋包好後，吊在離水面10厘米處水井中進行催芽。

（2）葯劑浸種1）過氧化氫溶液浸種：即將過氧化氫溶液按1∶4比例對水，經充分攪拌配製成20%～25%的過氧化氫水溶液，倒入種子，用木棒邊倒邊攪拌，使種子都能均勻吸水。浸種時間因氣溫而定，當氣溫低於20℃時，需浸100～120分鍾；氣溫高於20℃、低於30℃時，需浸60～90分鍾；氣溫高於30℃以上時，僅需30～50分鍾。種子撈出後，隨即用清水沖洗3～4次（邊沖邊濾水），濾水後盛於容器中用濕布巾覆蓋催芽。一般5～6天就有85%以上的種子發芽，播種後2～3天即可齊苗，比常規播種提前6～8天出苗。此法應注意以下幾點：一是處理前，應把種子在晴天太陽下曬4～6小時，剔除雜物和不飽滿的種子；二是要用百菌清水溶液對已經浸種催芽處理的種子進行滅菌處理；三是浸種催芽滅菌處理後的種子應及時播種，田塊要求濕潤；四是播種後覆土1～1.5厘米並加壓覆蓋稻草簾，待有10%～15%的幼苗出土時將草簾掀開。

2）種子葯劑消毒：將種子在1%高錳酸鉀或10%磷酸三鈉溶液中浸泡15～20分鍾，用清水洗凈後再進行催芽處理。

5. 種子處理的機械物理方法有哪幾類

一類是機械汰除混於種子間的植物病原物，如篩除大豆種子間混入的菟絲子種子和大豆菌核病菌的菌核，或者用清選機清除種子間的重病粒，或用專門設計的機械如小麥粒線蟲汰除機，清除小麥種子內混入的小麥粒線蟲蟲癭等。另一類是用水浸或水選的方法。利用病、健粒比重不同，用黃泥水、硫酸銨水飄去浮於水面的病癟粒。種子內部帶菌或帶病採用溫水浸種，包括恆溫與變溫浸種兩種。恆溫浸種是把種子置於恆定水溫下處理，如小麥種子置於45℃溫水中浸30mm，用於防治散黑穗病。變溫浸種是把種子先浸於冷水或低於處理溫度的水中預浸，爾後再把種子放到規定的熱水中處理。通常變溫浸種的防病效果好於恆溫浸種，但較麻煩，同時，對種子的安全性小於恆溫浸種。溫水浸種一定要掌握好浸種時間和水溫，防止因浸種時間過長或水溫過高而損傷種子發芽力，降低發芽率；反之浸種時間不夠或水溫低又達不到浸種防病效果。浸過的種子要及時晾曬，防止霉爛或種堆發熱和種子發芽。溫水浸種或冷水選種的種子在未充分乾燥前不能拌葯，也不能用種衣劑包衣。

機械物理方法中還有乾熱處理，即用熱風處理，還有曬種，即利用光熱殺死種子內外的病菌。日光曬種，種子要經常翻動，保持種子均勻受熱，注意種溫，防止種溫過高使種子喪失發芽力。此外，還可以利用高頻電磁波處理種子，殺死種子內外的病原物。

6. 種子加工的種子加工機械種類

種子乾燥機械。是採用熱空氣強制種子中的水分降至安全含水率以下，以減少霉變，保證種子質量等級和發芽率的機具。種子乾燥機械可以分為批量式和連續式兩大類，目前連續式乾燥機使用較多。連續式乾燥機又可分為：順流式、逆流式、橫流式、混流式等四種形式。
種子清選機械。是根據種子的物理特性(寬度、厚度和長度等)和比重對種子進行加工，除去收獲後種子中惰性物質、未成熟的、破碎的、遭受病蟲害的種子和雜草種子等混雜物、廢種子的機具。主要有風篩清選機、窩眼筒清選機、重力式清選機(比重式分選機)等幾種類型。
棉花種子脫絨機械。是指棉種經過機械剝短絨後，用機械或化學的方法將殘留在棉種上的短絨去掉，使殘絨的含量從8% ~ 10%降至1%以下的機具。
種子包衣、制丸機械。包括種子包衣機：將包衣劑包敷於種子外表面上的機具；種子制丸機：將制丸材料粘裹在種子外表面製成具有一定尺寸的丸狀顆粒的機具。
種子加工成套設備。能夠完成種子全部加工要求的加工設備及其配套、附屬裝置的總稱。