我国食用花生研究现状 秦利 韩锁义++刘华Reference:花生是我国重要的油料作物和经济作物,其中油用花生占56%左右,食用花生占30%左右随着人民生活水平的提高,花生作为休闲食品,其食用比例将会进一步提高,开展食用型花生新品种的育种研究,选育更多优质专用型花生新品种,对于促进花生产业的发展具有重要意义概述了食用型花生的分类、品质性状指标以及食用花生研究进展,以期为食用型花生育种及遗传改良研究提供参考Keys:食用花生;分类;品质;育种S565.203: A:1002-1302(2015)11-004-04收稿日期:2015-03-10基金项目:国家花生产业技术体系专项(编号:CARS-14);河南省农业科学院自主创新专项基金作者简介:秦利(1979—),女,河南淇县人,博士,副研究员,主要从事花生遗传育种研究E-mail:[email protected]花生除用于榨油外,还是食品工业的重要原料据资料统计,国外特别是美国的花生总产量约70%以上用于食品加工,而欧盟各国的花生有90%以上用于食用[1]我国的花生主要以油用为主,近年来,国内花生食品加工业发展迅速,花生食用的比例随之提高[2]。
进入21世纪后,我国花生年均用于榨油的比例较20世纪80年代明显降低,2006—2010年维持在44%~46%[3-4]花生食用比例的提高,对食用型花生品种的培育及与之相关的品质性状研究提出了更高的要求我国在这方面的研究起步较晚,与国外相比还存在着较大差距,主要表现在以下几点:(1)育种目标不明确,还没有形成食用花生品种专用化;(2)食用花生品质较差因此,我国需要尽快提高花生育种技术水平,改善花生的内在品质,进而增强国际竞争力本研究综述了食用型花生的分类、品质性状指标以及食用花生的研究现状,旨在为食用型花生育种及遗传改良提供参考1食用型花生分类花生可直接食用,也可通过煮、炸、炒、酱等方法加工成多种风味的花生副食品,如我国四川的天府花生、福建龙岩的盐酥花生、江西的多味香酥花生和湖北的巧克力果味花生等都闻名遐迩随着人民膳食结构由温饱型向营养型方向发展,花生酱等高营养、低热量的方便食品也越来越受到国内消费者的欢迎1.1鲜食花生(直接食用或煮食)鲜食花生营养丰富,除含有大量的脂肪、蛋白质及各种矿物质外,还含有多种维生素[5],每100 g鲜食花生中含水分36.4%,蛋白质、脂肪、碳水化合物含量分别为15.5、31.5、14.5 g,纤维素含量1.8 g,灰分含量2.1 g,其余微量元素如钙含量43.0 mg、钾含量462.0 mg、核黄素含量0.08 mg等。
根据市场需求,鲜食花生品种以含糖量5%以上[6]、蛋白质含量高(30%以上)、生育期短(80~90 d)、种皮为鲜红或黑色[7]为佳;其次,为了进一步降低劳动成本、减少劳动量[8-11],要求花生荚果网纹浅、缩缢浅,以便收获时黏土少、易清洗通过育种手段创制新品种是市场的要求,前人利用多种育种途径,选育了一批鲜食花生新品种,主要有徐早花1号、特早2号,开农15、桂花红35、桂花红95、桂花红166[12]、开白二号、YA03-5、豫花黑1号、豫紫一号[13]、花育17号和鲁花14号等[14] 1.2烘烤花生、咸酥花生、炒食花生烘烤花生、咸酥花生、炒食花生等是主要的花生休闲食品,深受广大消费者的喜爱[15-17]该类花生的质量需求为种皮最佳为粉红色,果形细长,果皮相对较厚硬甜度、硬度与口味品质间的关系表明,口味品质与甜度、硬度关系密切,相关系数分别为0.88、0.63,随着种子硬度和蔗糖含量的增加,其口味品质会变好因此,花生烤果、花生烤仁等要求花生品种的含糖量、硬度要高[18]目前我国已选育出一些适合烘烤加工的专用型花生品种,如泉花10号、天府11号、赣花92-01、潍花7号、台南选9号等[19]。
而我国华南地区花生的传统消费方式是用中、小籽粒类型品种烤(炒)食[20],其中有中早熟炒食小花生徐花5号等鲁花10号、8130等普通型传统大花生品种,其果皮厚度适中,不易破碎,籽仁长椭圆形,质地酥脆,不油不腻,适于烤果食用1.3深加工专用型花生深加工专用型品种要求其荚果整齐,双仁率>80%,蛋白质含量>30%,脂肪含量<45%,油酸/亚油酸(O/L)为1.4~2.0,赖氨酸、色氨酸等氨基酸含量越高越好[21];无黄曲霉污染,不得含有丁酰肼目前生产上种植的花生品种,蛋白质含量一般为26%~30%,并含有较多的维生素E、维生素B以及磷、镁、钾、钙等元素,但人体必需的8种氨基酸中,赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸含量相对较低,维生素A、维生素C以及铁、锰、锌、硒等元素含量也偏低因此,营养品质育种的主攻目标是进一步提高蛋白质含量,继而提高其综合营养价值我国花生深加工的代表品种有8130、鲁花10号、花育22号等品种2食用花生品质性状指标2.1感官品质指标我国食用花生感官品质要求荚果为普通型中果、大果(百果质量160~180 g),果腰浅,无喙或短喙,果皮硬度和厚度中等,果鞘硬度中等,不易开裂;植株生长势强,茎秆粗壮抗倒,后期不早衰,结实性好,饱果率高,整齐一致,出仁率在70%以上,果壳淡黄色,网纹中或浅。
种皮颜色浅粉红色,同时要抗黄曲霉污染,抗病、抗旱、耐涝性强,产量潜力大,稳产性好[2]2.2食用花生营养品质食用花生的营养品质主要指花生籽仁中蛋白质、脂肪、脂肪酸、氨基酸、糖、维生素等的含量及组成NY/T 1067—2006《食用花生》[22]中规定,花生仁的水分含量≤8.0%,花生仁按蛋白质含量分为3 个等级:蛋白质含量>26.0%为一级;23.0%~26.0%为二级;<23.0%为三级目前我国对花生的营养指标只要求了粗脂肪含量(<50%)、蛋白质含量(>30%)和含糖量(6%以上) [23-24],对其他品质性状指标没有规定 2.3口味品质指标口味是衡量食用花生品种品质非常重要的因素,是食用花生及其制品的物理及化学特性的总括,它直接影响着消费者的利益和产品的销路花生的口味主要有甜度、香味、脆度、柔嫩度、细腻度、异味等6个指标[25],其中香味、甜味等与多种挥发性成分、氨基酸组成等相关[26]3食用花生品质的研究进展食用花生的品质改良要求高蛋白、低油分、高O/L等近年来,我国花生种植面积不断增大,单产较世界平均水平高出一倍多,且丰产性较好[27],但品质和抗性略逊一筹,而且目前市场上缺乏优质专用的食用型花生品种[28]。
我国花生主产区的食用花生品质高低不一,北方区花生品种普遍油分含量高、蛋白质和亚油酸含量较低,油腻感较重;南方区花生主栽品种也表现为油分较高、亚油酸偏低,不过蛋白质含量较北方区高[29]随着人们营养膳食结构的改善,食用花生的质量和营养保健功效也愈来愈被重视3.1高蛋白花生中含有大约24%~36%的蛋白质,是一种重要的油料蛋白资源在植物蛋白资源中,花生蛋白居第3位,占蛋白总量的11%,是较理想的食用蛋白资源[30]花生蛋白是一种近完全的蛋白,含有人体必需的各种氨基酸,有效利用率为98.9%花生中不含胆固醇,“营养抑制物质”含量低花生蛋白中的棉子糖和水苏糖的含量仅相当于大豆蛋白的1/7,这2种不消化糖在食用后会引起腹内胀气,所以食用花生蛋白制品不会发生胀气现象[31]长期以来花生育种目标是选育高产、高油品种,而高蛋白食用型花生品种选育仍处在一个较低的水平目前,我国生产上种植的花生品种蛋白质含量变幅在12.48%~36.31%之间,平均含量为26.85%,蛋白质含量>32%的品种占6.78%[31]因此可见,优质高蛋白花生品种的选育还有较大空间蛋白质含量属于数量性状遗传,有关花生蛋白质含量的遗传机制研究较多,徐宜民等认为,花生蛋白质含量主要受加性基因作用,一般配合力大于特殊配合力,通过选配高蛋白亲本进行杂交可进行有效改良[32]。
另有研究表明,蛋白质含量的遗传以基因加性效应为主[33-34]姜慧芳等研究认为,蛋白质含量的遗传以非加性基因效应为主[35]赖明芳等则认为,加性和非加性效应都重要[36]刘华等对花生蛋白质含量运用主基因+多基因混合遗传模型进行了分析,认为花生的蛋白质含量受非遗传因素影响较小,多基因遗传率达到87. 67%,采用杂交育种方法有望获得高蛋白的花生品种[37]目前选育的高蛋白花生品种具有较强的地域性,多来自湖南省、福建省、江西省等南方产区[1]3.2低脂肪花生中含有大约46%~57%的脂肪[38],花生含油量的遗传较为复杂,研究者的看法不一金海燕等认为,含油量以非加性效应为主[34];赖明芳等认为,加性和非加性两者作用同等重要[36];甘信民等则认为,含油量受加性和非加性效应共同控制,且以加性效应为主[39-40];梁炫强等研究表明,花生含油量以加性效应为主,非加性和上位性效应也同时对其制约[41];但另有研究者认为,含油量除了受到加性和非加性遗传效应影响外,还受到环境因素的影响,存在基因型与环境的互作效应[42-44]目前高血压、动脉硬化、高血脂、心脏病等心脑血管疾病已成为威胁人类健康的主要疾病之一,人们对饮食结构及质量提出更高的要求,因此低脂肪的食品愈来愈受到青睐。
在美国,对“低脂食品”的标注有明确规定,要求脂肪含量低于普通食品的3/4,而花生低脂食品含油量的标准应低于37.5%现代加工技术尽管可以实现花生的部分脱脂,但只有通过育种手段选育低脂肪花生品种才能从根本上解决问题目前我国花生资源含油量较高,最低的为39%因此筛选和选育低脂肪花生种质和品种已迫在眉睫[45]3.3高油酸关于花生高油酸的遗传,前人做了较多研究从口感、甜度、风味和硬度来考察,高油酸花生品种适合烘烤加工,具有良好的烘烤风味和质量,且含有较高的花生香气[46]实践证明,通过自然和诱发突变可创制油酸含量显著提高的突变体,这些突变体经选择可直接育成品种或作为亲本材料用于高油酸品种选育Norden等分析了佛罗里达494份花生材料,从中鉴定出2份高油酸自然突变体435-2-1、435-2-2(后称为F435、UF435或F435-HO,来自F78-1339),两者的油酸含量分别为79.91%、79.71%,亚油酸含量均约为2%,O/L分别为37.34、34.81[47]美国高油酸花生品种大部分具有F435的血统美国利用γ射线处理Georgia Runner获得了高油酸突变体Yu等从1990年辐射突变体衍生后代中鉴定出4份油亚比超过15的材料,即SPI087(油酸含量79.01%,O/L=25.48)、SPI098(油酸含量81.59%,O/L=37.25,79266辐射突变体衍生系)、SPI184(油酸含量81.19%,O/L=25.29)和SPI214(油酸含量80.67,O/L=17.89)[48]。
国外花生品种多蔓生、分枝多、晚熟、低产,而我国花生直立、疏枝(适合密植)、早熟且产量水平高,因此国外的品种引入我国很难直接利用化学诱变性状稳定快,用化学诱变剂处理我国高产品种不失为一条培育高油酸品种的有效途径Wang等用0.39%叠氮化钠浸种处理花育22号,从M3种子中用大样本和单粒近红外模型筛选出油酸含量为60%以上的单株1个,并经GC分析确认[49]Fang等用1.0%EMS浸泡鲁丰2号种子后种植,收获M2种子,进而利用近红外模型筛选,获得高油酸突变体E2-4-83-12GC分析发现其油酸含量为64.2%,而野生型材料含量仅为44.2%,通过EMS、DES或叠氮化钠浸种,现已获得了一批油酸含量超过70%的M3种子[50] 目前多数突变体未直接作为品种加以利用[51],但可通过与高产品种杂交或进一步回交获得高油酸品种高油酸品种Georgia Hi-O/。