5品种小麦胚芽胚乳蛋白质、赖氨酸和谷胱甘肽的比较研究

张艳贞，高 燕，张 静，陈 文*

(北京联合大学应用文理学院，北京 100191)

摘 要：目的：比较周麦16、Spelt7、中优9507、Spelt53、小偃54的小麦胚芽胚乳中蛋白质、赖氨酸和谷胱甘肽含量和性质差异。方法：蛋白质性质分析采用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和聚丙烯酰胺等电聚焦电泳
(IEF-PAGE)方法；蛋白质、赖氨酸和谷胱甘肽含量测定分别采用Folin-酚法、茚三酮法和DTNB法。结果：同一品种胚芽、胚乳间蛋白质亚基组成及数目有所不同；品种间胚芽、胚乳中蛋白质亚基分子质量和等电点分布范围相似；品种间胚芽蛋白质含量及谷胱甘肽含量普遍存在显著差异(P＜0.05)或极显著差异(P＜0.01)；同一品种内胚芽蛋白质、赖氨酸和谷胱甘肽含量通常高于胚乳，且差异显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01)。结论：小麦胚芽蛋白质和谷胱甘肽普遍存在种质差异，且三者含量胚芽普遍高于胚乳。总体评价以中优9507品质最好。

关键词：小麦胚芽；胚乳；蛋白质；赖氨酸；谷胱甘肽

Comparative Study of Protein, Lysine and Glutathione Extracted from Wheat Germ or Endosperm in Five Cultivars

ZHANG Yan-zhen，GAO Yan，ZHANG Jing，CHEN Wen*

(College of Applied Arts and Science, Beijing Union University, Beijing 100191, China)

Abstract：Purpose: To compare the content and properties of protein, lysine and glutathione extracted from wheat germ or endosperm from five cultivars (Zhoumai 16, spelt 7, Zhongyou 9507, spelt 53 and Xiaoyan 54). Methods: Protein properties were characterized by SDS-PAGE and IEF-PAGE. The contents of protein, lysine and glutathione were determined using Folin-phenol assay, ninhydrin reaction and DTNB colorimetry, respectively. Results: The composition and number of protein subunits of wheat germ were different from those of endosperm in each cultivar. The molecular weights and isoelectric points of protein subunits had similar distribution range between wheat germ and endosperm in five cultivars. The contents of wheat germ protein and glutathione indicated significant differences among different cultivars (P ＜ 0.05 or P ＜ 0.01). Protein, lysine and glutathione contents of wheat germ from the same cultivar were much higher than those of endosperm with significant difference (P ＜ 0.05 or P ＜ 0.01). Conclusions: Inter-cultivar diversities of wheat germ protein and glutathione contents existed resulting from germplasm difference, and the contents of protein, lysine and glutathione in wheat germ were commonly higher than in endosperm. As a whole, Zhongyou 9507 was the best in quality.

Key words：wheat germ；endosperm；protein；lysine；glutathione

中图分类号：TS209 文献标志码：A 文章编号：1002-6630(2013)21-0096-07

doi:10.7506/spkx1002-6630-201321020

小麦是世界上最重要的粮食作物之一，全球约有三分之一的人以小麦为主食[1-2]。我国小麦总产量居世界第1位，年产量在1.1亿t左右，占粮食总产量的40%[1,3]。小麦之所以在世界各地广泛种植和食用，最重要的原因是小麦面粉加水和面形成面团后可产生有弹性的网状结构，适于制作成面包、面条、饼干、糕点、馒头等多种食品，小麦面粉的这种特殊的和面加工特性主要是由小麦籽粒贮藏蛋白的结构和特性决定的[4]。小麦籽粒由果皮、种皮、糊粉层、胚乳及胚芽组成。果皮和种皮总称麦皮，具有保护种粒的功能，在面粉加工过程中被磨除成为麸皮(或称麦麸)，所占比例约为小麦籽粒质量的8%；糊粉层具有包裹胚乳的作用，约占7%；胚乳储藏可食资源，富含淀粉和贮藏蛋白，是面粉的基本组成部分，约占82%[1]，深入研究表明，小麦籽粒贮藏蛋白的亚基组成和多聚体结构赋予了面团一定的弹性和延展性，是影响面粉烘烤、蒸煮等加工品质的主要因素[5]，因此，人们在小麦贮藏蛋白优质亚基的基因克隆、遗传改良和积累规律方面进行了大量研究[6-7]；胚芽是小麦籽粒孕育新生命的部分，约占籽粒质量的2%～3%，胚芽的存在会严重影响面粉的加工品质、烘焙品质和储存期，在面粉生产过程中，生产者大都致力于将其最大程度地去除(部分文献也将其称为麦胚)[8-9]，因此小麦胚芽已成为各大制粉企业(公司)面粉加工的副产物。

小麦胚芽是面粉加工的副产物，但其营养价值却远高于面粉，含有极其丰富的优质蛋白质，不饱和脂肪酸、VE及VB族、膳食纤维、微量元素等功能活性成分，而且还含有许多生物活性物质，如谷胱甘肽、二十八烷醇等，被誉为“人类天然的营养宝库和生命源泉”[1,10]。随着对小麦胚芽营养价值和功能特性认识的不断深入，深度开发和利用小麦胚芽受到国内外食品、生化、营养等科研人员和生产企业的日益重视。总体来看，目前从小麦胚芽中提取小麦胚芽油已经商业化生产并深受欢迎[11]，脱脂后的小麦胚芽粕蛋白质含量约为30%左右，质量优良，含有人体必需氨基酸，且必需氨基酸相互比值与FAO/WHO颁布氨基酸构成比例基本接近，尤其是一般谷物中缺乏却能有效促进幼儿生长发育的第一限制氨基酸— —赖氨酸含量远高于大米和面粉[1,12-13]。但小麦胚芽粕现在商业用途并不大，主要和麦麸一起作为动物饲料廉价处理，造成优质蛋白质资源和必需氨基酸的极大浪费[14]。尽管目前已开发出一些添加麦胚的各种营养食品及休闲食品如面包[15-16]、面条[17]、饼干[18]、香肠[19]、麦胚蛋白饮料[20]等，近年还有将小麦胚芽发酵物用于改善面包营养、质感和口感的报道[21]，Gómez等[22]则深入研究了小麦胚芽挤压片对面团流变学和面包营养品质的影响，Claver等[23]报道了小麦胚芽蛋白酶解液的加工特性，证实脱脂小麦胚芽蛋白为食品应用提供了潜在的功能蛋白来源，还有报道认为小麦胚芽球蛋白吸油性和乳化稳定性均优于大豆分离蛋白[24]。但这些研究多集中在小麦胚芽或其发酵物或其提取物对食品营养品质和加工特性的影响上，对小麦品种自身差异所造成的小麦胚芽可遗传品质的研究鲜有报道。

另一个需要关注的问题是，由于研发和生产成本的限制，当前的研究材料小麦胚芽和小麦面粉大多取自大型制粉企业(公司)，属遗传背景不明或混合材料，因此研究材料本身的品质受到方方面面的影响而良莠不齐、相差甚远。徐斌等[3]对我国小麦胚芽资源分布及深加工相关品质的系统研究表明不同厂家小麦胚芽在蛋白质含量、赖氨酸含量、矿物质含量、脂肪酸组成等方面存在明显差异，有的达到差异显著水平。其中固然有各制粉企业生产工艺技术上的差异，除此，可能影响更大的是小麦品种本身遗传背景的差异，这一点在小麦面粉品质研究中已得到证实[25]，不过在小麦胚芽品质研究方面尚很缺乏。因此，深入研究小麦品种本身的遗传品质不仅有利于指导小麦面粉和小麦胚芽的分类加工和精深加工，也有利于指导小麦种质资源的深度遗传改良。

本研究选取农业生产上大面积种植的小麦品种5种，以蛋白质多肽类营养成分为对象，分析其蛋白质、谷胱甘肽和赖氨酸含量和性质的不同，探究小麦胚芽种质差异以及同一品种胚芽和胚乳间的组织差异，以期为制粉企业生产规划和精深加工决策提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

周麦16(Triticum aestivum L.，AABBDD，2n=6x=42)，半冬性，角质，粗蛋白含量15.27%；Spelt7(Triticum aestivum ssp. spelta，AABBDD，2n=6x=42)，春性，角质，粗蛋白含量15.6%；中优9507(Triticum aestivum L.，AABBDD，2n=6x=42)，冬性，硬质，粗蛋白含量16.5%；Spelt53(Triticum aestivum ssp. spelta，AABBDD，2n=6x=42)，春性，角质，粗蛋白含量14.8%；小偃54(Triticum aestivum L.，AABBDD，2n=6x =42)，冬性，角质，粗蛋白质含量18.25%；以上材料均由首都师范大学生命科学院晏月明教授提供。取当年实验田繁殖的成熟、干燥、饱满种子，－30℃冰箱存放、备用。由于干种子的胚很难直接从种子上剥离下来，所以临用前将种子铺放在平皿中两层滤纸上，用蒸馏水润湿萌动0.5h，然后用手术刀片剥离胚芽部和胚乳部备用。

动植物总蛋白微量提取试剂盒 北京天恩泽基因科技有限公司；标准蛋白质分子质量Marker(14.4k～94.0kD) 北京所莱宝科技有限公司；总谷胱甘肽、氧化型谷胱甘肽、还原型谷胱甘肽测定试剂盒 南京建成生物工程研究所；等电聚焦标准蛋白(pI3～10)、等电聚焦两性电解质(pH3～10) 瑞典Amersham公司；其他生化试剂(分析纯) 北京化工厂。

1.2 仪器与设备

DYY-112C及DYY-6型电泳仪、DYCP-37B及DYCZ-24ZN型电泳槽、WD-9405B型水平脱色摇床、WD-9406型片观察灯、UV-2000型分光光度计 北京六一仪器厂；HX-1050恒温循环器 尤尼科(上海)仪器有限公司；HH-SY21-Ni 电热恒温水浴锅 北京博医康实验仪器有限公司；Mettler AE100电子天平 梅特勒-托利多(上海)有限公司； 3K15高速冷冻离心机 美国Sigma公司。

1.3 方法

1.3.1 总蛋白的提取、表征和定量

蛋白质提取：按照北京天恩泽基因科技有限公司动植物总蛋白微量提取试剂盒说明书进行[26]。

SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)：采用常规不连续缓冲系统凝胶配制[27]，5%浓缩胶，12%分离胶，样品上样量和蛋白质分子质量Marker固定为5μL，与试剂盒配备SDS-PAGE上样缓冲液混合稀释使其终浓度为1×，沸水浴5min后上样电泳。电泳完毕，染色、脱色、照相，根据标准蛋白各条带相对迁移率估计样品中各蛋白亚基的分子质量分布范围。

聚丙烯酰胺等电聚焦电泳(IEF-PAGE)：按常规方法进行[27]，样品上样量和等电聚焦标准蛋白(pI3～10)各为10μL。电泳完毕，固定、染色、脱色、照相，根据标准蛋白各条带等电点估算样品中各蛋白亚基的等电点范围。

蛋白质含量测定：采用福林-酚法[27]，根据标准曲线计算如上提取液蛋白质的含量，最终换算成每100g实验材料(胚芽、胚乳)所含蛋白质的量(g/100g)。

1.3.2 赖氨酸含量的测定

样品制备同1.3.1节。赖氨酸含量测定参考李桂玲等[28]茚三酮反应法[28]，根据标准曲线经校正公式计算得到每100g实验材料(胚芽、胚乳)所含赖氨酸的量(g/100g)。

1.3.3 谷胱甘肽含量的测定

1.3.3.1 测定原理

利用DTNB的循环反应，依次测定组织中的总谷胱甘肽(T-GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)的含量。

1.3.3.2 样品制备

参照南京建成生物工程研究所总谷胱甘肽、还原型谷胱甘肽、氧化型谷胱甘肽测定试剂盒说明书[29]，新鲜制备测试样品提取液。

1.3.3.3 测定步骤

总谷胱甘肽(T-GSH)的测定：分别取如上1.3.3.2节制备的各样品胚芽、胚乳提取液和GSH标准品(50μmol/L)50μL，按照如上试剂盒说明书[29]测定样品和标准品在412nm波长处的OD值。

氧化型谷胱甘肽(GSSG)的测定：分别取如上1.3.3.2节制备的各样品的胚芽、胚乳提取液和GSSG标准品(50μmol/L)100μL，按照如上试剂盒说明书[29]进行前处理和412nm波长处OD值的测定。

数据计算：根据以下公式求得如上1.3.3.2节提取液中谷胱甘肽的含量，进一步换算成每100g实验材料(胚芽、胚乳)所含谷胱甘肽的量(mmol/100g)。

(1)

(2)

GSH含量/(μmol/L)= T-GSH含量－2×GSSG含量 (3)

1.4 数据分析

数据分析采用生物统计软件SPSS 13.0，结果以3次重复测得的

±s表示。

2 结果与分析

2.1 总蛋白表征与定量

2.1.1 SDS-PAGE电泳结果

R.胚乳；Y.胚芽。

图 1 不同品种小麦胚芽蛋白和胚乳蛋白的SDS-PAGE电泳图

Fig.1 SDS-PAGE pattern of proteins extracted from wheat germ or endosperm in different cultivars

在DTT还原剂存在下提取总蛋白，其SDS-PAGE电泳分析结果见图1(图中显示其中3个品种)。不同小麦品种间胚芽蛋白和胚乳蛋白在电泳分离得到的蛋白亚基条带数目和着色程度(着色深浅与条带中蛋白质的量有关)上存在明显差异，胚芽蛋白亚基条带较多、着色较深。根据SDS-PAGE测定蛋白质亚基分子质量的基本原理，可知胚芽蛋白亚基分子质量在28000～98000D之间均有分布，且含量较高(着色深)；小于28000D以下也有不同程度分布，不过由于分子质量较小、迁移率较大，部分条带可能迁移出凝胶；就凝胶部分看，不同品种胚芽蛋白亚基条带相对集中在4个区域：66200D以上、43000～60000D、32000～36000D和28000～30000D。胚乳蛋白亚基分子质量分布范围与胚芽蛋白类似，但在高分子质量分布区66200D以上，着色明显较浅，含量较少；胚乳蛋白着色较深的亚基条带分子质量主要集中在两个区域，66800D左右2～3条，28000D左右1条。对比相同品种小麦胚芽及胚乳蛋白的电泳条带，可以看出，两者之间存在较大的差异。张婷[30]对小麦种子萌发不同时期动态蛋白质组双向电泳和生物质谱鉴定的研究也发现有类似的结果，在萌发完成的前3个时期中(干种子、种子吸水萌动2h、胚根突破种皮胚芽即将长出)，麦胚中分子质量在66800D以上的蛋白点要比胚乳多，推测小麦种子吸水萌动过程中，麦胚中有与基础代谢相关的蛋白和萌发特异性蛋白等早期蛋白的合成，也有可能是在麦胚组织中，蛋白质和其他含量丰富的脂类或糖类结合成脂蛋白或糖蛋白的形式而存在，因此增加了蛋白质自身的分子质量，前人[31]也确有从小麦胚芽中分离得到新型糖蛋白的报道。这一结果与Zhu Kexue等[12-13]的报道的脱脂小麦胚芽分离蛋白分子质量分布区域也基本一致。

2.1.2 聚丙烯酰胺等电聚焦电泳

蛋白质聚丙烯酰胺等电聚焦电泳分析结果见图2(图中显示其中2个品种)。不同品种间胚芽蛋白和胚乳蛋白尽管分离条带数目和迁移位置存在细微差异，但相同组织蛋白表现出相似或相近的等电点分布范围。如，就Spelt7和Spelt53而言，胚乳蛋白条带较少，其等电点分布在3个相对较窄的区段：4.55左右、5.85～7.35之间、9～11之间；胚芽蛋白条带较多，等电点分布相对集中于2个区域：偏酸性的3.5～5之间、近中性和偏碱性的5.85～8.15之间，这与Mak等[3]和张婷等[30]采用双向电泳分离分析小麦胚芽蛋白质组的结果一致。

Marker. 等电聚焦标准蛋白质(pI3～10)；R.胚乳；Y.胚芽。

图 2 不同品种小麦胚芽蛋白和胚乳蛋白的聚丙烯酰胺等电聚焦电泳图

Fig.2 IEF-PAGE pattern of proteins extracted from wheat germ or endosperm in different cultivars

2.1.3 蛋白含量测定结果

表 1 各品种胚芽、胚乳总蛋白含量(

x

±s，n=3)

Table 1 Protein content of wheat germ and endosperm from different cultivars (

x

±s，n=3)

g/100g

注：以湿基计；a.品种间差异显著(P＜0.05)；b.品种内与胚乳组相比，差异极显著(P＜0.01)。下同。

由表1可知，不同品种的胚乳组织蛋白质含量很接近，没有达到统计学意义，而不同品种的胚芽组织蛋白质含量不同，中优9507胚芽蛋白含量最高，其次是小偃54，与含量最低Spelt53和Spelt7相比，达到差异显著(P=0.016＜0.05、P=0.047＜0.05)；同一品种内胚芽蛋白含量明显高于胚乳蛋白含量，且均达到差异极显著(P＜0.01)。

很多文献报道小麦胚芽蛋白质含量高达30%左右[3,12-14]，与之相比，本实验测定结果总体稍显偏小，原因可能是：1)由于干种子的胚很难直接从种子上剥离下来，所以临用前将干种子进行了短暂吸水萌动处理，从而使得材料含水量增大。2)本实验蛋白提取采用试剂盒法，该试剂盒裂解成分温和独特，蛋白质提取纯度高[26]，但提取过程中难免有损失；而文献中多采用碱提酸沉的方法提取蛋白[12-14]，难免有非蛋白类大分子物质沉淀出来。3)文献中蛋白含量测定不管是采用国标法还是行业协会方法，基本依据是凯氏定氮法[3,12-14]，该方法不能有效区分蛋白态氮和非蛋白态氮，所以测定结果可能偏大；三聚氰胺毒奶粉事件的发生，与质控中蛋白质含量测定方法的缺憾不无关系。本实验选用福林-酚法，可在一定程度上避免这一问题。

Spelt53和Spelt7是欧洲地区广泛种植的一类优质面包小麦，按照我国小麦蛋白品质和粉质参数等标准，应属中筋小麦[33]；中优9507和小偃54是我国科学家选育的优质强筋小麦。蛋白品质和粉质参数不仅与小麦胚乳蛋白质含量有关，主要还和蛋白质亚基种类相关，如高分子质量谷蛋白亚基1Dx5＋1Dx10被普遍认为是决定面粉品质的优良亚基组合[34]。本实验中，各品种胚乳蛋白含量无明显差异，再次印证蛋白亚基种类可能对品质影响更大；各品种间胚芽蛋白质含量明显不同，甚至达到显著差异，可能预示着在胚芽部，蛋白基因的表达调控和蛋白积累有一定的组织特异性。

2.2 赖氨酸含量测定结果

表 2 各品种胚芽、胚乳赖氨酸含量(

x

±s，n=3)

Table 2 Lysine content of wheat germ and endosperm from different cultivars (

x

±s，n=3)

g/100g

注：以湿基计；c.品种内与胚乳组相比，差异显著(P＜0.05)。下同。

由表2可知，品种内不同组织间赖氨酸含量整体表现为胚芽高于胚乳，且除中优9507外，与胚乳组相比，其他4品种均达到差异显著或极显著；不同品种同一组织间赖氨酸含量没有明显差异，不过我国优质小麦中优9507仍然高于其他品种，而且其胚乳中含量也很丰富，这可能是其面粉品质优良的另一个原因。

食品营养学分析表明，谷物类食品中最容易缺乏赖氨酸、蛋氨酸和苏氨酸等人体必需氨基酸，本实验结果显示，在面粉加工丢弃掉的小麦胚芽里含有丰富的人体第一限制氨基酸——赖氨酸，徐斌等[3]的研究结果也发现不同产地小麦胚芽粉赖氨酸含量差异较大，9产地小麦胚芽粉赖氨酸含量平均为2.10g/100g，最高为2.45g/100g，最低为1.55g/100g，变异系数较高，达13.31%，造成这一明显差异的原因可能是加工过程中混入了面粉或麸皮，胚芽粉纯度不高，不过也可能与各产地大面积种植的小麦品种有关，品种不同，遗传背景不同，赖氨酸在植物体内的合成和积累本身就存在明显不同。

2.3 谷胱甘肽含量测定结果

2.3.1 T-GSH含量测定结果

表 3 各品种胚芽、胚乳总谷胱甘肽含量(

x

±s，n=3)

Table 3 Total glutathione content of wheat germ and endosperm from different cultivars (

x

±s，n=3)

mmol/100g

注：以湿基计；d.品种间差异极显著(P＜0.01)。下同。

由表3可知，不同品种胚芽组织T-GSH含量有明显的差异，中优9507最高，Spelt53最低，与含量最低的Spelt53相比，中优9507、周麦16、Spelt7、小偃54均达到极显著差异(P＜0.01)。不同品种胚乳组织T-GSH含量也有不同，中优9507显著高于(P=0.042＜0.05)、Spelt53极显著高于(P=0.0065＜0.01)含量最低的Spelt7。同一品种内胚芽、胚乳组织之间T-GSH也明显不同，胚芽部均明显高于胚乳部，并达到极显著差异(P＜0.01)。

2.3.2 GSSG含量测定结果

表 4 各品种胚芽、胚乳氧化型谷胱甘肽含量(

x

±s，n=3)

Table 4 Oxidized glutathione content of wheat germ and endosperm from different cultivars (

x

±s，n=3)

mmol/100g

由表4可知，不同品种胚芽组织GSSG含量明显不同，周麦16最高，Spelt53最低，与Spelt53相比，周麦16和中优9507的GSSG含量极显著高于Spelt53(P＜0.01)，Spelt7和小偃54则显著高于Spelt53(P＜0.05)。胚乳组织不同品种间GSSG含量无明显差异。同一品种内，小偃54例外，胚芽GSSG含量通常显著高于胚乳含量，且周麦16达到极显著差异。

生物体内GSSG通常由GSH参与抵抗氧化胁迫转变而来[35]，本实验中在短暂萌动的小麦胚芽内，品种间GSSG含量差异显著，可能预示不同品种对抗种子萌发过程中短暂吸胀缺氧胁迫的应激能力存差异较大，这种能力自然和种子发芽密切相关，是影响农业生产的主要因素之一；而胚乳组织中GSSG水平稳定，同时也预示对种子萌发中缺氧胁迫的应激主要是由胚芽组织来完成的。

2.3.3 还原型谷胱甘肽含量测定结果

表 5 各品种胚芽、胚乳还原型谷胱甘肽含量(

x

±s，n=3)

Table 5 Reduced glutathione content of wheat germ and endosperm from different cultivars (

x

±s，n=3)

mmol/100g

由表5可知，不同品种间胚芽组织GSH含量明显不同，中优9507最高、Spelt53最低，中优9507显著高于周麦16(P=0.02＜0.05)、小偃54(P =0.011＜0.05)，中优9507、周麦16、小偃54极显著高于Spelt53(P=0.0015＜0.01、
P=0.0096＜0.01、P=0.0023＜0.01)。胚乳组织GSH含量也存在一定差异，与含量最低的Spelt7相比，中优9507和Spelt53达到极显著高于差异(P=0.0000＜0.01、P=0.0004＜0.01)、
小偃54达到显著差异(P=0.012＜0.05)。以GSH相对分子质量307.33计，5品种小麦胚芽中GSH含量为0.144%～0.581%，与前人[36]报道的0.465%一致。同一品种内，Spelt53例外，胚芽GSH含量普遍高于胚乳，且中优9507和小偃54达到极显著差异(P=0.0025＜0.01、P=0.0016＜0.01)，周麦16、Spelt7达到显著差异(P=0.011＜0.05、P=0.036＜0.05)。

谷胱甘肽是由谷氨酸(Glu)、半胱氨酸(Cys)和甘氨酸(Gly)经肽键缩合而成的活性三肽，有还原型(GSH)和氧化型(GSSG)2种形态，其中在生物体内起主要作用的是还原型。GSH在植物体内具有极其重要的生理作用，是植物中重要的抗氧化剂和还原缓冲剂，此外，还具有保护基因、控制细胞分裂的氧化还原作用[35]。通观各品种小麦胚芽、胚乳中T-GSH、GSSG和GSH含量，Spelt53整体平均水平最低，以活性GSH含量看，我国优良品种中优9507含量最高，这也可能是其得以对抗我国北方极端气候条件胁迫从而成为广受欢迎品种的一个因素。

谷胱甘肽的生物合成主要涉及到两种酶：γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-ECS，EC.6.3.2.2)和谷胱甘肽合成酶(GS，EC.6.3.2.3)；GSH和GSSG例含量很大程度上决定着生物机体对抗氧化应激的能力；机体内，GSH可响应各种代谢因素和环境因素并通过抗坏血酸-谷胱甘肽循环而还原再生，这主要涉及到谷胱甘肽还原酶的作用[35]。可以推断，不同品种中，这些关键酶基因可能存在基因序列、调控序列等遗传背景上的差异，从而在小麦胚芽中积累和表现出各型谷胱甘肽含量的差异。

如上分析，小麦胚芽蛋白质、谷胱甘肽、赖氨酸品种间多存在显著差异，且在胚芽中的含量通常显著高于胚乳，综合评价5品种中以中优9507品质最好。

3 讨 论

小麦胚芽是从小麦经小麦胚芽切割机提炼而成的，是小麦面粉加工的副产物，理论上我国每年小麦胚芽蕴藏量可达280万～420万t，但实际流通可利用小麦胚芽每年只有约20万t，且加工出来的小麦胚芽品质相差很大[3]。这一方面是加工能力、加工工艺造成的，大多数小麦胚芽只能被作为辅料或饲料而廉价处理掉；另一方面是加工策略本身就忽视了小麦材料自身的品质差异，几乎没有制粉企业(公司)按照小麦品种品质差异分类采购、存储和加工，而是仅仅依据小麦籽粒饱满度、含水量、种皮软硬度等简单分级。本研究对不同品种小麦胚芽胚乳总蛋白、赖氨酸和各型谷胱甘肽进行比较，发现遗传背景不同的小麦品种间，蛋白质亚基的组成和含量、赖氨酸含量以及各型谷胱甘肽的含量均有不同，多数还达到差异显著或极显著，考虑基因-蛋白-蛋白加工修饰的基本生命体现模式，未来的食品精深加工可能需要从遗传背景源头上就进行分类、分级的区别对待，以充分发挥食品生物原料自身的品质优势。

不同生物合成氨基酸的能力不同，不同生物能够合成氨基酸的种类也不同，高等植物有能力合成自己所需要的全部氨基酸，而赖氨酸是人类和动物所必需的自身不能合成的氨基酸之一，而且是影响谷物类食品营养价值的主要原因，因此被称为人体第一必需氨基酸，被广泛用于饲料添加剂、食品强化剂和医药产品等方面[37]。本实验进一步验证不同品种小麦胚芽中赖氨酸含量普遍高于胚乳，而胚芽却在制粉过程中被丢弃或浪费。前人研究揭示天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶基因是控制植物种子赖氨酸合成的关键基因，如果能促进这两个基因在胚乳中的表达和作用活性，则有望改良小麦面粉的营养品质。

谷胱甘肽是含有巯基的生物活性肽，具有抗氧化、清除自由基、解毒、增强免疫力、延缓衰老、抗癌、抗放射线危害以及辅助转运氨基酸等功能[38]，是重要的功能因子，已有报道用于食品添加剂和运动营养等行业[39]。目前，食品加工已广泛使用抗氧化剂，但绝大多数是人工合成，食品安全问题日显突出，天然谷胱甘肽的强抗氧化性和高安全性，势必使其成为追捧对象，小麦胚芽含有丰富的谷胱甘肽，尤其是还原型谷胱甘肽，在保健食品等领域将具有极好的应用前景和开发价值[40]。

小麦胚芽富含蛋白、还原型谷胱甘肽、赖氨酸等生物活性物质，集功能性、植物性、安全性于一身。当前对小麦胚芽中这些生物活性物质生物合成相关酶基因及其调控因子的研究还很薄弱，如果能利用生物技术手段研究克隆这些相关酶基因和调控因子，并进一步采用遗传改良手段进行专项功能食品的选育，小麦胚芽将不仅仅是一个“营养宝库”，更会是一个“优质资源库”。

参考文献：

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