專利名稱：種子失活的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及種子特別是用于爆裂種玉米的種子失活的方法。
植物種子包括發(fā)芽階段或其生長周期的一個(gè)階段。一般說來，發(fā)芽是在種子休眠期后種子內(nèi)的胚重新開始生長。這種重新開始生長發(fā)生在種子處于適宜的環(huán)境條件下，包括適宜的溫度、充足的水份和氧氣。在休眠期的種子也在進(jìn)行呼吸，但呼吸量很低，加熱時(shí)不管其他條件是否存在，其呼吸量增高。沒有適宜的溫度、水份和氧氣，則種子仍保持休眠狀態(tài)。
人們所消費(fèi)的許多食品都源于種子，包括谷物、稻、小麥、玉米、大麥和燕麥。植物種子也用于或用作藥物制品，例如亞麻籽油，大豆油，還用于制造衣服，例如棉子。在某些情況下，如果種子發(fā)芽，則不能按預(yù)期要求再予使用。
目前在種子產(chǎn)品方面采用脫水方法抑制不希望發(fā)生的發(fā)芽。脫水技術(shù)能夠抑制發(fā)芽，但是在某些情況下，這類技術(shù)會(huì)對最終的產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不能接受的影響。例如將種子脫水能使大約14%至5%的爆裂種玉米種子終止發(fā)芽。然而即使再進(jìn)行脫水，這種經(jīng)過脫水的玉米種子的爆裂量降低到商業(yè)上無法接受的水平。
就爆裂種玉米種子而言，終止發(fā)芽特別重要。包括澳大利亞在內(nèi)的許多國家，不允許失活不徹底的爆裂種玉米種子進(jìn)口。因此，需要改進(jìn)使種子(例如玉米種子)失活但對產(chǎn)品質(zhì)量無不良影響的方法。
本發(fā)明提供了一種種子失活的方法，該方法是將種子暴露在惰性氣體中，在有效時(shí)間內(nèi)進(jìn)行加熱，使種子呼吸終止，但基本上不降低種子的產(chǎn)品質(zhì)量。在一個(gè)較佳的實(shí)施例中，含有空氣的氣氛中存在大量的N2或CO2，種子在惰性氣體中至少暴露24小時(shí)。
在另一個(gè)較佳實(shí)施例中，用作爆裂種玉米的種子至少在20℃，最好是在20至60℃左右的溫度下保持大約2-45天。經(jīng)這樣處理后，基本上全部玉米種子都失活，但基本上不降低爆裂質(zhì)量。
本發(fā)明還提供了與未失活玉米種子具有同樣爆裂效果的失活爆裂種玉米種子產(chǎn)品。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)可從以下的詳細(xì)介紹和所附的權(quán)利要求中得到了解。


圖1表示用于本發(fā)明的種子失活的裝置。
本發(fā)明提供了失活的方法，包括將植物種子在有效時(shí)間內(nèi)暴露在惰性氣體和加熱條件下，使種子呼吸終止，但基本上不降低種子的產(chǎn)品質(zhì)量。本文所述“失活”系指在其他可接受的發(fā)芽條件下(即充分的水份、氧氣和溫度)破壞種子發(fā)芽的能力。本發(fā)明采用通過終止種子呼吸方法，破壞種子發(fā)芽能力。
在本發(fā)明中，惰性氣體最好是二氧化碳(CO2)或氮?dú)?N2)代替環(huán)境氣氛中的空氣。用惰性氣體處理使種子失活所需的時(shí)間可根據(jù)具體的種子類型、濕度、種子含水量和加熱溫度而加以改變。本文中所述“加熱”系指足以加速終止由種子暴露于惰性氣體所產(chǎn)生的種子呼吸所需的溫度。在惰性氣體存在下，種子在環(huán)境溫度或低于環(huán)境溫度下失活時(shí)，本發(fā)明所用的較佳溫度至少為20℃，最好為20℃至60℃左右。在這個(gè)范圍內(nèi)的溫度條件下，暴露于惰性氣體中的時(shí)間約為2天至45天。采用本發(fā)明方法，不管加熱溫度如何，使種子失活所需暴露于惰性氣體的時(shí)間至少為24小時(shí)。
本發(fā)明特別適用于爆裂種子玉米種子的失活。為了處理爆裂種玉米種子，可以使用能保持密封環(huán)境的容器。這樣的容器將在以下的實(shí)施例中予以介紹。但是，應(yīng)該理解為本領(lǐng)域的專業(yè)人員能夠制造如本文所述使植物種子失活的任何適宜的容器。用于本發(fā)明的容器、瓶子或裝置，其大小形狀均可改變，設(shè)計(jì)包括氣體和溫濕度的自動(dòng)控制。一個(gè)合適的容器的例子是谷物貯藏器。在某些工業(yè)應(yīng)用方面來看，可以考慮恒濕度的控制，本領(lǐng)域的專業(yè)人員完全能夠設(shè)計(jì)制造所需的這種容器。
在將爆裂種玉米種子加到容器以后，容器中充滿空氣，或引入CO2，N2或其他惰性氣體取代容器中的空氣。此處，可以理解為各種已知方法均可用于將惰性氣體引入容器。取代容器中空氣所需的時(shí)間則根據(jù)容器大小和惰性氣體流入容器的流量而定。玉米種子在惰性氣體環(huán)境中保溫或貯放的時(shí)間至少24小時(shí)，最好2-45天左右。處理玉米種子使之失活的溫度至少為20℃，20℃-60℃左右較佳;40℃-60℃左右最佳。根據(jù)U.S.D.A.發(fā)芽技術(shù)所定的標(biāo)準(zhǔn)，使玉米種子完全失活(即100%失去發(fā)芽能力)所需的準(zhǔn)確時(shí)間按大量爆裂種玉米種子的特征可略為改變。但是可以認(rèn)為，使爆裂種玉米種子基本上完全失活但又不影響爆裂效果，在40℃-60℃下至少約3天以后，最好5-15天以后，或以相當(dāng)?shù)臅r(shí)間和溫度相結(jié)合。
根據(jù)本發(fā)明方法，惰性氣體處理的結(jié)果，失活的爆裂種玉米種子在爆裂效果方面基本上沒有影響。失活的玉米種子的爆裂效果至少為未失活的同樣的玉米種子的80%。在極大多數(shù)情況下，失活的玉米種子的爆裂效果相當(dāng)于未失活的同樣的玉米種子的90%至幾乎100%(大于99%)。
用作爆裂種玉米的正常玉米種子，其含水量約為12-16%。本發(fā)明提供的失活玉米種子，其含水量也約為12-16%，并且爆裂效果與未失活玉米種子基本相同。
本發(fā)明特別適用于爆裂種玉米種子的失活，從而能滿足某些國家對爆裂種玉米種子產(chǎn)品不得發(fā)芽的要求。但是，本領(lǐng)域的專業(yè)人員也可將本文所述的失活技術(shù)應(yīng)用于其他種子產(chǎn)品，例如谷物、粟和草等種子，如Crupina vulgaris等。
實(shí)施例1裝置用于玉米種子失活的適宜裝置示于圖1。該裝置10由一個(gè)升量瓶或罐12組成，它有一個(gè)帶孔的塞子14，穿過塞子14的管子16可將惰性氣體引入到瓶12中。
如圖1所示，管子16呈T形，帶有大約1-3/4″的延伸部分17。管子16在T形的延伸部分和管子15中有許多孔18，當(dāng)氣體進(jìn)入瓶中時(shí)可提高氣體的分布和促使氣體進(jìn)入到較大的玉米吸持器中。
如圖1所示，管子16固定在升量瓶12中。瓶12中的管子23裝滿氯化理(LiCl2)混合物(7gLiCl2和10ml水)，用作恒濕溶液。管子16固定在瓶12中，并且延伸到瓶中玉米頂部以上約1英寸。如圖1所示，升量瓶還有一個(gè)帶橡皮管21的側(cè)孔，當(dāng)惰性氣體經(jīng)管子16進(jìn)入瓶12時(shí)，瓶中的空氣經(jīng)橡皮管21排出。側(cè)孔上的夾持器22和管子16的頂部，在瓶12中裝滿惰性氣體后使瓶密封，惰性氣體不能外逸，外部空氣也不能進(jìn)入瓶12中。方法將玉米種子裝在上述類型的4個(gè)升量瓶(標(biāo)上A-CO2，B-CO2，C-N2，D-N2)至1升刻度處。
用GAC-ⅡTM型谷物分析計(jì)算機(jī)(Dikey-johu公司)測定瓶中種子含水量，同類試樣共2份。測定水份的方法按計(jì)算機(jī)操作手冊所述。操作GAC-Ⅱ型計(jì)算機(jī)時(shí)，將預(yù)測常數(shù)(K1-K9)先輸入到分析儀的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中。GAC-ⅡTM的谷物處理系統(tǒng)提供自動(dòng)均勻地裝載谷物，然后對百分含水量、樣品重量和樣品溫度進(jìn)行必要的計(jì)算，計(jì)算結(jié)果自動(dòng)記錄在打印機(jī)上，測定的初始水份分別為14.4%和14.8%。
各瓶中的玉米重量如下;
A-CO2904.5g C-N2892.0gB-CO2891.6g D-N2873.2g將LiCl2管子加到各個(gè)罐中，每瓶都用3分鐘的時(shí)間充以足夠的CO2或N2，使惰性氣體取代瓶中的全部空氣，然后將全部瓶子置于50°-51℃的保溫瓶中。
按U.S.D.A發(fā)芽技術(shù)，將100粒對照種子(未經(jīng)惰性氣體處理)播種在種子室內(nèi)。根據(jù)U.S.D.A.方法，將100粒種子放在兩個(gè)濕紙巾筒之間，然后將樣品置于環(huán)境溫度都受控制的室中，溫度控制在70°F，12小時(shí)和60°F，12小時(shí)。每天檢查樣品發(fā)芽情況。在種子室內(nèi)樣品通常放置14天。在本實(shí)施例中，放置9天后對照樣品的發(fā)芽率達(dá)74%。
在第二天將所有瓶子都打開，并將LiCl2補(bǔ)充到所有管子中。根據(jù)U.S.D.A.方法，從D-N2和B-CO2瓶中取出100粒種子播種。然后對所有瓶子都分別充給惰性氣體，3分鐘，在從瓶中取出開始后的30分鐘內(nèi)，再放回到50°-51℃的保溫瓶中。用Dickey-john公司的GAC-ⅡTM型谷物分析計(jì)算機(jī)測定N2瓶中的含水量，此時(shí)測得的含水量為14.8%;用相同的計(jì)算機(jī)測定CO2瓶中的含水量，此時(shí)測得的含水量分別為15.0%和14.7%;用相同的計(jì)算機(jī)測定對照瓶中的含水量，分別測得含水量14.7%和14.8%。生長7天后，D-N2瓶中的第2天的樣品的發(fā)芽率為96%，B-CO2，瓶中的發(fā)芽率為94%。在第4天，再將所有瓶都打開，從每個(gè)瓶中各取出100粒種子，根據(jù)U.S.D.A.方法播種。用與上述相同的計(jì)算機(jī)測定A-CO2瓶中的含水量分別為14.3%和14.6%;C-N2瓶中的含水量為14.5%和14.2%;對照瓶中的含水量為14.9%和14.7%。生長到第9天時(shí)，這些瓶中經(jīng)CO2處理的發(fā)芽率為66%，用N2處理的發(fā)芽率為78%。
在第7天，再將所有瓶子打開，根據(jù)U.S.D.A.方法，從A-CO2和C-N2瓶中各取出100粒種子播種，生長15天后，發(fā)芽率分別為3%和4%。采用Dickey John方法，測定A-CO2和C-N2瓶中的含水量。A-CO2瓶中兩份樣品的含水量均為14.3%;C-N2瓶中兩份樣品的含水量分別為14.2%和14.3%。將所有瓶子再充給適當(dāng)氣體，又放回到50-51℃的保溫瓶中。
在第10天，按照U.S.D.A.方法從第9天的A-CO2和C-N2瓶中取出100粒種子播種。14天后，A-CO2和C-N2瓶中的樣品的生長率為0%。
表1總結(jié)了發(fā)芽研究的數(shù)據(jù)。
表1擠水劑 CO2和N2溫度 50℃濕度 約20%百分發(fā)芽率天數(shù) CO2對照74% N20 - -2 94% 96%4 66% 78%7 3% 4%10 0% 0%爆裂效果將72g玉米種子和30g油放在袋中，在熱點(diǎn)微波爐中(550mHz)爆裂3分鐘10秒，在0天測定5袋對照種子的爆裂效果。測定結(jié)果如下。
樣品編號 重量 體積 發(fā)芽未爆裂 爆裂百分率1 119.45 2，300 12.81 82.20%2 119.65 2，350 12.44 82.72%3 119.52 2，250 11.9 83.47%4 119.34 2，200 12.30 82.91%5 119.30 2，250 12.80 82.22%
將72g玉米種子和30g油放在袋中，在熱點(diǎn)微波爐中(550mHz)爆裂3分鐘10秒，在第4天測定5袋對照種子爆裂效果。測定結(jié)果如下樣品編號 重量 體積 發(fā)芽未爆裂 爆裂百分率1 119.44 2，300 11.0 84.7%2 119.44 2，200 13.4 81.4%3 119.99 2，400 12.28 82.9%4 119.52 2，350 11.16 84.5%5 119.43 2，300 10.77 85.0%按上述相同方法，在第4天測定5袋經(jīng)N2處理過的玉米。測定結(jié)果如下樣品編號 重量 體積 發(fā)芽未爆裂 爆裂百分率1 119.6 2，300 9.33 87.0%2 119.38 2，200 13.98 80.6%3 120.08 2，200 12.98 82.0%4 119.84 2，300 10.25 85.8%5 119.65 2，300 12.45 82.7%按上述相同方法，在第4天測定5袋經(jīng)CO2處理過的玉米。測定結(jié)果如下樣品編號 重量 體積 發(fā)芽未爆裂 爆裂百分率1 119.54 2，300 13.38 81.4%2 119.45 2，200 12.67 82.4%3 119.30 2，200 16.24 77.4%4 120.10 2，350 11.81 83.6%5 119.47 2，300 12.45 80.2%按上述方法，在第9天從A-CO2和C-N2瓶中取出種子，測定爆裂效果。測定結(jié)果如下
A-CO2樣品編號 重量 體積 發(fā)芽未爆裂 爆裂百分率1 119.5 2，200 9.03 87.5%2 119.8 2，300 6.57 90.9%3 119.8 2，200 8.66 88.0%4 119.6 2，300 6.30 91.2%5 120.2 2，300 6.89 90.4%C-N2樣品編號 重量 體積 發(fā)芽未爆裂 爆裂百分率1 119.3 2，300 8.50 88.2%2 119.4 2，300 6.84 90.5%3 119.9 2，200 9.90 86.3%4 119.4 2，200 9.41 86.9%5 119.6 2，300 8.32 88.4%
權(quán)利要求
1.種子失活的方法，包括將所述種子在有效時(shí)間內(nèi)暴露于惰性氣體和至少約40℃的加熱條件下，終止種子的呼吸但基本上不降低所述種子的產(chǎn)品質(zhì)量。
2.按權(quán)利要求1的方法，其中將所述種子暴露于惰性氣體中包括以CO2或N2取代所含氣氛中的空氣。
3.按權(quán)利要求2的方法，其中在所述含空氣氣氛中輸入充分的所述惰性氣體，在有效時(shí)間內(nèi)以惰性氣體取代所含氣氛中的全部空氣。
4.按權(quán)利要求1的方法，其中所述種子暴露在所述惰性氣體中至少24小時(shí)。
5.按權(quán)利要求1的方法，其中所述種子在約40℃至60℃下，暴露于惰性氣體中的時(shí)間約為2至45天。
6.爆裂種玉米種子失活的方法，包括將所述玉米種子在有效時(shí)間內(nèi)暴露于惰性氣體和至少約40℃的加熱條件下，終止玉米的呼吸但基本上不降低所述玉米種子的爆裂效果。
7.按權(quán)利要求7的方法，其中將所述玉米種子暴露于惰性氣體中包括以N或CO取代所含氣氛中的空氣。
8.按權(quán)利要求7的方法，其中在所述含空氣氣氛中輸入充分的所述惰性氣體，在有效時(shí)間內(nèi)以惰性氣體取代所述容器中的全部空氣。
9.按權(quán)利要求7的方法，其中所述玉米種子暴露于所述惰性氣體中至少24小時(shí)。
10.按權(quán)利要求7的方法，其中所述玉米種子在約40℃至60℃下暴露于惰性氣體中的時(shí)間約2至45天。
11.按權(quán)利要求7的方法，其中所述玉米在失活后的爆裂效果至少為未失活的玉米的爆裂效果的80%。
12.按權(quán)利要求7的方法，其中所述玉米在失活后的爆裂效果約為未失活的玉米的爆裂效果的99%。
13.爆裂種玉米種子失活的方法，包括(a)以惰性氣體取代空氣，終止種子在所含氣氛中的呼吸;(b)將所述種子在約40℃至60℃下暴露在所述氣體的時(shí)間約為2至45天。
14.按權(quán)利要求13的方法，其中所述惰性氣體是N2或CO2。
15.按權(quán)利要求13的方法，其中所述失活玉米種子在失活前在種子中至少保持約90%水份。
16.食品，包括失活的爆裂種玉米種子，所述玉米種子的爆裂效果基本上與失活前的玉米種子相同，所述玉米種子的含水量約為12-16%。
全文摘要
一種采用惰性氣體和加熱使種子失活但基本上不損害種子質(zhì)量的方法，該方法特別適用于爆裂種玉米種子的失活但又不損害爆裂效果。
文檔編號A23B9/02GK1048964SQ9010655
公開日1991年2月6日 申請日期1990年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1989年7月27日
發(fā)明者邁克爾·E·布萊 申請人:黃金谷微波食品有限公司