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莲实淀粉特性探究

莲实淀粉特性探究

本文作者:陈学玲关健梅新程薇王少华何建军作者单位:湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所

莲籽,又名莲实、莲米、水芝丹,是睡莲科莲属植物的种子,原产我国,主要分布在湖北、湖南、江西、福建、江苏、浙江、安徽等平原水域地区,是我国重要的水生蔬菜资源。莲籽具有丰富的营养保健价值和药理活性成分,是一种很好的药食同源的原料。淀粉是莲籽的主要成分,占莲籽干物质的50%~60%。淀粉的颗粒特性主要是指淀粉颗粒的形态、大小、轮纹、偏光十字和晶体结构等。不同植物来源的淀粉具有不同的颗粒特性。淀粉颗粒特性与其功能密切相关,还可用于鉴别淀粉的来源和种类[1~5]。因此,研究不同来源的莲籽淀粉颗粒特性显得十分重要。通过莲籽淀粉颗粒特性的研究,为莲籽淀粉质食品的开发应用提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料

干莲籽为湖北省莲藕工程研究中心培植的鄂藕莲(杂)3号莲籽,所用试剂均为分析纯。仪器设备:XMTD-6000型水浴锅,由长风公司生产;DT5-4B型离心机,由北京时代北利离心机公司生产;Winner3003型干粉激光粒度分析仪,由济南微颗粒技术有限公司生产;X''''PertPro型X-衍射仪,由荷兰帕纳科公司生产;DSC200F3型差示量热扫描仪,由德国耐驰科学仪器公司生产;S-450型扫描电镜,由日本日立公司生产。

1.2试验方法

①莲籽淀粉的提取将干莲籽粉碎后加入少量水中,置于高速组织捣碎机破碎、过滤,然后静置沉淀6h,弃去上清液,下层沉淀用蒸馏水清洗,再静置沉淀,反复7~8次,然后于50℃烘箱中烘干,即得莲籽淀粉样品。

②莲籽淀粉特性a.莲籽淀粉颗粒特性。淀粉的颗粒特性主要是指淀粉颗粒的形态、大小、轮纹、偏光十字和晶体结构等。轮纹结构又称层状结构,各轮纹层围绕的一点叫“粒心”或“脐点”。不同种类的淀粉根据其粒心和轮纹情况,可分为单粒、复粒和半复粒3种。此外,淀粉颗粒具有双折射性,在偏光显微镜下可以观察到颗粒的偏光十字[1,2]。b.光学显微镜观察。用金相显微镜观察莲籽淀粉颗粒粒度大小、形状和偏光十字,并拍照。c.表面结构。莲籽淀粉颗粒的表面结构用电子扫描显微镜观察,并拍照。d.淀粉晶体特性的测定。采用X-射线衍射仪测定。X-衍射条件如下:Cukα辐射,管压40kV,管流40mA,扫描角度范围(2θ5°~60°)。e.淀粉颗粒粒度分布测定。采用激光粒度分析仪测定莲籽淀粉的粒度,得到淀粉的粒径大小及分布,重复3次。将莲籽淀粉干样分散后上样分析,分析模式:自由分布。量程:0.10~300μm。f.淀粉颗粒比表面积测定。采用激光粒度仪测试淀粉的比表面积,得到样品颗粒的比表面积,重复3次。将莲籽淀粉干样分散后上样分析,分析模式:自由分布。量程:0.10~300μm。

2结果与分析

2.1金相显微镜观察结果

用金相显微镜放大400倍观察莲籽淀粉颗粒并拍照如图1,可见莲籽淀粉颗粒大小不一,大多数呈卵圆形、偏长,少数为圆形;颗粒具有环层结构,有明显的轮纹;具有清晰的偏光十字,有的呈“十”字形,有的呈“X”形,都交叉于颗粒中心。

2.2扫描电镜观察结果

莲籽淀粉颗粒的表面结构见图2,可见莲籽淀粉颗粒大小不一,大多数呈卵圆形、偏长,少数为圆形,跟光学显微镜观察到结果一致。

2.3淀粉颗粒的结晶结构

根据淀粉的X射线衍射图谱,淀粉大致可以分为A、B、C、V四大类,这4种衍射图谱分别与不同的淀粉植物来源相关。A型主要来源于谷类淀粉,如玉米淀粉、小麦淀粉等,其对应的X射线衍射图谱中,在15°、17°、18°和23°有较强的衍射峰;B型来源于块茎类淀粉,如马铃薯淀粉、芭蕉芋淀粉等,在其衍射图谱中5.6°、17°、22°和24°有较强的衍射峰出现;C型包含有A、B型两种晶型,如香蕉中的淀粉和多数豆类淀粉,它的衍射图谱也显示了两种图谱的综合,与A型相比,它在5.6°处出现了衍射峰,而与B型相比,它在23°却显示的是一个单峰;V型结构则是由直链淀粉和脂肪酸、乳化剂、丁醇以及碘等物质混合得到的,在天然淀粉中很少发现,在衍射图谱中的12.5°和19.5°有较强的特征衍射峰出现。莲籽淀粉的X射线衍射图谱如图3所示,为A型图谱,属弱结晶性淀粉,分别在2θ为15.19°、17.24°、18.24°和23.24°左右有明显吸收峰,结晶度为30.71%。

2.4莲籽淀粉颗粒粒度分布

取适量莲籽淀粉样品经过激光粒度仪测试其粒径大小及分布规律(图4),莲籽淀粉的粒径分布区间为5~30μm,中位粒径D50为11.432μm,淀粉颗粒群的体积平均粒径Xav为12.307μm,体积比表面积S/V5627.388cm2/cm3,表面积平均粒径X[3,2]为10.662μm。由此可知莲籽淀粉的粒径分布相对集中,颗粒之间的粒径差别相对较小,峰型尖而窄,适于精深加工利用及高附加值产品的创制。

3结论

①莲籽淀粉颗粒大小不一,大多数呈卵圆形、偏长,少数为圆形;颗粒具有环层结构,有明显的轮纹;具有清晰的偏光十字,有的呈“十”字形,有的呈“X”形,都交叉于颗粒中心。莲籽淀粉为A型晶体,结晶度为30.71%。②莲籽淀粉的粒径分布相对集中,颗粒之间的粒径差别相对较小,粒径分布区间为5~30μm,中位粒径D50为11.432μm。

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