土圞儿c-型淀粉的特性和晶态分布研究

摘要

淀粉是高等植物的主要能量贮藏物质，也是人类能量的主要来源，并且广泛应用于食品和非食品工业中。不同植物来源的淀粉结构和功能特性不同，其用途也不同。植物淀粉根据晶体结构的不同分为A-、B-和C-型三种，其中C-型淀粉由A-和B-型晶体组成，常见于植物的种子和根茎变态器官中。以往人们对淀粉的研究和利用主要集中在A-和B-型淀粉上，而对C-型淀粉资源的报道较少，尤其是C-型淀粉的特性和A-和B-型晶体的分布研究较少，严重制约了人们对C-型淀粉资源的认识、开发和利用。课题组在前期工作中，从豆科植物土圞儿属土圞儿块根中分离淀粉，经鉴定为C-型淀粉。本论文首先研究了土圞儿C-型淀粉的特性，并与常见的玉米A-型淀粉、马铃薯B-型淀粉和豌豆C-型淀粉进行比较，其次查明了土圞儿C-型淀粉的晶态分布。研究结果不仅丰富和充实植物C-型淀粉相关知识，而且对土圞儿块根淀粉的开发和利用提供帮助。主要研究结果如下:
　　1.土圞儿C-型淀粉的特性。土圞儿干块根中淀粉含量约为75％，其淀粉有球形、多角形和椭球形等形态，有典型的中心脐点，其粒径分布范围为3～30μm。土圞儿淀粉含有35％的直链淀粉，表现为C-型晶体，有25.9％的结晶度和9.55nm的片层厚度。土圞儿淀粉有典型的双峰糊化热力学曲线，第一个峰值温度为68℃，第二个峰值温度为75.6℃。淀粉在95℃下的膨胀势与水溶性分别为28.73g/g和10.77％。粘度分析表明，土圞儿淀粉峰值粘度为1689mPa s，热浆粘度为1420mPa s，终止粘度为2103mPa s。土圞儿原淀粉含有6.04％的快速消化淀粉、10.96％的缓慢消化淀粉和83％的抗性淀粉;糊化淀粉含有83.16％的快速消化淀粉、15.23％的缓慢消化淀粉和1.61％的抗性淀粉;回生淀粉含有87.13％的快速消化淀粉、8.87％的缓慢消化淀粉和3.99％的抗性淀粉。土圞儿淀粉酶水解为单相降解，水解速率常数明显比马铃薯淀粉高而比玉米淀粉低。
　　2.土圞儿C-型淀粉的晶态分布。热台显微镜原位观察发现，土圞儿C-型淀粉含有两组不同糊化温度的淀粉粒。差示扫描量热仪分析表明，C-型淀粉由A-型淀粉粒和B-型淀粉粒组成，其中A-型淀粉粒数目约占总淀粉的54.5％，具有较高的糊化温度;而B-型淀粉粒的糊化温度较低。分离的A-型淀粉粒的糊化峰值温度与C-型淀粉的第二个糊化峰的峰值温度相一致。分离的A-型淀粉在形态、颗粒尺寸分布、直链淀粉含量和短程有序结构上与原淀粉没有明显差异。上述结果表明土圞儿C-型淀粉由A-型淀粉粒和B-型淀粉粒组成，即A-和B-型晶体分布在不同淀粉粒内，与目前国内外报道的C-型淀粉的晶态分布方式不同。

目录

摘要

符号说明

第一章 文献综述

1 淀粉特性

1．1 淀粉结构特性

1．2 淀粉功能特性

2 C-型淀粉概述

2．3 C-型淀粉的晶态分布

2．4 C-型淀粉的理化性质

3 土圞儿块根研究现状

3．1 化学成份及功能

3．2 土圞儿块根淀粉发育机制

4 本研究的问题、目的和意义

4．1 本研究的问题

4．2 本研究的目的和意义

第二章 土圞儿块根C-型淀粉的特性

1 引言

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．2 块根中可溶性糖和淀粉含量测定

2．3 淀粉分离

2．4 淀粉形态观察

2．5 淀粉粒度分布分析

2．6 淀粉碘吸收波谱测定

2．7 淀粉晶体结构分析

2．8 淀粉短程有序结构分析

2．9 淀粉片层结构分析

2．10 淀粉膨胀势与可溶性测定

2．13 淀粉体外消化测定

2．14 淀粉水解动态测定

2．15 淀粉水解动力学参数和数据拟合分析

2．16 统计分析

3 结果与分析

3．2 淀粉粒的形态和粒度分布

3．3 淀粉碘吸收波谱

3．4 淀粉晶体结构

3．5 淀粉短程有序结构

3．6 淀粉片层结构

3．7 淀粉膨胀势与水溶性

3．8 淀粉热力学特性

3．9 淀粉黏滞特性

3．10 淀粉消化特性

3．11 淀粉水解特性

4 讨论

4．3 土圞儿淀粉的消化特性

4．4 土圞儿淀粉的水解特性

5 小结

第三章 土圞儿C-型淀粉的晶态分布

1 引言

2 材料与方法

2．3 淀粉原位糊化热台显微镜观察和糊化度测定

2．4 淀粉DSC分析

2．5 淀粉粒度分布分析

2．6 不同糊化温度下淀粉粒的分离

2．7 淀粉碘吸收波谱测定

2．8 淀粉晶体结构分析

2．9 淀粉短程有序结构分析

2．10 淀粉固体核磁共振分析

2．11 统计分析

3 结果与分析

3．1 淀粉原位糊化

3．2 KCl对淀粉DSC糊化温度的影响

3．3 土圞儿C-型淀粉中的A-型淀粉粒与B-型淀粉粒的含量

3．4 土圞儿C-型淀粉中A-型淀粉粒的分离

3．5 土圞儿C-型淀粉中A-型淀粉粒的特性

3．6 土圞儿块根不同区域淀粉的晶体结构

4 讨论

4．2 土圞儿块根淀粉发育机制

5 小结

全文总结与创新点

参考文献

致谢

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