莲实淀粉特性探究
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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。
