一种莲籽淀粉颗粒特性的研究

陈学玲，关健，梅新，程薇，王少华，何建军

（1.湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所/湖北省农业科技创新中心农产品加工分中心，武汉，430064）

一种莲籽淀粉颗粒特性的研究

陈学玲，关健，梅新，程薇，王少华，何建军

（1.湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所/湖北省农业科技创新中心农产品加工分中心，武汉，430064）

以湖北产干莲籽为研究对象，采用水提自然沉降法自制莲籽淀粉，研究了莲籽淀粉颗粒的形态、大小、偏光十字、晶体结构等特性。研究结果表明，莲籽淀粉颗粒表面光滑、大小不一，大多数呈卵圆形，偏长，少数为圆形；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5～30 μm，中位粒径D50为11.432 μm；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；结晶结构属于A型，结晶度为30.71%。

莲籽；淀粉；颗粒特性

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'Pert Pro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6 h，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：Cuk α辐射，管压40 kV，管流40 mA，扫描角度范围（2θ 5°~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：0.10~300 μm。

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：0.10~300 μm。

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。

图1 莲籽淀粉颗粒的光学显微镜观察（400倍）

图2 莲籽淀粉颗粒的扫描电镜观察（1 000倍）

图3 莲籽淀粉的X衍射图谱（25℃）

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5～30 μm，中位粒径D50为11.432 μm，淀粉颗粒群的体积平均粒径Xav为12.307 μm，体积比表面积S/V5 627.388 cm2/cm3，表面积平均粒径X[3，2]为10.662 μm。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5～30 μm，中位粒径D50为11.432 μm。

图4 莲籽淀粉粒度分布曲线

[1]曾绍校，郑宝东，林鸳缘，等.莲籽淀粉颗粒特性的研究[J].中国粮油学报，2009（8）：62-64.

[2]钱芳，黄立新，杨晓泉.莲籽淀粉性质的研究[J].食品工业科技，2007（3）：57-60.

[3]刘楠，乔旭光，赵艳艳.微山湖野生白莲籽淀粉的性质研究[J].食品科学，2008（2）：151-154.

[4]苏贝，邓放明，刘沙.莲籽淀粉品质特性的研究进展[J].农产品加工：创新版，2010（2）：52-54，66.

[5]黄悦雄.中国稀有品种淀粉（赤小豆、莲籽、粉葛）性质的研究[D].广州：华南理工大学，2004.

[6]曾绍校.莲籽淀粉品质特性的研究与应用[D].西安：福建农林大学，2007.

Research on Granule Characteristics of Lotus Seed Starch

CHEN Xueling,GUAN Jian,MEI Xin,CHENG Wei,WANG Shaohua,HE Jianjun
(1.Research Institute of Agricultural Products Processing and Nuclear-agricultural Technology, Hubei Academy of Agricultural Sciences/Agricultural Products Processing Subordinate Center,
Hubei Agricultural Science and Technology Innovation Center,Wuhan 430064)

Taking the dry lotus seeds produced in Hubei as material,the homemade lotus seed starch was extracted by the water-extracted natural precipitation method,and the granular characteristics of the lotus seed starch was studied in this paper.The results showed that,the starch granules of the tested lotus seeds had smooth surface,and most of them were oval and long,but a few were round.Its diameter distribution was relatively concentrated,which were ranged from 5 μm to 30 μm,and the median diameter(D50)was 11.432 μm.The granules had obvious annulation and polarization cross,all of which crossed the granule center.The crystal structure of lotus seed starch was type A and its crystallinity was 30.71%.

Lotus seeds;Starch;Granule characteristics

10.3865/j.issn.1001-3547.2012.16.017

国家科技支撑计划（2012BAD27B03），湖北省研究与开发计划项目（2010BBB016）

陈学玲（1979-），女，助理研究员，硕士，主要从事果蔬加工与贮藏方面的研究

何建军，男，通信作者，副研究员，主要从事农产品加工与贮藏方面的研究

2012-06-21