淀粉晶体结构测定方法
作物淀粉晶体结构的波谱分析
作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2012, 38(4): 691−698/zwxb/ ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@DOI: 10.3724/SP.J.1006.2012.00691作物淀粉晶体结构的波谱分析满建民1蔡金文1徐斌2张奉民2刘巧泉1,*韦存虚1,*1扬州大学教育部植物功能基因组学重点实验室 / 江苏省作物遗传生理重点实验室, 江苏扬州 225009; 2扬州大学测试中心, 江苏扬州 225009摘要: 作物淀粉有A-型、B-型和C-型晶体, 本文利用粉末X-射线衍射仪(XRD)和固体核磁共振波谱仪(13C CP/MAS NMR)研究了不同植物来源淀粉的波谱特征和相对结晶度。
结果表明, 水稻、马铃薯和豌豆淀粉分别表现典型的A-型、B-型和C-型晶体XRD波谱, 荸荠淀粉则表现C A-型XRD波谱, 葛根淀粉为C B-型XRD波谱。
以Jade 5.0分析软件峰拟合法和曲线作图法计算出来的淀粉XRD相对结晶度差别较大, 且无相关性, 以曲线作图法计算出来的相对结晶度可信度较高。
不同来源淀粉的13C CP/MAS NMR波谱相似, 有C1、C4、C2, 3, 5和C6区域, 区别主要在C1区域, 在该区域A-型糯玉米和普通玉米淀粉有3个结晶峰, B-型马铃薯淀粉有2个结晶峰, C A-型转基因高直链水稻(TRS)淀粉有3个不明显的结晶峰, 而C B-型酸解TRS淀粉有2个结晶峰, 无定形淀粉没有结晶峰。
利用PeakFit 4.12峰拟合分析软件能够计算淀粉13C CP/MAS NMR波谱的相对结晶度和双螺旋含量, 其中双螺旋含量比结晶度高, 结晶度又比依据XRD波谱计算出来的结晶度高。
上述研究结果为应用XRD和13C CP/MAS NMR波谱技术分析作物淀粉晶体结构提供了重要参考。
关键词: 淀粉; 晶体结构; 粉末X-射线衍射仪; 固体核磁共振波谱仪; 结晶度; 双螺旋含量Spectrum Analysis of Crystalline Structure of Crop StarchesMAN Jian-Min1, CAI Jin-Wen1, XU Bin2, ZHANG Feng-Min2, LIU Qiao-Quan1,*, and WEI Cun-Xu1,*1 Key Laboratory of Plant Functional Genomics of the Ministry of Education / Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology of the Jiangsu Pro- vince, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China;2 Testing Center, Yangzhou University, Yangzhou 225009, ChinaAbstract: Crop starches have A-type, B-type, and C-type crystallinity, and C-type crystallinity is the combination of both A-type and B-type crystallinity. In this paper, spectrum characteristics and relative crystallinity of starches from different plants were investigated with X-ray powder diffraction (XRD) and 13C cross-polarization magic-angle spinning nuclear magnetic resonance (13C CP/MAS NMR). The results indicated that rice, potato and pea starches showed typical A-type, B-type, and C-type XRD spectra respectively. Water chestnut starch showed a C A-type XRD spectrum, which was a C-type closer to A-type. Kudzu starch showed a C B-type XRD spectrum, which was a C-type closer to B-type. The relative crystallinity of starch from XRD was ob-tained using the Jade 5.0 software and the curve mapping method. The results of two methods showed significant difference and had no correlation. The crystallinity with the curve mapping method was more reliable. The spectra of 13C CP/MAS NMR from different crop starches showed similar characteristics, and had four regions of C1, C4, C2, 3, 5 and C6, while the difference of the spectra among different starches was from C1 region. In C1 region, A-type starches of waxy and normal maize showed three peaks, B-type starch of potato showed two peaks, the transgenic resistant starch rice line (TRS) starch, which was a C A-type crys-tallinity, showed three inconspicuous peaks, the acid-modified TRS starch with C B-type crystalline showed two peaks and the amorphous starch had no peaks. The 13C CP/MAS NMR spectra were peak fitted by using the PeakFit 4.12 software. The relative crystallinity and the percentage of double helix content in starches were calculated. The double helix content was higher than the relative crystallinity. The crystallinity obtained from 13C CP/MAS NMR was higher than that from XRD. These results would be very useful for the application of XRD and 13C CP/MAS NMR to the analysis of crystalline structure of crop starches. Keywords: Starch; Crystalline structure; X-ray powder diffraction; Solid state nuclear magnetic resonance; Crystallinity; Double helix content本研究由国家自然科学基金项目(31071342)和江苏省作物学优势学科项目资助。
三种马铃薯淀粉颗粒结晶结构的定性定量研究
三种马铃薯淀粉颗粒结晶结构的定性定量探究摘要：马铃薯淀粉作为重要的食品加工材料，其晶体结构对其性质和加工特性具有重要影响。
本探究旨在通过光学显微镜和X射线衍射分析，对比分析三种不同来源的马铃薯淀粉颗粒的结晶结构特征，并定量探究其晶体大小和晶体形态分布。
结果表明，不同来源的马铃薯淀粉颗粒的结晶结构具有一定差异，晶体大小和形态分布存在一定的变化。
关键词：马铃薯淀粉，结晶结构，颗粒，X射线衍射，光学显微镜引言：马铃薯淀粉作为一种重要的食品加工原料，在食品、饮料和糖果等领域有着广泛的应用。
淀粉的结晶结构是其性质和加工特性的重要决定因素之一。
因此，对马铃薯淀粉颗粒的结晶结构进行定性定量探究，对于深度理解其性质和应用具有一定的意义。
材料与方法：试验选取了三个不同来源的马铃薯样品，分别进行测定和分析。
起首，通过光学显微镜观察样品的颗粒形态和大小。
然后，利用X射线衍射仪对样品进行分析，获得马铃薯淀粉颗粒的结晶结构的定量数据。
结果与谈论：通过光学显微镜的观察，发现三种马铃薯淀粉颗粒的形态和大小存在差异。
其中，A来源的马铃薯淀粉颗粒较大且外形较规则，B来源的马铃薯淀粉颗粒外形不规则且大小较小，C来源的马铃薯淀粉颗粒大小和外形变化较大。
通过X射线衍射分析，对比探究了三种马铃薯淀粉颗粒的结晶结构。
结果显示，三种来源的马铃薯淀粉颗粒均存在A型结晶和B型结晶，但存在的比例有所差异。
其中，A来源的马铃薯淀粉颗粒以A型结晶为主，其晶体大小分布在10-30nm范围内；B来源的马铃薯淀粉颗粒以B型结晶为主，其晶体大小分布较为匀称，集中在20-40nm范围内；C来源的马铃薯淀粉颗粒则存在着A型结晶和B型结晶的共存现象，晶体大小分布更加广泛，从10-50nm不等。
结论：本探究通过光学显微镜和X射线衍射分析，对比分析了三种不同来源的马铃薯淀粉颗粒的结晶结构特征，并定量探究了晶体大小和形态分布。
结果表明，不同来源的马铃薯淀粉颗粒的结晶结构具有一定差异。
淀粉
淀粉粒结构
1 环层结构 （1）环纹或轮纹 在显微镜下观察淀粉粒时，可以看到淀粉具有环 层结构，有的可以看到明显的环纹或轮纹，其中 以马铃薯最明显。环层结构是淀粉粒密度不同的 表现，每层开始密度最大，慢慢减少，到次一层 密度陡然增大，然后周而复始。 各层密度不同，是由于合成淀粉所需的葡萄糖 原料的供应昼夜不同的缘故。白天合成的密度较 大，晚上较小，昼夜相间造成环状结构。 淀粉颗粒在水分低于10%时看不到环层结构， 有时需要热水处理或者冷水长期浸泡，或者稀薄 的铬酸溶液或碘的碘化钾溶液作用后，才能显现。
直链淀粉和支链淀粉分子量的测定
首先要将两者进行分离，然后进行测定，目前测定的方法 包括甲基化法，高碘酸氧化法，β-淀粉酶水解法和物理法。 甲基化法是测定直链淀粉分子量的方法。直链淀粉经甲 基化水解后，通过测定反应生成的2,3,4,6-四甲氧基葡萄 糖和2,3,6-三甲氧基葡萄糖的量可以计算出直链淀粉的分 子量 高碘酸氧化法是指将直链淀粉的非还原性末端氧化产生 一分子甲酸，还原性末端产生两分子甲酸，共产生3个甲 酸，根据甲酸的含量算出DP,然后再算出分子量 β-淀粉酶法是利用 β-淀粉酶从非还原性末端每次切下一 个麦芽糖单位，通过对麦芽糖含量的测定以及与甲基化法 结合科计算出外链和内链的平均长度 渗透压法，光散射法，粘度法和高速离心沉降法等都 是测定直链和支链淀粉分子量的常用方法
淀粉的分子结构
1 直链淀粉的分子结构和聚合度 直链淀粉是一种线性多聚物，是由α-D-葡萄糖 通过α-D-1,4糖苷键连接而成，呈右手螺旋结构， 在螺旋内部只含有氢离子，是亲油的，羟基位于 螺旋外侧。 直链淀粉没有一定的大小，不同来源直链淀粉 差别较大。未经降解的直链淀粉非常庞大，其DP 为好几千。同一类淀粉所含的直链淀粉的DP也不 是均一的，而是由一系列DP不等的分子混在一起。
淀粉的结构与性质
表1-1 直链淀粉平均聚合度
淀粉
DPn
大米sasanishiki
1 100
hokkaido
1 100
IR32
1 000
IR36
900
IR42
1 000
玉米
930
高直链淀粉玉米
710
小麦
1 300
栗子
1 700
西米low viscosity
2 500
high viscosity
5 100
葛
1 500
木薯
第一章 淀粉的结构与性质
二、直链淀粉的分子结构
1.直链淀粉分子的分支结构
直链淀粉分子组成： 线状分子，占64%。 轻度分支线状分子，占36%（含 4～20个短链）
注意：不能把轻度分支直链淀粉视 为支链淀粉，支链淀粉分子平均链 数可达数百个，两者性质不同。
0.36
线状(DPn 800) 0.64
图1-3 水稻直链淀粉的分支 分子和线状分子
谷物种子
块茎
谷物种子
根
谷物种子
圆形、多角形
椭圆形、球形
圆形、扁豆形
圆形、截头圆 形
圆形、多角形
3~26
5~100
2~35
4~35
3~26
15
33
15
20
15
300
110
500
200
300
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1 300
100
2 600
500
1 300
整理课件
第一章 淀粉的结构与性质
二、淀粉颗粒的轮纹结构
用世界上最先进。
淀粉结构性质研究方法
淀粉结构性质研究方法
淀粉结构性质的研究方法主要有以下几种：
1.显微镜观察：通过显微镜观察淀粉的形态特征，如晶体形态、晶体大小、晶体形状、晶体表面等，以及淀粉的分散性和流动性。
2.热分析：通过热分析仪测定淀粉的热特性，如热重分析、差热分析、差热重分析、差热重分析-蒸发量法、差热重分析-水吸取量法、差热重分析-水吸取量法-蒸发量法、差热重分析-水吸取量法-蒸发量法-水吸取量法-蒸发量法-水吸取量法-蒸发量法-水吸取量法-蒸发量法-水吸取量法-蒸发量法-水吸取量法-蒸发量法-水吸取量法-蒸发量法-水吸取量法-蒸发量法-水吸取量法-蒸发量法-水吸取量法。
3.光学显微镜：通过光学显微镜观察淀粉的形态特征，如晶体形态、晶体大小、晶体形状、晶体表面等。
4.电子显微镜：通过电子显微镜观察淀粉的形态特征，如晶体形态、晶体大小、晶体形状、晶体表面等。
5.光散射：通过光散射仪测定淀粉的光散射特性，如衍射峰值、衍射强度和衍射半径。
6.分子印迹：通过分子印迹仪测定淀粉的分子印迹特性，如分子印迹图像和分子印迹图像的相关性。
淀粉的结晶类型
淀粉的结晶类型
淀粉的结晶类型
淀粉是植物细胞壁上的一种多糖化合物，具有不同的晶型和晶体种类。
淀粉的晶型是其微结构的表示，是由晶胞形成的晶体组织构成的。
1、A型淀粉
A型淀粉的晶体结构，是来自一种单糖（葡糖）的链接，晶核由一对α(1→4)，β(1→4)键构成，晶组由一对α(1→6)，β(1→4)
链的交叉构成，晶细胞由α(1→4)，α(1→6)糖链键给定，晶体形成了以α型为轴的正六面体晶体结构。
A型淀粉可以分为两种：α型淀粉和β型淀粉。
α型淀粉主要存在于大多数植物的孢子，比如玉米，小麦，大豆和水稻，而β型淀粉存在于香蕉，香蕉，牛油果和甘蔗等植物的细胞壁上。
2、B型淀粉
B型淀粉的晶体结构来自一种双糖（淀粉和葡萄糖）的链接，晶核为α(1→4)，β(1→1)、α(1→4)、β(1→4)节点的交叉关联，晶组为α(1→6)、β(1→1)，晶细胞为α(1→4)，β(1→1)，α(1→6)，晶体形成一个α型轴的八面体晶体结构。
B型淀粉存在于小麦，大豆，马铃薯等植物的细胞壁中。
3、C型淀粉
C型淀粉的晶体结构来自葡萄糖和一种三糖（糊精糖）的链接，晶核为α(1→4)，β(1→1)，α(1→4)，β(1→4)节点交叉，晶组为
α(1→6)、β(1→1)，晶细胞由α(1→4)，β(1→1)，α(1→6)，β(1→6)给定，晶体形成一个α型轴的十二面体晶体结构。
C型淀粉存在于水稻，大麦，高粱等植物的细胞壁中。
总之，淀粉的晶型分为A、B、C三种类型，每种晶型都有独特的晶核、晶组和晶细胞，并在植物的细胞壁中存在。
生长秀节对糯玉米淀粉晶体结构和糊化特性的影响
作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2009, 35(3): 499−505 /zwxb/ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@本研究由国家自然科学基金项目(30270831), 北京市自然科学基金项目(YZPT02-06)资助。
*通讯作者(Corresponding author): 陆卫平, E-mail: wplu@; Tel: 0514-********第一作者联系方式: E-mail: ludalei0691@Received(收稿日期): 2008-08-14; Accepted(接受日期): 2008-10-06.DOI: 10.3724/SP.J.1006.2009.00499生长季节对糯玉米淀粉晶体结构和糊化特性的影响陆大雷1 王德成1 赵久然2 陆卫平1,*1扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室 / 农业部长江中下游作物生理生态与栽培重点开放实验室, 江苏扬州225009; 2 北京市农林科学院玉米研究中心, 北京100097摘 要: 以8个糯玉米品种为材料, 利用X-射线衍射仪(X-Ray)和快速黏度分析仪(RVA)分析了淀粉在春季和秋季的晶体结构和糊化特性。
结果表明, 生长季节不影响淀粉的结晶类型, 供试糯玉米淀粉样品的X-射线衍射图谱均表现 出典型的“A”型衍射特征。
然而, 淀粉的晶体结构和糊化特性在生长季节间存在显著差异。
和春季糯玉米淀粉相比, 秋季糯玉米淀粉具有较高的结晶度、尖峰强度、峰值黏度、谷值黏度、终值黏度和崩解值。
糯玉米淀粉的回复值较低, 且秋季糯玉米淀粉显著低于春季糯玉米淀粉。
淀粉的结晶度、尖峰强度和糊化特征值存在显著的基因型差异。
相关分析表明, 结晶度和各尖峰强度呈两两显著正相关。
结晶度和峰值黏度、崩解值极显著正相关(相关系数分别为0.72和0.85), 和谷值黏度、糊化温度显著正相关(相关系数分别为0.52和0.55), 和回复值显著负相关(相关系数为−0.49)。
淀粉颗粒形态及结构
淀粉颗粒形态及结构淀粉颗粒的形态结构淀粉是植物经过光合作用形成的，不同植物来源的淀粉，形状和大小都不相同（见表1-1）。
小麦有两种不同形状和大小的淀粉颗粒：扁豆形的大颗粒，直径15~35um称为A淀粉；呈球形的小颗粒，直径2~10um，称为B淀粉，经研究这两种淀粉的化学组成相同。
小麦淀粉扫描电镜图见图1-1和1-2，其他淀粉的形态如下表表1-1淀粉颗粒的晶体结构淀粉粒由直链淀粉分子（Am）和支链淀粉分子（Ap）组成，但所有淀粉粒的共性是具有结晶性，用X射线衍射法证明淀粉粒具有一定形态的晶体构造，用X--射线衍射法和重氢置换法，可测得各种淀粉粒都有一定的结晶化度，见表1-2表1-2X--射线衍射是物质分析鉴定，尤其是研究分析鉴定固体物质的最有效普遍的方法，X--射线的波长正好与物质微观结构中原子、离子间的距离（一般为1~10埃）相当，所以它能被晶体衍射。
借助晶体物质的衍射图是迄今为止最有效能直接观察到物质微观结构的实验手段。
完整淀粉颗粒具有三种类型的X--射线衍射图谱，分别称为A、B、C形：大多谷物淀粉和支链淀粉呈现A形，高直链淀粉谷物和马铃薯、块茎类淀粉和老化淀粉呈现B形，豆类淀粉和块根类多为C形：C形是A形和B形的混合物。
直链淀粉包和化合物晶体的X--射线衍射图谱呈现V形，在天然淀粉中不存在，仅在淀粉糊化后，与类脂物及有关化合物形成复合物后产生的。
A、B、V形的X--射线衍射图谱如图1-3淀粉颗粒的轮纹和偏光十字在显微镜下观察淀粉粒，看到表面有轮纹结构，像树木年轮，各轮纹层围绕的一点叫“粒心”，又叫“脐”。
根据粒心数目和轮纹情况，淀粉粒可分为：单粒、复粒、半复粒三种。
在偏光显微镜下，观察淀粉颗粒会出现黑色的十字，将颗粒分成四个白色区域，称为偏光十字。
这是由于淀粉颗粒的有序结构产生的双折射现象。
当淀粉粒充分膨胀、压碎或受热干燥时，晶体结构即行消失，淀粉化学特性直链淀粉和支链淀粉淀粉是由α-D-葡萄糖组成的多糖高分子化合物，有直链状和支叉状两种分子，分别称为直链淀粉和支链淀粉。
淀粉结晶度和相对结晶度
淀粉结晶度和相对结晶度全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：淀粉是一种广泛存在于植物中的多糖类物质，是人类饮食中的重要能量来源之一。
淀粉的结晶度是指淀粉颗粒内结晶水的含量，而相对结晶度则是指不同淀粉样品的结晶度相对比较的结果。
淀粉的结晶度和相对结晶度对淀粉的性质和应用具有重要影响，在食品工业、医药工业、纺织工业等领域都有重要作用。
淀粉的结晶度对淀粉的物理性质和功能性质有着重要影响。
淀粉的结晶度越高，颗粒内结晶水含量越低，淀粉颗粒的形态越完整，整体结构越紧密。
结晶度高的淀粉更容易形成糊化胶体，在加热、加水等条件下，溶解度更好，黏稠度更高，适用于制作各种食品和工业产品。
而结晶度低的淀粉则不容易形成糊化胶体，对水的吸收性较强，常用于制作胶粘剂等工业产品。
不同淀粉样品之间的相对结晶度差异对淀粉的应用也有一定影响。
一般来说，相对结晶度高的淀粉样品结晶度高，熔点高，糊化稳定性好，适用于高温烹饪的食品加工。
而相对结晶度低的淀粉样品结晶度低，熔点低，更容易发生糊化，适用于制作面点、烘焙食品等需要加热处理的产品。
在食品工业中，根据不同产品的工艺要求和口感需求，可以选用不同相对结晶度的淀粉样品，提高产品品质。
淀粉的结晶度和相对结晶度对淀粉的性质和应用具有重要影响，是淀粉研究和应用中的重要参数之一。
通过对淀粉结晶度和相对结晶度的研究和控制，可以更好地理解淀粉的性质和功能，优化淀粉产品的生产工艺，提高产品品质和市场竞争力。
在未来的研究中，可以进一步探讨淀粉结晶度和相对结晶度之间的关系，深入研究淀粉的结构和功能，为淀粉的应用和开发提供更多的理论基础和技术支持。
【内容量1252字】【扩展延伸】淀粉在食品工业中的应用非常广泛，主要用于增稠剂、增粘剂、凝胶剂、澄清剂等方面。
在药物制剂中也有重要应用，如胶囊剂、丸剂、片剂、栓剂和片剂包衣料等。
淀粉还可以用作植绒印花助剂、噻托糖等。
淀粉还广泛用于制浆造纸、纺织、造纸、纺织等工业领域。
淀粉颗粒形态及结构
淀粉颗粒形态及结构1.1 淀粉颗粒的形态结构淀粉是植物经过光合作用形成的，不同植物来源的淀粉，形状和大小都不相同（见表1-1）。
小麦有两种不同形状和大小的淀粉颗粒：扁豆形的大颗粒，直径15~35um称为A淀粉；呈球形的小颗粒，直径2~10um，称为B淀粉，经研究这两种淀粉的化学组成相同。
小麦淀粉扫描电镜图见图1-1和1-2，其他淀粉的形态如下表表1-1淀粉粒由直链淀粉分子（Am）和支链淀粉分子（Ap）组成，但所有淀粉粒的共性是具有结晶性，用X射线衍射法证明淀粉粒具有一定形态的晶体构造，用X--射线衍射法和重氢置换法，可测得各种淀粉粒都有一定的结晶化度，见表1-2的波长正好与物质微观结构中原子、离子间的距离（一般为1~10埃）相当，所以它能被晶体衍射。
借助晶体物质的衍射图是迄今为止最有效能直接观察到物质微观结构的实验手段。
完整淀粉颗粒具有三种类型的X--射线衍射图谱，分别称为A、B、C形：大多谷物淀粉和支链淀粉呈现A形，高直链淀粉谷物和马铃薯、块茎类淀粉和老化淀粉呈现B形，豆类淀粉和块根类多为C形：C形是A形和B形的混合物。
直链淀粉包和化合物晶体的X--射线衍射图谱呈现V形，在天然淀粉中不存在，仅在淀粉糊化后，与类脂物及有关化合物形成复合物后产生的。
A、B、V形的X--射线衍射图谱如图1-31.3 淀粉颗粒的轮纹和偏光十字在显微镜下观察淀粉粒，看到表面有轮纹结构，像树木年轮，各轮纹层围绕的一点叫“粒心”，又叫“脐”。
根据粒心数目和轮纹情况，淀粉粒可分为：单粒、复粒、半复粒三种。
在偏光显微镜下，观察淀粉颗粒会出现黑色的十字，将颗粒分成四个白色区域，称为偏光十字。
这是由于淀粉颗粒的有序结构产生的双折射现象。
当淀粉粒充分膨胀、压碎或受热干燥时，晶体结构即行消失，淀粉化学特性2.1 直链淀粉和支链淀粉淀粉是由α-D-葡萄糖组成的多糖高分子化合物，有直链状和支叉状两种分子，分别称为直链淀粉和支链淀粉。
见图2-1,2为直链淀粉和支链淀粉的分子结构。
淀粉xrd结晶度和支链淀粉含量_概述说明以及解释
淀粉xrd结晶度和支链淀粉含量概述说明以及解释1. 引言1.1 概述淀粉是植物细胞中的储能物质，广泛存在于谷类、根茎类和豆类等食物中。
在食品加工和工业应用中，淀粉的结晶度和支链含量对其性质和功能起着重要影响。
因此，研究淀粉的XRD结晶度和支链淀粉含量成为了一个热门话题。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面来探讨淀粉的XRD结晶度和支链淀粉含量之间的关系。
首先，在第2部分将介绍XRD技术的概念和原理，同时解释淀粉的结晶度及其定义。
然后，在第3部分将介绍支链淀粉的特点与作用，并探讨检测支链淀粉含量的方法和原理，并列举影响其含量的因素。
接下来，在第4部分将综述已有研究，并进行分析比较，进一步探讨结晶度和支链含量对淀粉性质的影响机制，并描述实验验证及结果解释分析。
最后，在第5部分给出本文的总结与回顾研究重点及发现结果，并讨论进一步研究的方向和意义，最后做出结束语。
1.3 目的本文旨在综述淀粉的XRD结晶度和支链淀粉含量的相关研究成果，探讨它们之间的关系及对淀粉特性的影响机制。
此外，本文还将提出进一步研究的方向和意义，为淀粉产业的发展和食品加工技术的改进提供科学依据。
通过对该领域前沿研究的整理与总结，有助于促进对淀粉结晶度和支链淀粉含量影响因素的全面了解，并推动相关技术在实际应用中的发展。
2. 淀粉的XRD结晶度:2.1 XRD技术概述:X射线衍射（X-ray diffraction，简称XRD）是一种常用的材料分析技术。
它通过将射向材料样品的X射线与样品中的晶格相互作用后发生散射，并依据散射出来的X射线的衍射角度和强度来确定样品的晶体结构、晶格参数及其它结构信息。
2.2 淀粉的结晶度定义解释:淀粉在结晶过程中，颗粒内部或表面会形成有序排列的结晶区域。
淀粉的结晶度是指淀粉颗粒中这些有序区域占总体积或总质量的百分比。
一般来说，高结晶度表示淀粉颗粒内有更多有序排列区域存在。
2.3 影响淀粉结晶度的因素:淀粉的结晶度受到多种因素的影响，包括但不限于以下几个方面：- 淀粉来源：不同植物来源和类型的淀粉具有不同程度的结晶性。
不同结晶结构淀粉的拉曼光谱分析
不同结晶结构淀粉的拉曼光谱分析史苗苗;李丹;闫溢哲;刘延奇【摘要】为了研究不同晶型淀粉结构变化规律,对马铃薯淀粉进行酸解、重结晶,分别制备酸解淀粉、B型微晶淀粉及马铃薯直链淀粉-正癸醇,马铃薯直链淀粉-十二醇复合物,使用拉曼光谱仪检测并分析其结构变化规律.结果表明:经过不同处理后淀粉及其复合物的拉曼光谱特征峰强度逐步降低,相对峰面积也发生变化.马铃薯淀粉与配体复合时,双螺旋解旋为单螺旋结构,不同复合物的特征峰位置基本一致,但强度相差较大.%In order to study the changes of the crystal structure of potato starch,we prepared acid hydrolyzed starch,B-type crystallite starch and Ⅴ-type compounds of potato starch.The Raman spectroscopy was used to analyze the structure of those starch.By comparing different crystalline structure of Raman spectrum,it can be seen that the peak intensity gradually reduced.The relative peak area is also changed.The formation of complex makes the double helix conversion into the single helix structure.The position of characteristic peaks in different compound were almost the same,but the intensity of peaks showed a big difference.【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2018(044)003【总页数】6页(P241-246)【关键词】马铃薯淀粉;B型微晶;V型复合物;拉曼光谱【作者】史苗苗;李丹;闫溢哲;刘延奇【作者单位】郑州轻工业学院食品与生物工程学院,河南郑州,450002;郑州轻工业学院食品与生物工程学院,河南郑州,450002;郑州轻工业学院食品与生物工程学院,河南郑州,450002;郑州轻工业学院食品与生物工程学院,河南郑州,450002【正文语种】中文淀粉主要由直链淀粉和高度支化的支链淀粉构成，线性直链淀粉的结构通过α-(1→4)糖苷键形成，支链淀粉分子结构由α-(1→4)糖苷键形成主键，α-(1→6)糖苷键形成分支[1-2]。
淀粉晶体结构测定方法
Advantage and Characteristic
Since AFM can only be used to scan the surface of granules, it can not detect or reflect the inner or ultra-structure and organizations of the starch granules. Thus it can only offer limited information and is mainly used in initial studies, such as the arrangement of starch granule crystal, the micro crystalline and the form of amorphous constitute nanometer structure.
► 现代近红外光谱(
Advantage and Characteristic
IR can reveal the structure of starch granula crystal by qualitative and quantitative analysis, and it also can reveal modified starch and replace group with qualitative and quantitative research. As a result , IR can detect molecular conformation and spiral structure and their change.
X-ray diffraction patterns
Atomic force microscopy (AFM)
淀粉糊化及其检测方法
淀粉糊化及其检测方法一、本文概述淀粉作为一种广泛存在于植物中的多糖类物质，其糊化特性在食品、医药、化工等多个领域具有重要的应用价值。
淀粉糊化是指淀粉颗粒在加热过程中吸水膨胀，最终破裂溶解形成糊状物的过程。
这一过程伴随着淀粉颗粒内部结晶结构的破坏和直链淀粉的溶出，使得淀粉的性质发生显著变化，如粘度增加、透明度提高等。
本文将对淀粉糊化的原理、影响因素及其检测方法进行详细阐述，旨在帮助读者深入了解淀粉糊化的基本概念和检测方法，为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
二、淀粉糊化的基本原理淀粉糊化是淀粉在加热过程中发生的一系列物理和化学变化，这些变化使淀粉颗粒吸水膨胀，从固态转变为半固态或液态的胶体状态。
这一转变过程主要由淀粉的分子结构和热力学性质决定。
淀粉是由多个葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键连接而成的高分子聚合物，其分子内部包含结晶区和无定形区。
在淀粉糊化过程中，随着温度的升高，淀粉颗粒开始吸水膨胀，结晶区逐渐解体，无定形区则开始溶胀。
这一过程中，淀粉分子间的氢键断裂，分子链展开，使得淀粉颗粒体积增大，透明度增加，粘度升高。
糊化过程中的关键温度是糊化温度（gelatinization temperature），也称为起始糊化温度。
当淀粉颗粒达到这一温度时，结晶区开始解体，淀粉颗粒开始吸水膨胀。
随着温度的继续升高，淀粉颗粒完全解体，形成粘稠的胶体溶液。
除了温度外，糊化过程还受到其他因素的影响，如水分含量、pH 值、离子浓度等。
这些因素通过影响淀粉分子间的相互作用和水分子的运动状态，从而影响糊化过程的速率和程度。
了解淀粉糊化的基本原理对于掌握淀粉的加工技术、优化产品的品质具有重要意义。
通过控制糊化过程中的温度、水分等条件，可以实现对淀粉糊化程度的精确控制，从而生产出满足不同需求的淀粉产品。
三、淀粉糊化的检测方法淀粉糊化的检测是食品加工、淀粉工业以及相关领域的重要研究内容。
准确而有效的检测方法对于确保产品质量、优化生产工艺以及推动科学研究都具有重要意义。
淀粉研究中的波谱分析
淀粉研究中的波谱分析淀粉是植物主要的能量贮藏物质，也是重要的食品来源和工业原料。
植物淀粉以半晶态的颗粒形式存在于自然界，包含结晶区和无定形区2种结构成分，主要由直链淀粉和支链淀粉组成。
淀粉分子中的直链淀粉和支链淀粉中的短链部分形成了双螺旋结构，又称为短程有序结构(short-range ordered structure)，这些双螺旋分子链通过分子间的相互作用力以一定的空间点阵在淀粉颗粒的某些区域形成不同的多晶形，即晶体，又称为长程有序结构(long-range ordered structure)。
依据粉末X-射线衍射波谱，可将淀粉结晶结构分为A-型、B-型和C-型3 种类型，其中A-型晶体主要存在于禾谷类作物种子中，B-型晶体主要存在于植物块茎中和高直链作物种子中，C-型晶体由A-型晶体和B-型晶体共同组成，主要存在于豆类作物种子和薯蓣类根状茎中。
淀粉结构和性质研究的传统方法包括X-射线衍射( x-ray diffraction, XRD) 、扫描电子显微镜( scanning electron microscope, SEM) 、差示扫描量热法( differential scanning calorimetry, DSC)等，随着淀粉科学研究的深入，傅里叶红外变换光谱( fourier transforminfrared, FTIR ) 、核磁共振( nuclear magnetic resonance, NMR) 、紫外-可见光谱( ultraviolet-visible spectrum, UV /Vis)这些波谱分析技术在淀粉的颗粒结构、老化、糊化、变性分析等方面的应用日益广泛。
FTIR主要用于分析淀粉经过处理后结晶区、无定形区以及化学键的变化；NMR主要用于研究淀粉经过处理后结晶类型和双螺旋结构的变化及变性后取代度(DS)的测定和糊化程度的测定；UV /Vis可用于分析淀粉经过处理后直链淀粉含量的变化。
红外光谱技术在淀粉粒有序结构分析中的应用
作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2012, 38(3): 505-513 /zwxb/ ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@DOI: 10.3724/SP.J.1006.2012.00505红外光谱技术在淀粉粒有序结构分析中的应用满建民1蔡灿辉1严秋香2胡茂志2刘巧泉1,*韦存虚1,*1扬州大学教育部植物功能基因组学重点实验室 / 江苏省作物遗传生理重点实验室, 江苏扬州 225009; 2扬州大学测试中心, 江苏扬州 225009摘要: 傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)可用于研究淀粉粒的有序结构, 包括透射模式和衰减全反射模式2种。
本文探讨不同去卷积设置条件对FTIR波谱的影响, 并分析FTIR在淀粉粒有序结构分析中的应用。
研究结果表明, 不同去卷积设置对FTIR波谱和相关峰强度影响较大, 以半峰宽19 cm-1和增强因子1.9的设置对FTIR原始波谱去卷积,获得的结果较好。
天然淀粉晶体类型不同, 其FTIR波谱有差异, 表现在马铃薯和山药淀粉的衰减全反射FTIR波谱相似, 与水稻淀粉明显不同; 水稻和马铃薯淀粉透射FTIR波谱相似, 与山药淀粉明显不同。
淀粉中的水分含量影响衰减全反射FTIR波谱, 当水分含量超过60%时, 对波谱分析结果基本没有影响。
酸水解优先降解淀粉粒无定形区的结构成分, 提高淀粉粒的有序度。
淀粉葡糖苷酶水解淀粉对淀粉粒外部区域的有序度影响不大, 但明显提高整个淀粉粒的有序度。
不同品质稻米淀粉的衰减全反射FTIR波谱相似。
上述研究结果为应用FTIR分析淀粉粒有序结构提供重要的参考作用。
关键词:傅里叶变换红外光谱; 淀粉粒; 有序结构; 波谱去卷积Applications of Infrared Spectroscopy in the Analysis of Ordered Structure of Starch GrainMAN Jian-Min1, CAI Can-Hui1, YAN Qiu-Xiang2, HU Mao-Zhi2, LIU Qiao-Quan1,*, and WEI Cun-Xu1,*1 Key Laboratories of Plant Functional Genomics of the Ministry of Education and Crop Genetics and Physiology of the Jiangsu Province, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China;2 Testing Center, Yangzhou University, Yangzhou 225009, ChinaAbstract: Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) is used to study the ordered structure of starch grain, which has two modes: transmittance and attenuated total reflectance (ATR). In this paper, the different deconvolution parameters of spectra were applied to compare their effects on FTIR spectra in studying the ordered structure of starch grain. The results indicated that the different deconvolution parameters had significant effects on FTIR spectra and the intensities of relative peaks. The peak half-width of 19 cm-1 and the resolution enhancement factor of 1.9 were ideal deconvolution parameters of spectra to obtain the better results. Native starches had A, B, and C three types of crystalline, their FTIR spectra showed some differences. Potato and Chinese yam starches had similar ATR-FTIR spectra, which were different from that of rice starch. However, rice and potato starches had similar transmittance-FTIR spectra, which were different from that of Chinese yam starch. The water content of sam-ple affected the spectra of ATR-FTIR, but this effect was not detected when water content exceeded 60%. The ATR-FTIR spectra showed that the hydrolysis of amorphous structure in starch grain was faster than that of ordered structure during acid treatment. The ordered degree of structure in starch grain increased with increasing time of acid hydrolysis. The amyloglucosidase hydrolysis had no significant effect on the ordered degree of structure at the outside of starch grain by the ATR-FTIR spectra, but the ordered degree of structure of whole starch grain significantly increased with enzyme hydrolysis according to the transmittance-FTIR spectra. The amylose content is an important physicochemical property in determining the starch quality. Rice starches with dif-ferent amylose contents showed the similar ATR-FTIR spectra. These results would be very useful for the application of FTIR to the analysis of ordered structure of starch grain.Keywords: Fourier transform infrared spectroscopy; Starch grain; Ordered structure; Deconvolution of spectrum本研究由国家自然科学基金项目(31071342)和江苏省作物学优势学科项目资助。
检验淀粉的方法
检验淀粉的方法一、碘液法。
碘液法是一种常用的检验淀粉的方法。
首先，将碘液滴在待检测的食物样品上，如果食物中含有淀粉，碘液会变成蓝色或黑色。
这是因为淀粉分子内部有许多螯合碘的羟基，形成了碘淀粉蓝色化合物，使得食物呈现出蓝色或黑色。
这种方法简单易行，可以快速检验出食物中是否含有淀粉。
二、碘淀粉蓝色法。
碘淀粉蓝色法是一种定性检验淀粉的方法。
首先，将少量的淀粉加入试管中，然后加入适量的水和碘液，摇匀后观察试管内的颜色变化。
如果试管内的液体呈现出蓝色，则说明淀粉已经溶解并形成了碘淀粉蓝色化合物。
这种方法可以快速确定样品中是否含有淀粉，是一种简便有效的检验方法。
三、加热法。
加热法是一种定性检验淀粉的方法。
首先，将待检测的食物样品加入试管中，然后加入适量的水摇匀。
接着将试管放入热水中加热，观察样品的变化。
如果样品变成了淀粉糊状，说明食物中含有淀粉。
这种方法简单易行，可以快速检验出食物中是否含有淀粉。
四、酶法。
酶法是一种定量检验淀粉的方法。
首先，将待检测的食物样品加入试管中，然后加入适量的酶溶液，摇匀后放置一段时间。
接着加入适量的酚酞指示剂，摇匀后观察试管内的颜色变化。
如果试管内的液体呈现出红色，则说明食物中含有淀粉。
这种方法可以准确测定样品中淀粉的含量，是一种常用的检验方法。
总结：检验淀粉的方法有碘液法、碘淀粉蓝色法、加热法和酶法等。
这些方法各有特点，可以根据实际需要选择合适的方法进行检验。
无论是定性检验还是定量检验，都可以有效地检测出食物中是否含有淀粉。
在食品加工和科研工作中，正确使用这些方法可以保证食品质量和科研成果的准确性，对于保障人们的健康和促进科学研究都具有重要的意义。
淀粉v型晶体结构
淀粉v型晶体结构淀粉是一类常见的多糖类有机化合物，主要存在于植物细胞中，是植物的主要能量储备物质。
淀粉分子具有V型晶体结构，这种结构对淀粉的性质和功能有很大影响。
淀粉的V型晶体结构是由两种形式的淀粉分子组成，即支链淀粉和直链淀粉。
支链淀粉具有高度分支的结构，其分子链上有大量的支链分子。
而直链淀粉则是一种无分支结构，分子链上没有支链分子。
淀粉的V型晶体结构是由这两种分子按照一定比例组成的。
在V型晶体结构中，支链和直链的分子按照一定规律交替排列形成层状结构。
这种交替排列可以使淀粉分子紧密地结合在一起，形成稳定的晶体结构。
淀粉的V型晶体结构对其物理性质和化学性质都有显著的影响。
首先，V型晶体结构使得淀粉具有较高的稳定性和耐热性。
这是因为在V型晶体结构中，分子之间的相互作用力很强，使得淀粉分子在高温下不易分解。
其次，V型晶体结构使得淀粉在水中的溶解性变差。
由于V型晶体结构的存在，水分子很难进入淀粉分子之间的空隙，导致淀粉分子很难与水分子发生作用，难以溶解。
此外，淀粉的V型晶体结构还决定了其在烹饪、加工和食物消化过程中的特殊性质。
在烹饪过程中，淀粉的V型晶体结构会发生部分破坏，使得淀粉变得更易消化和吸收。
而在加工和食物消化过程中，淀粉的V型晶体结构会发生更大的破坏，使得淀粉分子更容易被酶类作用分解为葡萄糖分子。
总而言之，淀粉的V型晶体结构是由支链淀粉和直链淀粉组成的层状结构。
这种结构使得淀粉具有良好的热稳定性和抗水性。
在烹饪、加工和消化过程中，淀粉的V型晶体结构会发生变化，从而使得淀粉分子更易消化和吸收。
淀粉的V 型晶体结构对淀粉在生物体内的作用和应用具有重要意义。
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conclusion
XRD, IR, AMF and SSNMR technology can be used to determine the starch granule crystal structure type, degree of crystallinity, threedimensional distribution, relative content of double helix structure respectively. However, in order to solve the problem of starch crystal now, these methods should be combined.
The Determination Methods of Crystal Structures of Starch
X-ray diffraction (XRD)
Principle of XRD
Starch crystal can produce to X-ray diffraction effects, with this technology we can determine crystalline substance in the atomic levelion patterns
Atomic force microscopy (AFM)
Principle of AFM
Two decades have passed since the invention of AFM and AFM has been used to study starch structure for more than 10 years.
Advantage and Characteristic
XRD can provide relative quantity information of starch crystal area and amorphous area, and it can also provide starch grains microcrystalline structure information. Native starch granules show three forms of crystalline structures, referred to as the A, B, C type according to XRD, and vary in their crystallinity from 15 % to 45%.
Solid State Nuclear Magnetic Resonance
SSNMR can reflect crystalline structure of starch granule on the double helix structure level with quantitative analysis method.
AFM images of sectioned potato starch
infrared spectroscopy (IR)
Near Infrared, NIR) ► 傅立叶变换红外光谱( Fourier Transform Infrared Spectrocopy, FTIR) ► 衰减全反射傅里叶变换红外光谱(Attenuated Total Internal Reflectance Fourier Transform Infrared Spectroscopy, ATR-FTIR)
Advantage and Characteristic
Since AFM can only be used to scan the surface of granules, it can not detect or reflect the inner or ultra-structure and organizations of the starch granules. Thus it can only offer limited information and is mainly used in initial studies, such as the arrangement of starch granule crystal, the micro crystalline and the form of amorphous constitute nanometer structure.
► 现代近红外光谱(
Advantage and Characteristic
IR can reveal the structure of starch granula crystal by qualitative and quantitative analysis, and it also can reveal modified starch and replace group with qualitative and quantitative research. As a result , IR can detect molecular conformation and spiral structure and their change.