全 文 ：　　收稿日期: 2002-09-27
　　基金项目: 湖南省自然科学基金重点项目 ( 99JJ1004)
　　作者简介:谢　涛 ( 1970-) ,男 ,汉族 ,湖南涟源人 ,硕士 ,
中南林学院讲师 .
　　文章编号: 1007-1032( 2003) 01-0032-03
石栎属植物淀粉粒特性研究
谢　涛 ,谢 碧 霞
(中南林学院生命科学与技术学院 ,湖南 株洲　 412006)
摘　要: 为深入研究石栎属植物淀粉的理化特性 ,有效地开发野生石栎属淀粉资源 ,采用显微观察、 X-射线衍射和
碘电位滴定等方法 ,对石栎属植物淀粉粒特性进行了观察研究 .结果表明 ,石栎属植物淀粉粒较小 ,形状较为规则 ,
具有明显的偏光黑十字 ,淀粉粒的结晶结构都属于 C型 .石栎属植物淀粉的糊化温度较高 ,直链淀粉含量较低而支
链化程度较高 .淀粉粒的溶解度和膨胀度较小 .
关　键　词: 石栎属 ;淀粉粒 ;特性
中图分类号: Q949. 736　　　　　　文献标识码: A
Study on Granule Properties of Lithocarpus Starch
XIE Tao ,XIE Bi-xia
( Co lleg e o f Life Sciences and Tech nology , CSFU , Zhuzhou　 412006, PRC)
Abstract: In order to lucubrate physicochemical characteristics of Lithocarpus starch and ef fectiv ely u-
tili ze the abundant resources, the g ranular properties of Lithocarpus starch have been investigated ex-
perimentally by applying modern analy tical techniques such as elect ron scan, X-ray diff raction, polar-
izing microscopy and Iodine voltage analyzer etc. The results show that the g ranules of Lithocarpus
starch have compara tively regular figures and smaller sizes. As for Lithocarpus starch, the obvious
maltese cross is observ ed by polarizing microscopy , indicating the X-ray diff raction g raphs appears as C
pat tern. Lithocarpus starch has higher g elatinization temperature and low er amy lose content with less
solubility and sw ell values.
Key words: Li thocarpus; starch g ranular; property
　　石栎属 Lithocarpus为壳斗科植物 ,常绿乔木 .
中国石栎属野生资源非常丰富 ,约 90余种 ,分布于
秦岭南坡以南各地 ,云南、广西及广东三省为主要产
区 [1 ] .据分析 ,石栎属植物种仁中淀粉含量高达
60%～ 80% [2 ] ,可用于提取淀粉、酿酒和作饲料 .石
栎属种仁的加工特性和产品品质与其淀粉的特性有
着密切关系 .经查阅有关文献 ,未见有石栎属植物淀
粉粒特性研究的报道 ,因此对其淀粉粒特性缺乏了
解 ,极大地限制了石栎属淀粉资源的开发利用 .
笔者着重对石栎属淀粉粒特性进行分析和测
定 ,以期为深入研究石栎属植物淀粉的理化特性 ,以
及进一步开发利用石栎属淀粉资源提供理论依据 .
1　材料与方法
1. 1　材　料
石栎、硬斗石栎、星毛石栎、美叶石栎和长叶石
栎种子均采自湖南省南岳衡山 ,按文献 [3 ]的方法制
备淀粉供测试用 .
1. 2　方　法
( 1) 光学显微镜观察 .按照文献 [4 ]中的方法 ,
采用 Olypus Vanox BHS-2型多功能光学显微镜和
XSZ-H系列偏光显微镜观察淀粉粒的形貌特征和
偏光十字等 .
( 2)扫描电子显微镜观察 .将干燥样品充分混
合随机取样 ,对含水分较多的样品 ,需用临界点干燥
仪干燥 .再将淀粉粒均匀撒在贴有双面胶的样品台
上 ,用日立离子溅射仪喷金固定 8 min,在日立 S-
570型扫描电子显微镜观察摄像 ,利用电镜的标尺
测量不同视野中的淀粉粒粒径 .
( 3) X-射线衍射分析 .采用粉末法 [5 ] . X-射线衍
射仪分析条件: 特征射线 CuKa,石墨单色器 ,管压
35 kV,电流 20 mA,测量角度 2θ= 5～ 55o ,步长
0. 04o /步 ,扫描速度 2o /min.
( 4)糊化温度的测定 .采用偏光十字消失法 [6 ] .
( 5)溶解度和膨胀度的测定 .按文献 [7 ]的方法
进行 .
( 6)直链淀粉含量的测定 .用碘电位滴定法 [8 ] .
第 29卷第 1期 湖南农业大学学报 (自然科学版 ) 　 Vol. 29 No. 1
2003年 2月 Journal of Hunan Ag ricultura l Univ er sity ( Natural Sciences) Feb. 2003
DOI : 10. 13331 /j . cnki . jhau. 2003. 01. 008
2　结果与分析
2. 1　淀粉粒的显微观察结果
石栎属植物淀粉粒特征见图 1(放大 1 500倍 )
和表 1.由图 1和表 1可看出 ,石栎属 5种淀粉粒的
大小与板栗淀粉粒的大小比较接近 ,且均具有明显
的偏光现象 .
图 1　石栎属植物淀粉粒
Fig . 1　 Lithocar pusstarch granules
表 1　石栎属植物淀粉粒特征
Table 1　Granule characteristic of L ithocarpusstarch
淀粉粒样品 形　　　状 长轴长度 /μm 整齐度 偏光类型
硬斗石栎 多为近球形 ,表面多有凹陷 ,少数表面有裂纹 3. 6～ 21. 5 较整齐 中心黑十字
星毛石栎 大多为近球形 ,少数为梨形、椭球形等形状 ,表面多有凹陷 4. 0～ 26. 0 不整齐 中心黑十字
美叶石栎 多为近球形 ,也有梨形、椭球形和多面体形等形状 ,表面大多有凹陷 4. 5～ 21. 0 较整齐 中心黑十字
长叶石栎 球形、椭球形和纺锤形等多种形状 ,较完整 ,无裂纹 1. 5～ 17. 2 不整齐 中心黑十字
石栎 a 多数为球形和椭圆形 ,有些表面有凹陷和裂纹 3. 0～ 23. 5 较整齐 中心黑十字
板栗 b 形状复杂多样 ,较完整 ,无裂缝 1. 0～ 20. 0 不整齐 呈“ X”形
　　板栗淀粉粒特征引自文献 [ 4] .
2. 2　淀粉粒的 X-射线衍射分析
通常依照 X-射线衍射图谱的不同将淀粉粒的结
晶结构分为 A, B, C和 V型 4种类型 .硬斗石栎等 4
种石栎属淀粉粒的 X-射线衍射图谱如图 2所示 ,其特征谱线见表 2.
图 2　石栎属淀粉的 X-射线衍射图
Fig . 2　X -ray diffraction pattern of Lithocarpusstarch
33　第 29卷第 1期 谢　涛等　石栎属植物淀粉粒特性研究
表 2　石栎属植物淀粉粒的 X -射线衍射图特征值
Table 2　The eigenvalue of lithocarpus starch in X-ray diffraction chart
硬斗石栎淀粉 d值 ( ) 5. 85 5. 20 3. 98 3. 70
强度 M- S M M-
2θ 15. 1 17. 3 22. 4 24. 1星毛石栎淀粉 d值 ( ) 5. 93 5. 20 4. 00 3. 70强度 M- S M M
2θ 15. 2 17. 2 22. 3 24. 0美叶石栎淀粉 d值 ( ) 5. 83 5. 20 4. 00 3. 70强度 W S M- M-
2θ 15. 4 17. 3 22. 3 23. 9长叶石栎淀粉 d值 ( ) 5. 96 5. 21 4. 00 3. 70强度 M- S M M
2θ 15. 1 17. 2 22. 1 23. 7
B型 (马铃薯淀粉 ) d值 ( ) 15. 8 5. 16 4. 00 3. 70强度 M S M M-
2θ 5. 59 17. 2 22. 2 24. 0
A型 (玉米淀粉 ) d值 ( ) 5. 78 5. 17 4. 86 3. 80强 度 S S S- S
2θ 15. 3 17. 1 18. 2 23. 5　　 S表示峰强 , M表示强度中 , W表示强度弱 , -表示稍弱 .
　　由图 2和表 2可以看出 ,石栎属淀粉粒的 X-射
线衍射图谱与玉米淀粉粒的差异很大 ,不属于 A
型 ,而与马铃薯淀粉粒的 X-射线衍射图谱相似程度
较大 .但在衍射角 11. 5°处 ,上述 4种石栎属植物淀
粉粒均有 1个弱的衍射峰 ,而在衍射角 5. 85°处各出
现 1个中等强度峰 .由此可见 ,上述 4种石栎属植物
淀粉粒的结晶结构也不属于 B型 ,而是属于 A与 B
之混合型 ,即 C型 .
2. 3　淀粉粒的糊化温度
经测定 ,石栎淀粉粒糊化温度为 64. 5～ 75. 5℃ ,硬斗石栎为 67. 5～ 79. 0℃ ,星毛石栎为 63. 5～
74. 5℃ ,美叶石栎为 66. 0～ 77. 5℃ ,长叶石栎为
66. 5～ 77. 0℃ .与板栗淀粉粒的糊化温度 ( 56. 0～
66. 0℃ )相比 ,石栎等淀粉粒的糊化温度比板栗的要高 .
2. 4　淀粉粒的溶解度和膨胀度
石栎属植物淀粉粒在 65～ 95℃的溶解度和膨胀度 ,见表 3.石栎等 5种植物淀粉粒的溶解度和膨
胀度都不大 ,均随温度上升而增大 .在 70℃以下时 ,
淀粉粒的膨胀度较小 ,在 75℃时出现跃变 .这说明存在一个初始膨胀阶段和迅速膨胀阶段 ,为典型的
二段膨胀过程 ,因此石栎属植物淀粉粒均属限制型膨胀淀粉 .
表 3　不同温度下石栎属淀粉粒的溶解度
Table 3　The solubility of lithocarpus starch in the various temperature　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　%
淀粉粒
样品
溶　解　度
65℃ 70℃ 75℃ 80℃ 85℃ 90℃ 95℃
膨　胀　度
65℃ 70℃ 75℃ 80℃ 85℃ 90℃ 95℃
石栎 1. 78 2. 18 2. 93 3. 55 5. 71 6. 22 6. 68 3. 18 5. 93 10. 25 11. 42 12. 71 14. 12 15. 80
硬斗石栎 1. 93 2. 34 3. 40 3. 93 5. 92 6. 05 6. 79 2. 44 5. 66 10. 25 10. 72 13. 52 14. 61 14. 92
星毛石栎 2. 30 2. 37 2. 73 3. 46 3. 74 4. 81 5. 37 4. 05 7. 15 11. 30 11. 35 12. 62 14. 69 16. 18
美叶石栎 0. 69 1. 49 2. 68 3. 17 3. 87 4. 86 5. 57 3. 85 5. 01 9. 77 9. 83 10. 30 11. 03 12. 24
长叶石栎 1. 24 1. 82 2. 47 3. 12 4. 38 5. 09 6. 26 3. 47 6. 01 10. 13 10. 95 12. 34 13. 44 14. 87
2. 5　直链淀粉和支链淀粉含量
石砾属植物直链淀粉含量 ,石栎为 17. 87% ,硬
斗石栎为 18. 43% ,星毛石栎为 18. 17% ,美叶石栎
为 17. 98%和长叶石栎为 17. 18% ;支链淀粉的含量依次为:石栎 82. 13% ,硬斗石栎 81. 57% ,星毛石栎
81. 83% ,美叶石栎 82. 02%和长叶石栎为 82. 82% .
参考文献:
[ 1]　中国树木志编辑委员会 .中国树木志 (第二卷 ) [ M ].北
京:中国林业出版社 , 1985.
[ 2]　端木火斤 . 江西省壳斗科资源的综合利用 [ J].林产化工通讯 , 1995, ( 1): 34-35.
[ 3]　谢　涛 ,陈建华 ,谢碧霞 .橡实直链淀粉和支链淀粉的
分离纯化 [ J].中南林学院学报 , 2002, 22( 2): 30-34.
[ 4]　李志西 ,毛加银 ,张　莉 ,等 . 板栗淀粉粒特性研究 [ J].
中国粮油学报 , 1999, 14( 3): 15-17.
[ 5]　 Zobel H F. X-ray analysis of starch g ranules [ J ]. Meth-
ods in Carbohydra te Chemistry , 1964, ( 4): 109.
[ 6]　Waston H A. Determination of starch gelatinization tem-
perature [ J]. Methods in Carbohydrate Chemist ry, 1964,
( 4): 240.
[ 7]　高群玉 ,周俊侠 ,张力田 . 绿豆淀粉粒性质的研究 [ J].食品工业科技 , 1997, ( 5): 36-37.
[ 8]　张燕萍 .变性淀粉制造与应用 [ M ].北京:化学工业出版社 , 2001. 33-34.
34 湖南农业大学学报 (自然科学版 ) 2003年 2月