全 文 ：第 23卷　第 2期 中　南　林　学　院　学　报 Vol. 23　 No. 2
　 2003年 4月 JOU RN AL OF CENT RAL SOUT H FO RESTRY UNIV ERSITY Apr. 2003　

[文章编号 ] 1000- 2502( 2003) 02- 0022- 04
锥栗和茅栗淀粉颗粒的特性
谢碧霞 , 谢　涛
(中南林学院资源与环境学院 , 湖南株洲 412006)
[摘　要 ]　采用显微观察、X-射线衍射分析和碘电位滴定法等对锥栗和茅栗淀粉颗粒特性进行了研究 .结果表明:锥栗和茅栗淀粉
颗粒的形状比较规则 ,具有明显的偏光十字 ,大小分别在 1. 0～ 18. 6μm和 1. 5～ 19. 1μm之间 ,颗粒的晶体结构均属于 C型 ;锥栗和
茅栗淀粉的糊化温度分别为 63. 5～ 74. 5℃和 64. 0～ 73. 5℃ ,直链淀粉含量分别为 22. 33%和 22. 87% ;两种淀粉颗粒的溶解度和膨
胀度较小 ,而其膨胀度在 75℃时出现迅速增长 ,属限制型膨胀淀粉 .
[关键词 ]　林学 ; 锥栗 ; 茅栗 ; 淀粉 ; 颗粒特性
[中图分类号 ]　 S759. 3+ 4　　　　 [文献标识码 ]　 A
Granule Properties of Castanea henryi andCastanea seguinii Starches
X IE Bi-x ia, X IE Tao
( Col leg e of Resou rces and Environm ent of C SFU, Zhuzh ou 412006, Hunan, China)
Abstract: Th e g ranule propert ies of Castanea henryi andCastanea seguin ii s tarch es hav e been studied by using such mod ern analyt ical
tech niques as elect ron s canning , X-ray dif f raction, polarizing micros copy and iodine v ol tage analyzing, etc. Th e g ran ules of bo th
starches hav e comparativ ely reg ular fig ures , w i th si zes in th e range of 1. 0～ 18. 6μm and 1. 5～ 19. 1μm respectively. Th e obvious
maltas e cros s i s observ ed by m eans of polari zing microscopy. The X-ray di f f raction graph s of both s tarch es appear as C pat tern. Th e
gelat ini zation temperatures of both s tarch es are in th e range of 63. 5～ 74. 5℃ and 64. 0～ 73. 5℃ , and the con tents of am ylas e 22. 33%
and 22. 87% , respectively. Th eir sw el l values and solubili t y are rath er small. How ever, th ei r sw el l values may g row rapidly at 75℃ .
Accordingly, both starches belong to th e res t rictive type.
Key words: fo res try; food science; Castanea henryi; Castanea seg uini i; s tarch; g ranu le property
锥栗 Castanea henryi和茅栗 Castanea seguinii同属壳斗科栗属植物 .我国锥栗和茅栗野生资源非常丰富 ,
除新疆、青海等地外 ,各地广有分布 ,尤以西南地区栗属资源蕴藏量最大 [1, 2 ] .在福建、浙江等地 ,锥栗和茅栗的
栽培品种、面积和产量已具有一定规模 .
锥栗和茅栗种仁味甜可食 ,淀粉的含量均达 60%～ 70% [3 ] ,可用于制备淀粉、酿酒和作饲料等 .然而锥栗
和茅栗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 ,未见有锥栗和茅栗淀粉颗
粒特性研究的报道 ,因此对其颗粒特性缺乏了解 ,从而极大地限制了锥栗和茅栗淀粉资源的开发利用 .
本研究中着重对锥栗、茅栗淀粉颗粒特性进行详细的分析和测定 ,以期为深入研究锥栗和茅栗淀粉的理化
功能特性 ,以及进一步开发锥栗和茅栗新产品提供理论依据 .
1　材料与方法
1. 1　实验原料
锥栗和茅栗均采自湖南省南岳衡山 ,利用参考文献 [3 ]提供的方法制备淀粉供测试用 .
[收稿日期 ] 2002-11-12
[基金项目 ] 湖南省自然科学基金重点项目 ( 99J J1004)“橡实淀粉主要理化功能特性的研究” .
[作者简介 ] 谢碧霞 ( 1943- ) ,女 ,湖南长沙人 ,教授 ,博导 ,主要从事经济林栽培与产品加工的教学和科研工作 .
DOI : 10. 14067 /j . cnki . 1673 -923x . 2003. 02. 005
1. 2　实验仪器
日本 O LYPU S VANOX BHS-2型多功能光学显微镜 ; XSZ-H系列偏光显微镜 ;日立 H-450型扫描电子显
微镜 ;日本理学电机 3014型 X-射线衍射仪 ; ZD-2型碘电位滴定仪 .
1. 3　实验方法
1. 3. 1　光学显微镜观察
按照参考文献 [4 ]中的方法 ,采用多功能光学显微镜和偏光显微镜观察淀粉颗粒的形貌特征和偏光十字
等 .
1. 3. 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型扫描电子显微镜下观察摄像 ,利用电镜
的标尺测量不同视野中的淀粉颗粒的粒径 .
1. 3. 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°～ 55°,步长 0. 04°/步 ,扫描速度 2°/min.
1. 3. 4　糊化温度的测定
采用偏光十字消失法 [6 ]进行测定 .
1. 3. 5　溶解度和膨胀度的测定
按照参考文献 [7]介绍的方法进行测定 .
1. 3. 6　直链淀粉含量的测定
采用碘电位滴定法进行测定 [8 ] .
2　结果与分析
2. 1　淀粉颗粒的显微观察结果
在 X SZ-H系列偏光显微镜、 OLYPU S VANOX BHS-2型多功能光学显微镜及日立 H-450型扫描电子显
微镜下观察到的锥栗和茅栗淀粉颗粒特征见图 1和表 1.由图 1和表 1可知 ,锥栗和茅栗淀粉颗粒的大小与板
栗淀粉颗粒的大小比较接近 ,且均具有明显的偏光现象 .
图 1　锥栗和茅栗淀粉颗粒 (扫描电子显微镜 , 1 500倍 )
Fig. 1　 The granules of Castanea henryi and Castanea seguin ii starches
( scan electron microscope , 1 500× )
2. 2　淀粉颗粒的 X-射线衍射分析
通常依照 X-射线衍射图谱的不同将淀粉颗粒的结晶结构分为 A、 B、 C和 V型 4种类型 ,如马铃薯淀粉的
23第 2期 谢碧霞等:锥栗和茅栗淀粉颗粒的特性
晶型属 B型 ,玉米淀粉的晶型为 A型 ,而介于两者之间的通常归类为 C型 ,有板栗淀粉和木薯淀粉等 .锥栗和
茅栗淀粉的 X-射线衍射图谱如图 2所示 ,其特征谱线见表 2.
表 1　锥栗和茅栗淀粉颗粒特征
Table 1　 The granule characteristics of Castanea henryi and Castanea seguinii starches
淀粉样品 颗粒形状 长轴长度 /μm 整齐度 偏光类型
锥栗淀粉 球形、梨形和纺锤形等多种形状 ,少数颗粒表面有凹陷和裂纹 1. 0～ 18. 6 不整齐 黑十字位于颗粒中央
茅栗淀粉 多数为纺锤形 ,少数为球形、梨形等 ,颗粒表面较平整 ,无裂纹 1. 5～ 19. 1 较整齐 黑十字位于颗粒中央
板栗淀粉† 形状复杂多样 ,颗粒较完整 ,无裂缝 1. 0～ 20. 0 不整齐 呈“ X”形
　　 † 　引自参考文献 [4 ].
图 2　锥栗和茅栗淀粉的 X-射线衍射图
Fig. 2　 X-ray dif fract ion pattern of Castanea henryi and Castanea seguinii starches
表 2　锥栗和茅栗淀粉的 X-射线衍射图特征值
Table 2　 The eigenvalue of Castanea henryi and Castanea seguin ii starches in X-ray diff raction chart
锥栗淀粉
d /0. 1 nm 5. 80 5. 21 4. 00 3. 70
强　度 M 1) S M M
2θ/(°) 15. 1 16. 8 21. 7 24. 0
茅栗淀粉
d /0. 1 nm 5. 80 5. 19 3. 98 3. 67
强　度 M S M M
2θ/(°) 14. 9 16. 7 22. 0 24. 2
马铃薯淀粉
d /0. 1 nm 15. 8 5. 16 4. 00 3. 70
强　度 S2) S M M
2θ/(°) 5. 59 17. 2 22. 2 24. 0
玉米淀粉
d /0. 1 nm 5. 78 5. 17 4. 86 3. 80
强　度 S S S S
2θ/(°) 15. 3 17. 1 18. 2 23. 5
　　 1) S表示峰强 ;　 2) M表示强度中 .
由图 2和表 2可知 ,锥栗和茅栗淀粉颗粒的 X-射线衍射图谱与玉米淀粉颗粒差异很大 ,不属于 A型 ,而与
马铃薯淀粉颗粒的 X-衍射图谱有较大的相似程度 .但在衍射角 20°～ 25°范围内有明显差别 ,在 22. 4°处 ,锥栗
和茅栗淀粉分别多了 1个 d值为 3. 89和 3. 85的衍射峰 ,而在 5. 8°附近均出现一个较弱的衍射峰 .由此可见 ,
锥栗和茅栗淀粉颗粒的结晶结构也不属于 B型 ,而属于 C型 .
2. 3　淀粉颗粒的糊化温度
利用偏光显微镜法测定锥栗和茅栗淀粉的糊化温度 ,将视野中有 2%的淀粉颗粒的偏光十字消失时的温
度记作糊化起始温度 ,有 98%淀粉颗粒的偏光十字消失时的温度记作糊化终止温度 .取 3次重复测定结果的
平均值 ,结果测得两者的糊化温度分别为锥栗淀粉 63. 5～ 74. 5℃、茅栗淀粉 64. 0～ 73. 5℃ ,它们的糊化温度均
比板栗淀粉的糊化温度 ( 56. 0～ 66. 0℃ )要高 .
24 中　南　林　学　院　学　报 第 23卷
2. 4　淀粉颗粒的溶解度和膨胀度
本文中测定了锥栗和茅栗淀粉在 65～ 95℃范围内的溶解度和膨胀度 ,见表 3、表 4.表 3、表 4表明 ,锥栗和
茅栗淀粉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 ,锥栗和茅栗淀粉膨胀度较小 ,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 ,因此锥栗和茅栗淀
粉属限制型膨胀淀粉 .
表 3　不同温度下锥栗和茅栗淀粉颗粒的溶解度
　　　　 Table 3　 The solubility of Castanea henryi and Castanea seguinii starches in the various temperature　　　　　%
淀粉样品 65℃ 70℃ 75℃ 80℃ 85℃ 90℃ 95℃
锥栗淀粉 1. 63 1. 73 2. 89 3. 11 4. 48 5. 09 7. 17
茅栗淀粉 1. 24 1. 63 2. 24 2. 39 3. 85 4. 27 6. 32
表 4　不同温度下锥栗和茅栗淀粉颗粒的膨胀度
　　　　 Table 4　 The swell values of Castanea henry i andCastanea seguinii starches in the various temperature　　　　%
淀粉样品 65℃ 70℃ 75℃ 80℃ 85℃ 90℃ 95℃
锥栗淀粉 4. 04 5. 67 8. 28 8. 43 9. 10 9. 55 12. 98
茅栗淀粉 3. 34 5. 76 8. 60 8. 77 9. 30 11. 32 11. 80
2. 5　直链淀粉和支链淀粉含量
用碘电位滴定法测定锥栗和茅栗淀粉中直链淀粉含量 ,由 100%减去直链淀粉含量即得支链淀粉含量 ,结
果见表 5.
表 5　锥栗和茅栗淀粉的直链和支链淀粉含量
Table 5　 The amylose and amylopectin contents of Castanea
henryi andCastanea seguinii starches　　　　　　%
淀粉样品 直链淀粉 支链淀粉
锥栗淀粉 22. 33 77. 67
茅栗淀粉 22. 87 78. 27
3　结　论
( 1)锥栗和茅栗淀粉颗粒的形状较为规则 ,且
均具有明显的偏光十字 ,其长轴长度分别在 1. 0
～ 18. 6μm和 1. 5～ 19. 1μm之间 .
( 2)锥栗和茅栗淀粉颗粒的结晶结构属于 C型 ,其 X-射线衍射图与 B型有较大的相似程度 .
( 3)锥栗和茅栗淀粉的糊化温度分别为 63. 5～ 74. 5℃和 64. 0～ 73. 5℃ ,均比板栗淀粉的要高 .
( 4)锥栗和茅栗淀粉颗粒的溶解度和膨胀度较小 ,且随加热温度的升高而增大 ;在 70℃以下时 ,膨胀度较
小 ,而在 75℃时迅速膨胀 ,为典型的二段膨胀过程 ,属限制型膨胀淀粉 .
(5)锥栗和茅栗淀粉中直链淀粉含量分别为 22. 33%和 22. 87% ,支链淀粉含量分别为 77. 67%和
78. 27% .
[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 ]　朗萍 ,张忠慧 ,黄宏文 .中国西南地区栗属资源现状及开发利用对策 [ J ].武汉植物学研究 , 1999(增刊 ): 123- 127.
[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 . 板栗淀粉颗粒特性研究 [ J ].中国粮油学报 , 1999, 14( 3): 15- 17.
[5 ]　 Zobel H F. X-ray analysis of s tarch g ran ules [ J] . Meth ods in Carboh ydrate Chemist ry, 1964( 4): 109.
[6 ]　Waston H A. Determination of starch gelat ini zation temperatu re[ J] . M ethods in Carbohydrate Chemis try, 1964( 4): 240.
[7 ]　高群玉 ,周俊侠 ,张力田 . 绿豆淀粉颗粒性质的研究 [ 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.
[本文编辑:胡曼辉 ]
25第 2期 谢碧霞等:锥栗和茅栗淀粉颗粒的特性