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Physicochemical properties of starch obtained from Dioscorea nipponica

穿龙薯蓣淀粉的理化性质研究



全 文 :中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第7期2008年7月·1007·
迅速吸收,于30min左右达到最大血药浓度,之后
逐渐降低,至60min后趋于平缓。
3讨论
HPLC—DAD的分离度好,灵敏度高,而且可以
提供每个成分的全波长扫描紫外谱图,这对于血中
药物及其代谢产物结构类型的初步确认具有重要指
导意义。LC—MS。法将HPLC的高分离效能与MS
的强大结构测定功能组合起来,对被测物不需复杂
的分离富集即可获得被测物的分子结构信息,从而
能够在没有对照品的情况下对未知物进行定性分
析,为中药化学成分尤其是代谢产物的快速分析提
供了一个重要的新技术。
血清样品前处理方法对血清中棉花皮素一8一O一
葡萄糖醛酸苷的分析检测有明显影响。如高速离心
以及酸性条件有助于棉花皮素一8一O一葡萄糖醛酸苷
的解离;加入助溶剂如抗坏血酸改善棉花皮素一8一O一
葡萄糖醛酸苷溶解性后,可导致其吸收率提高,血药
浓度增加。
本实验建立了快速灵敏的棉花皮素一8一。一葡萄
糖醛酸苷含药血清的前处理与检测方法,阐明了大
鼠灌胃后血药浓度随时问的变化趋势,该研究结果
为进一步进行棉花皮素一8一。一葡萄糖醛酸苷吸收、分
布、代谢和排泄研究提供了参考依据。
参考文献:
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穿龙薯蓣淀粉的理化性质研究
袁毅。,张黎明r,王书军2,高文远2
(1.天津科技大学生物工程学院天津工业微生物重点实验室,天津300457,
2.天津大学药物科学与技术学院,天津300072)
摘要:目的为了充分了解穿龙薯蓣,通过多种分析方法对穿龙薯蓣淀粉物理化学性质进行研究。方法采用扫
描电子显微镜(SEM)、粒度分析仪、X一射线衍射、差示扫描量热仪(DSC)和布拉班德粘度仪。结果通过与木薯、马
铃薯淀粉的物理化学性质的比较,穿龙薯蓣淀粉显示了相对较小、椭圆形,大小不均匀的颗粒。晶体类型显示为C
型。含直链淀粉为26.3%。凝胶化温度最高,其焓值介于马铃薯与木薯。根据布拉班德图谱得知穿龙薯蓣淀粉具有
较低的黏度峰值、较高的回生值和较低的衰退值。结论穿龙薯蓣淀粉与其他相关植物的块茎类淀粉来源不同,物
理化学性质也存在明显不同。
关键词:穿龙薯蓣;淀粉;直链淀粉
中图分类号:R284.1 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2008)07—1007—04
PhysicochemicalpropertiesofstarchobtainedfromDioscoreanipponica
YUANYil,ZHANGLi—min91,WANGShu—jun2,GAOWen—yuan2
(1.TianjinKeyLaboratoryofIndustrialM crobiology,CollegeofBi technology,TianjinUniversityofScience&
Technology,Tianjin300457,China;2.CollegeofPharmac uticalsandBiotechnology,
TianjinUniversity,Tianjin300072,China)
Abstract:ObjectiveTostudythemedicinalpl ntsofDioscoreanipponica,thephysieochemicalpro—
pertiesofstarchinD.nipponicawereinvestigatedbymeansofvariousanalyticalmethods.MethodsD.
nipponicastarchwascharacterizedbyscanningelectronmicroscope(SEM),X—raydiffraction,granulesize
analysis,DSC,andBrabenderViscographsystem.ResultsComparedwithtapiocaandpotatostarch,the
morphologyofD.nipponicastarchs owedsmallerpa ticles,ovalhaped,anddissimilargr nulesinsize.
收稿日期:2007—09—14
基金项目:天津市应用基础及前沿技术研究计划重点项目(08JCZDJCl5300)
作者简介:袁毅(198l一),江苏大丰人,硕上生,从事天然药物开发与研究。E—mail:gavinyuen81@yahoo.corn.an
*通讯作者张黎明Tel:(022)60601274E—mail:zhanglmd@yahoo.corn.ca
万方数据
·1008· 中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第7期2008年7月
ThecrystalypeofD.nipponicastarchwasC—typeattern.Theamylosecontenti D.nipponicastarch
was26.30/4.ThestarchseparatedfromD.nipponicashowedthehighesttransitiontemperaturendint r—
mediateenthalpyofgelatinizationbe weenpotatoandtapioca.Accordingtothev scositymeasurement
withBrabenderviscograph,D.nipponicastarchexh bitedlowerpeakviscosity,highersetbackndlower
breakdownviscosity.ConclusionD.nipp nicastarchisobtainedfromD.nipponica.Significantdiffer—
encesfromD.nipponicaandothertuberstarchesinphysicochemicalpropertiesareobtainedduetotheir
geographicalor gin.

Keywords:DioscoreanipponicaMakino;starch;amylose
穿龙薯蓣DioscoreanipponicaMakino又名穿
龙骨、穿山龙、串地龙、地龙骨,是薯蓣科薯蓣属根状
茎组中的一种,为多年生草质藤本。穿龙薯蓣根茎是
提取薯蓣皂苷、合成各种类型的避孕药和甾体激素
类药物的基础材料,又是生产治疗冠心病药物的重
要原料,所以穿龙薯蓣植物在制药工业上一直得以
广泛的应用。穿龙薯蓣成分较为复杂,除含有薯蓣皂
苷外,还含有20%~40%淀粉和50%纤维素及微量
成分[1]。本实验分离得到穿龙薯蓣淀粉,分析穿龙薯
蓣淀粉的物理化学性质并与其他块茎类的淀粉物化
性质进行比较,为开发穿龙薯蓣淀粉食用、药用价值
提供相关数据。
1仪器与材料
PhilipsXL一30型环境扫描电子显微镜;Omec
LS—POP(Ⅲ)型激光粒度分析仪;RigakuD/m x
2500型X衍射仪;ShimadzuUVhl700型分光光
度仪;NetzschDSC204HP型差示扫描量热仪;
BrabenderViscograph—E型黏度测试系统。
穿龙薯蓣根茎购自山西离石药物公司,经天津
科技大学天然药物研究室张黎明教授鉴定系薯蓣科
薯蓣属植物穿龙薯蓣D.nipponicaMakino的干燥
根茎;木薯淀粉由印度尼西亚雅加达Kebayoran
Lama公司提供,马铃薯淀粉由内蒙古飞马食品有
限公司提供,木薯淀粉及马铃薯淀粉均为原淀粉。试
剂均为国产AR级。
2方法与结果
2.1 穿龙薯蓣淀粉的提取:将穿龙薯蓣根茎洗净,
切片,烘干。将干燥过的切片放人2#g/mLNaOH
溶液中(pH10~11)浸泡24h以上,将植物细胞壁
浸软,同时降低微生物的危害和淀粉酶的降解。将浸
泡过的切片研磨后,过150btm筛。将筛上物多次研
磨并过筛,最后将得到的淀粉浆液静置6h以上,并
收集淀粉沉淀。用95%乙醇多次洗涤淀粉沉淀,最
后过75弘m筛在烘箱烘至恒定质量。
2.2 扫描电子显微镜及粒度分析:将干燥的淀粉用
载片固定并喷金,于电镜下观察,其电镜系统加速电
压设置在20.0kV。另外,测试淀粉颗粒尺寸前将样
品放入5%偏磷酸钠溶液中溶解均匀后再进行测
定。穿龙薯蓣淀粉颗粒大小不一、排列疏散,其椭圆
型形似腊肠状的颗粒与马铃薯淀粉颗粒形状相似,
但颗粒较马铃薯淀粉颗粒小。而木薯淀粉颗粒却呈
锯齿状椭圆形、大小均一,排列紧凑。穿龙薯蓣淀粉
颗粒尺寸明显小于木薯和马铃薯淀粉颗粒尺寸,其
结果见表1和图1。颗粒较小的淀粉更助于消化,因
为小颗粒分子比表面积大、更易被淀粉酶降解[2],这
一特性为开发食用穿龙薯蓣淀粉提供有力的证据。
表1 木薯淀粉、马铃薯淀粉和穿龙薯蓣淀粉颗粒大小比较
Table1 Comparisonofstarchgranulesize
intapioca,potatoandD.nipponica
2.3 X衍射的测试:系统测试电压为40kV,电流
为150mA,波长0.154056nm,测试角度为3。~
50。,结晶度计算方法采用Nara法[3]。淀粉晶型通常
有A、B、C3种类型,其衍射图(图2)显示木薯淀粉
在15.2。、17.4。、22.8。、23.4。(20)出现衍射峰,表现
出典型的A一型;马铃薯淀粉在5.8。、17.2。、22.1。、
24.2。(20)出现衍射峰,显示典型的B一型;而穿龙薯
蓣淀粉在5.5。、15.1。、17.2。、22.8。、23.4。、26.5。
(20)出现衍射峰,所以其衍射晶型为C一型(A、B复
合型)。淀粉结晶度结果见表2。总的来说,直链淀粉
量高的淀粉结晶度低,这是因为直链淀粉形成淀粉
颗粒无定形区域,而支链淀粉形成淀粉颗粒晶体区
域[4]。穿龙薯蓣淀粉结晶度表现为最高(48.5%),但
其直链淀粉的量介于木薯淀粉和马铃薯淀粉之间
(表2),说明实验存在一定的误差。
2.4 直链淀粉的测定:取0.1000g淀粉用99%乙
醇lmL润湿,再加入1mol/LNaOH9mL,于95
℃的水浴保温10min,然后将分散液定容至100
mL。取5.0mL分散液于100mL三角瓶中,加入50
万方数据
中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第7期2008年7,El·1009·
图1木薯淀粉(A)、马铃薯淀粉(B)和穿龙薯蓣淀粉
(C)的扫描电子显微镜图谱
Fig.1Scanningelectronmicrographofstarchintapioca
(A),potato(B),andD.nipponica(C)
r —T— l一 。l一一。l
3 8 13 18 23 28 33 38
20/(。)
图2木薯淀粉、马铃薯淀粉和穿龙薯蓣淀粉广角x
射线衍射图谱
Fig.2Wide—angleX—raydiffractogramsofst rch
intapioca,potato,andD.nipponica
mL蒸馏水和lmL碘标准液,再定容至100mL。最
后取样在分光光度计中测定,波长设置为620nm,
结果见表2。穿龙薯蓣淀粉的直链淀粉的量为
26.3%,马铃薯淀粉的直链淀粉的量为29.3%,而
木薯淀粉的直链淀粉的量最低,为23.7%。从木薯
和马铃薯淀粉测定结果来看,它们的值稍高于碘电
位滴定法的测定值B],这是由于方法不同而致,在用
分光光度法测定时可能有干扰物(脂类分子)对测试
目标物的吸光度有影响∞]。
表2木薯淀粉、马铃薯淀粉和穿龙薯蓣淀粉的x一射线衍
射性质及直链淀粉量的对比(n一3)
Table2 X—rayDiffractionpropertiesandcontrast
amongamylosecontentsofstarchintapioca,
potato。andD. ipponica(厅一3)
2.5 差示扫描量热(DSC)测定:取4.0mg淀粉样
并加入12pL蒸馏水,混合均匀后放人配套的铝锅
中,在室温中恒温1~2h后从20℃以10℃/rain加
热至120℃。每次测试以空铝锅作为参照。测定相关
系数:凝胶化初始温度(£。)、凝胶化峰值温度(f。)、凝
胶化终止温度(£。)、焓值(△H)、凝胶化温度范围(R)、
最大焓温比值(PHI)。3种淀粉样品的DSC结果有明
显的不同,这涉及到各个样品的分子排列的紧密程
度、分子大小以及直链与支链淀粉的比例,结果见表
3。穿龙薯蓣淀粉显示出最高的凝胶化温度,这说明其
淀粉结晶度很高E7],结构较稳定。还可看出,穿龙薯蓣
淀粉凝胶化温度范围(R一13.7℃)与马铃薯淀粉凝
胶化温度范围(尺=13.8℃)相似。这些不同的热性
质说明不同品种淀粉之间支链淀粉的量、结晶度以及
晶体之间的紧密程度都不尽相同[8]。
2.6 糊化性质分析:取30.0g淀粉样品加入
470.0mI。蒸馏水混匀,并移至布拉班德分析仪测试
杯中,从35℃以1.5℃/min加热至95℃并保温30
rain,然后仍以1.5℃/min降温至50℃并保温30
min。测试相关系数:峰值黏度(PV)、95℃最终黏度
(HPV)、降温至50℃黏度(CPV)、衰退值(BV)、回
生值(SV)。根据其黏度随温度和时间变化做双坐标
图,结果见图3。
布拉班德黏度结果显示穿龙薯蓣淀粉较高的糊
化温度(PT)和较低的峰值黏度(PV),其较高的PT
值可以归结为穿龙薯蓣淀粉中较多的蛋白质分子以
及较高的结晶度[93;而较低的PV值则说明其淀粉
较低的持水能力[】州。可看出,降温至50℃的黏度
(CPV)都是随着降温过程而值上升,这一过程说明
万方数据
·1010· 中草焉 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第7期2008年7月
表3木薯淀粉、马铃薯淀粉和穿龙薯蓣淀粉热性质参数(席一3)
Table3 Thermalpropertiesofstarchintapioca,potato,andD·nipponica(n一3)
样品 fo/℃tp/℃t,/CAH/(J·g一1) R/C PHi/(J·g一1·K一1)
木薯淀粉 64.9士o.2 69.1士0.3 75.9±o.1 14.8±o.2 11·o士o-0 3.5士0.2
马铃薯淀粉 59.2士o.1 64.1士0.1 73.O士0.2 23.4士0.1 13-8±0·2 4.7士0.3
穿龙薯蓣淀粉 67.4士o.5 76.O±0.2 81.0士0.1 18.6±o.2 13.7±0·l 2.2士o-1
100 3讨论
0 26 52 78 104 130

闷}
、、

t/rain
图3木薯淀粉、马铃薯淀粉和穿龙薯蓣淀粉的
布拉班德图谱
Fig.3Brabenderviscogramsofstarchintapioca,
potato,andD. ipponica
淀粉的抗剪切力在增加、形成更坚硬的胶体[1川。直
链淀粉(呈线型)比支链淀粉(呈分枝型)更容易发生
聚合。但在本实验中,穿龙薯蓣淀粉的CPV值比其
他淀粉低,结果见表4。
襄4木薯淀粉、马铃薯淀粉和穿龙薯蓣淀粉糊化性质参数
Table4 PastingpropertiesofstarchIntapioca,
potato,andD. ipponica
回生值(SV)表示淀粉中直链淀粉受热后在降
温过程中再聚合的程度,较高的回生值说明其淀粉
含有较高的直链淀粉u引。马铃薯淀粉的SV值和衰
退值(BV)都表现为最高,而穿龙薯蓣淀粉的SV值
介于马铃薯淀粉和木薯淀粉。马铃薯淀粉较高的
BV值说明大型的淀粉颗粒在布拉班德系统加热过
程中更容易受剪切力而破碎。穿龙薯蓣淀粉的BV
值最低,说明其淀粉膨胀度较低,不易被分解,这种
特性或许可以广泛应用于食品药品储藏加工中。
穿龙薯蓣淀粉小颗粒及高直链淀粉的性质意味
着它将在以后的食品深加工中得到广泛的应用。此
外,利用穿龙薯蓣淀粉显示出来较高的回生值,可将
其加工成高凝沉性的食品(如粉丝),为更深层了解
穿龙薯蓣淀粉的潜在利用价值,其他理化性质将作
进一步研究。
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万方数据
穿龙薯蓣淀粉的理化性质研究
作者: 袁毅, 张黎明, 王书军, 高文远, YUAN Yi, ZHANG Li-ming, WANG Shu-jun, GAO
Wen-yuan
作者单位: 袁毅,张黎明,YUAN Yi,ZHANG Li-ming(天津科技大学生物工程学院,天津工业微生物重点实
验室,天津,300457), 王书军,高文远,WANG Shu-jun,GAO Wen-yuan(天津大学药物科学与技
术学院,天津,300072)
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2008,39(7)
被引用次数: 2次

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