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马铃薯是一种重要的主食园产品,以淀粉成分为主。近年,彩色马铃薯广泛种植,但目前对彩色马铃薯的研究局限于花色苷等功能成分上,而对彩色马铃薯淀粉理化性质、支链淀粉精细结构等对食品品质的影响尚未得到关注。因此研究彩色马铃薯淀粉的物化性质、结构以及结构与性质之间的关系对指导马铃薯产品的深入开发具有重要意义。本研究选择红色、紫色、黄色马铃薯的淀粉为研究对象,对淀粉的物化性质、结构特征及支链淀粉精细结构进行了比较研究,并分析了淀粉酸处理后的物化性质及其结构变化。主要研究结果如下:1、黄色、红色和紫色马铃薯淀粉中磷酸含量分别为0.1301%、0.1519%和0.1473%,直链淀粉含量分别为25.23%、20.26%和23.30%,差异显著。三种马铃薯淀粉的物化性质差异显著,红色和紫色马铃薯淀粉表观黏度高于黄色马铃薯淀粉,这是由于红色和紫色马铃薯支链淀粉具有较高比例B1链,且其φp,β-限制糊精的长B链比例高。黄色和紫色马铃薯淀粉的冻融稳定性优于黄色马铃薯淀粉,主要归因于红色和紫色马铃薯支链淀粉的B3链比例高,且φ,β-限制糊精的平均外部链长较小。此外由于黄色马铃薯支链淀粉φ,β-限制糊精的平均外部链长较长,使其透明度显著低于红色和紫色马铃薯淀粉。2、黄色、红色和紫色马铃薯淀粉颗粒的中值粒径d(0.5)分别为34.88、39.12和41.39μm,淀粉颗粒表面光滑,形态无差异,生长环明显;红色和紫色马铃薯淀粉颗粒的双折射更明显。黄色、红色和紫色马铃薯淀粉均属于B型结晶,相对结晶度分别为20.33%、22.25%和21.70%。黄色马铃薯淀粉重均分子量为4.279×l06 g/mol,A/B链比例为0.24;红色马铃薯淀粉重均分子量为8.806×106 g/mol,A/B链比例为0.23;紫色马铃薯淀粉重均分子量为1.138×107g/mol,A/B链比例为0.29;但长/短链比例差异不显著。3、黄色、红色和紫色马铃薯中支链淀粉的平均聚合度大小分别为24.31、17.95、25.01,Afp链比例分别为12.01、5.21、9.73,其中黄色和紫色马铃薯支链淀粉的长链比例明显高于红色马铃薯支链淀粉。4、支链淀粉cluster中φ,β-限制糊精的building blocks结构分析表明:黄色、红色和紫色支链淀粉cluster中φp,β-限制糊精的Mw分别为3.06×104、1.48×104、1.74×104 g/mol;支链淀粉cluster中φ,β-限制糊精Bfp链的分布模式不同,黄色、红色和紫色支链淀粉cluster中φ,β-限制糊精的Bfp链摩尔百分比分别为58.01%、63.60%、60.78%,且B2链比例非常低,分别为0.61%、0.51%、0.56%,B3链降至0.00%。黄色和紫色马铃薯支链淀粉的平均外链长分别为21.63、22.29,均大于红色马铃薯支链淀粉平均外链长(15.01)。黄色、红色和紫色马铃薯支链淀粉的分支度差异显著,分别为23.39、21.41、22.70,黄色马铃薯支链淀粉分支度最高。黄色、红色和紫色马铃薯支链淀粉cluster中φ,β-限制糊精的building blocks平均聚合度分别为13.43、11.28、12.02,而分支度分别为 16.75%、14.71%、15.64%。5、支链淀粉φ,β-限制糊精中building blocks结构分析表明:黄色、红色和紫色马铃薯支链淀粉中φ,β-限制糊精的Mw分别为4.32×104、3.24×104、5.65× 104g/mol,高于支链淀粉cluster中φ,β-限制糊精。黄色、红色和紫色马铃薯支链淀粉中φ,β-限制糊精的Bfp链的含量分别为53.02%、54.18%、51.56%。黄色马铃薯支链淀粉φ,β-限制糊精中B3链降到了 0.00%,而红色和紫色则分别为5.74%和8.07%。支链淀粉φ,β-限制糊精的BL链比例以及内部链长均高于支链淀粉cluster中φ,β-限制糊精的值。三种支链淀粉外部链长及分支度差异显著,黄色马铃薯支链淀粉的外部链长及分支度最高。黄色、红色和紫色马铃薯支链淀粉φ,β-限制糊精中的building blocks的平均聚合度分别为15.01、14.65、14.92,高于从cluster中φ,β-限制糊精分离得到的building blocks。6、Cluster中building blocks结构特征分析表明:黄色、红色和紫色马铃薯支链淀粉cluster中building blocks的平均聚合度分别为16.03、16.18、15.25,明显高于从cluster的φ,β-限制糊精和支链淀粉φ,β-限制糊精中分离得到的building blocks。黄色马铃薯支链淀粉cluster中building blocks的NC最高,为3.70,其次是红色马铃薯,为3.68,紫色马铃薯,为3.62;紫色马铃薯支链淀粉cluster中building blocks的分支度最高,达到17.18。7、四种方法分析三种马铃薯支链淀粉精细结构结果显示,支链淀粉链长分布和支链淀粉φ,β-限制糊精及其building blocks结构特征这两种方法能更好地解释马铃薯淀粉之间的性质差异,并能总结出支链淀粉精细结构对淀粉性质的影响规律。8、利用2.2N盐酸溶液在35℃条件下处理三种马铃薯淀粉,结果发现三种马铃薯淀粉均呈现两相水解模式,红色马铃薯淀粉水解速率最高,主要是因为其支链淀粉短链比例高,对酸更敏感;lintners颗粒表面被侵蚀,粒径较原淀粉显著减小,一些淀粉颗粒的双折射消失;酸解后,lintners颗粒从脐点向颗粒边缘有明显的裂纹出现,且颗粒无定形壳层与半结晶壳层间之间的对比变得不明显,但仍为B型结晶,结晶度较原淀粉显著增加,且淀粉的短程有序程度降低,分子量显著降低,Rz值减小;脱支前后lintners的分支链长分布相似。与天然马铃薯淀粉相比,三种马铃薯lintners黏度大幅度降低,溶解度、透明度等得到显著改善,因此,较原淀粉具有不同的工业应用领域。