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作物淀粉晶体结构的波谱分析
  • ISSN号:0496-3490
  • 期刊名称:作物学报
  • 时间:2012
  • 页码:691-698
  • 分类:TS235.3[轻工技术与工程—粮食、油脂及植物蛋白工程;轻工技术与工程—食品科学与工程]
  • 作者机构:[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
  • 相关基金: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.
  • 相关项目:利用淀粉合成相关基因的转基因系研究水稻颖果和淀粉粒的发育及结构
中文摘要:

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/MASNMR)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CA-型XRD波谱,葛根淀粉为CB-型XRD波谱。以Jade5.0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/MASNMR波谱相似,有C1、C.4、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,CA-型转基因高直链水稻(TRS)淀粉有3个不明显的结晶峰,而CB-型酸解TRS淀粉有2个结晶峰,无定形淀粉没有结晶峰。利用Peak Fit4.12峰拟合分析软件能够计算淀粉”CCP/MASNMR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/MASNMR波谱技术分析作物淀粉晶体结构提供了重要参考。

英文摘要:

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 CA-type XRD spectrum, which was a C-type closer to A-type. Kudzu starch showed a CB-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 CA-type crys- tallinity, showed three inconspicuous peaks, the acid-modified TRS starch with CB-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.

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期刊信息
  • 《作物学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国作物学会 中国农业科学院作物科学研究所
  • 主编:万建民
  • 地址:北京海淀区中关村南大街12号中国农业科学院
  • 邮编:100081
  • 邮箱:zwxb301@caas.cn
  • 电话:010-82108548
  • 国际标准刊号:ISSN:0496-3490
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1809/S
  • 邮发代号:82-336
  • 获奖情况:
  • 2002年-第三届中国科协优秀科技期刊二等奖,2002-2009年-百种中国杰出学术期刊,2004年获“全国优秀期刊一等奖”,2005年获第三届国家期刊奖提名奖,2009年评为“2008年度中国精品科技期刊”,2009年被评为“新中国60年有影响力的期刊”,2011年获"第二届中国出版政府奖期刊奖提名奖"
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国食品科技文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49369