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禾本科作物籽粒淀粉化学组分及生物合成研究进展

2012-11-19银永安李卫华齐军仓曹连莆

作物研究 2012年5期

银永安,李卫华,齐军仓,曹连莆* ,陈 林

(1石河子大学农学院,新疆石河子832000;2新疆天业(集团)有限公司,石河子832000)

水稻、小麦、玉米和高粱等禾本科作物籽粒的主要成分为淀粉,它不但为人类和动物提供了营养和能量而且也是生物链的主要碳源[1]。

在世界每年生产的禾谷类作物中,淀粉占到了100亿吨,有80%左右被人们用作食物和饲料,淀粉制造业和化工仅用到淀粉总量的3%左右[2];此外,在糖果外皮、高档面包和糕点加工业中淀粉充当了不可缺少的角色[3,4]。长期以来,禾本科作物籽粒的蛋白质和优质氨基酸研究一直受到广大科技工作者的青睐,淀粉对作物品质及食品加工品质的作用一直被忽略[5,6]。近年来,随着淀粉广泛用于食品、化工和纺织领域,其研究越来越受到人们的重视。本文通过对禾本科作物籽粒淀粉化学组分的分析以及淀粉生物合成原理的剖析,旨在为将来作物淀粉的深入研究做铺垫。

1 淀粉的化学组分及结构

目前研究一致认为,禾本科作物淀粉基本上由α-D葡糖聚合物(直链淀粉和支链淀粉)组成,此外包括少量的脂类、蛋白质、己糖、戊聚糖、磷、硅等成分[7~9]。淀粉是一种多糖,是葡萄糖之间通过分子间缩合构成的,根据分子的链条形状不同可分为直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉约占总淀粉质量的20% ~25%,主要由α-1,4糖苷键连接而成(图1 A),基本上呈线型,分子相对质量小[10]。支链淀粉约占总淀粉质量的75% ~80%,由短的α-1,4糖苷键相连再通过α-1,6糖苷键连接成的高度分支的葡萄糖聚合体(图1 B),其分子相对质量较大[11]。……

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