摘要
我国是药用植物资源最丰富的国家之一，药用植物的根茎或果实中含有丰富的淀粉，但在其药用成分提取之后，淀粉常作为残渣被丢弃，造成资源的严重浪费。为实现姜科药用植物资源的充分利用，探索同科或同属植物淀粉之间的差异。本研究分析比较了八种姜科药用植物根茎淀粉的多尺度结构和理化性质，为其分类学提供理论依据；并以此为基础构建了荷载大豆分离蛋白-姜黄素纳米复合物的淀粉基复合膜，最后对复合膜的结构和性能进行了测试。主要研究内容和结果如下： （1）研究八种姜科药用植物根茎淀粉的多尺度结构特征。研究表明，在微观形貌、平均粒径和结晶层面上，八种淀粉不同属间差异较为明显，其中姜黄属淀粉呈三角形薄片状，莪术淀粉颗粒最大，平均粒径为23.14μm。高良姜淀粉具有更高含量的双螺旋结构和更强的短程结构，而山东产生姜淀粉的短程有序度较低。八种淀粉在短支链淀粉链和长支链淀粉链含量上具有差异，其中莪术淀粉和姜黄淀粉的短支链淀粉链含量分别为44.84%和48.23%，显著高于其他六种淀粉。 （2）进一步对上述八种淀粉的理化性质进行分析，结果表明，姜黄淀粉的水结合能力最强，膨胀力最高。八种淀粉呈现出单峰和双峰态的热力学曲线，山东产生姜淀粉的糊化焓最高，为22.06J/g。莪术和姜黄淀粉凝胶比其他淀粉凝胶具有更刚性的结构。另外，八种淀粉的体外消化动力学差异明显，山柰淀粉的消化率最高，姜黄淀粉快速消化淀粉含量最高，消化速率最快。基于淀粉的多尺度结构和理化性质对八种姜科药用植物进行聚类分析，发现莪术和姜黄亲缘关系最近；高良姜和大高良姜亲缘关系较远，为姜科药用植物亲缘关系的研究提供了大分子化合物方面的依据。 （3）以上述淀粉为基材制备淀粉膜，通过膜表面粗糙程度和机械性能分析发现，山东产生姜淀粉作为成膜基质具有较为优异的性能。继续以其为基础构建荷载大豆分离蛋白-姜黄素纳米复合物（SPI-Cur）的淀粉基复合膜。结果表明：低浓度（0wt%~7.5wt%）SPI-Cur添加量的复合膜表面均匀；随着SPI-Cur浓度的增加，复合膜的颜色逐渐加深，紫外阻隔性能也得到改善；SPI-Cur浓度达到7.5wt%时，复合膜机械性能最佳；在复合膜的功能性研究中发现，SPI-Cur的添加赋予复合膜较好的抗氧化和抗菌活性。 综上，本研究扩展了姜科药用植物淀粉的科学认知，从大分子化合物水平上丰富了姜科植物的分类依据，对药用植物淀粉的开发利用具有重要意义。
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