芋是一种重要的地下球茎类作物,其球茎富含淀粉。芋淀粉颗粒非常小,仅为马铃薯淀粉的十分之一,理化性质独特,具有潜在的开发利用价值。然而国内外有关芋球茎淀粉积累、淀粉体发育鲜有报道,有关芋淀粉理化性质的研究也不充分。为此,本研究以荔浦槟榔芋、兴化龙香芋、泰兴香荷芋和靖江香沙芋为试验材料,采用树脂半薄切片、光学显微镜和透射电镜等技术,结合图像分析软件研究了槟榔芋球茎淀粉体的发育过程;采用显微观察、X-射线衍射和傅里叶变红外光谱等分析技术,分别比较了三个品种(龙香芋、香荷芋和香沙芋)之间以及母芋和子芋(槟榔芋)之间淀粉理化性质的差异,主要研究结果如下:(1)槟榔芋母芋球茎在发育过程中鲜重不断增大,含水量逐渐降低;球茎总淀粉含量逐渐上升,可溶性糖含量先上升后下降;母芋球茎薄壁细胞体积不断增大,内部淀粉体的数目、直径以及面积总体上呈上升趋势,同时单个淀粉体内淀粉粒的数量也不断增多。(2)芋淀粉体是由多个大小不一的不规则淀粉粒构成,淀粉粒的增殖是以大淀粉粒为发起点,向四周或一侧进行增殖;淀粉体边缘光滑,且部分淀粉体边缘有“一小片区域”存在数个排列松散的小淀粉粒,推测该区域是淀粉体增殖起始部位,而在其他区域内淀粉粒排列紧致,且淀粉粒较大。(3)根据淀粉体发育的特点,芋球茎淀粉的积累过程大致可以划分为三个阶段:淀粉形成阶段,表现为淀粉体在直径上的增大;淀粉快速积累阶段:表现为淀粉体在数目上的增加;淀粉体充实阶段:表现为淀粉体内淀粉粒在数量上的增加。(4)龙香芋、香荷芋和香沙芋子芋淀粉的形态和理化特性均存在诸多的异同。三者淀粉均为不规则多面体形和圆球形的外观,淀粉粒呈单峰分布,XRD衍射峰类似。龙香芋淀粉粒平均粒径最小、表观直链淀粉含量最低,而香沙芋淀粉粒最大、表观直链淀粉含量最高;龙香芋淀粉无定型区所占的比例最高、香荷芋淀粉次之、香沙芋淀粉最低;在相对结晶度方面,龙香芋淀粉低于香沙芋淀粉而高于香荷芋淀粉;龙香芋淀粉的峰值温度最高,香荷芋淀粉最低,但香荷芋淀粉的热焓值最大,龙香芋淀粉最小;香沙芋淀粉的峰值粘度、崩解值等一系列粘度参数均为最大,龙香芋淀粉最小。(5)槟榔芋的母芋和子芋淀粉具有相似的形态和结晶类型,但也存在许多不同的理化性质。与子芋淀粉相比,母芋淀粉平均粒径较大、相对结晶度和外部有序度较高、膨胀势较大,粘滞特性参数都较高,但其表观直链淀粉含量较低,溶解度较小。综合本研究芋的理化性质及一些产业对于淀粉性质的要求,龙香芋淀粉因其粒径小,更适合作为化妆品的添加剂;香荷芋和香沙芋的淀粉含量高、粒径大,更适合用于工业生产;由于直链淀粉较支链淀粉更能提高食品的脆性和强度,故有着较高支链淀粉含量的香沙芋淀粉更适用于加工膨化食品;槟榔芋母芋淀粉的膨胀势大,较子芋淀粉更能够改善肉制品品质。上述研究结果不仅可以深化芋球茎淀粉体的发育和淀粉合成机制的研究,同时也能为芋淀粉在食品和非食品行业中的应用提供有价值的参考信息。