XRD是什么？
晶體是由原子、離子及分子通過規律的周期性排列所形成的三維結構，當X射線投射到晶體上之后，受到原子的散射，由于上述的周期排列，導致形成的散射波之間存在固定的相位關系。不同的原子散射X射線之間會互相干擾，有些方向的衍射會加強，有些方向的衍射會互相抵消。因此衍射線的分布規律是由晶胞的形狀、大小以及位向所決定，而衍射強度是由原子種類及其處于晶胞中的位置所決定[1]。
XRD是（X-ray Diffraction）射線衍射儀的簡稱。通過對材料進行X射線衍射，分析其衍射圖譜，獲得材料的成分、材料內部原子或分子的結構或形態等信息。其基本原理是：當X射線照射所測物質（晶體）時，相應晶面會產生衍射強度。隨著發射X射線的轉軸移動，不同角度的不同晶面會被完全掃描出來。再根據Bragg方程2d sinθ=nλ，呈現出圖譜（圖1）。Bragg方程是X射線在晶體中產生衍射的滿足的基本條件，其反應了衍射線方向和晶體結構之間的關系[2]。
圖1. Bragg公式示意圖
XRD在淀粉上的應用
淀粉作為一種天然結晶的高聚物，顆粒內部存在晶體結構。它的顆粒結構包含結晶區和無定形區兩部分。結晶區主要由雙螺旋結構的支鏈淀粉分子組成，較為致密；無定形區主要由松散的直鏈淀粉分子組成,，易受外力和化學試劑作用[3]。依據粉末X-射線衍射波譜, 淀粉結晶結構可分為A-型、B-型、C-型和V-型4種。
其中，A-型晶體主要存在于谷物類淀粉中，結構較為緊密；B-型晶體主要存在于植物塊莖和高直鏈作物的淀粉中，結構較為松散；C-型晶體由A-型和B-型晶體組成，要存在于豆類作物種子和薯蕷類植物的根狀莖中[4][5]，除了這三種主要的多晶型淀粉外，還發現了直鏈淀粉-脂質復合物的V-型淀粉。
淀粉結晶度是表征淀粉顆粒結晶性質的一個重要參數, 他可以用于表征淀粉的長程有序性，通過XRD結果可以判斷淀粉分子是否通過一定順序進行有序堆積而形成不同的多晶型。目前已有文獻報道, XRD是測定淀粉顆粒結晶度最常用的方法。
怎么看結果？
根據不溶的淀粉的X-射線衍射譜圖的特征峰，可以將淀粉分為A型，B型，C型以及V型。A型的淀粉特征峰有15°、17° 、18°和23°；B型淀粉的特征峰有5.6°、17°、22°以及24°；C型淀粉的特征峰為5.6°、15°、17°、19°、23°和26°。而V型淀粉的特征峰為7°、13°和19.9°處[6][7]（圖2）。
圖2.淀粉的XRD結果對比圖
參考文獻
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