馬鈴薯塊莖直鏈淀粉含量檢測方法的比較

楊煥春，李 勇，呂文河，杜英秋，單 宏，孔保華

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150030；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所，黑龍江 哈爾濱 150086；3.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物脫毒苗木研究所，黑龍江 哈爾濱 150086）

馬鈴薯塊莖直鏈淀粉含量檢測方法的比較

楊煥春1，2，李 勇3*，呂文河1，杜英秋2，單 宏2，孔保華1

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150030；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所，黑龍江 哈爾濱 150086；3.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物脫毒苗木研究所，黑龍江 哈爾濱 150086）

為研究不同測定方法對(duì)馬鈴薯塊莖直鏈淀粉含量的影響，采用單一曲線法、雙波長法和混合曲線法（對(duì)照）測定馬鈴薯品種‘克新22號(hào)’的直鏈淀粉含量。結(jié)果表明：單一曲線法測定結(jié)果偏高，與標(biāo)準(zhǔn)方法測定值比較差異顯著；雙波長法測定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)方法測定值差異不顯著，且變異系數(shù)小，回收率好。因此，除國家標(biāo)準(zhǔn)方法之外，雙波長法也適合測定馬鈴薯塊莖直鏈淀粉含量。這一研究結(jié)論將為選擇合適的馬鈴薯塊莖直鏈淀粉含量測定方法提供進(jìn)一步支持。

馬鈴薯；直鏈淀粉；單一曲線法；混合曲線法；雙波長法

馬鈴薯是人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚氖澄飦碓粗?。馬鈴薯淀粉具有口味溫和、無色、無刺激、高黏、高韌和高穩(wěn)定性等特點(diǎn)，有著任何其他作物淀粉無法比擬的獨(dú)特特性。因次，馬鈴薯淀粉在食品加工業(yè)、水產(chǎn)飼料業(yè)、醫(yī)藥生產(chǎn)行業(yè)、化工行業(yè)、石油行業(yè)和鑄造業(yè)等眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。直鏈淀粉作為淀粉的一個(gè)重要組分，其含量對(duì)淀粉的品質(zhì)和特性有著重要影響。多年來，文獻(xiàn)中有很多關(guān)于馬鈴薯塊莖直鏈淀粉含量測定方法的報(bào)道，如曾凡奎等[1]采用雙波長法；趙萍等[2]采用酶法；姚新靈等[3]采用酸水解法；曹忙選[4]采用電位滴定法等。但前人并沒有系統(tǒng)分析何種方法測定馬鈴薯塊莖直鏈淀粉含量更科學(xué)、更準(zhǔn)確。本研究利用不同檢測方法對(duì)馬鈴薯塊莖直鏈淀粉含量進(jìn)行測定和分析，旨在篩選出科學(xué)、準(zhǔn)確、簡便的馬鈴薯塊莖直鏈淀粉測定方法，為馬鈴薯淀粉品質(zhì)評(píng)價(jià)和定量界定提供有價(jià)值的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

馬鈴薯直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)品由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所提供，馬鈴薯支鏈淀粉由西格瑪公司提供，所有試劑均為分析純。試驗(yàn)樣品為高淀粉品種‘克新22號(hào)’的塊莖。

1.2試驗(yàn)儀器

電熱恒溫水浴鍋；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；DS-1高速組織搗碎機(jī)（上海精科實(shí)業(yè)有限公司）；DFT-50手提式高速萬能粉碎機(jī)（溫嶺市林大機(jī)械有限公司）；紫外分光光度計(jì)（德國耶拿公司）；SGW-2自動(dòng)旋光儀（上海申光有限公司）；ML204萬分之一天平（梅特勒托利多儀器有限公司）。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1 單一曲線法

該方法參考NY/T 55-1987，標(biāo)準(zhǔn)曲線簡化為由馬鈴薯直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)品繪制，而支鏈淀粉部分用校正液補(bǔ)齊至5.0 mL。其余操作全部按NY/T 55-1987執(zhí)行。在6個(gè)100 mL容量瓶中分別加入1 mg/mL的馬鈴薯直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)溶液0，0.25，0.5，1.0，1.5和2.0 mL，用0.09 mol/L氫氧化鈉溶液補(bǔ)齊至5.0 mL。然后分別加蒸餾水約50 mL，1 mol/L乙酸1 mL，碘試劑1 mL。搖勻定容顯色10 min，空白不加標(biāo)樣，其他同上，以馬鈴薯直鏈淀粉含量（mg/mL）為橫坐標(biāo)，以620 nm處吸光值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。樣品處理同標(biāo)準(zhǔn)品。

1.3.2 混合曲線法

參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15683-2008/ISO6647-1: 2007測定馬鈴薯樣品直鏈淀粉的含量。在6個(gè)100 mL容量瓶中分別加入1 mg/mL的馬鈴薯直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)溶液0，0.25，0.5，1.0，1.5和2.0 mL，將此標(biāo)準(zhǔn)系列溶液用1 mg/mL的馬鈴薯支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)溶液補(bǔ)齊至5.0 mL，空白為取0.09 mol/L氫氧化鈉溶液5 mL，然后分別加蒸餾水約50 mL，加1 mol/L乙酸1 mL，再加碘試劑1 mL。搖勻定容顯色10 min。以馬鈴薯直鏈淀粉含量（mg/mL）為橫坐標(biāo)，在620 nm處以混合吸光值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。樣品處理同標(biāo)準(zhǔn)品。

1.3.3 雙波長法

參照Williams等[5]的研究方法，取1 mg/mL直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)溶液0.6，1，1.4，1.8，2.2和2.6 mL放入100 mL容量瓶中，加入40～60 mL蒸餾水，用0.1 mol/L HCl溶液調(diào)pH至3.5左右，加碘試劑1 mL，混勻定容。靜止顯色20 min，以空白試劑為對(duì)照，將分光光度計(jì)程序設(shè)定雙波長比色狀態(tài)比色作曲線（λ1為444 nm，λ2為629 nm）。即得Δλ=λ2-λ1。以Δλ值為縱坐標(biāo)，直鏈淀粉含量（mg/ mL）為橫坐標(biāo)，繪制直鏈淀粉的雙波長標(biāo)準(zhǔn)曲線。樣品處理同標(biāo)準(zhǔn)品。

1.3.4 雙波長法的波長與參比波長的建立

首先確定雙波長λ2和λ1，由于馬鈴薯原薯的直鏈和支鏈淀粉的比例約為1：3，因而，參考曾凡奎等[1]報(bào)道，采用直支比1：3的比例進(jìn)行全波長掃描。如圖1所示，從直鏈淀粉全波長掃描的最大吸收向X軸作垂線的交點(diǎn)即是波長λ2=629 nm，與支鏈淀粉掃描曲線相交，從交點(diǎn)處平行X軸作直線與支鏈淀粉曲線相交，沿此交點(diǎn)向X軸作垂線的交點(diǎn)即參比波長λ1=444 nm。馬鈴薯直鏈淀粉含量（mg）與Δλ成正比，Δλ=λ2-λ1。

圖1 雙波長法全波長掃描Figure 1 The whole wavelength scanning picture of dual wavelength method

1.4樣品前處理

‘克新22號(hào)’馬鈴薯塊莖干樣的制備：塊莖經(jīng)過洗凈、切碎、干燥箱60℃烘干至恒重，過80目篩，得到試驗(yàn)塊莖干樣。粗淀粉提取：參照曾凡逵等[1]報(bào)道的提取方法，自然晾干制得。

1.5加標(biāo)回收試驗(yàn)

準(zhǔn)確量取1 mg/mL的馬鈴薯直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)溶液0.25，0.50和0.75 mL共3份，分成3組，各自加入1 mg/mL的樣品溶液2 mL，分別按照單一曲線法、混合曲線法和雙波長法的操作方法測定吸光值，計(jì)算加標(biāo)回收率。

1.6精密度試驗(yàn)

采用單一曲線法、混合曲線法和雙波長法測定樣品直鏈淀粉含量，每個(gè)樣品處理均設(shè)3個(gè)重復(fù)，計(jì)算樣品平均值及變異系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

2.1.1 單一曲線法標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

單一曲線法的回歸方程為y=0.314 2x-0.003 2，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 8。如圖2所示，馬鈴薯直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)品在此濃度下與吸光值呈較好的線性關(guān)系，符合朗博比爾定律。

圖2 單一曲線法測定直鏈淀粉含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線Figure 2 Standard curve of amylose content determination by single curve method

2.1.2 混合曲線法標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

混合曲線的回歸方程為y=0.303 8x+0.120 9，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 8，曲線不經(jīng)過零點(diǎn)，吸光值為0.1，這是5 mg支鏈淀粉的吸光值。如圖3所示，馬鈴薯直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)品在此濃度下與吸光值呈較好的線性關(guān)系，符合朗博比爾定律。

圖3 混合曲線法測定直鏈淀粉含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線Figure 3 Standard curve of amylose content determination by hybrid curve method

2.1.3 雙波長法標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

雙波長法的回歸方程為y=0.223 4x-0.003 3，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 9，如圖4所示，馬鈴薯直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)品在此濃度下與吸光值Δλ呈較好的線性關(guān)系，符合朗博比爾定律。

圖4 雙波長法測定直鏈淀粉含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線Figure 4 Standard curve of amylose content determination by dual wavelength method

2.2樣品前處理對(duì)測定值的影響

如圖5所示，無論采用哪種方法，塊莖烘干樣品測定值均比粗淀粉樣品低。其中，利用單一曲線法測定塊莖干樣和粗淀粉樣品的直鏈淀粉含量分別為37.11%和38.86%；利用混合曲線法測定馬鈴薯塊莖干樣和粗淀粉樣品的直鏈淀粉含量分別為28.15%和33.04%；利用雙波長法測定馬鈴薯塊莖干樣和粗淀粉樣品的直鏈淀粉含量分別為29.59%和34.05%。

圖5 不同處理直鏈淀粉含量的影響Figure 5 Effects of different treatments on amylose content

2.3直鏈淀粉含量差異性比較

利用最小顯著差法（LSD法）（表1），比較單一曲線法與混合曲線法測定馬鈴薯塊莖干樣直鏈淀粉含量的差異顯著性，LSD=8.953，大于LSD0.01= 3.667，說明這2種方法的測定結(jié)果差異達(dá)到極顯著水平；比較雙波長法與混合曲線法測定值的差異顯著性，LSD=1.437，小于LSD0.01=3.667，說明這2種方法的測定結(jié)果差異不顯著。

利用最小顯著差法（LSD法）（表2），比較單一曲線法與混合曲線法測定馬鈴薯塊莖粗淀粉樣品直鏈淀粉含量的差異顯著性，LSD=5.813，大于LSD0.01=1.174，說明這2種方法的測定結(jié)果差異達(dá)到極顯著水平；比較雙波長法與混合曲線法測定值的差異顯著性，LSD=1.007，小于LSD0.01= 1.174，說明這2種方法的測定結(jié)果差異不顯著。

表1 不同方法測定塊莖干樣直鏈淀粉含量比較Table 1 Comparison of amylose content in dry sample tested by different methods

表2 不同方法測定塊莖粗淀粉直鏈淀粉含量比較Table 2 Comparison of amylose content in crude starch tested by different methods

混合曲線法是測定谷物中直鏈淀粉的國際方法，雙波長法的測定結(jié)果與混合曲線法的測定結(jié)果差異不顯著。因此，雙波長法也適合測定馬鈴薯塊莖直鏈淀粉含量。

2.4添加回收分析

如表3所示，單一曲線法測得回收率為94.08%～105.86%；混合曲線法測得回收率為100.08%～ 102.32%；雙波長法測得回收率為100.32%～102.20%。由此可見，單一曲線法的回收最差，而混合曲線法和雙波長法回收率較高，準(zhǔn)確度高。

2.5精密度比較

測定樣品為塊莖烘干樣品時(shí)，單一曲線法CV=3.64%、混合曲線法CV=5.36%、雙波長法CV=1.83%（表1），雙波長法的變異系數(shù)最小。測定樣品為粗淀粉樣品時(shí)，單一曲線法CV=0.84%、混合曲線法CV=1.62%、雙波長法CV=0.72%（表2），雙波長法的變異系數(shù)亦最小。以上數(shù)據(jù)說明粗淀粉樣品測定的精密度高于烘干樣品的精密度；利用雙波長法測定塊莖烘干樣品和粗淀粉樣品均有較好的精密度。

表3 直鏈淀粉添加回收分析Table 3 Analysis of adding and recycling of amylose

3 討論

對(duì)于不同前處理獲得的馬鈴薯樣品來說，無論采用單一曲線法、雙波長法和混合曲線法中哪種方法，烘干樣品值均偏低，粗淀粉樣品值均偏高。由于烘干樣品是將水分烘干，未破壞其組分和組成比例，更能代表實(shí)際。因此，用烘干樣品測定馬鈴薯直鏈淀粉含量比較科學(xué)。而粗淀粉樣品在提取過程中，需要經(jīng)過打漿和利用大量的水洗滌淀粉，在洗滌過程中直鏈和支鏈淀粉會(huì)隨著水損失掉，這部分損失并不是按照馬鈴薯直支鏈淀粉固有的比例損失掉的。通過試驗(yàn)檢測結(jié)果可知，支鏈淀粉流失的要比直鏈淀粉流失的多，導(dǎo)致直鏈淀粉含量測定值偏高，因此，不建議選用粗淀粉樣品測定馬鈴薯塊莖直鏈淀粉的含量。

同一馬鈴薯塊莖樣品，采用單一曲線法測定值最高，混合曲線法測定值最低，雙波長法測定結(jié)果較為合理。因此，利用雙波長法測定馬鈴薯塊莖直鏈淀粉含量更為科學(xué)?；旌锨€法是國際通用的谷物中直鏈淀粉含量測定的方法，雙波長法與混合曲線法測定結(jié)果差異不顯著，這說明雙波長法適合用來測定馬鈴薯塊莖直鏈淀粉含量。添加回收分析表明，雙波長法和混合曲線法回收率高，精密度好，接近真實(shí)值。另外，雙波長法[6-8]能同時(shí)測定馬鈴薯塊莖直鏈淀粉、支鏈淀粉和總淀粉含量3個(gè)指標(biāo)，操作簡單，能夠提高工作效率，適合多參數(shù)大批量分析。

[1] 曾凡奎,趙鑫,周添紅,等.雙波長比色法測定馬鈴薯直鏈淀粉/支鏈淀粉含量[J].現(xiàn)代食品科技,2012,28(1):119-122.

[2] 趙萍,鞏惠玲,趙瑛.不同品種馬鈴薯淀粉及其直鏈淀粉、支鏈淀粉含量的測定[J].蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào),2004,30(1):76-78.

[3] 姚新靈,丁向真,陳彥云,等.馬鈴薯表觀淀粉含量與直鏈淀粉含量相關(guān)性研究[J].西北植物學(xué)報(bào),2005,25(5):953-957.

[4] 曹忙選.電位滴定法快速測定直鏈淀粉含量[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2003,12(4):91-92,97.

[5] Williams P C,Kuzina F D,Hiynka I.A rapid colorimetric procedure for estimating the amylase content of starches and flours[J].Cereal Chemistry,1970,47:411-420.

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[7] 石海信,郝媛媛,方懷義,等.雙波長法測定木薯淀粉中直鏈和支鏈淀粉的含量[J].食品科學(xué),2011,32(21):123-127.

[8] 劉襄河,鄭麗璇,鄭麗勉,等.雙波長法測定常用淀粉原料中直鏈淀粉、支鏈淀粉及總淀粉含量[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,18 (4):97-100.

Comparison of Determination Method for Amylose Content in Potato Tubers

YANG Huanchun1,2,LI Yong3*,LU Wenhe1,DU Yingqiu2,SHAN Hong2,KONG Baohua1

(1.Northeast Agricultural University,Harbin,Heilongjiang 150030,China;2.Safety and Quality Institute of Agricultural Products, Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Harbin,Heilongjiang 150086,China;3.Institute of Virus-free Seedling Research, Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Harbin,Heilongjiang 150086,China)

Abstrraacctt::The single curve method,dual wavelength method,and hybrid curve method(standard method,control)were applied to determine the amylose content in potato variety'Kexin 22'to investigate the impacts of different determination methods on the results of amylose content determination in potato tuber.The results indicated that the value of single curve method was relatively higher,and a significantdifference was found between the standard method and the single curve method. No significant difference was observed for the results between the dual wavelength method and standard method,meanwhile, lowervalue was obtained forthe coefficientofvariation,and a good recovery rate was achieved forthe dualwavelength method. In consequence,besides the standard method,the dualwavelength method was adequate fordetermination ofpotato amylose. This research provided furthersupportforthe selection ofadequate amylose determination method in potato tubers.

potato;amylose;single curve method;hybrid curve method;dual wavelength method

S532

B

1672－3635（2015）06-0341-05

2015-08-13

國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“東北地區(qū)馬鈴薯標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)集成與示范（2012BAD06B02）”；黑龍江省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程（2014QN016）。

楊煥春（1978-），女，助理實(shí)驗(yàn)師，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測。

李勇，助理研究員，研究方向?yàn)轳R鈴薯栽培生理和遺傳育種，E-mail:liyong5306449@163.com。