蠟質(zhì)玉米淀粉中直/支鏈淀粉的含量測定對比研究

文/劉慧

采用雙波長分光光度法測定蠟質(zhì)玉米淀粉中直鏈淀粉和支鏈淀粉含量 // 根據(jù)直鏈淀粉和支鏈淀粉與碘形成復(fù)合物的吸收光譜的差別，分別測定其含量。通過對兩種淀粉測定的比較，支鏈淀粉的穩(wěn)定性較差，建議采用雙波長分光光度法直接測定直鏈淀粉含量。

蠟質(zhì)玉米淀粉又稱糯性玉米淀粉，蠟質(zhì)玉米淀粉由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，其中支鏈淀粉含量占總淀粉的95%以上。與其他淀粉相比，蠟質(zhì)玉米淀粉具有很好的膨脹力和透明度，并且糊化液具有穩(wěn)定性好、易消化、不易老化等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品等行業(yè)中。

目前測定直鏈淀粉和支鏈淀粉的方法有很多種，而碘比色法（包括單波長、雙波長和多波長等）是比較準(zhǔn)確的測定方法。通過比較雙波長比色法與其他幾種方法測定兩類淀粉含量的準(zhǔn)確性，結(jié)果認(rèn)為雙波長比色法的測定結(jié)果比較準(zhǔn)確，且具有應(yīng)用價值。雙波長比色法的原理是若試樣溶液在兩個波長處均有吸收，則兩個波長的吸光度差值與溶液中待測物質(zhì)的濃度成正比。雙波長分光光度法測定直鏈淀粉和支鏈淀粉的研究主要集中在稻谷、馬鈴薯等作物。雙波長分光光度法在測定不同來源的樣品時，在樣品處理、測定波長及準(zhǔn)確度等方面有所不同。雙波長分光光度法可分別檢測蠟質(zhì)玉米淀粉中直鏈淀粉和支鏈淀粉的含量。本文對兩種淀粉的含量測定進(jìn)行研究比較，選取較準(zhǔn)確的方法來評價蠟質(zhì)玉米淀粉的質(zhì)量，這對蠟質(zhì)玉米淀粉的應(yīng)用具有實際指導(dǎo)意義。

實驗部分

材料與儀器

1.實驗材料

蠟質(zhì)玉米淀粉，來源于德州大成食品有限公司。

2.實驗儀器

UV-2100型紫外可見分光光度計；

XS205DU型電子天平；

101-0EBS型電熱鼓風(fēng)干燥箱；

FE-20型PH計；

DZKW-0-2型電熱恒溫水浴鍋。

3.實驗試劑

直鏈淀粉、支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)樣品（均購于Sigma公司）；鹽酸、氫氧化鉀、碘化鉀、碘等試劑均為分析純。

實驗方法

1.試劑配制

碘試劑：稱取2.0 g碘化鉀，溶于少量純化水。再加0.2 g碘，待全部溶解后純化水稀釋定容至100 ml，每天用前現(xiàn)用現(xiàn)配，避光保存。

淀粉標(biāo)準(zhǔn)工作液的制備：稱取直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)品0.1 g(精確至0.1 mg)于100 mL燒杯中，加1 mol/L氫氧化鉀溶液10 mL，將燒杯置于（85±1）℃水浴鍋中，對溶液進(jìn)行充分?jǐn)嚢柚恋矸廴咳芙?，溶液冷卻后，用純化水定容至50 mL容量瓶，搖勻并靜置，即為2 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作液。

支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)工作液的制備同直鏈淀粉。

2.淀粉掃描液的制備

分別取直鏈和支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)工作液1.0、5.0 mL各置于100 mL燒杯中，加純化水25 mL，以0.1 mol/L鹽酸溶液調(diào)pH至3.0，加0.5 mL碘試劑，并用純化水定容至50 mL。

3.線性標(biāo)準(zhǔn)液的制備

分別取直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)工作液0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.1、1.3 mL于100 mL燒杯中，加純化水25 mL，以0.1mol/L鹽酸溶液調(diào)pH至3.0，加0.5 mL碘試劑，用純化水定容至50 mL，即制成直鏈淀粉線性標(biāo)準(zhǔn)液。

另分別取支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)工作液2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0 ml，制備方法同直鏈淀粉，即制成支鏈淀粉線性標(biāo)準(zhǔn)液。

4.樣品處理及供試品溶液的制備

精密稱取經(jīng)干燥至恒重的玉米淀粉樣品約0.1 g，加1 mol/L氫氧化鉀10 mL，將燒杯置于（85±1）℃水浴中充分?jǐn)嚢瑁翗悠啡咳芙?，冷卻后用純化水定容至50 mL容量瓶中。精密量取5 mL于100 mL燒杯中，加25 mL純化水，以0.1 mol/L鹽酸溶液調(diào)pH至3.0，加0.5 mL碘試劑，用純化水定容至50 mL。

5.樣品中直鏈淀粉和支鏈淀粉含量的計算

根據(jù)直鏈淀粉和支鏈淀粉的線性回歸方程，分別計算出供試品溶液中直鏈淀粉濃度Y直和支鏈淀粉濃度Y支。根據(jù)以下公式計算樣品中直鏈淀粉和支鏈淀粉的含量。

直鏈淀粉含量%=

支鏈淀粉含量%=

Y直—直鏈淀粉濃度（mg/mL）

Y支—直鏈淀粉濃度（mg/mL）

W—干燥后玉米淀粉的質(zhì)量（mg）

結(jié)果與分析

測定波長和參比波長的確定

圖1 直鏈淀粉和支鏈淀粉的掃描光譜圖。

圖2 直鏈淀粉的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

圖3 支鏈淀粉的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

以純化水為空白作基線掃描，利用紫外可見分光光度計分別對直鏈淀粉和支鏈淀粉掃描液進(jìn)行光譜掃描，得到吸收光譜。根據(jù)作圖法，確定直鏈淀粉和支鏈淀粉的測定波長分別為616 nm和536 nm，直鏈淀粉和支鏈淀粉的參比波長分別為431 nm和755 nm。

直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

以純化水為空白，采用測定波長為616 nm、參比波長431 nm，分別測定吸光度A616和A431。以直鏈淀粉濃度為橫坐標(biāo)，△A直=|A616-A431|為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。經(jīng)線性回歸處理，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=22.005x+0.0961，線性相關(guān)系數(shù)R2=0.9997，線性范圍為4-50 mg/L。

支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

以純化水為空白，采用測定波長為536 nm、參比波長755 nm下分別測定吸光度A536和A755。以支鏈淀粉的濃度為橫坐標(biāo)，△A支=|A536-A755|為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。經(jīng)線性回歸處理，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=3.4854x+0.0285，線性相關(guān)系數(shù)R2=0.9979，線性范圍為80-200 mg/L。

精密度實驗

照供試品配制方法，對同一批次玉米淀粉樣品重復(fù)測定6次，計算直鏈淀粉和支鏈淀粉含量，如表1所示。結(jié)果表明，直鏈淀粉的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.4%，支鏈淀粉的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.7%。

準(zhǔn)確度實驗

在已知直鏈淀粉和支鏈淀粉含量的供試品溶液中，精密加入一定量的直鏈淀粉和支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)品，按照試驗方法測定樣品的加標(biāo)回收率。測定結(jié)果見表2。結(jié)果表明，直鏈淀粉和支鏈淀粉的平均回收率均在99.0%以上，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.5%和2.8%。

穩(wěn)定性實驗

取新配制的供試樣品溶液，每隔10 min分別測定并計算直鏈淀粉和支鏈淀粉的吸光度差值△A直和△A支，結(jié)果見表3。結(jié)果表明，直鏈淀粉在60 min內(nèi)基本穩(wěn)定，但支鏈淀粉在10-60 min內(nèi)吸光度不穩(wěn)定，呈現(xiàn)先升高后下降趨勢，并在20-30 min內(nèi)達(dá)到最大值。

表1 精密度實驗結(jié)果。

表2 準(zhǔn)確度實驗結(jié)果。

表3 穩(wěn)定性實驗結(jié)果。

結(jié)論

本文建立了采用雙波長分光光度法測定蠟質(zhì)玉米淀粉中直鏈淀粉和支鏈淀粉含量的方法。通過等吸收點作圖法確定直鏈淀粉和支鏈淀粉的測定波長和參比波長，并根據(jù)直鏈淀粉和支鏈淀粉的線性回歸方程計算其含量。通過對直鏈淀粉和支鏈淀粉的測定研究對比，表明直鏈淀粉和支鏈淀粉均具有良好的精密度和準(zhǔn)確度，但直鏈淀粉在60 min內(nèi)較支鏈淀粉穩(wěn)定，這可能是由于蠟質(zhì)玉米淀粉中支鏈淀粉與碘的復(fù)合物穩(wěn)定性較差的原因。蠟質(zhì)玉米淀粉中含有較多的支鏈淀粉，所以依據(jù)雙波長比色法測定支鏈淀粉含量，可能會由于放置時間長短的不同出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確。所以建議在蠟質(zhì)玉米淀粉的質(zhì)量研究中，采用雙波長分光光度法直接測定直鏈淀粉含量，以更接近于樣品的真實質(zhì)量情況。 ■