不同馬鈴薯品種淀粉與還原糖快速分析方法研究

武治華　牛繼平

摘要 專用型馬鈴薯的選育是當(dāng)今馬鈴薯育種的重點，馬鈴薯中淀粉、還原糖的含量直接影響馬鈴薯的加工品質(zhì)，針對大量親本和育種后代的品質(zhì)的鑒定，運(yùn)用快速準(zhǔn)確的分析方法測定馬鈴薯的營養(yǎng)品質(zhì)十分重要。本試驗對青海省7個馬鈴薯品種（品系）進(jìn)行分析，采用國家標(biāo)準(zhǔn)《GBT 5009.9—2008 食品中淀粉的測定》、折光儀法、美爾凱爾表法測定淀粉含量，用《GBT 5009.9—2008 食品中還原糖的測定》和DNS顯色法測定還原糖。結(jié)果表明，折光儀法和DNS顯色法與采用國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析沒有顯著性差異，這2種方法可以顯著提高分析效率。因此，采用折光儀法測定淀粉含量、DNS顯色法測定還原糖含量。

關(guān)鍵詞 馬鈴薯；淀粉；還原糖；快速分析

中圖分類號 S532 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）14-0046-04

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）屬茄科（Solanaceae）茄屬，又名土豆、洋芋等。一年生草本，是一種喜冷涼、喜光植物[1]。地下莖塊呈圓、卵、橢圓等形狀，有芽眼，皮紅、黃、白或紫色。地上莖呈菱形，有毛。奇數(shù)羽狀復(fù)葉。聚傘花序頂生，花白、紅或紫色。漿果球形，綠或紫褐色。種子卵形，黃色。多用塊莖繁殖。馬鈴薯是世界上重要的糧食、蔬菜兼用作物，其產(chǎn)量僅次于水稻、小麥和玉米，居第4位。近年來，隨著人民生活水平的提高，我國馬鈴薯加工業(yè)發(fā)展前景廣闊。為了滿足市場需求，迫切需要培育出適合加工的馬鈴薯品種。隨著馬鈴薯育種目標(biāo)的改變，在馬鈴薯育種技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的今天，大量的后代需要進(jìn)行快速的品質(zhì)分析，建立一個快速的、標(biāo)準(zhǔn)的、專用的馬鈴薯品質(zhì)分析體系，對于商品薯質(zhì)量的檢測和育種效率的提高有著重要的意義[2]。隨著新型育種技術(shù)的廣泛應(yīng)用，各個育種單位通過各種育種方法產(chǎn)生的后代也多不勝數(shù)，因而馬鈴薯品質(zhì)分析體系的建設(shè)和應(yīng)用有著廣泛的市場空間[2]。因此，馬鈴薯含糖量的測定及其方法的研究具有實際應(yīng)用價值。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 樣品材料。收獲后塊莖在10 ℃條件下貯藏15 d，然后取出生長均勻、無內(nèi)外缺陷、無空心、無開殘裂、無綠薯、無感病的中等大?。?00 g左右）的塊莖，在室溫下（17 ℃）調(diào)整1周后取可食部分進(jìn)行測定。所測樣品同時在農(nóng)科院分析測試中心進(jìn)行了分析測定，結(jié)果與本試驗中的國家標(biāo)準(zhǔn)測定結(jié)果無顯著差別。

1.1.2 試驗試劑。①測定馬鈴薯中淀粉含量所用試劑。酶水解法所用試劑：乙醚、乙醇（85%）、堿性酒石酸銅甲液、堿性酒石酸銅乙液、淀粉酶溶液（5 g/L）、碘溶液、鹽酸（1+1）、甲基紅指示液（2 g/L）、氫氧化鈉溶液（200 g/L）、0.1%葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液。酸水解法所用試劑：乙醚、乙醇（85%）、鹽酸（1+1）、氫氧化鈉溶液（400 g/L）、乙酸鉛溶液（200 g/L）、硫酸鈉溶液（100 g/L）、甲基紅指示液（2 g/L）、精密pH試紙（6.8～7.2）。折光計快速測定法所用試劑：60%高氯酸、30%硫酸鋅溶液、15%亞鐵氰化鉀。②測定馬鈴薯中還原糖含量所用試劑。直接滴定法所用試劑：堿性酒石酸銅甲液、堿性酒石酸銅乙液、乙酸鋅溶液（219 g/L）、亞鐵氰化鉀溶液（106 g/L）、氫氧化鉀溶液（40 g/L）、鹽酸（1+1）、0.1%葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液。

DNS顯色法用試劑：0.1%葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液、10.6%亞鐵氰化鉀、21.9%乙酸鋅、DNS顯色劑（稱酒石酸鉀鈉18.2 g，溶于50 mL蒸餾水中，加熱（不超過50 ℃），于熱溶液中依次加入3，5-二硝基水楊酸0.63 g、NaOH 2.1 g、苯酚0.5 g、無水亞硫酸鈉0.5 g，攪拌至溶解完全，冷卻后定容至100 mL，貯于棕色瓶中，室溫保存，由于該溶液不穩(wěn)定，放置7～10 d后使用）。

1.1.3 試驗儀器。水浴鍋、高速組織搗碎機(jī)：1 200 r/min、錐形瓶、手提式折光儀、容量瓶（100、250、500、10 000 mL）、分光光度計、電子天平、移液槍、酸式滴定管。

1.2 試驗方法

1.2.1 馬鈴薯淀粉含量測定方法。淀粉含量測定方法共有4種，分別是酶水解法、酸水解法、折光儀法、美爾凱爾表法。

（1）酶水解法。取馬鈴薯可食部分用組織搗碎機(jī)搗成勻漿后，稱取5 g于燒杯中，加適量蒸餾水，過濾，先用50 mL乙醚分5次洗除脂肪，再用約100 mL 85%乙醇洗去可溶性糖類，將殘留物移人250 mL燒杯內(nèi)，并用50 mL水洗濾紙及漏斗，洗液并入燒杯內(nèi)，將燒杯置于沸水浴上加熱15 min，使淀粉糊化，放冷至60 ℃以下，加20 mL淀粉酶溶液，在55～60 ℃保溫1 h，并經(jīng)常攪拌。然后取1滴此液加1滴碘溶液，應(yīng)不顯現(xiàn)藍(lán)色，若顯藍(lán)色，再加熱糊化并加20 mL淀粉酶溶液，繼續(xù)保溫，直至加碘不顯藍(lán)色為止。加熱至沸騰，冷卻后移入250 mL容量瓶中，并加水至刻度，混勻，過濾，棄去初濾液。取50 mL濾液，置于250 mL錐形瓶中，加5 mL鹽酸（1+1），裝上回流冷凝器，在沸水浴中回流1 h，冷后加2滴甲基紅指示液，用氫氧化鈉溶液（200 g/L）中和至中性，溶液轉(zhuǎn)入100 mL容量瓶中，洗滌錐形瓶，洗液并入100 mL容量瓶中，加水至刻度，混勻備用。

測定：取5.0 mL堿性酒石酸銅甲液、5.0 mL堿性酒石酸銅乙液置于150 mL錐形瓶中，加入10 mL水，加玻璃珠2 粒，從滴定管滴加約9 mL的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液，控制在2 min內(nèi)加熱至沸騰，趁沸騰以2 s/滴的速度繼續(xù)滴加，至藍(lán)色剛好褪去為終點，記錄消耗葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液的體積（A），做3份平行取平均值。

同樣取5.0 mL堿性酒石酸銅甲液、5.0 mL堿性酒石酸銅乙液置于150 mL錐形瓶中，加入10 mL水，加玻璃珠2粒，從滴定管滴加比預(yù)測體積少1 mL的樣液，控制在2 min內(nèi)加熱至沸騰，趁沸騰以2 s/滴的速度繼續(xù)滴加，至藍(lán)色剛好褪去為終點，記錄消耗樣液的體積（V），做3份平行取平均值。

同時量取50 mL水及與試樣處理時相同量的淀粉酶溶液，按同一方法做試劑空白試驗。

（2）酸水解法。取削皮馬鈴薯剁碎后稱取5 g于燒杯中，加適量蒸餾水，用組織搗碎機(jī)搗成勻漿、過濾，先用50 mL乙醚分5次洗除脂肪，用150 mL 85%乙醇分?jǐn)?shù)次洗滌殘渣，除去可溶性糖類物質(zhì)。濾干乙醇溶液，以100 mL水洗滌漏斗中殘渣并轉(zhuǎn)移至250 mL錐形瓶中，加入30 mL鹽酸（1+1），接好冷凝管，置于沸水浴中回流2 h?；亓魍戤吅?，立即置于流水中冷卻。待試樣水解液冷卻后，加入2滴甲基紅指示液，先以氫氧化鈉溶液（400 g/L）調(diào)至黃色，再以鹽酸（1+1）校正至水解液剛變紅色為宜。若水解液顏色較深，可用精密pH試紙測試，使試樣水解液的pH值約為7。然后加20 mL乙酸鉛溶液（200 g/L），搖勻，放置10 min。再加20 mL硫酸鈉溶液（100 g/L），以除去過多的鉛。搖勻后將全部溶液及殘渣轉(zhuǎn)入500 mL容量瓶中，用水洗滌錐形瓶，洗液合并于容量瓶中，加水稀釋至刻度。過濾，棄去初濾液20 mL，濾液供測定用[3]。

測定方法同上。

（3）折光儀法。取60%高氯酸10 mL加入100 mL容量瓶中。稱取20.00 g試樣馬鈴薯于小燒杯中，勻漿，用50 mL蒸餾水迅速洗入預(yù)先加入10 mL 60%高氯酸100 mL容量瓶中，搖勻，于100 ℃沸水浴加熱10 min，搖動幾次，取出冷卻，加硫酸鋅、亞鐵氰化鉀各1 mL定容過濾。接濾液幾滴于折光計棱鏡上，蓋上蓋板讀數(shù)，同時記錄室溫。將在室溫下的讀數(shù)查表 1，校正到20 ℃后，代入以下公式計算淀粉含量[4]：

馬鈴薯淀粉含量（%） =（折光值-4.264）÷0.288 0

每個樣品3次重復(fù)，結(jié)果取均值。

（4）美爾凱爾表法。預(yù)先將培養(yǎng)皿培干至恒重，然后將新鮮材料切碎，放在100～105 ℃的恒溫箱內(nèi)烘30 min，然后將溫度下降到60～70 ℃，繼續(xù)烘14～16 h，使樣本材料達(dá)恒重為止，稱重。根據(jù)下列公式計算淀粉含量[5]：

淀粉含量=（干物質(zhì)含量-5.75%）×98.5%

每個樣品重復(fù)3次，結(jié)果取均值。

1.2.2 馬鈴薯還原糖含量測定方法。還原糖含量測定共有2種方法，分別是直接滴定法、DNS比色法。

（1）直接滴定法。取削皮馬鈴薯剁碎后稱取5 g于燒杯中，加適量蒸餾水，用組織搗碎機(jī)搗成勻漿后置于250 mL容量瓶中，加入50 mL蒸餾水，慢慢加入5 mL乙酸鋅和5 mL亞鐵氰化鉀溶液，加水至刻度，混勻，靜置30 min。過濾，棄初濾液，取續(xù)濾液備用。

測定：堿性酒石酸銅溶液標(biāo)定方法如上。

樣液滴定：由于馬鈴薯中還原糖含量比較低，則采取直接加入10 mL樣液代替10 mL水，再用還原糖滴定至終點。

（2）DNS比色法。稱取切碎的馬鈴薯樣品10 g，勻漿，洗入100 mL容量瓶中，50 ℃水浴中提取0.5 h，其間搖動數(shù)次，取出立即加入0.4 mL乙酸鋅溶液和0.4 mL亞鐵氰化鉀溶液，搖勻，冷卻，離心定容，過濾，濾液備用。用移液管吸取樣液0.5 mL，用蒸餾水補(bǔ)充至10 mL，加3，5-二硝基水楊酸溶液0.5 mL搖勻，置沸水中煮5 min，取出后以流水冷卻，加入4 mL水，20 min后比色，用空白調(diào)零，用分光光度計在540 nm波長處測定吸光度值[6]。

葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：取7支試管，按表2操作，以標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖含量為橫坐標(biāo)，對應(yīng)的吸光值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線（圖1）。

采用系列濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液測定吸光度，獲得還原糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線，回歸方程為y=3.036x-0.032 4（Y為吸光值，X為還原糖量）。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

利用Excel對數(shù)據(jù)進(jìn)行圖表分析，并利用統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理軟件DPS（v6.55版）進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗，在差異顯著的情況下進(jìn)一步對其采用新極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 馬鈴薯中淀粉含量

將表3、4、5、6、7中不同品種（品系）的淀粉含量列出并求出平均值得表8。參照文獻(xiàn)[7]對表8進(jìn)行變量分析得表9。

由表9、10可以看出，F(xiàn)0.05，說明采用美爾凱爾表法、酶水解法、酸水解法、DNS比色法這4種方法測定淀粉含量，沒有顯著差異，任何一種方法均可以測定馬鈴薯淀粉含量。

2.2 馬鈴薯中還原糖含量

將表11、12中不同品種（品系）的還原糖含量列出并求出平均數(shù)得表13。對表13進(jìn)行方差分析得表14。由表14、15可以看出，F(xiàn)0.05，說明采用直接滴定法，DNS比色法這2種方法測定還原糖含量，沒有顯著差異，任何一種方法均可以測定馬鈴薯還原糖含量。

3 結(jié)論與討論

試驗通過國家標(biāo)準(zhǔn)《GBT 5009.9—2008食品中淀粉的測定》和《GBT 5009.9—2008 食品中還原糖的測定》與快速折光儀法測定淀粉含量和DNS顯色法測定還原糖含量進(jìn)行方差分析，發(fā)現(xiàn)后2種方法與采用國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析沒有顯著性差異，用國家標(biāo)準(zhǔn)方法測定含糖量，準(zhǔn)確度高，操作復(fù)雜，時間較長，藥品使用量較多，不利于大量育種后代的篩選，折光儀法和DNS顯色法操作簡單、快速，可以顯著提高分析效率，因此采用了快速折光儀法測定淀粉和DNS顯色法測定還原糖。對建立一個快速、標(biāo)準(zhǔn)的馬鈴薯品質(zhì)分析體系起到推動作用，在以后馬鈴薯育種工作中具有較高的利用價值。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 全國高等農(nóng)業(yè)院校優(yōu)秀教材.試驗統(tǒng)計方法[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000：99.

[2] 王仁貴.加拿大馬鈴薯育種體系對加工品種品質(zhì)的要求及其分析方法簡介[J].馬鈴薯雜志，1992（3）：182-183.

[3] 陳鷹，樂俊明，丁映.酸水解法測定馬鈴薯塊莖中的淀粉含量[J].貴州省馬鈴薯研究所，2008（8）：81-82.

[4] 蘇萍，戴常軍，吳爽.折光計快速測定馬鈴薯淀粉含量的研究[J].黑龍江省農(nóng)科院谷物品質(zhì)研究中心（研究簡報），1999（3）：145-147.

[5] 李軍，李玉華，劉喜才，等.馬鈴薯炸片品質(zhì)與干物質(zhì)含量早期選擇的研究[J].中國馬鈴薯，2001（1）：17-19.

[6] 楊俊慧，鄭嵐，馬耀宏，等.馬鈴薯中還原糖不同測定方法的比較[J].食品研究與開發(fā)，2011（6）：104-108.