大米直鏈淀粉含量測(cè)定條件影響研究

◎ 王正莉，周廣斌，張 祎

(江蘇省糧油質(zhì)量監(jiān)測(cè)中心，江蘇 南京 210031)

直鏈淀粉作為優(yōu)質(zhì)稻谷和大米的重要品質(zhì)指標(biāo)，是影響稻米食味品質(zhì)的重要因素，直鏈淀粉含量低，則大米蒸煮后黏性大，米飯軟且有光澤，而直鏈淀粉含量高的大米蒸煮后飯粒干燥，蓬松色澤暗[1]。但直鏈淀粉檢驗(yàn)流程步驟多，對(duì)結(jié)果影響因素多，本文就影響直鏈淀粉測(cè)定結(jié)果的因素進(jìn)行研究，為檢測(cè)人員提供參考。

目前直鏈淀粉是按照《大米 直鏈淀粉含量的測(cè)定》進(jìn)行檢測(cè)，將大米粉碎至細(xì)粉以破壞淀粉的胚乳結(jié)構(gòu)，使其易于完全分散及糊化，并對(duì)粉碎試樣脫脂，脫脂后的試樣分散在氫氧化鈉溶液中，向一定量的試樣分散液中加入碘試劑，然后使用分光光度計(jì)在720 nm處測(cè)定顯色復(fù)合物的吸光度，與混合標(biāo)準(zhǔn)同等對(duì)比從而計(jì)算出直鏈淀粉的含量。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

選取2020年會(huì)檢稻谷3份樣品。馬鈴薯直鏈淀粉純品樣品，純度97.1%，為黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所生產(chǎn)，產(chǎn)品編號(hào)：MLS-2013-06；大米支鏈淀粉純品樣品，純度88.3%，為黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所生產(chǎn)，產(chǎn)品編號(hào)：SD-2013-06。

甲醇，默克公司生產(chǎn)；乙醇、氫氧化鈉、乙酸、碘及碘化鉀，均為國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。

1.2 儀器與設(shè)備

722N型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)；錘式旋風(fēng)磨（100目?jī)?nèi)置篩片），浙江伯利恒儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)；030140水分磨，瑞典波通儀器公司生產(chǎn)；碾磨機(jī)，IKA公司生產(chǎn)。

1.3 方法

1.3.1 樣品預(yù)處理

去雜分取小樣試樣50 g，經(jīng)規(guī)定篩層除去篩下物后再撿出所有雜質(zhì)。經(jīng)礱谷后碾米、磨粉備用。

1.3.2 脫脂

稱取試樣1 g左右裝入濾紙筒用甲醇和石油醚不同方法進(jìn)行脫脂，連接抽提瓶；水浴鍋加水、通電，水溫調(diào)至87 ℃左右；以每分鐘冷凝管滴入抽提筒液滴85～95滴為宜，進(jìn)行抽提回流，4 h后取出在通風(fēng)櫥揮干。

1.3.3 水分平衡

將脫脂揮干甲醇的試樣從濾紙筒中倒出，攤薄在洗凈烘干的玻璃表面皿上，保持室內(nèi)清潔無(wú)灰塵、無(wú)震動(dòng)；保持室內(nèi)溫度18 ℃，相對(duì)濕度70%RH以下平衡48 h。

1.3.4 水浴糊化

稱取經(jīng)水分平衡后試樣100 mg于50 mL燒杯中，吸取1 mL 95%乙醇，9 mL 1 mol·L-1氫氧化鈉；水浴糊化，冷卻定容。

1.3.5 測(cè)定

按直鏈淀粉含量測(cè)定方法配制系列標(biāo)準(zhǔn)溶液直鏈淀粉含量分別為0%、10%、20%、25%、30%和35%，移取5.0 mL系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別加入1 mL乙酸溶液，再加入2.0 mL碘試劑，加水至50 mL刻度搖勻，靜置10 min，在分光光度計(jì)720 nm處測(cè)定吸光度。樣品溶液按標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定步驟加液后測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)曲線

標(biāo)準(zhǔn)曲線以吸光度為縱坐標(biāo)，直鏈淀粉含量為橫坐標(biāo)。直鏈淀粉含量以大米干基質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，曲線方程為y=0.011 7x+0.016 2，相關(guān)系數(shù)R2=0.996 8。直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1。

圖1 直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

2.2 粉碎細(xì)度

分別采用水分磨、IKA碾磨機(jī)、錘式旋風(fēng)磨0.8篩片、0.5篩片對(duì)3份樣品進(jìn)行粉碎，按國(guó)標(biāo)GB/T 15683—2008大米直鏈淀粉含量的測(cè)定方法進(jìn)行直鏈淀粉的測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同粉碎儀器直鏈淀粉含量結(jié)果表

從表1實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，不同粉碎儀器粉碎試樣由于細(xì)度不同，直鏈淀粉含量測(cè)定結(jié)果差異較大，且由于取樣量為0.1 g，不同細(xì)度樣品取樣均勻性難以保證，因此從測(cè)定結(jié)果分析無(wú)明顯的變化趨勢(shì)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中建議按國(guó)標(biāo)方法采用旋風(fēng)磨0.5篩片，確保樣品通過(guò)80～100目篩。較粗的樣品易在分散過(guò)程中受熱在外表形成糊粉膜包裹，致使樣品不完全糊化分散使米粉完全糊化，從而影響測(cè)定結(jié)果。

2.3 脫脂及脫脂方法

對(duì)用旋風(fēng)磨0.5篩片磨粉的1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)樣品分別采用甲醇和石油醚進(jìn)行脫脂，測(cè)定其直鏈淀粉含量，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。從測(cè)定結(jié)果可看出，與乙醚脫脂比較，甲醇脫脂更完全，能脫去脂肪酸、溶血卵磷脂、單甘油酯、三甘油酯和植物甾醇酯等物質(zhì)[2]，因此直鏈淀粉測(cè)定值較乙醚脫脂高。

表2 不同脫脂方法直鏈淀粉含量表

2.4 稱樣量

鑒于檢測(cè)稱樣量較少，從樣品均勻度及稱取誤差上考慮，筆者嘗試加大稱樣量（0.500 0 g）加入45 mL堿液，最終定容至500 mL在做后續(xù)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)檢測(cè)值明顯偏低，應(yīng)是樣品量和堿液的增加并不利于樣品的完全分散糊化，因而不建議采用增加樣品量的方式檢測(cè)。

2.5 糊化時(shí)間及溫度

根據(jù)GB/T 15683—2008大米直鏈淀粉含量的測(cè)定方法中分散糊化為沸水浴中10 min，筆者分別采用同等條件5 min、10 min、15 min進(jìn)行分散糊化，使用水浴鍋加熱至沸，總體上加熱時(shí)間長(zhǎng)短并無(wú)明顯影響。3個(gè)不同樣品測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 分散糊化時(shí)間的影響圖

2.6 顯色時(shí)間

加入碘-碘化鉀顯色后，從10 min起，每10 min檢測(cè)一次吸光度，吸光度會(huì)出現(xiàn)飄移，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 顯色放置時(shí)間與吸光度圖

2.7 討論

在排除實(shí)驗(yàn)中各類使用設(shè)備、器具本身的誤差和人員操作方面的問(wèn)題后，依然有不少問(wèn)題需要注意，諸如粉碎、脫脂及平衡水分、各步驟的操作時(shí)間等。

2.7.1 細(xì)度足夠，混合均勻

大米粉碎應(yīng)至破壞淀粉的胚乳結(jié)構(gòu)，其在堿液中分散才能快速和完全[3]，因而采用錘式旋風(fēng)磨粉碎大米樣品是必要的，且考慮樣品交叉污染和粉碎代表性等問(wèn)題，建議粉碎樣品50 g左右，粉碎前先用少量大米過(guò)磨并清理干凈，粉碎樣品后清理磨膛并歸集米粉，過(guò)篩后如有篩上物建議使用研缽碾碎，歸集在樣品瓶充分混勻備用。

2.7.2 實(shí)驗(yàn)一致性

標(biāo)準(zhǔn)方法采用標(biāo)準(zhǔn)樣品參比計(jì)算，因而標(biāo)準(zhǔn)樣品與被測(cè)樣品在各個(gè)步驟均應(yīng)一致。

（1）脫脂、平衡水分時(shí)間步驟一致，消除水分、脂肪對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)論表明需采用甲醇脫脂并在同一條件下進(jìn)行平衡水分，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（2）分散糊化時(shí)間一致。試樣糊化就是分散淀粉，直鏈淀粉含量測(cè)定關(guān)鍵是試樣分散是否完全。從本次實(shí)驗(yàn)可看出試樣分散的溫度時(shí)間對(duì)糊化均產(chǎn)生影響，采用恒溫水浴鍋進(jìn)行糊化需保證不能漏氣，防止溫度下降，水浴溫度保持沸騰10 min，可觀察取出后試樣糊化液為清澈呈淡黃色，確保試樣糊化完全。

（3）顯色時(shí)間和比色皿一致。消除比色皿差異和儀器穩(wěn)定時(shí)間、顯色液感光時(shí)間的差異。

3 其他因素

燒杯及玻棒較其他容器分散效果好，因其底面積大，受熱更均勻，且發(fā)現(xiàn)不能完全分散糊化的結(jié)塊及顆粒，可以人為分散；顯色和吸光度測(cè)定采用50 mL具塞比色管，相應(yīng)溶液、試劑減半具有方便混勻，節(jié)約步驟時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)，且未見(jiàn)對(duì)結(jié)果有影響；市購(gòu)直鏈和支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)品標(biāo)注了其純品含量百分率，稱量前需先按純品0.100 0±0.000 5 g折算稱取。

應(yīng)用大米直鏈淀粉含量法測(cè)定大米直鏈淀粉含量，應(yīng)做到實(shí)驗(yàn)環(huán)境滿足儀器運(yùn)行條件，操作人員掌握技術(shù)要領(lǐng)，才能確保GB/T 15683—2008大米直鏈淀粉含量測(cè)定方法的準(zhǔn)確應(yīng)用。

雖然筆者對(duì)相關(guān)步驟及問(wèn)題做了相應(yīng)分析解釋，但在稻米直鏈淀粉檢測(cè)中依然還存在諸多不確定性，想要將該項(xiàng)檢測(cè)做準(zhǔn)、做好還有不少問(wèn)題需要探討，如脫脂與否、脫脂試劑、對(duì)米粉樣品脫脂還是在分散后再行脫脂、不同處理方式與分光光度計(jì)使用波長(zhǎng)等都值得進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

大米直鏈淀粉含量測(cè)定受很多因素影響，從本實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出，樣品粉碎不同細(xì)度影響較大，脫脂方法不同，直鏈淀粉含量測(cè)定結(jié)果也不相同；另外，糊化時(shí)間和溫度對(duì)測(cè)定有一定影響，但結(jié)果差別不大，測(cè)定過(guò)程中顯色時(shí)間對(duì)結(jié)果影響較大，因此在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意樣品粉碎細(xì)度、脫脂方法、糊化時(shí)間和溫度及顯色時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)操作，確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。