采用分光光度法分析醬香型白酒生產(chǎn)用糯高粱中淀粉的研究

羅文業(yè)，沈 毅，2，周 艷，2，何世興，2，陳 振，徐 源

（1.四川郎酒股份有限公司，四川 古藺 646523；2.四川省醬香型白酒生態(tài)釀造工程技術(shù)研究中心，四川 古藺 646523）

高粱是世界上主要糧食作物和能源作物之一，也是我國的主要谷類作物，據(jù)《中國農(nóng)史》記載，高粱種植在我國已有數(shù)千年的歷史。高粱的分類多樣，根據(jù)原產(chǎn)地不同可分為中國高粱和外國高粱，根據(jù)淀粉結(jié)構(gòu)不同可分為粳高粱和糯高粱。高粱作為白酒釀造原料，其籽粒中淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、單寧及礦物質(zhì)等含量的高低直接影響著釀酒的酒質(zhì)和出酒率。醬香型白酒傳統(tǒng)工藝的原料是淀粉豐富、具有獨特的加工品質(zhì)和風味品質(zhì)的糯高粱，俗稱小紅梁，本地人也稱其為“沙”。

以“紅纓子、青殼洋”為代表，產(chǎn)于川南黔的糯高粱，其色澤暗紅，顆粒堅實、飽滿、均勻、粒小皮厚，支鏈淀粉和單寧含量高。粗淀粉含量≥65%，其中支鏈淀粉占粗淀粉含量的92%以上(支鏈淀粉含量/粗淀粉含量)。高粱中的淀粉含量關(guān)系著最后的出酒率以及所產(chǎn)原酒的酒質(zhì)。其中，南北兩地的釀酒高粱中所含有的總淀粉含量都在60%～70%，兩者相差無幾。但是淀粉還可以分為支鏈淀粉以及直鏈淀粉，總淀粉含量中的兩者所占的比例大不相同。其中支鏈淀粉含量越高，淀粉的糊化也就越容易，高粱中的淀粉也能更好地被利用，從而也有利于釀酒微生物的生長與繁殖，酒液內(nèi)香味物質(zhì)會大大增加，使得酒體風格豐富飽滿。所以說，所含支鏈淀粉含量高的高粱相對來說更容易出好酒。

本試驗通過樣品的前處理過程中分散溫度和時間對吸光度的影響研究，找出樣品前處理的最佳分散溫度和時間，從而確定分析條件，準確地測定高粱中淀粉的含量。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

樣品：從田間采摘的高粱和市售高粱數(shù)個。

試劑及耗材：甲醇，色譜純；氫氧化鈉，分析純；無水乙醇(除泡沫用)，分析純；鹽酸，分析純；碘，分析純；碘化鉀，分析純；直鏈淀粉標準樣品；支鏈淀粉標準樣品。

儀器設(shè)備：FM200 超離心研磨儀，電子天平，電熱鼓風干燥箱，索氏脂肪抽提器，恒溫水浴鍋，pH計，UV8000紫外分光光度計，旋渦混合器。

1.2 實驗方法

1.2.1 試劑配制

氫氧化鈉溶液：稱取20 g 氫氧化鈉，加水溶解并定容至500 mL。

0.1mol/L 鹽酸溶液：量取4.5 mL 濃鹽酸，移入500 mL容量瓶中并加水定容。

碘試劑：稱取碘化鉀2.0 g，溶于10 mL 蒸餾水，再加碘0.2 g，溶解后用蒸餾水稀釋定容至100 mL(此溶液需臨用前配制)。

1.2.2 標準溶液配制

1 mg/mL 直鏈淀粉標準溶液：將直鏈淀粉標準樣品放入105 ℃電熱鼓風干燥箱中干燥3 h，取出放入干燥器中冷卻30 min后稱取0.1000 g直鏈淀粉標準品于100 mL 容量瓶中，小心加入1 mL 無水乙醇和9 mL 的1 mol/L 氫氧化鈉溶液，輕搖使淀粉分散后，將混合物在100 ℃沸水浴中加熱15 min 使淀粉完全分散，冷卻后加水定容，充分混勻后備用。

1 mg/mL 支鏈淀粉標準溶液：將支鏈淀粉標準樣品放入105 ℃電熱鼓風干燥箱中干燥3 h，取出放入干燥器中冷卻30 min后稱取0.1000 g支鏈淀粉標準品于100 mL 容量瓶中，小心加入1 mL 無水乙醇和9 mL 的1 mol/L 氫氧化鈉溶液，輕搖使淀粉分散后，將混合物在100 ℃沸水浴中加熱15 min 使淀粉完全分散，冷卻后加水定容，充分混勻后備用。

1.2.3 樣品的前處理

取適量高粱平均試樣，粉碎（過60 目篩）后裝入磨口瓶中，用鑰匙混勻后稱取3.00 g 放入105 ℃電熱鼓風干燥箱中干燥3 h，取出放入干燥器中冷卻30 min后進行稱量，測得高粱水分為W1，將測定水分后的樣品全部裝入濾紙袋中，放入索氏脂肪抽提器中進行脫脂。其方法為在提取瓶中加入甲醇120 mL，加熱回流脫脂5 h，將濾紙袋取出在電熱鼓風干燥箱中干燥3 h，放入干燥器中冷卻30 min后稱量，測得粗脂肪為W2。稱取脫脂后樣品0.1000 g置于100 mL 容量瓶中，小心加入1 mL 無水乙醇和9 mL 的1 mol/L 氫氧化鈉溶液，輕搖使淀粉分散后，將混合物在100 ℃沸水浴中加熱15 min 使淀粉完全分散，取出冷卻后加水定容，充分混勻后備用。

吸取上述樣品液5.0 mL兩份（一份作測定液，另一份作空白液）分別放入已加入30 mL 水的50 mL容量瓶中，再分別加入5 mL 的0.1 mol/L HCl 溶液調(diào)節(jié)pH 值為3.5 左右（用pH 試紙測試），最后加入0.5 mL 碘試劑（空白液不加），然后用水定容后搖勻，靜置30 min上機。

1.2.4 樣品比色液的制備

直鏈淀粉標準溶液比色液：吸取1 mg/mL 直鏈淀粉標準溶液0.3 mL、0.5 mL、0.7 mL、0.9 mL、1.1 mL、1.3 mL 分別放入已加入30 mL 水的50 mL容量瓶中混勻，加5 mL 0.1mol/L鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH值3.5左右，再加入0.5 mL碘試劑，用水定容后混勻，其濃度分別為0.006 mg/mL、0.010 mg/mL、0.014 mg/mL、0.018 mg/mL、0.022 mg/mL、0.026 mg/mL，靜 置20 min上機。

支鏈淀粉標準溶液比色液：吸取1 mg/mL支鏈淀粉標準溶液2.5 mL、3.0 mL、3.5 mL、4.0 mL、4.5 mL、5.0 mL 分別放入已加入30 mL 水的50 mL 容量瓶中混勻，加5 mL 的0.1 mol/L 鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH 值3.5左右，再加入0.5 mL碘試劑，用水定容后混勻，其濃度分別為0.05 mg/mL、0.06 mg/mL、0.07 mg/mL、0.08 mg/mL、0.09 mg/mL、0.10 mg/mL，靜置20 min上機。

1.2.5 標準曲線的繪制

用水作空白，用1 mL比色杯，在波長620 nm和479 nm 處測定直鏈淀粉標準溶液比色液吸光度值A(chǔ)，在波長556 nm 和737 nm 處測定支鏈淀粉標準溶液比色液吸光度值A(chǔ)。以A620-A479 吸光度值之差做橫坐標，直鏈淀粉含量為縱坐標繪制直鏈淀粉標準曲線。以A556-A737 吸光度值之差為橫坐標，支鏈淀粉含量為縱坐標繪制支鏈淀粉標準曲線。

1.2.6 溶液直鏈淀粉和支鏈淀粉濃度的測定

以樣品空白液為對照，用1 mL 比色杯，分別在波長620 nm、479 nm、556 nm 和737 nm 處測定樣品的吸光度值A(chǔ)，得到A620-A479（以此查直鏈淀粉標準曲線得樣品中直鏈淀粉的濃度Yl），A556-A737（以此查支鏈淀粉標準曲線得樣品中支鏈淀粉的濃度Y2）從而可計算出脫水脫脂樣品中直鏈和支鏈淀粉的含量。

1.2.7 結(jié)果計算

1.2.7.1 樣品中直鏈和支鏈淀粉的含量

1.2.7.2 樣品干重中直鏈和支鏈淀粉的含量

1.2.7.3 直鏈或支鏈淀粉占總淀粉的百分含量

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品的前處理過程中分散溫度和時間對吸光度的影響

在支鏈淀粉和直鏈淀粉濃度相同的條件下，試驗溫度75 ℃、85 ℃、95 ℃、100 ℃進行分散處理，不同的分散時間，測得其吸光度值見表1、表2。從表1、表2 可以看出，支鏈淀粉在75 ℃時、分散15 min的吸光度值最高，吸光度值為0.1453。85 ℃時吸光度值相對最低，吸光度值為0.1167。在95 ℃和100 ℃條件下，吸光度值隨分散時間延長有逐漸降低的趨勢，在95 ℃時5～15 min，吸光度值從0.1219降為0.1179，在100 ℃時5～15 min，吸光度值從0.1348 降為0.1308。直鏈淀粉在100 ℃分散15 min測得的吸光度值最高，為0.1145。綜合支鏈淀粉和直鏈淀粉在不同溫度、時間的吸光度值，以及高粱品種等因素的影響，因此，確定100 ℃、15 min 作為分析條件。

表1 不同分散溫度、時間下測得的支鏈淀粉吸光度值

表2 不同分散溫度、時間下測得的直鏈淀粉吸光度值

在對樣品的前處理過程中，不同分散溫度、時間下，對測定高粱支鏈、直鏈淀粉時吸光度有較大的影響。可根據(jù)不同的高粱品種，采用不同的分散溫度、時間，從而準確地測定高粱中的淀粉含量。

2.2 直鏈淀粉標準曲線的繪制

直鏈淀粉標準曲線見圖1。標準曲線的回歸方程是：y＝0.0476x＋0.0021，相關(guān)系數(shù)R=0.9999，表明直鏈淀粉濃度在0.006～0.026 mg/mL，標準品與吸光度值有較好的線性關(guān)系。

圖1 直鏈淀粉標準曲線

2.3 支鏈淀粉標準曲線的繪制

支鏈淀粉標準曲線見圖2。標準曲線的回歸方程是：y＝0.5981x-0.0266,相關(guān)系數(shù)R=0.9996，表明支鏈淀粉濃度在0.05～0.10 mg/mL，標準品與吸光度值有較好的線性關(guān)系。

圖2 支鏈淀粉標準曲線

2.4 方法精密度和加標回收試驗

隨機取高粱兩個連續(xù)重復(fù)檢測分析5 次，測得樣品中淀粉的含量，計算其相對標準偏差（RSD）來衡量方法的精密度。取已知含量的樣品一個，分別添加準確稱量的直鏈淀粉和支鏈淀粉標準品，按實驗方法測定，計算樣品加標回收率。精密度分析結(jié)果見表3，RSD 值均小于5%；表4 是樣品加標回收實驗結(jié)果，其回收率在99.0%～100.8%，各項數(shù)據(jù)說明該方法的精密度和回收率都比較良好。

表3 精密度分析結(jié)果

表4 樣品加標回收率

2.5 不同品種、產(chǎn)地高粱的分析結(jié)果對比

隨機抽取不同品種、不同地區(qū)高粱樣品30 個，采用該方法檢測分析。表5 為不同品種、產(chǎn)地高粱檢測分析結(jié)果。從表5 可以看出，本地紅纓子支鏈淀粉含量為64.58%～68.23%，本地青殼洋支鏈淀粉含量為61.81%～66.27%，本地郎糯紅19 支鏈淀粉含量為71.63%～74.08%，地區(qū)一紅纓子支鏈淀粉含量為65.47%～66.27%，地區(qū)一青殼洋支鏈淀粉含量為64.31%～65.88%，地區(qū)一郎糯紅19 支鏈淀粉含量為68.86%～69.35%，地區(qū)二紅纓子支鏈淀粉含量為65.03%～66.97%，地區(qū)二青殼洋支鏈淀粉含量為65.21%～68.34%，地區(qū)二郎糯紅19 支鏈淀粉含量為68.96%～70.01%，外省大高粱支鏈淀粉含量為47.09 %～53.94 %。從中可以看出不同品種、產(chǎn)地高粱的支鏈淀粉含量有明顯的差異。

表5 不同品種、產(chǎn)地高粱檢測分析結(jié)果比較

3 結(jié)論

本實驗采用紫外可見分光光度計分析高粱中的淀粉，通過不同前處理、不同濃度下檢測，得出直鏈淀粉在0.006～0.026 mg/mL 范圍內(nèi)線性好，標準品與吸光度值有較好的線性關(guān)系，支鏈淀粉濃度在0.05～0.10 mg/mL 范圍內(nèi)線性好，標準品與吸光度值有較好的線性關(guān)系。該方法的精密度和回收率都比較良好。從分析結(jié)果可以看出，不同品種、不同地區(qū)的高粱支鏈淀粉存在一定的差異，以“紅纓子、青殼洋”為代表的本地品種糯高粱支鏈淀粉含量均較高，在60 %以上，支鏈淀粉比例達90 %以上。