酶解法检测淀粉糊化度的方法优化,本文是关于淀粉专升本毕业论文范文跟糊化和淀粉和优化有关硕士毕业论文范文.
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摘 要：淀粉糊化度是淀粉类食品和饲料的重要品质参数.在食品和饲料行业中,淀粉糊化度的检测常用酶解法.传统的酶解法用的是复合淀粉酶,本实验将复合淀粉酶与单一酶β- 淀粉酶的检测结果进行比较.结果表明,采用β- 淀粉酶的结果更准确,且成本也更低廉.
关键词：淀粉糊化度；酶解法；β- 淀粉酶
中图分类号：S816.17
淀粉糊化是指淀粉悬浮液在一定温度下,淀粉颗粒吸水膨胀,体积增大,淀粉颗粒破裂,成为黏稠状胶体溶液的过程.糊化的本质是淀粉中晶质与非晶质态的淀粉分子间的氢键断开,微晶束分离,形成一种间隙较大的立体网状结构,淀粉颗粒中原有的微晶结构被破坏[1].糊化度是指淀粉中糊化淀粉与全部淀粉量之比的百分数.淀粉的糊化度越高,越容易被酶水解,越易被消化吸收[2].
淀粉糊化度及糊化参数的测定,一般是根据淀粉糊化后其物理或化学特性的变化特点,如双折射现象消失、颗粒膨胀、透光率及黏度变化等.目前,主要的研究方法有酶水解法、黏度测定法、双折射法、DSC 技术、近红外光谱分析技术、X- 衍射以及核磁共振光谱技术等[3].本文主要讨论酶解法,对比复合淀粉酶和单一酶β- 淀粉酶的检测结果.
1 材料与仪器
1.1 供试材料
玉米淀粉,北京鸿润宝顺科技有限公司,纯度为 99.5%.
1.2 试剂
β- 淀粉酶：北京鸿润宝顺科技有限公司,效价为10.0 万/g.Sigma 淀粉脱支酶（amyloglucosidase）：Sigma,No.A-7255,浓度为12 100 单位/g.碘化钾（KI）：分析纯,国药沪试.碘单质（I2）：分析纯,国药沪试.氢氧化钠（NaOH）：分析纯,国药沪试,粒状.硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H20）：分析纯,国药沪试.
1.3 仪器
分析天平（0.000 1 g）,水浴锅,电炉,100 mL三角瓶,10 mL 酸式滴定管,烧杯,玻璃棒,100 mL 棕色容量瓶,100 mL 容量瓶,500 mL 容量瓶,1 000 mL 容量瓶.
2 原理
2.1 β- 淀粉酶酶解法基本原理
葡萄糖和碘单质反应,消耗部分碘；硫代硫酸钠滴定剩余部分碘；已知加入的碘的量,计算出消耗了多少碘,和麦芽糖的量.β- 淀粉酶对糊化淀粉和原淀粉有较高选择性,仅水解糊化淀粉,不水解生淀粉；根据β- 淀粉酶将糊化淀粉水解为麦芽糖,已知麦芽糖的量,计算糊化淀粉的量,糊化淀粉与全部淀粉的量之比即为糊化度.经过不同标准品验证,β- 淀粉酶酶解法可以准确测量复合淀粉的糊化度.
2.2 涉及的化学反应
I2 与NaOH 作用可生成次碘酸钠（NaIO）, 次碘酸钠可将还原糖分子中的醛基定量地氧化为羧基.未与还原糖作用的次碘酸钠在碱性溶液中歧化生成NaI 和NaIO3,当酸化时NaIO3 又恢复成I2 析出,用Na2S2O3 标准溶液滴定析出的I2,可计算出还原糖的含量.具体反应式如下,
公式中,X：糊化度；Q：空白试验所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积,单位为mL；P1：糊化完全时所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积,单位为mL；P2：待测试样所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积,单位为mL.
3 实验方法
3.1 材料与试剂
（1）1% 淀粉溶液.取可溶性淀粉0.5 g,加水5 mL 搅拌均匀后,缓缓倾入100 mL 沸水中,边加边搅拌,继续煮沸2 min,放冷后倾取上层清液即得.（2）1 mol/L 盐酸.量取8.34 mL37% 浓盐酸,加蒸馏水定容至100 mL.
（3）0.1 mol/L 碘液.称取碘化钾3.5 g, 溶于10 mL 水中,然后称取碘单质1.27g 溶于碘化钾溶液,充分溶解混匀后,转入棕色容量瓶定容至100 mL（保质期1 个月）.
（4）0.2 mol/L NaOH 溶液.称取4 g NaOH,加蒸馏水定容至500 mL.
（5）10% 硫酸溶液.量取10 mL98% 浓硫酸,加蒸馏水定容至100 mL.
（6）0.1 mol/LNa2S2O3 溶液.称取26 g 硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H20）,加0.2 g 无水碳酸钠,溶于1 000 mL水中,煮沸10 min,冷却,放置一周后过滤,定容至1 000 mL.
3.2 β- 淀粉酶酶解法
（1）通过60 目筛磨碎试样,分别称取0.5 g（如有需要进行脱糖脱脂处理）置于2 个100 mL 的三角瓶中,分别标记A1、A2,另取1 个100 mL 的三角瓶,不加试样作空白,标记为B.向这3 个瓶中加入蒸馏水50 mL.
（2）把A1 置于电炉煮沸（微）或沸水浴中煮沸60 min,每15 min 摇匀一次,然后将A1 三角瓶迅速冷却到20 ℃（夏天高温时应将A2、B 与A1 一起迅速冷却到20 ℃）.
（3）在A1、A2、B 中各加入0.150 gβ- 淀粉酶,在38 ℃水浴中保温3 h,每15 min 搅拌1 次,然后在3 个三角瓶中迅速加入2 mL 1 mol/L 的盐酸溶液,用蒸馏水定容到100 mL,过滤后作检定液用.
（4）各取检测液20 mL,分别置于3 个100 mL具塞磨口三角瓶中,各加入0.1 mol/L 的碘液10 mL,0.2 mol/L 的NaOH 溶液10 mL,然后加塞暗处静置15 min.注意：碘液不同批次不能混用；加入碘液后至滴定结束,保证每个样品实验时间一致.
（5）静置后在上述3 个三角瓶中各加入10% 的硫酸溶液2 mL,用0.1 mol/L Na2S2O3 的标准溶液进行滴定,待试样颜色变为淡时加入1% 淀粉液指示剂,继续滴定至蓝色消失,记录所消耗Na2S2O3 标准溶液的体积.
3.3 注意事项
①碘液不同批次不能混用.②加入碘液后至滴定结束,保证每个样品实验时间一致.③脱糖脱脂处理步骤.取样品50 g 倒入250 mL 三角瓶中,加入100 mL溶解后震荡 1 min 后过滤（重复3 次）,加入100 mL 乙醇溶解后震荡1 min 后过滤（重复3 次）.将滤纸中样品倒入三角瓶中,通风橱内放置1 h 后放入45 ℃烘箱,4 h 后取出.
4 结果与分析
4.1 不同酶解时间玉米（颗粒生玉米）的糊化度检测
使用Sigma 复合酶测量糊化度为0 的玉米淀粉,Sigma 淀粉复合酶添加量为1% 4 mL.不同的酶解时间进行对比,实验结果见表1.从表中数据可以看出,由于Sigma 复合淀粉会缓慢水解生淀粉,故检测结果与实际差别较大,且实验得到的淀粉糊化度结果会随酶解时间的增加而增加.
4.2 不同熟玉米淀粉比例的玉米淀粉的糊化度检测
首先制备不同糊化度的玉米淀粉标准品,分别为0%、20%、40%、60%、80% 和100%,进行验证实验.每份样本中添加0.150 0 g 的β 淀粉酶,然后进行充分酶解,酶解时间为140 min,实验结果见表2.从表中数据可以看出,淀粉糊化度的检测结果比较准确,基本与标准品数据一致.
5 结论
实验验证了淀粉复合酶可以比较缓慢的分解生淀粉,从而影响检测糊化度的实验结果,酶解时间越长,结果数据越大.而β- 淀粉酶完全不水解生淀粉,经标准品实验验证,采用β- 淀粉酶进行充分酶解后,可以得到较准确糊化度结果,比复合酶的传统方法检测结果更准确；且β- 淀粉酶的新方法成本较低.因此β- 淀粉酶可以广泛应用于饲料质控检测,食品质控检测等领域.
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