小麥及麥芽中淀粉含量測(cè)定方法的比較

小麥及麥芽中淀粉含量測(cè)定方法的比較

小麥豐富，富含淀粉和蛋白質(zhì)，是良好的啤酒原料。在啤酒生產(chǎn)中添加小麥芽可以提高麥芽的浸出物水平和啤酒的穩(wěn)定性。在不添加任何設(shè)備的條件下,小麥芽可代替20%的大麥芽生產(chǎn)啤酒。目前中國(guó)是世界最大的啤酒生產(chǎn)國(guó)。近年來(lái)世界啤酒大麥連年減產(chǎn),致使大麥芽?jī)r(jià)格飛漲。所以開(kāi)發(fā)利用小麥芽生產(chǎn)啤酒將為我國(guó)種植業(yè)、啤酒工業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。淀粉是小麥的主要成分,制麥及糖化過(guò)程中淀粉分解成為麥芽浸出物的主要成分。測(cè)定我國(guó)常規(guī)小麥品種中支鏈、直鏈淀粉含量及其比例,研究小麥淀粉含量與小麥芽品質(zhì)的關(guān)系,尋求適合制麥芽的小麥品種是首要而重要的工作。雙波長(zhǎng)法是一種簡(jiǎn)便快捷的測(cè)定淀粉含量的方法,能同時(shí)測(cè)定直鏈/支鏈淀粉含量。本文探討了雙波長(zhǎng)法測(cè)定小麥淀粉含量的最佳波長(zhǎng)及最適的測(cè)定濃度。測(cè)定了15中常規(guī)小麥的直鏈/支鏈淀粉含量。并選擇了部分有代表性的品種進(jìn)行制麥芽試驗(yàn),初步研究了支鏈/直鏈比對(duì)淀粉降解程度的影響,以期尋求一種簡(jiǎn)便快捷的測(cè)定小麥及麥芽中淀粉含量的方法,同時(shí)為篩選適合制麥芽小麥品種提供依據(jù)。1材料和方法1.1試驗(yàn)材料1.1.1w-2、w-3、w-3、w-3、w-3、w-3、w-3、w-3、w-3、w-13、w-15、w-15、w-15、w-15、w-15小麥:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院提供。編號(hào)為W-1、W-2、W-3、W-4、W-5、W-6、W-7、W-8、W-9、W-10、W-11、W-12、W-13、W-14、W-15。1.1.2儀器、儀器和儀器GR-200型全自動(dòng)電子分析天平:日本AND公司;附溫比重瓶:上海市崇明建設(shè)玻璃儀表廠;半自動(dòng)凱氏定氮儀:瑞典特卡多;UV-2100型分光光度計(jì):龍尼柯(上海)儀器有限公司;UV-1601型分光光度計(jì):日本Shimadzu公司;2004-21(501)超級(jí)恒溫水浴鍋:國(guó)華儀器有限公司;小型自動(dòng)發(fā)芽裝置:泰安泰山啤酒有限公司;YQ-PJ-5型EBC粉碎機(jī):西安機(jī)械研究所。1.1.3技術(shù)公司碘:碘化學(xué)公司直鏈淀粉、支鏈淀粉:北京欣經(jīng)科生物技術(shù)公司;碘:山東省化學(xué)研究所;硫酸鉀、硫酸銅:天津市科密歐化學(xué)試劑開(kāi)發(fā)中心;碘化鉀:天津市四通化工廠。1.2測(cè)試方法1.2.1標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備1.2.1.kohmoh稱取直鏈淀粉0.1000g于100mL燒杯中,加10mL0.5mol/LKOH;將燒杯置于60℃水浴中充分?jǐn)嚢?0min,然后全部轉(zhuǎn)移到50mL容量瓶中用蒸餾水定容,并搖勻、靜置。1.2.1.2.2鏈飼料的標(biāo)準(zhǔn)制備同直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)工作液制備。1.2.2碘法調(diào)ph值取直鏈/支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)工作液1.3、2.0mL各置于100mL燒杯中,加蒸餾水25mL,以0.1mol/LHCl溶液調(diào)pH值至3.5,再分別將溶液全部轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中,加0.5mL碘試劑,加蒸餾水至刻度。20℃靜置30min后搖勻。1.2.3碘法提取ph值分別取直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)工作液0.3、0.5、0.7、0.9、1.1、1.3mL于100mL燒杯中,加蒸餾水25mL,以0.1mol/LHCl溶液調(diào)pH值至3.5,將溶液全部轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中,加0.5mL碘試劑,加蒸餾水至刻度。20℃靜置30min。1.2.4支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備分別取支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)工作液2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0mL于100mL燒杯中,以下步驟參照1.2.3。1.2.5碘-ph法提取溫度稱取樣品0.1000g,適量乙醚脫脂,加10mL0.5mol/LKOH;將燒杯置于60℃水浴中充分?jǐn)嚢?0min,然后轉(zhuǎn)移到50mL容量瓶中蒸餾水定容,搖勻后靜置。取上清液2.5mL于100mL燒杯中,加蒸餾水25mL,以0.1mol/LHCl溶液調(diào)pH值至3.5,將溶液全部轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶,加0.5mL碘試劑,加蒸餾水至刻度。20℃靜置30min。1.2.6浸麥、發(fā)芽、干燥取小麥1.5kg,在小型自動(dòng)發(fā)芽裝置內(nèi)進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。浸麥水溫:16℃;浸麥方式:浸2斷4;通風(fēng):15min/h;浸麥度:43.5%;發(fā)芽溫度:13~15℃;發(fā)芽時(shí)間:5d;凋萎:35~40℃,6h;干燥:45~75℃,5h;焙焦:80℃,2h。2結(jié)果與分析2.1樣品測(cè)定波長(zhǎng)用UV-1601分光光度計(jì)對(duì)淀粉掃描液進(jìn)行掃描得吸收光譜(圖1),得到直鏈淀粉測(cè)定波長(zhǎng)631nm,參比波長(zhǎng)480nm。支鏈淀粉測(cè)定波長(zhǎng)554nm,參比波長(zhǎng)754nm。2.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制使用UV-2100分光光度計(jì)在測(cè)定波長(zhǎng)631nm、參比波長(zhǎng)480nm下分別測(cè)定吸光度值。以直鏈淀粉含量為橫坐標(biāo),以ΔA=(A631nm-A480nm)為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(圖2)。直鏈淀粉含量在0~30μg/mL范圍內(nèi)符合比耳定律。2.3標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制用UV-2100分光光度計(jì)在測(cè)定波長(zhǎng)554nm,參比波長(zhǎng)754nm下分別測(cè)定吸光度值。以支鏈淀粉含量為橫坐標(biāo),以ΔA=(A554nm-A754nm)為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(圖3)。直鏈淀粉含量在0~100μg/mL范圍內(nèi)符合比耳定律。2.4總淀粉含量/%使用UV-2100分光光度計(jì)分別測(cè)定樣品(按照1.2.5制備)在631、480、554、754nm下的吸光度值。淀粉含量按照下列公式計(jì)算。W1=(A631nm?A480nm)?0.00980.0141×M×(1?X)×10W2=(A554nm?A754nm)?0.01080.004×M×(1?X)×10W=W1+W2W1=(A631nm-A480nm)-0.00980.0141×Μ×(1-X)×10W2=(A554nm-A754nm)-0.01080.004×Μ×(1-X)×10W=W1+W2式中:W為總淀粉含量/%;W1為直鏈淀粉含量/%;W2為支鏈淀粉含量/%;M為樣品質(zhì)量/g;X為小麥粉含水量/g/g;10為單位換算系數(shù)。2.5支鏈淀粉和以文明成果的小麥品種間的變異15種小麥的支鏈/直鏈淀粉含量列于表1。品種間變異系數(shù)反映了該指標(biāo)品種間的差異,各品種直鏈淀粉在12.56%~14.74%之間,品種間變異系數(shù)為7.33;支鏈淀粉為38.36%~56.33%,品種間變異系數(shù)為13.16;支鏈/直鏈淀粉的變異系數(shù)為16.10,品種間差異最大。W-13支鏈/直鏈淀粉最高,為4.51∶1;W-2支鏈/直鏈淀粉較低為2.70∶1。支鏈淀粉與直鏈淀粉相比,含量較高且品種間差異較大,所以小麥品種間總淀粉含量的差異主要是支鏈淀粉含量差異引起的。淀粉含量較高的品種,其支鏈/直鏈淀粉的比例也較高,15個(gè)品種中有11個(gè)品種支鏈、直鏈淀粉的比值高于3.50∶1,占68.75%。2.6小麥品種對(duì)小麥淀粉含量的影響對(duì)15種小麥的相關(guān)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定列于表2。由于千粒重與麥粒的飽滿程度有關(guān),所以15個(gè)品種中千粒重與淀粉含量之間未發(fā)現(xiàn)相關(guān)關(guān)系。15個(gè)小麥品種中有8種色澤較淺呈黃白色或金黃色。15個(gè)品種中除小麥2號(hào)的發(fā)芽率較低為93%外,其余小麥發(fā)芽率均在95%以上,大部分在97%以上。用于釀造淡色貯藏型啤酒的小麥品種要求皮色淺,淀粉含量較高,蛋白質(zhì)含量較低,發(fā)芽率高?？紤]到本次研究要求制麥品種在淀粉含量上要具有一定的代表性。綜合表1、2,選取W-4、W-5、W-8、W-9、W-10與W-15做進(jìn)一步研究。其中W-15淀粉含量最高為70.67%,支鏈/直鏈=3.93∶1;W-9、W-10淀粉含量較高且含量相近分別為68.23%和68.59%,但支鏈/直鏈比有一定差異分別為3.85∶1和4.19∶1,W-5和W-15蛋白質(zhì)含量相近分別為13.67%,13.37%;W-8、W-9蛋白質(zhì)含量相近分別為14.60%,14.79%。2.7小麥淀粉組分含量的變化將初選的6個(gè)小麥品種按照1.2.6中制麥工藝制成麥芽。如表3所示,各品種制成的干麥芽直鏈淀粉含量有不同程度的下降;W-5、W-8、W-10、W-15制麥后支鏈淀粉含量下降。淀粉是小麥浸出物的主要來(lái)源。在酶的作用下,直鏈淀粉理論上全部轉(zhuǎn)化成可發(fā)酵性糖,支鏈淀粉轉(zhuǎn)化成可發(fā)酵性糖與低分子糊精。淀粉組分含量下降的原因是:發(fā)芽呼吸損失,發(fā)芽過(guò)程中淀粉酶活力上升,淀粉中部分鏈被切斷,并進(jìn)一步被分解為小分子精糊和糖。發(fā)芽前后各小麥直鏈淀粉含量下降4%~8%、總淀粉含量下降5%~15%。用SAS9.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)表5中數(shù)據(jù)分析得出,制麥前后總淀粉降解程度與原小麥中支鏈/直鏈淀粉存在正相關(guān)性(P<0.1),相關(guān)系數(shù)r=0.802。3小麥中支鏈/含支鏈淀粉含量對(duì)原小麥總淀粉降解的影響采用雙波長(zhǎng)法可以快速準(zhǔn)確的測(cè)定小麥及其麥芽中直鏈、支鏈淀粉的含量,根據(jù)淀粉吸收光譜直鏈淀粉的測(cè)定波長(zhǎng)為631nm和480nm,支鏈淀粉的測(cè)定波長(zhǎng)為554nm和754nm。直鏈淀粉的濃度在0~30μg/mL,支鏈淀粉在0~110μg/mL范圍內(nèi)符