酿酒行业中支链淀粉快速检测方法的研究和应用

酿酒行业中支链淀粉快速检测方法的研究和应用

袁明刚

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摘要：当今，我国经济发展十分迅速，为了缩短检测白酒酿造的主原料高粱中支链淀粉含量的时间，减小操作过程中的人为误差。研究建立了快速检测淀粉和直连淀粉含量，通过计算得到支链淀粉含量的方法，对方法的检测效果进行了评价，并与国标方法进行比对，结果表明两者没有显著性差异。

关键词：酿酒行业；支链淀粉快速检测方法；研究；应用

引言

直支链淀粉对出酒率的影响一直是白酒行业争论不休的话题，有人说直链淀粉含量高出酒率高，但有的人却说支链淀粉含量高出酒率高，到底直支链淀粉对出酒率有何影响，都缺乏实验依据。本次浓香型专用粮项目的研究，又把此事提到了议事日程，搞清楚直支链淀粉的影响才能指导专用粮的选育，才能培育出更适合酿酒的专用粮。课题组比较了不同直支链淀粉含量的大米、高粱的糊化时间和蒸煮香气，并在实验室和窖池做了发酵试验。结果发现酿酒微生物代谢出的酶既能水解支链淀粉也能水解直链淀粉；同一品种的粮食直链淀粉越高，淀粉结构越紧密，糊化时间越长，粮香越浓；不同品种的粮食淀粉颗粒大小、结构不同，糊化时间也不同。不管是直链淀粉还是支链淀粉，只要糊化得好，出酒率差别不大。

1直链淀粉快速测定法

称取0.5g粉末样品，置于定性滤纸袋中；将滤纸袋放入预先装有150mL甲醇的250mL广口瓶中，再将广口瓶放到超声波清洗器中，在50℃下，超声提取50min，取出，放在通风处，让甲醇挥发至近干，放入恒温干燥箱内（105℃）烘干80min，取出后立即放入干燥器中冷却30min。称取100mg干燥后的样品于100mL容量瓶中，小心加入95%乙醇1.0mL与1.0mol/L氢氧化钠溶液9.0mL，轻轻摇匀；将容量瓶放在恒温水浴锅中，沸水浴加热10min；取出容量瓶冷却至室温，用蒸馏水定容，剧烈振摇混匀30s，制成试样分散液。向比色管中加入100μL专用显色试剂，摇匀，加入约10mL蒸馏水，摇匀，加入1.0mL试样分散液，加蒸馏水定容至20mL，缓慢摇匀，静置10min，制成显色溶液。将装有蒸馏水的比色皿放入直链淀粉速测仪中进行空白测试，调零。然后，测定显色溶液，在显示屏上直接读取吸光度值和直链淀粉含量（a）。

2荧光辅助糖电泳法(FACE)

荧光辅助糖电泳也称荧光标记糖的聚丙烯酰胺凝胶电泳。分析前需要将糖类预衍生，目前8－氨基萘基－1，3，6－三磺酸(ANTS)是广泛应用于糖类预衍生，为糖类提供了生色(荧光)基团和3个负电荷，在pH缓冲液和电场力作用下产生电迁移。将衍生后的糖类进行聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)，用电泳仪分析一系列浓度的糖类标准品，来确定此方法的灵敏度和测量范围。记录荧光强度的变化，据此可以计算糖类的相对丰度。此方法周期长，重复性较差，但设备要求不高。对其和毛细管电泳结合进行了改进，从而更适宜进行支链淀粉的α－1，4－葡聚糖链长度分布的测量。改进Umemoto和O'Shea等的方法，使用离心真空蒸发器和寡糖谱分析试剂盒进行荧光标记和毛细管电泳记录荧光强度的变化，分析支链淀粉链长分布。可将支链淀粉链长分为长链型(L型)和短链型(S型)两类型。L型支链淀粉ACＲ(DP≤10/DP≤24)小于0.20，而S型支链淀粉的ACＲ大于0.24。该方法测定支链淀粉链长分布较为准确，但操作较为繁琐，对实验人员要求高，使用四氢呋喃和氰基硼氢化钠时应注意安全，以免爆炸和中毒。研究基础上，将其改进为基于DNA测序仪的荧光糖电泳。应用ABIPＲISM377DNA测序仪进行电泳。在电泳结束后，利用Genscan3．1．2收集、导出支链淀粉数据，得到支链淀粉链长分布。该法可以准确测定DP＜55的支链淀粉链长分布。缺点是所用仪器价格高昂，对实验人员要求高。

3分光光度法

分光光度法常用来测定支链淀粉含量的方法，一般用于测量支链淀粉的链长分布，如紫外－可见分光光度法和多波长分光光度法。

3.1.1紫外－可见分光光度法

通过分枝链长分析。去分枝链的平均链长用每管的可溶性总糖与还原值的比值来表示。使用硫酸－苯酚比色法对吸光度进行测定，分析可溶性总糖，使用3，5－二硝基水杨酸比色法对还原值进行测定，每管中收集的分枝链平均链长为每管中总糖:还原值，从而计算得到支链淀粉的链长分布;在分析稻米支链淀粉链长分布的同时，将支链淀粉链长分成DP＞100的FrI区、DP在44～47之间的的FrII区、DP在10～17的FrIII区。该方法优点是对设备要求低，缺点是无法对支链淀粉链长分布进行精细定位。

3.2.2全波段扫描分光光度法

对淀粉扫描液进行扫描，得到碘－支链淀粉复合物的吸收光谱后，确定支链淀粉的测定波长和参比波长，按照回归方程求出支链淀粉含量,通过与HPAEC－PAD的对比，推导计算λmax。在200～900nm波长条件下，可以得到AAC(表观直链淀粉含量)数值，根据λmax和测定曲线的峰面积，快速计算Fa(6≤DP≤12)、Fb3(37≤DP≤60)和抗性淀粉的链长含量分析。测得优质水稻品种的支链淀粉链长分布，并对其进行品质分析。该法简便快捷，测试周期短，易于大量测定。不足在于该方法无法将13－36的DP支链淀粉进行分析。目前该方法还在完善阶段。

4淀粉速测效果评价

按国家标准要求准备测试样品。选取糯米支链淀粉与马铃薯直链淀粉标准物质，进行脱脂和平衡水分。测试用样品共7组，由糯米支链淀粉与马铃薯直链淀粉标准物质两者混合制成，其中支链淀粉含量分别为50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%。

4.1.1准确性

按照仪器操作的方法，用淀粉速测仪测定所制备的支链淀粉含量在50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%的样品，两次测定均值作为测试结果。

4.2.2重复性

用淀粉速测仪测定支链淀粉含量在70%左右的样品，重复6次。

4.3.3稳定性

用淀粉速测仪测定支链淀粉含量在70%左右的样品，每小时测定一次，连续测定12h。

结语

支链淀粉快速检测方法可以准确检测高粱、稻谷等样品的支链淀粉含量，单次检测时间仅为2h，远低于GB/T15683—2008和GB5009.9—2016的4个工作日，大幅缩短了检测时间。同时，减少了人为误差，有效提高了测定结果的准确性、重复性及再现性，保证了测定过程快速、测定结果准确可靠，为酿酒企业的发展提供支撑。

参考文献

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