◎ 王正莉,周廣斌,張 祎
(江蘇省糧油質(zhì)量監(jiān)測中心,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,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]。但直鏈淀粉檢驗流程步驟多,對結(jié)果影響因素多,本文就影響直鏈淀粉測定結(jié)果的因素進行研究,為檢測人員提供參考。
目前直鏈淀粉是按照《大米 直鏈淀粉含量的測定》進行檢測,將大米粉碎至細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在720 nm處測定顯色復合物的吸光度,與混合標準同等對比從而計算出直鏈淀粉的含量。
選取2020年會檢稻谷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)科學院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所生產(chǎn),產(chǎn)品編號: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)科學院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所生產(chǎn),產(chǎn)品編號: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,均為國藥集團化學試劑有限公司生產(chǎn)。
722N型紫外可見分光光度計;錘式旋風磨(100目內(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,IKA公司生產(chǎn)。
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,進行抽提回流,4 h后取出在通風櫥揮干。
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)清潔無灰塵、無震動;保持室內(nèi)溫度18 ℃,相對濕度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 測定
按直鏈淀粉含量測定方法配制系列標準溶液直鏈淀粉含量分別為0%、10%、20%、25%、30%和35%,移取5.0 mL系列標準溶液,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720 nm處測定吸光度。樣品溶液按標準溶液測定步驟加液后測定。
標準曲線以吸光度為縱坐標,直鏈淀粉含量為橫坐標。直鏈淀粉含量以大米干基質(zhì)量分數(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。直鏈淀粉標準曲線見圖1。
圖1 直鏈淀粉標準曲線圖
分別采用水分磨、IKA碾磨機、錘式旋風磨0.8篩片、0.5篩片對3份樣品進行粉碎,按國標GB/T 15683—2008大米直鏈淀粉含量的測定方法進行直鏈淀粉的測定,測定結(jié)果見表1。
表1 不同粉碎儀器直鏈淀粉含量結(jié)果表
從表1實驗結(jié)果看,不同粉碎儀器粉碎試樣由于細度不同,直鏈淀粉含量測定結(jié)果差異較大,且由于取樣量為0.1 g,不同細度樣品取樣均勻性難以保證,因此從測定結(jié)果分析無明顯的變化趨勢,在實驗過程中建議按國標方法采用旋風磨0.5篩片,確保樣品通過80~100目篩。較粗的樣品易在分散過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,從而影響測定結(jié)果。
對用旋風磨0.5篩片磨粉的1號、2號、3號樣品分別采用甲醇和石油醚進行脫脂,測定其直鏈淀粉含量,測定結(jié)果見表2。從測定結(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],因此直鏈淀粉測定值較乙醚脫脂高。
表2 不同脫脂方法直鏈淀粉含量表
鑒于檢測稱樣量較少,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,發(fā)現(xiàn)檢測值明顯偏低,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。
根據(jù)GB/T 15683—2008大米直鏈淀粉含量的測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進行分散糊化,使用水浴鍋加熱至沸,總體上加熱時間長短并無明顯影響。3個不同樣品測定結(jié)果見圖2。
圖2 分散糊化時間的影響圖
加入碘-碘化鉀顯色后,從10 min起,每10 min檢測一次吸光度,吸光度會出現(xiàn)飄移,測定結(jié)果見圖3。
圖3 顯色放置時間與吸光度圖
在排除實驗中各類使用設(shè)備、器具本身的誤差和人員操作方面的問題后,依然有不少問題需要注意,諸如粉碎、脫脂及平衡水分、各步驟的操作時間等。
2.7.1 細度足夠,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題,建議粉碎樣品50 g左右,粉碎前先用少量大米過磨并清理干凈,粉碎樣品后清理磨膛并歸集米粉,過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 實驗一致性
標準方法采用標準樣品參比計算,因而標準樣品與被測樣品在各個步驟均應(yīng)一致。
(1)脫脂、平衡水分時間步驟一致,消除水分、脂肪對檢測結(jié)果的影響。實驗結(jié)論表明需采用甲醇脫脂并在同一條件下進行平衡水分,確保實驗結(jié)果的準確性。
(2)分散糊化時間一致。試樣糊化就是分散淀粉,直鏈淀粉含量測定關(guān)鍵是試樣分散是否完全。從本次實驗可看出試樣分散的溫度時間對糊化均產(chǎn)生影響,采用恒溫水浴鍋進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)顯色時間和比色皿一致。消除比色皿差異和儀器穩(wěn)定時間、顯色液感光時間的差異。
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)約步驟時間的優(yōu)點,且未見對結(jié)果有影響;市購直鏈和支鏈淀粉標準品標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定大米直鏈淀粉含量,應(yīng)做到實驗環(huán)境滿足儀器運行條件,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定方法的準確應(yīng)用。
雖然筆者對相關(guān)步驟及問題做了相應(yīng)分析解釋,但在稻米直鏈淀粉檢測中依然還存在諸多不確定性,想要將該項檢測做準、做好還有不少問題需要探討,如脫脂與否、脫脂試劑、對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使用波長等都值得進一步研究。
大米直鏈淀粉含量測定受很多因素影響,從本實驗結(jié)果可看出,樣品粉碎不同細度影響較大,脫脂方法不同,直鏈淀粉含量測定結(jié)果也不相同;另外,糊化時間和溫度對測定有一定影響,但結(jié)果差別不大,測定過程中顯色時間對結(jié)果影響較大,因此在實驗中應(yīng)注意樣品粉碎細度、脫脂方法、糊化時間和溫度及顯色時間的標準操作,確保實驗的準確性。