小麥及麥芽中淀粉含量測定方法的比較

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。目前中國是世界最大的啤酒生產(chǎn)國。近年來世界啤酒大麥連年減產(chǎn),致使大麥芽價格飛漲。所以開發(fā)利用小麥芽生產(chǎn)啤酒將為我國種植業(yè)、啤酒工業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益。淀粉是小麥的主要成分,制麥及糖化過程中淀粉分解成為麥芽浸出物的主要成分。測定我國常規(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。雙波長法是一種簡便快捷的測定淀粉含量的方法,能同時測定直鏈/支鏈淀粉含量。本文探討了雙波長法測定小麥淀粉含量的最佳波長及最適的測定濃度。測定了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行制麥芽試驗,初步研究了支鏈/直鏈比對淀粉降解程度的影響,以期尋求一種簡便快捷的測定小麥及麥芽中淀粉含量的方法,同時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;半自動凱氏定氮儀:瑞典特卡多;UV-2100型分光光度計:龍尼柯(上海)儀器有限公司;UV-1601型分光光度計:日本Shimadzu公司;2004-21(501)超級恒溫水浴鍋:國華儀器有限公司;小型自動發(fā)芽裝置:泰安泰山啤酒有限公司;YQ-PJ-5型EBC粉碎機:西安機械研究所。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)試劑開發(fā)中心;碘化鉀:天津市四通化工廠。1.2測試方法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℃水浴中充分攪拌10min,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℃水浴中充分攪拌10min,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,在小型自動發(fā)芽裝置內(nèi)進行發(fā)芽試驗。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樣品測定波長用UV-1601分光光度計對淀粉掃描液進行掃描得吸收光譜(圖1),得到直鏈淀粉測定波長631nm,參比波長480nm。支鏈淀粉測定波長554nm,參比波長754nm。2.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制使用UV-2100分光光度計在測定波長631nm、參比波長480nm下分別測定吸光度值。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分光光度計在測定波長554nm,參比波長754nm下分別測定吸光度值。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分光光度計分別測定樣品(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個品種中有11個品種支鏈、直鏈淀粉的比值高于3.50∶1,占68.75%。2.6小麥品種對小麥淀粉含量的影響對15種小麥的相關(guān)品質(zhì)指標(biāo)進行了測定列于表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個小麥品種中有8種色澤較淺呈黃白色或金黃色。15個品種中除小麥2號的發(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)芽過程中淀粉酶活力上升,淀粉中部分鏈被切斷,并進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)計軟件對表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/含支鏈淀粉含量對原小麥總淀粉降解的影響采用雙波長法可以快速準(zhǔn)確的測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定波長為631nm和480nm,支鏈淀粉的測定波長為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