马铃薯中淀粉含量的测定.doc

ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 马铃薯中淀粉含量的测定Determination of starch content in potato系（院）名称： 生物与食品工程学院 专业班级： 07食品质量与安全1班 学生姓名： 马天顺 马 帅 指导教师姓名： 田 萍 指导教师职称： 副教授 2010年6月小四号宋体，缩进二格二号黑体，段前、段后间距为1行四号黑体目 录中文摘要、关键词英文摘要、关键词引言第1章 1.1 1.1.1 1.1.2 1.2 1.3 第2章 2.1 2.1.12.1.22.2 2.3 第3章3.1 3.2 第4章 结论 致谢 参考文献 马铃薯中淀粉含量的测定摘要： 关键词： 16pt Time New Roman，段前、段后间距为1行，居中12pt Time New Roman，顶格英文题目Abstract：12pt Time New RomanKey words：; 引 言马铃薯为茄科块茎作物,总产量和栽培面积仅次于小麦、水稻和玉米,是世界第四大粮食作物。马铃薯也是重要的轻工业原料,其块茎中所含8 %-34 %的淀粉,具有优良的品质和独特性能,使以马铃薯及其淀粉为原料的加工业得到蓬勃发展,市场对马铃薯特别是淀粉专用型马铃薯的需求量越来越大。不同环境条件对马铃薯淀粉的含量和品质都会产生一定的影响。目前，马铃薯淀粉加工业在国内马铃薯加工业中所占比例最大。作为工业和食品加工用原料，马铃薯精淀粉的需求量还会有逐年增加的趋势1。随着马铃薯淀粉加工业的发展，对高淀粉马铃薯品种的需求将会越来越迫切。但目前生产中，符合需求的高淀粉品种数量较少，特别是淀粉含量和单位面积产量稳定的品种更少2。加工用原料薯大多为生产上主栽的马铃薯品种，原料薯供应的问题严重影响淀粉的产量和质量，在某种程度上也影响马铃薯淀粉加工业的健康发展。马铃薯的化学组成随产地、品种及贮存条件和时间的不同而变化，其淀粉主要存在于外部果肉中，淀粉含量因品种的不同差异很大，一般在9-25之间。马铃薯含微量的龙葵素有毒物质，其含量在贮存期间受日光照射引发等而急剧增加，会影响淀粉的含量。本试验用在超市里随机购买的马铃薯为材料，充分利用实验室现有条件，分别运用酶水解法以及酸水解法对其淀粉含量进行了测定，为以后对食品中各项成分含量的测定提供参考。第一章 绪论1.1 马铃薯1.1.1 马铃薯的概述马铃薯（土豆）是茄科茄属植物，多年生草本，但作一年生或一年两季栽培。地下块茎呈圆、卵、椭圆形等，有芽眼，皮红、黄、白或紫色。地上茎呈棱形，有毛。奇数羽状复叶。聚伞花序顶生，花白、红或紫色。浆果球形，绿或紫褐色。种子肾形，黄色。多用块茎繁殖。性喜冷凉高燥，对土壤适应性较强，但以疏松肥沃的砂质土为佳。它是当今世界世界上仅次于水稻、小麦和玉米的第四大粮食作物；全世界155 个国家，从阿根廷南部的南纬50 度到挪威的北纬70 度，从接近海平面的地方到海拔4000 米左右的南美高山和青藏高原都有它的身影，它是全世界种植最广的农作物；它富含能量、维生素、蛋白质和多种微量元素，既可作为粮食食用，又有蔬菜、水果的营养，无论在欧美富豪的高级大餐，还是在亚非贫困人家的食谱中，都少不了它；它就是马铃薯，一个普通但不平凡的伟大作物。1.1.2 马铃薯的起源马铃薯原产地是南美洲的安第斯山山区，包括智利北部、秘鲁、玻利维亚、厄瓜多尔以及哥伦比亚等地。根据苏联科学家布卡索夫1925 年在南美洲对马铃薯起源地的考察资料，马铃薯的野生种和栽培种有两个分布中心：一个是智利的南部, 主要是智罗岛附近的地区；另一个是秘鲁玻利维亚高原。在这两个分布中心里，马铃薯的类型极为丰富。据在南美洲发现的几座公元前6000-1.2万年的人类村落遗址考证，原始人在南美洲见到野生马铃薯可能在1.4 万年以前或更早一些。马铃薯原产于南美洲的冷凉山区，因此形成了喜欢凉爽气候的遗传特性。马铃薯第一次被外界认识是在1536 年。当西班牙考察队到达马格达雷那河上游（现今哥伦比亚境内的万兹镇罗科塔村附近北纬7 度的地方）时, 发现当地人都在吃一种叫“巴巴司”的植物地下果实，有点像欧洲人吃的萝卜。考察队把当地人称为“巴巴司”的马铃薯带回到西班牙，但从欧洲人发现它到进入农家大田却大约经过了150 多年的时间，其中倾注了不少有识之士的不懈努力，也引出了许多有趣的传闻轶事。1.1.3 马铃薯的名称马铃薯因其较小的块茎形似马脖子上戴的铃铛而得名，这也是它的正式学名。它不是我国土生土长的农作物，是从国外引进的。由于它靠薯块繁殖，而且种性退化快，用种量又大，在过去交通不发达的情况下，不可能长途调种，更不可能由一个引种中心进行大面积扩散，因而马铃薯是由多条途径引入中国的。由于传播途径各异，因而在不同地区就有了不同的名称，例如，在东北、华北一带称为“土豆”，在山西和甘肃的武威和陕北等部分地区称为“山药蛋”，在西南和甘肃的大部分地区称为“洋芋”，在沿海地区称为“荷兰薯”或“爪哇薯”等等，几乎是一地一名，约有10 多种名称，是俗名最多的一种农作物，但使用最广的则是“土豆”和“洋芋”这两个俗名。1.1.4 马铃薯的营养价值马铃薯每100 克鲜重中，含有蛋白质1.8-2.5 克，脂肪约0.29 克，碳水化合物18-20 克，能产生83 大卡左右的热量。若按5公斤折合1公斤主粮计算与大米和白面也不相上下。而且马铃薯的蛋白质是全价蛋白质，质量远优于大米、白面和玉米等粮食，其可利用的生物学价值为85%，比其他粮食高21%。马铃薯富含B1、B2、B6、泛酸等多种维生素和微量元素，也是一种很好的蔬菜。维生素的含量不仅远高于其他粮食，而且也高于蔬菜和水果。有资料显示，它的维生素含量为胡萝卜的2 倍，大白菜的3 倍，番茄的4 倍，特别是维生素C含量（每100 克鲜薯中平均含量为10-25mg） 在所有蔬菜中最多的，是葡萄、苹果、鸭梨、杏等水果的7 倍。此外，马铃薯中还含有丰富的可食纤维，这种纤维对于增强胃肠的运动，帮助消化，预防心血管病、糖尿病和胃肠癌等有一定的作用。1.2 马铃薯淀粉马铃薯的干物质中60%-80% 为淀粉，马铃薯淀粉虽然也是由直链淀粉和支链淀粉组合成的，但马铃薯淀粉中支链淀粉的比例比其他粮食作物高得多。我国推广的品种淀粉含量一般在15%-18% ,而国外有些品种的淀粉含量达到30%。因此,准确、快速测定马铃薯的淀粉含量对于针对性育种具有重要意义。目前，市面上作为工业原料用的淀粉主要有两个来源：一是来源于玉米；另一个则来源于马铃薯。这两种淀粉存在很大的差异。首先，马铃薯淀粉中支链淀粉的含量比玉米高得多，平均约83%；其次，淀粉是以淀粉粒形式存在的，马铃薯的淀粉粒一般在25-100 微米之间，而玉米的淀粉粒最大的才26微米。淀粉颗粒大的容易糊化，能在较低温度下糊化，这是淀粉利用中的一个重要特性。马铃薯淀粉的透明度、热黏度、稳定性、胶黏性、凝胶性等方面均优于玉米淀粉。1.3 马铃薯淀粉的应用马铃薯淀粉的品质优点决定了其在工业利用方面的独特价值，表现在以下几个方面：1.3.1 食品工业在食品工业方面，由于它具有高白度、高透明度、高黏度、低糊化温度等特殊性能而大量应用于方便食品、休闲食品、膨化食品、火腿肠、婴儿食品、低糖食品、果冻布丁等产品的生产，是玉米等其他淀粉无法取代的。1.3.2 医药卫生在医药工业方面，马铃薯淀粉可用于制作糖衣、胶囊、牙科材料、接骨粘固剂、医用手套润滑剂、诊断用放射性核种运载体以及淀粉海绵（经消毒放在伤口上有止血作用）等等。1.3.3 纺织工业在纺织工业方面，马铃薯淀粉可用于印染的浆料，可使浆液成为稠厚而有粘性的色浆，不仅易于操作，而且可将色素扩散至织物内部，从而能在织物上印出色泽鲜艳的花纹图案。马铃薯淀粉糖（衍生物之一）还有还原染料的作用，能使颜色固定在布料上而不褪色，这些特点都是玉米等其他淀粉无法取代的。1.3.4 造纸工业在造纸工业方面，是除了食品行业外，另一个最大的淀粉消费行业，现在随着造纸工业设备和工艺的更新及用户对纸张要求的提高，高速度的纸张上浆机需要在10 毫秒以内的时间里使纸张表面形成白膜，并且要求涂抹均匀，在常温下成型，这种要求只有马铃薯淀粉才能满足。1.3.5 化学及其他行业在化学工业及其它行业的应用方面，除了用马铃薯淀粉生产酒精、柠檬酸等产品外，它与丙烯腈、丙烯酸、丙烯酸酯、丁二烯、苯乙烯等单体接枝共聚，可制成淀粉共聚物，这些共聚物具有强吸水性能，吸水量可达自身重量的1000 倍以上，可用于沙土保水剂、种子保水剂、卫生用品等。马铃薯淀粉除了直接利用外，还可将其淀粉用物理、化学或生物化学的方法使其结构、物理和化学性质发生改变，从而生产出具有特定性能和用途的淀粉，称为“变性淀粉”（或“修饰淀粉”）。目前，变性淀粉系列产品已达2000余种，其中常用的也有360多种，我国投入工业生产和使用的已有80多种。第二章 实验方案2.1 实验材料与设备2.11 实验材料及试剂：马铃薯、糖化酶、碘片、浓盐酸、固体氢氧化钠、碘化钾、乙醚、甲基红、无水乙醇、无水乙醚、 固体硝酸铅、固体硫酸钠、硫酸铜、次甲基蓝、酒石酸钾钠、亚铁氰化钾、葡萄糖、蒸馏水（注：以上试剂均为分析纯）。2.12 实验器材滤纸、烧杯、量筒、三角瓶（250mL）、漏斗、容量瓶（100mL、250mL、500mL、1000mL）、点滴板、研钵、移液管、试管夹、石棉网、玻璃珠、盖玻片、酸式/碱式滴定管、铁架台、电热炉、恒温水浴箱、分析天平。2.2 测定方法2.2.1 酶水解法 1) 样品处理：样品中含有的脂肪和可溶性糖可能干扰测定结果，因此，测定前应进行预处理。称取磨细的样品2-5g，置于铺有折叠滤纸的漏斗中，先用50mL乙醚分5次洗涤，以除去脂肪。再用100mL80%的乙醇分5次洗去可溶性糖类，然后用50mL蒸馏水将残渣移至250mL烧杯中。2) 酶水解：将烧杯置于沸水浴中加热糊化15min，取出冷却至55左右，加入20mL0.5%淀粉酶溶液，于5560恒温水浴1h，中间不时搅拌。在白色点滴板上做淀粉碘呈色试验，若呈蓝，则应再加热糊化，冷却后再加20mL淀粉酶液，继续保持水解直至进行淀粉-碘呈色试验时不呈蓝色。取出样液加热至沸，使酶钝化，冷却后移250mL容量瓶中稀释定容，摇匀后过滤，收集滤液备用。3) 酸水解：取50mL滤液于250mL三角瓶中，加入5mL6mol/L盐酸溶液，在瓶口加一漏斗，并盖玻片作回流装置，于沸水浴中回流1h，取出并经冷水冷却后，滴加2滴甲基红指示剂，用20%氢氧化钠溶液中和至红色刚好消失。将溶液移入100mL容量瓶中，并洗涤三角烧瓶，洗液并入容量瓶内，稀释定容至刻度，摇匀备用。测定：按还原糖直接滴定法测定所生成的葡萄糖量，同时取50mL蒸馏水，加上述所用同量的淀粉酶液，依相同方法操作做空白试验。2.2.2 酸水解法1) 样品处理：原料去皮切细，按1：1加水用研钵研成匀浆。取一只250mL三角瓶，称取510g匀浆，加30mL乙醚洗涤振荡，用滤纸过滤，除去带有脂肪的乙醚，重复二次，然后用80%乙醇150mL分次洗涤残渣，去除可溶性糖类，用100mL蒸馏水将残渣转移到250mL三角烧瓶中。2) 水解：吸取30mL 6mol/L盐酸溶液于上述250mL三角烧瓶中，置于沸水浴中水解2h，瓶口上装一漏斗，并盖上玻片。水解完毕，取出烧瓶用冷水冷却。于样品中加两滴甲基红，先用40%氢氧化钠溶液调制黄色。再用6mol/L盐酸调到刚好转红，然后用10%氢氧化钠再调制红色刚好褪去，使样品液达pH值7左右。再加入20mL20%醋酸铅，充分摇匀后静置10min，使蛋白质、果胶等杂质沉淀。再加入20mL 10%硫酸钠溶液，去除残余的铅。摇匀后，用水移入50mL容量瓶中稀释定容，过滤，收集滤液待用。3) 另取100mL蒸馏水于另一只250mL三角烧瓶中，按2）方法操作，做空白对照试验。4) 测定：按还原糖测定法中的直接滴定法测定。2.2.3 还原糖的测定标定碱性酒石酸铜溶液：吸取5.0mL碱性酒石酸铜甲液及 5.0mL乙液，置于150 mL锥形瓶中，加水 10mL，加入玻璃珠 2 粒，从滴定管滴加约 9 mL 葡萄糖标准溶液，控制在 2 min内加热至沸，趁沸以每两秒 1滴的速度继续滴加葡萄糖标准溶液，直至溶液蓝色刚好褪去为终点，记录消耗葡萄糖标准溶液的总体积，同时平行操作三份，取其平均值，计算每 10mL(甲、乙液各 5mL)碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量(mg)。 样品溶液预测：吸取 5.0mL 碱性酒石酸铜甲液及 5.0mL 乙液，置于 150mL锥形瓶中，加水 10mL，加入玻璃珠 2 粒，控制在 2 min内加热至沸，趁沸以先快后慢的速度，从滴定管中滴加样品溶液，并保持溶液沸腾状态，待溶液颜色变浅时，以每两秒 1 滴的速度滴定，直至溶液蓝色刚好褪去为终点，记录样液消耗体积。 样品溶液测定：吸取 5.0mL 碱性酒石酸铜甲液及 5.0mL 乙液，置于 150mL锥形瓶中，加水 10mL，加入玻璃珠 2 粒，从滴定管滴加比预测体积少 1mL 的样品溶液，使在 2min内加热至沸，趁沸继续以每两秒 1 滴的速度滴定，直至蓝色刚好褪去为终点，记录样液消耗体积，同法平行操作三份，得出平均消耗体积。测量结果见表2.1、表2.1 葡萄糖标准溶液的滴定 测定值组别 /mL平均值/mL预测定8mL17.00mL0.001.708.708.9227.00mL1.703.658.9537.00mL3.655.759.10空白对照无穷大表2.2 酸水解法中还原糖的滴定 测定值组别 /mL平均值/mL预测定8mL17.00mL0.001.708.708.9227.00mL1.703.658.953