小麦及麦芽中淀粉含量测定方法的比较

小麦及麦芽中淀粉含量测定方法的比较

小麦丰富，富含淀粉和蛋白质，是良好的啤酒原料。在啤酒生产中添加小麦芽可以提高麦芽的浸出物水平和啤酒的稳定性。在不添加任何设备的条件下,小麦芽可代替20%的大麦芽生产啤酒。目前中国是世界最大的啤酒生产国。近年来世界啤酒大麦连年减产,致使大麦芽价格飞涨。所以开发利用小麦芽生产啤酒将为我国种植业、啤酒工业带来巨大的经济效益。淀粉是小麦的主要成分,制麦及糖化过程中淀粉分解成为麦芽浸出物的主要成分。测定我国常规小麦品种中支链、直链淀粉含量及其比例,研究小麦淀粉含量与小麦芽品质的关系,寻求适合制麦芽的小麦品种是首要而重要的工作。双波长法是一种简便快捷的测定淀粉含量的方法,能同时测定直链/支链淀粉含量。本文探讨了双波长法测定小麦淀粉含量的最佳波长及最适的测定浓度。测定了15中常规小麦的直链/支链淀粉含量。并选择了部分有代表性的品种进行制麦芽试验,初步研究了支链/直链比对淀粉降解程度的影响,以期寻求一种简便快捷的测定小麦及麦芽中淀粉含量的方法,同时为筛选适合制麦芽小麦品种提供依据。1材料和方法1.1试验材料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小麦:山东农业大学农学院提供。编号为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仪器、仪器和仪器GR-200型全自动电子分析天平:日本AND公司;附温比重瓶:上海市崇明建设玻璃仪表厂;半自动凯氏定氮仪:瑞典特卡多;UV-2100型分光光度计:龙尼柯(上海)仪器有限公司;UV-1601型分光光度计:日本Shimadzu公司;2004-21(501)超级恒温水浴锅:国华仪器有限公司;小型自动发芽装置:泰安泰山啤酒有限公司;YQ-PJ-5型EBC粉碎机:西安机械研究所。1.1.3技术公司碘:碘化学公司直链淀粉、支链淀粉:北京欣经科生物技术公司;碘:山东省化学研究所;硫酸钾、硫酸铜:天津市科密欧化学试剂开发中心;碘化钾:天津市四通化工厂。1.2测试方法1.2.1标准物质的制备1.2.1.kohmoh称取直链淀粉0.1000g于100mL烧杯中,加10mL0.5mol/LKOH;将烧杯置于60℃水浴中充分搅拌10min,然后全部转移到50mL容量瓶中用蒸馏水定容,并摇匀、静置。1.2.1.2.2链饲料的标准制备同直链淀粉标准工作液制备。1.2.2碘法调ph值取直链/支链淀粉标准工作液1.3、2.0mL各置于100mL烧杯中,加蒸馏水25mL,以0.1mol/LHCl溶液调pH值至3.5,再分别将溶液全部转移至50mL容量瓶中,加0.5mL碘试剂,加蒸馏水至刻度。20℃静置30min后摇匀。1.2.3碘法提取ph值分别取直链淀粉标准工作液0.3、0.5、0.7、0.9、1.1、1.3mL于100mL烧杯中,加蒸馏水25mL,以0.1mol/LHCl溶液调pH值至3.5,将溶液全部转移至50mL容量瓶中,加0.5mL碘试剂,加蒸馏水至刻度。20℃静置30min。1.2.4支链淀粉标准曲线的制备分别取支链淀粉标准工作液2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0mL于100mL烧杯中,以下步骤参照1.2.3。1.2.5碘-ph法提取温度称取样品0.1000g,适量乙醚脱脂,加10mL0.5mol/LKOH;将烧杯置于60℃水浴中充分搅拌10min,然后转移到50mL容量瓶中蒸馏水定容,摇匀后静置。取上清液2.5mL于100mL烧杯中,加蒸馏水25mL,以0.1mol/LHCl溶液调pH值至3.5,将溶液全部转移至50mL容量瓶,加0.5mL碘试剂,加蒸馏水至刻度。20℃静置30min。1.2.6浸麦、发芽、干燥取小麦1.5kg,在小型自动发芽装置内进行发芽试验。浸麦水温:16℃;浸麦方式:浸2断4;通风:15min/h;浸麦度:43.5%;发芽温度:13~15℃;发芽时间:5d;凋萎:35~40℃,6h;干燥:45~75℃,5h;焙焦:80℃,2h。2结果与分析2.1样品测定波长用UV-1601分光光度计对淀粉扫描液进行扫描得吸收光谱(图1),得到直链淀粉测定波长631nm,参比波长480nm。支链淀粉测定波长554nm,参比波长754nm。2.2标准曲线的绘制使用UV-2100分光光度计在测定波长631nm、参比波长480nm下分别测定吸光度值。以直链淀粉含量为横坐标,以ΔA=(A631nm-A480nm)为纵坐标绘制标准曲线(图2)。直链淀粉含量在0~30μg/mL范围内符合比耳定律。2.3标准曲线的绘制用UV-2100分光光度计在测定波长554nm,参比波长754nm下分别测定吸光度值。以支链淀粉含量为横坐标,以ΔA=(A554nm-A754nm)为纵坐标绘制标准曲线(图3)。直链淀粉含量在0~100μg/mL范围内符合比耳定律。2.4总淀粉含量/%使用UV-2100分光光度计分别测定样品(按照1.2.5制备)在631、480、554、754nm下的吸光度值。淀粉含量按照下列公式计算。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为总淀粉含量/%;W1为直链淀粉含量/%;W2为支链淀粉含量/%;M为样品质量/g;X为小麦粉含水量/g/g;10为单位换算系数。2.5支链淀粉和以文明成果的小麦品种间的变异15种小麦的支链/直链淀粉含量列于表1。品种间变异系数反映了该指标品种间的差异,各品种直链淀粉在12.56%~14.74%之间,品种间变异系数为7.33;支链淀粉为38.36%~56.33%,品种间变异系数为13.16;支链/直链淀粉的变异系数为16.10,品种间差异最大。W-13支链/直链淀粉最高,为4.51∶1;W-2支链/直链淀粉较低为2.70∶1。支链淀粉与直链淀粉相比,含量较高且品种间差异较大,所以小麦品种间总淀粉含量的差异主要是支链淀粉含量差异引起的。淀粉含量较高的品种,其支链/直链淀粉的比例也较高,15个品种中有11个品种支链、直链淀粉的比值高于3.50∶1,占68.75%。2.6小麦品种对小麦淀粉含量的影响对15种小麦的相关品质指标进行了测定列于表2。由于千粒重与麦粒的饱满程度有关,所以15个品种中千粒重与淀粉含量之间未发现相关关系。15个小麦品种中有8种色泽较浅呈黄白色或金黄色。15个品种中除小麦2号的发芽率较低为93%外,其余小麦发芽率均在95%以上,大部分在97%以上。用于酿造淡色贮藏型啤酒的小麦品种要求皮色浅,淀粉含量较高,蛋白质含量较低,发芽率高。考虑到本次研究要求制麦品种在淀粉含量上要具有一定的代表性。综合表1、2,选取W-4、W-5、W-8、W-9、W-10与W-15做进一步研究。其中W-15淀粉含量最高为70.67%,支链/直链=3.93∶1;W-9、W-10淀粉含量较高且含量相近分别为68.23%和68.59%,但支链/直链比有一定差异分别为3.85∶1和4.19∶1,W-5和W-15蛋白质含量相近分别为13.67%,13.37%;W-8、W-9蛋白质含量相近分别为14.60%,14.79%。2.7小麦淀粉组分含量的变化将初选的6个小麦品种按照1.2.6中制麦工艺制成麦芽。如表3所示,各品种制成的干麦芽直链淀粉含量有不同程度的下降;W-5、W-8、W-10、W-15制麦后支链淀粉含量下降。淀粉是小麦浸出物的主要来源。在酶的作用下,直链淀粉理论上全部转化成可发酵性糖,支链淀粉转化成可发酵性糖与低分子糊精。淀粉组分含量下降的原因是:发芽呼吸损失,发芽过程中淀粉酶活力上升,淀粉中部分链被切断,并进一步被分解为小分子精糊和糖。发芽前后各小麦直链淀粉含量下降4%~8%、总淀粉含量下降5%~15%。用SAS9.0统计软件对表5中数据分析得出,制麦前后总淀粉降解程度与原小麦中支链/直链淀粉存在正相关性(P<0.1),相关系数r=0.802。3小麦中支链/含支链淀粉含量对原小麦总淀粉降解的影响采用双波长法可以快速准确的测定小麦及其麦芽中直链、支链淀粉的含量,根据淀粉吸收光谱直链淀粉的测定波长为631nm和480nm,支链淀粉的测定波长为554nm和754nm。直链淀粉的浓度在0~30μg/mL,支链淀粉在0~110μg/mL范围内符