小麦胚乳淀粉的微量提取工艺及其粒度测定方法技术

本发明专利技术公开了小麦花期籽粒淀粉粒的微量提取工艺及粒度测定方法，属于农产品加工技术领域。包括：取１０－１５颗小麦籽粒，去胚粉碎，无水乙醇灭酶活、脱色，使用稀碱除去蛋白质，去离子水洗涤过滤，无水乙醇精制、过滤；粒度测定过程包括：使用偏六磷酸钠溶液悬浮淀粉粒，正确设定激光衍射粒度分析仪参数，即可得到小麦花期籽粒淀粉粒粒度分布图。只需５－１５个小麦籽粒微量提取淀粉粒，淀粉粒能很好地保存原始形态。且提取效率高，工艺流程简单，重复性和复现性优良。提取及测定过程快捷安全，可用于科学研究（包括育种过程中后代的筛选）及工业生产中粒度的在线实时监测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于农产品加 工领域。具体说是一种从极少量的小麦胚乳中提取纯淀粉的工艺流程，并将提取的淀粉作为样品测定其淀粉粒粒度分布特征，使科研工作者或工程师快速、便捷 地了解淀粉粒粒度特征对麦制食品或基于小麦淀粉的工业产品的影响。二
技术介绍
小麦胚乳淀粉是禾本科植物小麦(7H^r"m"eW/v"附L.)胚乳中的贮藏型淀粉， 是小麦胚乳的重要组成部分(约占小麦胚乳重量的3/4)，也是决定小麦品质的重 要因素之一，不仅是人类主要的食品来源，也是一种应用广泛的工业原材料。在 食品工业中，淀粉不仅是各类烘烤食品的主要成分，还作为冷冻食品、奶制品、 汤料、调味料等诸多产品的添加剂，起增稠、胶凝、乳化、稳定等作用。在烘烤 面包和蛋糕等食品时，淀粉颗粒经烘焙化溶涨后吸收超量的水，产生柔软的胶状 物。在加工软饼干(曲奇)等食品时，淀粉不发生糊化，而以部分晶体状的完整 颗粒状态，在制成食品中呈现为填充物。基于淀粉的粘滞性、膨胀性、胶沉性和 重结晶性及成膜特性等，淀粉在非食品行业中的应用更为广泛。在石油工业中， 用作稠化剂和钻井泥浆的降失水剂；在造纸行业中，变性淀粉是最重要的造纸化 学添加剂，可提高纸张的物理强度、表面性能，并具有节能降耗、减轻污染等功 效；在纺织行业中，用于浆纱、印染、织物后整理及非织造布和复合制品上，小 麦淀粉是丝绸印花行业中应用较为广泛的糊料之一；在医药工业中，淀粉用作片 剂的赋形剂，也可作吸收性的医用撒粉辅料。随着世界经济迅猛发展及人民生活 水平的不断提高，谷物淀粉已成为一种高效的再生性碳水化合物。据FAO统计数 据，2003年世界谷物产量小麦为5.619亿吨，词料谷物(玉米、黍、高梁等)为 9.182亿吨，粉碎性水稻为3.043亿吨，其中有10亿吨作为原料用于淀粉生产。植物中的贮藏淀粉是以大小不同的淀粉粒形式存在的。植物淀粉特性主要包 括淀粉粒的大小、形状、淀粉晶体模式、直链淀粉含量、淀粉糊化粘度、糊化温 度以及淀粉的老化等，其中淀粉粒的大小和淀粉糊化特性尤为重要。在世界范围内工业用淀粉的市场在不断扩大，目前主要受到淀粉作物种类的限制，其中最主 要的来源是马铃薯、玉米、小麦和木薯淀粉，而不同来源淀粉粒的大小各不相同。 玉米(2-30fim)和木薯(4-35pm)的淀粉粒相对较小，而马铃薯淀粉粒最大直径 可达到100nm。小麦籽粒淀粉粒大小虽然只有l-45nm或l-100jxm，但与其他来 源的淀粉相比其粒度分布却极为特殊。小麦淀粉粒粒径大小在这个范围内的分布 至少出现两到三个峰，各峰分布比较集中，而马铃薯、玉米、木薯等作物籽粒淀 粉粒粒径分布却只有近似正态分布的单峰。因此，小麦胚乳淀粉粒按其粒度大小 通常被分为A型(10，45pm)和B型(l'10pm)。粒度大小分布不同的淀粉粒具有截然不同的糊化特性。如分离出的小麦A型 淀粉粒直链淀粉含量和糊化时焓变比B型淀粉粒大，而B型淀粉粒的最 高糊化温度和终止糊化温度较高。由此可见，通过调整大小淀粉粒的比例可以改 善淀粉的糊化特性，增强淀粉的应用性。小麦作为人类主要的粮食作物，产量高、 价格低廉以及淀粉粒分布的特殊性较其他来源的淀粉具有更广泛地应用性和更灵 活的操作性。不但可以通过育种和栽培手段获得满足食品制作和其他工业生产要 求具有特殊粒度分布的小麦籽粒，也可以通过特殊的工业程序将小麦大小淀粉粒分离使其有更广泛的应用性。因此开发微量淀粉的工艺程序及快速测定其粒度特 征的方法将对科研和生产中粒度检测和质量控制具有十分重要的现实意义。小麦胚乳淀粉的微量提取及快速测定其粒度特征的研究较少，更缺乏系统性 的研究。目前，国内外有文献报道提取淀粉的方法主要有稀碱法和洗面筋法，但 提取效果都不是非常理想，主要原因是纯度过低严重影响测定精度。偶有报道使 用蛋白酶或甲苯等试剂，但因其成本过高或者涉及有毒试剂很难得到广泛的应用。 针对于目前激光衍射粒度分析仪的测量精度高、重复性和复现性好，我们开发了 小麦胚乳淀粉的微量提取工艺即能满足激光衍射粒度分析仪的样品要求，而且操 作简便，所使用的试剂价格低廉、无毒，可以很好地控制成本和节约人力、物力， 非常适合日常的粒度监测工作。
技术实现思路
技术问题本专利技术目的之一是提供一个简单、快捷地从微量的小麦胚乳样品中提取淀粉 的工艺流程；本专利技术同时还提供了一种测定小麦胚乳淀粉粒粒度分布的方法，而旦精度高、重复性和复现性好。本专利技术的工艺流程简单、提取效率高，而旦测定方法精度高、重复性好，可 以用于科研和生产中的粒度监测。技术方案所述的小麦胚乳淀粉的微量提取工艺，包括1、 取样在小麦开花期选择同日开花、长相一致的穗子剪下3，5个，立即置 于液氮中速冻4h后，放入-7(TC冰箱中保存；2、 脱壳去胚将完整籽粒从穗子中拨出5，15粒，用经消毒灭菌的刀片将籽粒麦胚切除；3、 粉碎将脱壳去胚后的籽粒放入10mL无水乙醇中进行粉碎，匀浆，淬灭 酶活性；4、 脱色回收浆液中的固体物质，再次悬浮在20，30mL的无水乙醇中脱色 IO分钟；5、 除去蛋白质将上述脱色的固体物质悬浮在质量体积比0.25%的氢氧化钠溶液中，25'C条件下连续震荡lh，使蛋白质溶解在氢氧化钠溶液中；6、 洗涤用蒸馏水或去离子水连续洗涤三次，然后用O.lmol/L盐酸溶液调节PH值至中性；7、 过滤洗涤后的水悬浮液滤过325目网筛，除去粗纤维及其他大颗粒杂 质，收集滤过的淀粉匀浆；8、 精制将收集得到的淀粉匀浆悬浮在无水乙醇中，充分震荡；9、 粒度测定选用水作为分散剂(500-600ml/样品)，添加辅助试剂偏六磷 酸钠(sodium meta，phosphate)，其与分散剂的质量体积百分比为0.05%;分散剂 水的折射率、密度、粘度参数分别设置为1.331、 0.996 g/cm3、 0.798cp，样品淀 粉的折射率实部、折射率虚部和密度参数分别设置为1.530、 0.200、 3.880 g/cm3， 使用激光衍射粒度分析仪(Saturn Digisizer 5200，麦克公司，美国)测定样品中 淀粉粒度。本专利技术具有如下优点1、本专利技术人首次结合激光粒度分析仪的测定原理提出了从小麦花期籽粒中 微量提取淀粉的工艺流程，只需5，10个小麦籽粒(取决于小麦籽粒发育时期)微量提取淀粉粒，且提取效率高，工艺流程简单，重复性和复现性优良。 一方面提 取过程保存了淀粉粒原始形态，高效率的回收淀粉，对淀粉粒度的研究具有重要 的现实意义；另一方面为科学研究及工业生产实时监测淀粉粒度提供了一种理想 的方法。2、 本专利技术以物理加工为主，使用无毒试剂，既去除了除淀粉外的大量杂质， 又很好地保存了淀粉的原始形态，保证了淀粉粒测定优良的重复性和复现性，同 时达到了安全利用淀粉提取物的理想效果。3、 本专利技术提供了一种提取效率高，工艺流程简单的从小麦花期籽粒中微量 提取淀粉的工艺方法。本专利技术的工艺方法使用的样品量非常少，只有5-15个左右 的小麦籽粒，而且工序少，操作简便，生产周期短，容易实现机械化和自动化生 产，且用本法提取的淀粉无毒安全，生产成本低，市场竞争力强，利于推广使用。四附图说明图1为小麦花期籽粒中微量提取淀粉工艺方法及粒度测定的流程图。 图2为小麦花期籽粒淀粉粒粒度分布图。五具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
小麦胚乳中提取淀粉的工艺，包括：１）取样：在小麦开花期选择同日开花、长相一致的穗子剪下３－５个，立即置于液氮中速冻４ｈ后，放入－７０℃冰箱中保存；２）脱壳去胚：将完整籽粒从穗子中拨出５－１５粒，用经消毒灭菌的刀片将籽粒麦胚切除；３）粉碎灭酶：将脱壳去胚后的籽粒放入１０ｍＬ无水乙醇中进行粉碎，匀浆，淬灭酶活性；４）脱色：回收浆液中的固体物质，再次悬浮在２０－３０ｍＬ的无水乙醇中脱色１０分钟；５）除去蛋白质：将上述脱色的固体物质悬浮在质量体积比０．２５％的氢氧化钠溶液中，２５℃条件下连续震荡１ｈ，使蛋白质溶解在氢氧化钠溶液中；６）洗涤：用蒸馏水或去离子水连续洗涤三次，然后用０．１ｍｏｌ／Ｌ盐酸溶液调节ＰＨ值至中性；７）过滤：洗涤后的水悬浮液滤过３２５目网筛，收集滤过的淀粉匀浆；８）精制：将收集得到的淀粉匀浆悬浮在无水乙醇中，充分震荡，即为提取工艺所获得的淀粉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张传辉，田益华，曹卫星，戴廷波，荆奇，姜东，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]