[發明專利]近紅外光譜法快速測定小米中直鏈與支鏈淀粉的方法

在審

• 申請號: 202010019948.7
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111024649A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 田翔;王海崗;王君杰;劉思辰;秦慧彬;陳凌;曹曉寧;喬治軍
• 申請（專利權）人: 山西省農業科學院農作物品種資源研究所
• 主分類號: G01N21/359
• 分類號: G01N21/359
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;武建云

本發明公開了一種近紅外光譜法快速測定小米中直鏈與支鏈淀粉的方法，建立傅里葉變換近紅外光譜法（FT?NIRS）測定小米中直鏈與支鏈淀粉的比例（淀粉直/支比）。以小米種質為材料，采用FT?NIRS分析技術建立小米中淀粉直/支比的快速檢測模型。結果表明，采用一階導數+矢量歸一化光譜預處理，建立小米淀粉直、支鏈淀粉的定標模型。對于小米中淀粉直/支比的預測，化學法和近紅外儀器法測定間無顯著差異，近紅外測定結果是準確可靠的。說明采用FT?NIRS分析技術能夠滿足對小米中淀粉直/支比的檢測。

技術領域

本發明涉及谷物分析檢測領域，具體為一種傅里葉變換近紅外光譜法快速測定小米中直鏈與支鏈淀粉的方法。

背景技術

谷子起源于中國北方，是世界上最古老的糧食作物之一，谷子脫殼后即為小米，其淀粉、蛋白質、脂肪、維生素及硒等微量元素營養物質含量豐富，可平衡膳食促進人體健康。早在《本草綱目》中有記載，“小米味咸，微寒。主養腎氣，去胃、脾中熱，益氣。陳者，味苦，主胃熱，消渴，利小便”，其養腎益氣、去熱消渴的功效很早就已被古人認識。淀粉是小米中最主要的成分，含量一般在 60%~70%之間，其組成成分的含量、結構與形態均會對小米的食用品質和加工品質產生一定的影響。支鏈淀粉和直鏈淀粉作為淀粉的重要組成部分，它們兩者之間的比例直接影響小米的食味品質。因此，小米中淀粉直/支比的測定是小米加工的一個重要的質量參數。

谷子中重要部分就是淀粉，它的含量一般在14%~15%之間。淀粉主要存在于胚乳中，稻殼、胚和糠層中不含淀粉。稻谷中的淀粉由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成。這兩種淀粉的含量和比率是稻谷的重要品質特性，直接影響到儲藏、食用和工藝品質，影響吸水性、膨脹性、蒸煮中固體物質的溶解性、顏色、光澤、粘彈性和米飯柔軟性的主要因素是直鏈淀粉含量。谷子的品質包括營養品質和食味品質。谷子的食味品質中，直鏈淀粉含量是直鏈淀粉在精米干重的百分比，直連淀粉含量一般分成四類，高、中、低、極低。根據研究表明，直連淀粉含量較高，米飯的粘性、光澤度、柔軟度就較差。含量為20.0%~25.0%的食味品質較好。直鏈淀粉和支鏈淀粉的不同比例影響著小米的各項性質，小米淀粉中的直鏈含量約為27.2%，直接反映為其凝膠穩定性好、持水力較強、熱焙變化大、膨脹力和糊化溫度相對高，但是透明度低、凍融穩定性和熱穩定性均相對較差，為繁育出完善營養價值的谷子品質提供重要依據。

影響小米米質和工藝品質的重要影響因素是米淀粉結構和它的性質。在食味品質定量測定指標中直鏈淀粉、糊化溫度和膠稠度作為主要指標。因此，建立谷物品質性狀的快速、非破壞的判別方法，及時有效地對谷物的營養成份進行快速測定，無論是在育種，還是在食品加工和農產品貿易中都有重要意義。

目前，小米中淀粉直/支比的測量方法有很多種。通常用的是通過測定直鏈淀粉和淀粉含量間接得到淀粉直/支比。碘比色法是常用的直鏈淀粉含量的測定方法，其原理是：淀粉與碘形成碘-淀粉復合物，并具有特殊的顏色反應。支鏈淀粉與碘生成棕紅色復合物，直鏈淀粉與碘生成深藍色復合物。在淀粉總量不變的條件下，將這兩種淀粉分散液按不同比例混合，在一定波長和酸度的條件下與碘作用，生成由紫紅到深藍一系列顏色，代表其不同直鏈淀粉與支鏈淀粉含量比例，根據朗伯-比爾定律，吸光度與直鏈淀粉濃度呈線性關系，可用分光光度法測定。旋光法是淀粉含量的測定方法，其原理是：淀粉是多搪聚合物，在一定酸性條件下，以氯化鈣溶液為分散介質，淀粉可均勻分散在溶液中，并能形成穩定的具有旋光性的物質，而旋光度的大小與淀粉含量成正比，故可用旋光法測定。然后通過小米淀粉和直連淀粉含量計算出支鏈淀粉含量，從而得到小米淀粉直/支比。其優點是測定數據相對準確，缺點是操作流程比較繁瑣，費時費力，容易造成人為誤差等。上述方法不僅需要對樣品進行一系列的前處理，操作繁瑣，分析周期長，而且樣品也被破壞，無法再利用，在不同程度上限制了谷物營養成份的快速檢驗，影響育種效率，也不適用于在線快速分析和過程品質控制。