饲用高梁淀粉含量的旋光测定法

车 畅

(哈尔滨市饲料科学研究所 150018)

饲用高梁淀粉含量的旋光测定法

车 畅

(哈尔滨市饲料科学研究所 150018)

用旋光测定法研究了淀粉含量与旋光度之间的关系,并用于高粱中淀粉的测定,其平均回收率为99.77%;同时讨论了回流时间及高梁中脂肪与蛋白质对旋光度的影响。

高粱;淀粉;回流时间;旋光度

高粱在我国的种植历史最少也有5000年了。在《本草纲目》中就有对高粱的描述：“蜀黍北地种之,以备粮缺,余及牛马,盖栽培已有四千九百年”。高粱分布范围广泛,形态变异也是多种多样。将其按照用途的不同大体可以分为食用高粱、糖用高粱、帚用高粱等类。本文研究的主要是用作饲料当中的饲用高粱。

高粱作为一种禾谷类作物,粮食籽粒中所含粗脂肪大约为3%～4%左右、粗蛋白含量约为8%～11%略高于玉米,淀粉含量大约可以达到65%～75%。饲用高梁是家畜饲料生产的重要原料之一,所含淀粉的含量多少是评价高梁质量的一项重要指标。目前国家标准方法采用还原糖法测定谷物中淀粉的含量,这种方法操作过程极其复杂,所需药品数量种类众多,耗时很长,由于检测过程中的多次转移,使得检测结果的准确性和重复性都无法保证,受检验人员的检验水平,经验丰富程度的影响极大。本文对利用淀粉的旋光性测定高粱中淀粉含量的方法进行了探究。

1 实验材料和方法

1.1 材料与仪器

D F-Ⅱ数显集热式磁力加热搅拌器;数字自动旋光仪WZ Z-1 S/2 S;C XM-010J X FM110锤式旋风磨;T G328 A(S)分析天平;索氏抽提器;波美比重计;P H S-2 F酸度计。氯化钙-醋酸萃取剂;可溶性淀粉(分析纯);15%六氰合铁酸钾溶液;浓度为85%的甲醇。氯化钙-醋酸萃取剂配置：称取分析纯氯化钙试剂500 g,充分溶解于1000 mL蒸馏水中,使用比重计调节比重为1.3 g/cm3,再用冰醋酸调节溶液p H值为2.0～2.3之间,过滤于1000 mL试剂瓶中备用。

1.2 试样制备

选取地产红高粱样品500 g,按照国家标准分样方法缩分为50 g,用锤式旋风磨粉碎高梁样品,要求97%以上通过80目筛,合并筛上物和筛下物,并混合均匀。将粉碎后的样品做烘干处理,最后装入玻璃广口样品瓶中,贴好标签置于干燥器中备用。

1.3 实验方法

用分析天平准确称取备用样品2.0000 g置于索氏抽提器当中,加入85%甲醇溶液100 mL,回流200 min,脱去高粱样品中的脂肪和蛋白质,中速滤纸过滤后将固体样品进行烘干处理,除去溶剂后转移到容积为100 mL的圆底烧瓶中,加入30 mL氯化钙-醋酸萃取剂。加热进行回流操作,回流完毕后将烧瓶取出自然冷却至室温。之后向烧瓶内注入1 mL15%六氰合铁酸钾溶液,充分摇匀后进行抽滤,将滤液移入100 mL容量瓶中,定容,然后对溶液进行旋光度测定。

2 数据与讨论

2.1 确定加热温度与回流时间

分别准确称量1.2162 g的可溶性淀粉9份(标样A～I),置于容积为100 mL的圆底烧瓶中,分别加入30 mL氯化钙-醋酸萃取剂。将8份标样分别加热至不同的温度,控制其处于不同的回流时间。回流完成后将其分别转移至100 mL容量瓶中定容,上机测定其旋光度,结果如下：标样A～D加热温度为70℃,80℃,90℃,100℃时未发生回流现象;标样E～I加热温度为120℃,开始有回流产生,其中标样E回流时间为1 min,测得旋光度为2.15,标样F回流时间为5 min,测得旋光度为2.21;标样G、标样H和标样I的回流时间分别为10 min、15 min和20 min,测得旋光度分别为2.34、2.02和1.96。由以上数据可以看出,对高粱淀粉的旋光法测定实验中,应选择最佳的回流温度为120℃,最佳的回流时间应为10 min。

2.2 淀粉工作曲线的制作

分别称取质量为0.2 g,0.6 g,1.0 g,1.4 g,1.8 g,2.2 g的可溶性淀粉标样a～f,分别加入30 mL氯化钙-醋酸萃取剂。将6份标样分别加热至不同的温度,控制其处于不同的回流时间。回流完成后将其分别转移至100 mL容量瓶中定容,上机测定其旋光度。记录所得旋光度数据,以标样质量为横坐标,旋光度数值为纵坐标绘制淀粉工作曲线。其直线方程的表达式为：旋光度(α)=1.9268 m-0.1032。

2.3 高粱中脂肪与蛋白质对旋光度产生的影响

高梁中脂肪与蛋白质的含量较高,其中脂肪含量约3%～4%左右,蛋白质含量更是高达8%～11%,作为大分子的有机物,高粱样品中的脂肪和蛋白质分子都会对旋光测定结果产生影响,通过实验验证,未脱去脂肪和蛋白质的样品被测所得的旋光度由2.3降至1.76,这一偏差使得最终计算所得淀粉含量值偏离正常值的误差接近20%。可见高粱子粒中所含的蛋白质和脂肪等脂溶性有机物对旋光法有极大的影响。因此必须先用85%的甲醇溶液尽可能的洗去样品中的脂肪和蛋白质,能有非常有效的提高旋光法测淀粉的准确性。

2.4 回流时间对旋光度产生的影响

从实验数据可以了解到,进行淀粉的旋光测定实验时,提取液所用的回流时间会对旋光度产生一定的影响。当回流时间在10 min以下时,样品的旋光度随回流时间的增加而提高;回流时间为10 min 时,旋光度达到峰值。超过10 min后,旋光度随时间的增长而迅速下降。这是因为在回流的高温环境下,回流时间过长会使淀粉发生水解,降低在溶液中的浓度,使得旋光度下降,从而极大的影响检测的准确度。

2.5 回收率的测定

分别准确称取5份高梁样品各2.0000 g,按照上述实验方法进行脱脂脱蛋白质处理后,各加入可溶性淀粉标准样品1.2046 g,继续按照实验方法进行操作,加热温度为120℃,回流时间为10 min,测得旋光度分别为4.653,4.600,4.682,4.705和4.722,计算回收率为98.64%～100.8%,符合定量检测的要求。

3 结论

制作了旋光度与淀粉含量的工作曲线：旋光度(α)=1.9268 m-0.1032。讨论了高梁中脂肪与蛋白质在检测高粱中淀粉含量过程中对实验的影响。确认了测定之前必须用有机溶剂对样品进行脱脂脱蛋白质处理。讨论了回流时间在检测高粱中淀粉含量过程中对实验的影响。当回流时间为10 min时,旋光度达到最大值。进行了回收率实验,所得回收率为98.64%～100.8%,符合定量检测的要求。