直链淀粉编制说明

粮油检验 大米中直链淀粉含量测定 快速仪器法行业标准编制说明（征求意见稿）标准编制小组2017 年 3 月 14 日11. 工作概况(包括任务来源、协作单位、主要工作过程、行业标准主要起草人及其所做的工作等)1.1 任务来源及协作单位粮油检验 大米中直链淀粉含量测定 快速仪器法是 2016 年国家粮食局标准质量中心立项，由辽宁省粮油检验监测所、长春长光思博光谱技术有限公司、沈阳市粮油检验监测所、大连市粮食局粮油检验监测站、黑龙江省粮油卫生检验监测站等 16 家单位合作编写的行业标准。辽宁省粮油检验监测所负责组织、指导标准起草方案的制定；长春长光思博光谱技术有限公司、浙江伯利恒仪器设备有限公司负责标准文本的起草与仪器设备提供；南京财经大学、湖北省粮油食品质量监督检测中心、安徽省粮油产品质量监督检测站负责相关的实验验证工作。1.2 主要工作过程2015 年上半年，长春长光思博光谱技术有限公司凭借自身的光电子产业技术和对GB/T 15683-2008大米 直链淀粉含量的测定 的反复研究，经过大量实验探索，成功研制了直链淀粉速测仪样机。2016 年 7 月，国家粮食局标准质量管理办公室下发质检办便函201638 号国家粮食局标准质量管理办公室关于下达 2016 年粮油行业标准修订计划的通知，对制定粮油检验 大米中直链淀粉含量测定 快速仪器法立项，项目承担单位为辽宁省粮油检验监测所。2017 年 2 月至 3 月，以辽宁省粮油检验监测所、长春长光思博光谱技术有限公司等16 家单位组成的标准起草小组起草了粮油检验 大米中直链淀粉含量测定 快速仪器法标准工作组讨论稿。2015 年 10 月 1924 日，国家粮食局标准质量中心在长春市组织吉林、北京、河北、黑龙江、辽宁、湖北、陕西等国家粮食质量检测中心技术人员对直链淀粉速测仪适用于国家标准的可行性进行了验证测试。仪器顺利通过了验证测试，并且依据专家建议，进行了部分改进工作（详见附录）。2016 年 11 月，在由辽宁省粮油检验监测所组织，大连市粮食局粮油检验监测站承办的 2016 年度国家级收获粮食粳稻谷质量会检中，长春长光思博光谱技术有限公司技术人员参与了此次会检的大米直链淀粉含量的测定工作，对大量样品同时采用快速仪器法与 GB/T 15683-2008 法进行测定，两种检测方法的测定结果相符。2017 年 1 月，湖北省粮油食品质量监督检测中心、安徽省粮油产品质量监督检测站、南京财经大学、河南工业大学采用GB/T 15683-2008 法对相同的 8 份大米样品进行验证测定，该测定结果与采用快速仪器法的测定值相符。2. 标准的编制原则和标准的主要内容（如技术指标、参数、公式、2性能要求、实验方法、检验规则等）的论据（包括实验、统计数据）2.1 编制原则本标准编制遵循标准要有良好的适应性、可行性、方便性、推进与国际惯例接轨的原则。本标准的编写规则是按照 GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第 1 部分：标准的结构和编写的要求进行编写。该标准所述方法是建立在科学研究、权威鉴定和充分应用的基础上，不排除今后其他经过性能测试、行业准入的同类产品。2.2 大米直链淀粉含量检测的意义大米是我国最主要的主食，主要成分是淀粉。而淀粉分为直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉随着大米品种的不同在大米淀粉中所占比例有很大差别。例如，GB1354-2009大米中规定优质大米的直链淀粉含量，在粳米中为 14%20%，籼米中则为 14%24%。大米直链淀粉含量对大米蒸煮品质与口感影响很大，直链淀粉含量越高，米饭越硬、越难熟。同时，直链淀粉含量与淀粉的糊化、凝胶化、黏稠度、溶解度、膨胀能力、消化性和抗性等性质也密切相关，对大米的合理加工与利用，农业选种、育种均具有重要意义。所以，快速、准确测定直链淀粉含量对米及米制品生产行业的生产与发展具有重要意义。GB/T15683-2008 检测时间较长，部分实验步骤不易操作，实验的重复性与再现性较差。首先，利用索氏提取器进行样品脱脂、用 2d 时间来平衡水分等操作步骤耗时较长，以至于大幅度延长了检测时间。其次，该标准并没有对平衡水分的环境进行严格规定，不确定度大。再次，绘制标准曲线所需的马铃薯直链淀粉和糯米支链淀粉需要实验人员自行制备，标准物的纯度缺乏一致性，并且个人的经验与操作技术水平对测定结果影响较大，导致不同实验室间绘制的标准工作曲线也存在较大差异。以致造成实验的重复性和再现性差，从而影响测定结果的准确度。通过对 GB/T 15683-2008大米 直链淀粉含量的测定、ISO 6647-1:2007大米 直链淀粉含量的测定（英文版）、NY/T 2639-2014稻米直链淀粉的测定 分光光度法、GB/T 21305-2007谷物及谷物制品水分的测定的研究，为缩短大米中直链淀粉的测定时间，有效地减小操作过程中的人为误差，使测定结果更加准确稳定、客观公正，建立了大米直链淀粉含量测定的快速仪器法。快速仪器法通过专有的样品前处理过程，大幅度地缩短了实验周期。同时，通过仪器内置曲线免去了标准曲线的绘制工作，不仅减少了实验时间，很大程度上克服了人为误差，还有效地提高实验的准确性、重复性与再现性，最大限度保证测定过程快速、测定结果准确，更好地服务市场要求，为企业发展提供科技支撑。32.3 标准的主要内容本标准的主要内容有：标准的范围、规范性引用文件、术语和定义、原理、试剂和仪器、操作步骤、结果表示、精确度。3. 主要实验（或验证）的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效果3.1 适用范围和原理本标准适用于直链淀粉含量高于5%（质量分数）的大米。在延伸应用范围得到确认后，也可以用于糙米、玉米、小米和其他谷物的测定。直链淀粉速测仪原理：将大米粉碎至细粉，以破坏淀粉的胚乳结构，使其易于完全分散及糊化，并脱脂粉碎后试样，将脱脂后的试样分散在氢氧化钠溶液中。向一定量的试样分散液中加入专用显色试剂，生成显色复合物，然后使用直链淀粉速测仪于720nm波长处测定该显色复合物的吸光度值与直链淀粉含量。3.2 快速仪器法的技术改进快速仪器法针对 GB/T 15683-2008大米 直链淀粉含量的测定的多处操作方法与使用的试剂进行了改进。尤其是利用超声波设备替代索氏提取器进行样品脱脂，使用恒温烘箱烘干样品，这两项操作的改进大幅度地缩短了实验检测周期。3.2.1 超声波脱脂为了减少样品脱脂时间，进行了利用超声波提取法替代索氏提取器脱脂的研究。选取 20 份直连淀粉含量在 15%25% 范围内的大米样品，采用不同的脱脂方法与脱脂时间对样品进行脱脂，并测定直链淀粉含量。实验共设四组，第一组为对照组，采用 GB/T 15683-2008 方法测定直链淀粉含量；其余三组为超声 组、超声组、超声组，也按照GB/T 15683-2008 测定所有样品直链淀粉含量，但将索氏提取器脱脂的操作步骤替换为利用超声波设备进行脱脂。利用超声波设备进行脱脂的具体操作如下：称取 0.5g 样品置于脱脂袋内，将脱脂袋放入装有 150mL 甲醇的 250mL 广口瓶中，之后，将广口瓶放到超声波设备内，水温 45，进行超声波处理。超声组、超声组、超声组超声时间分别是40min、60min、80min。超声波处理后将脱脂袋取出，按照 GB/T 15683-2008 的要求平衡水分后并继续进行其余操作。实验结果如表 1 所示，将四组数据进行单因素方差分析，考察采用不同的超声波脱脂条件处理样品后测定的结果与采用国家标准方法测定的结果之间是否存在显著性差异。p = 0.021 0.05，测定结果之间无显著性差异，即采用恒温干燥箱烘干样品并不会影响直链淀粉含量的测定结果。但是，由于对照组平均值与烘干组平均值的差值最小的是烘干组，所以，选择烘干组的烘干条件，即 90，烘干 45min 作为平衡水分的条件。表 2 不同方案平衡水分后样品直链淀粉含量（% ）样品编号对照组直链淀粉含量（%）（GB/T15683-2008）烘干组直链淀粉含量（%）(90，30min)差值 d1烘干组直链淀粉含量（%）(90，45min)差值 d2烘干组直链淀粉含量（%）(90，60min)差值 d31 18.48 20.82 2.34 19.71 1.23 19.52 1.04 2 19.27 20.59 1.32 19.75 0.48 19.21 -0.06 3 18.17 20.24 2.07 19.33 1.16 19.14 0.97 4 19.63 20.32 0.69 19.63 0.00 18.91 -0.72 5 16.81 19.18 2.37 17.95 1.14 18.30 1.49 6 21.74 22.50 0.76 22.38 0.65 21.85 0.11 7 18.80 19.98 1.18 19.86 1.07 20.09 1.30 8 18.87 20.78 1.91 19.90 1.03 19.63 0.76 9 16.85 18.76 1.91 18.22 1.38 18.07 1.22 610 18.03 18.98 0.95 18.45 0.42 19.02 0.99 11 21.51 24.02 2.52 22.38 0.88 22.92 1.41 12 23.25 24.71 1.46 24.29 1.05 24.63 1.39 13 23.95 24.90 0.95 24.90 0.95 25.09 1.14 14 18.95 20.02 1.07 19.82 0.88 20.40 1.45 15 20.51 21.96 1.45 21.58 1.07 21.47 0.96 16 17.31 19.21 1.91 18.41 1.11 19.02 1.72 17 18.79 19.90 1.11 19.06 0.27 18.56 -0.23 18 19.67 21.43 1.76 20.63 0.96 20.28 0.61 19 24.79 26.24 1.45 26.24 1.45 25.66 0.88 20 20.52 22.08 1.56 21.77 1.26 21.31 0.80 平均值 19.79 21.33 1.54 20.71 0.92 20.65 0.86 标准差 2.26 2.15 / 2.32 / 2.30 /3.2.3 显色试剂的保存快速仪器法采用了两种专用显色试剂，显色试剂A ：使用碘化钾酸性溶液和抗氧化剂配制的专用显示试剂；显色试剂B：使用过硫酸钾配制的专用试剂。两种试剂均需47，避光保存。表3中是用同一份显色试剂，在配制当天、配制1个月后、配制3个月后、配制6个月后测定同份样品直链淀粉含量的结果。进行单因素方差分析，p = 0.093 0.05，无显著性差异。所以，可以认为显色试剂的有效期为6个月，但考虑到各个实验室实验条件的限制，推荐保质期为3个月。表 3 显色剂保存时间与测定效果组别 配制当天 配制 1 个月后 配制 3 个月后 配制 6 个月后16.66 16.57 16.42 16.5116.63 16.63 16.36 16.4916.58 16.40 16.54 16.44直链淀粉含量（%）16.62 16.46 16.61 16.50平均值 16.62 16.51 16.48 16.48标准差 0.033 0.104 0.113 0.03173.2.4 直链淀粉速测仪内置的标准曲线直链淀粉速测仪内置的标准曲线是利用已知直链淀粉含量的参考物质绘制的。首先，测定不同浓度参考物质的吸光度值，然后，以吸光度值为纵坐标，直链淀粉含量为横坐标，绘制标准曲线。参考物质，是从坛墨质检（北化恒信-国家标准物质中心）购入的有证标准物质，编号BCR-467。BCR标准物质是由欧盟研究基金项目支持其研制，并由欧洲标准局（IRMM）负责保存、分发以及后续监控进程和复制。3.3 本标准与国家标准测定值相关性验证为了验证直链淀粉速测仪测定值能否准确判定，选取20份粳稻样品，分别用快速仪器法和GB/T 15683-2008测定其直链淀粉含量。对直链淀粉速测仪测定值与GB/T 15683-2008大米 直链淀粉含量的测定的测定值的相关性进行实验验证，对结果进行统计分析，见图1。由图1可明显看出，直链淀粉速测仪测定值与GB/T 15683的测定值具有明显的正相关关系，相关系数为0.9852，说明两种测定方法的测定值具有一定的关联性。图1 快速仪器法与国家标准测定值相关性验证3.4 国家标准适用性验证2015 年 10 月 1924 日，国家粮食局标准质量中心在长春市组织吉林、北京、河北、黑龙江、辽宁、湖北、陕西等国家粮食质量检测中心技术人员对直链淀粉速测仪适用于国家标准的可行性进行了验证测试。3.4.1 样品的制备8直链淀粉速测仪性能评价实验的样品：支链淀粉选用蜡质糯米，纯度 100%（手动挑选去除非糯性大米），粉碎至 80 目100 目；按 GB/T 15683-2008 将上述样品进行脱脂和平衡水分，测试用样品采用糯米作为基质，按 15%30%范围加标。3.4.2 准确性一名测试人员用两台直链淀粉速测仪，按照仪器规定的方法完成直链淀粉含量在 14%至 30%加标样品测定，两次测定均值作为测试结果。采用测定值与定值进行配对 T 检验，考察验证仪器测定结果与国家标准方法的测定结果之间是否存在显著性差异，结果见表 4、5。仪器 1：t d=0.40，查 t 分布表，t 0.05,8 =2.306，t d = 0.40 0.05，测定结果之间无显著性差异，即直链淀粉速测仪的测定结果与不同实验室、不同实验操作人员采用国家标准方法测定的结果之间无显著性差异，说明快速仪器法能够推广到实际应用中。表 9 直链淀粉速测仪测定值与各单位国家标准测定值样品编号直链淀粉速测仪测定值（%）单位 A 国标法测定值（%）差值 d1单位 B 国标法测定值（%）差值 d2单位 C 国标法测定值（%）差值 d31 17.84 17.10 0.74 16.82 1.02 17.04 0.80 2 17.35 16.90 0.45 16.51 0.84 17.24 0.11 3 17.58 17.00 0.57 17.08 0.50 16.89 0.68 4 18.44 18.80 -0.36 18.01 0.43 18.76 -0.32 5 19.69 19.00 0.68 18.66 1.03 18.90 0.79 6 21.29 20.00 1.29 19.84 1.45 19.92 1.37 7 24.04 22.80 1.24 22.18 1.86 22.76 1.28 8 22.19 21.50 0.69 20.75 1.44 21.41 0.77 平均值 19.80 19.14 0.66 18.73 1.07 19.11 0.69 标准偏差 2.47 2.19 / 2.04 / 2.14 /3.5 与 GB/T 15683-2008 对比实验在 2016 年度国家级收获粮食粳稻谷质量会检样品中，随机采集粳稻样品 40 份，同时用 GB/T 15683-2008 大米 直链淀粉含量的测定和直链淀粉速测仪测定样品直链淀粉含量，并将测定结果进行配对 T 检验，结果见表 10。td=0.40，查 t 分布表，t 0.05,39=2.0230，t d=0.40 t0.05,39 =2.0230，说明两种检测方法的测12定结果之间无显著性差异，直链淀粉速测仪测定值与国标法测定值相符。同时，两种检测方法的测定结果的两次独立测试结果差的绝对值，均小于重复性 r，说明两种检测方法的重复性都十分良好，该次测试结果真实可靠。4. 采用国际标准和国外先进标准的程度，以及与国际、国外同类标准水平的对比情况，或与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况本国家标准在技术水平上能与国际水平接轨。13表 10 直链淀粉速测仪测定值与 GB/T 15683-2008 测定值对比编号GB/T 15683-2008测定值平均值两次测定值差值 d重复性限 r直链淀粉速测仪测定值平均值两次测定值差值 d重复性限 r 编号GB/T 15683-2008测定值平均值两次测定值差值 d重复性限 r直链淀粉速测仪测定值平均值两次测定值差值 d重复性限 r18.87 17.94 18.18 18.88 119.02 18.95 0.15 1.26 18.05 18.00 0.11 1.24 21 18.11 18.15 0.08 1.24 18.89 18.88 0.01 1.25 19.71 18.98 19.40 19.99 219.40 19.56 0.31 1.26 19.07 19.03 0.09 1.26 22 19.33 19.37 0.08 1.26 20.04 20.02 0.05 1.27 18.95 19.07 19.25 19.95 319.02 18.98 0.08 1.26 19.16 19.12 0.09 1.26 23 19.40 19.33 0.15 1.26 20.00 19.98 0.05 1.27 19.63 19.50 16.43 16.88 419.56 19.60 0.08 1.26 19.80 19.65 0.30 1.26 24 16.66 16.54 0.23 1.22 16.97 16.93 0.09 1.23 20.40 19.96 19.86 20.87 520.32 20.36 0.08 1.27 20.05 20.01 0.09 1.27 25 20.09 19.98 0.23 1.27 20.44 20.66 0.43 1.28 20.22 19.40 20.02 21.07 620.24 20.23 0.02 1.27 19.48 19.44 0.08 1.26 26 20.32 20.17 0.31 1.27 21.13 21.10 0.06 1.28 18.87 18.01 18.11 18.82 718.87 18.87 0.00 1.25 18.11 18.06 0.10 1.24 27 18.26 18.18 0.15 1.25 18.68 18.75 0.14 1.25 19.48 19.78 19.25 19.06 819.25 19.37 0.23 1.26 19.86 19.82 0.08 1.27 28 19.79 19.52 0.53 1.26 19.05 19.06 0.01 1.26 18.03 17.95 19.02 18.88 918.34 18.18 0.31 1.25 18.03 17.99 0.09 1.24 29 18.87 18.95 0.15 1.26 19.06 18.97 0.18 1.26 18.18 17.55 19.48 19.23 1018.49 18.34 0.31 1.25 17.64 17.60 0.09 1.24 30 19.40 19.44 0.08 1.26 19.31 19.27 0.08 1.26 14续 表 10 直链淀粉速测仪测定值与 GB/T 15683-2008 测定值对比编号GB/T 15683-2008测定值平均值两次测定值差值 d重复性限 r直链淀粉速测仪测定值平均值两次测定值差值 d重复性限 r 编号GB/T 15683-2008测定值平均值两次测定值差值 d重复性限 r直链淀粉速测仪测定值平均值两次测定值差值 d重复性限 r19.02 18.32 21.01 20.83 1118.64 18.83 0.38 1.25 18.41 18.37 0.09 1.25 31 20.47 20.74 0.53 1.28 20.96 20.90 0.13 1.28 21.39 20.80 20.17 20.34 1221.77 21.58 0.38 1.29 20.89 20.84 0.09 1.28 32 20.24 20.21 0.08 1.27 20.29 20.32 0.05 1.27 21.08 20.14 19.71 19.86 1321.24 21.16 0.15 1.28 20.33 20.24 0.19 1.27 33 19.94 19.82 0.23 1.27 19.92 19.89 0.06 1.27 18.18 19.04 17.73 18.26 1418.03 18.11 0.15 1.24 19.12 19.08 0.08 1.26 34 17.65 17.69 0.08 1.24 18.26 18.26 0.00 1.25 18.34 19.08 18.87 18.02 1518.56 18.45 0.23 1.25 19.17 19.13 0.09 1.26 35 18.49 18.68 0.38 1.25 18.12 18.07 0.10 1.24 18.26 17.47 17.73 17.02 1618.34 18.30 0.08 1.25 17.58 17.53 0.11 1.24 36 17.65 17.69 0.08 1.24 17.11 17.07 0.09 1.23 19.38 21.85 18.18 17.88 1719.48 19.43 0.10 1.26 21.54 21.69 0.31 1.29 37 18.72 18.45 0.53 1.25 17.96 17.92 0.08 1.24 18.64 18.60 17.65 17.89 1818.41 18.53 0.23 1.25 18.69 18.65 0.09 1.25 38 17.65 17.65 0.00 1.24 17.97 17