（食品科学专业论文）稻米直链淀粉含量快速检测方法的试验研究.pdf

中国农业大学硕士学位论文摘要 摘要 为了寻求能缩短检测时间，快速、准确地测定稻米直链淀粉含量的方法和途径，本文进行了 以下研究和探讨：( 1 ) 对现行4 种标准方法进行了比较分析，研究了方法问的异同及其对稻米直 链淀粉含量检测结果的影响，结果表明，采用不同方法进行直链淀粉含量测定所得结果存在或多 或少的偏差：( 2 ) 应用不同类型的近红外仪器，采用近红外光谱分析方法进行了稻米直链淀粉含 量快速检测的探索，结果表明近红外分析方法可以用来预测直链淀粉含量，但其预测结果和化学 值之间的标准偏差尚难满足优质稻谷标准g b , r f1 7 8 9 1 1 9 9 9 对分级定等的要求，难以应用 到优质稻米等级的评定；( 3 ) 对耗时较长的脱脂、脱溶及水分平衡等步骤进行了实验分析并尝 试对g b t1 5 6 8 3 1 9 9 5 方法进行改进的可能性，并探索了滴定法在稻米直链淀粉含量测定中的 应用；( 4 ) 将碘比色法和计算机色度学相结合，探讨了利用扫描仪代替传统的分光光度计，采集 样液的色度信息来测定直链淀粉含量的可能性。研究结果表明，显色液的色度值与稻米直链淀粉 禽量具有良好的线性相关性，通过一次采集多个试样的图像及软件的编制可以显著缩短检测时 间。 关键词：直链淀粉，检测，稻米 中国农业大学硕上学位论文 摘要 a b s t r a c t i no r d e rt oc u td o w nt h ec o n s u m i n gt i m eo f d e t e c t i n ga m y l o s ec o n t e n ti np a d d y , t h et h e s i sc a r r i e d t h r o u g hs u c hs t u d ya n dd i s c u s sa st h ef o l l o w s ：( 1 ) c o m p a r i n gt of o u rs t a n d a r dm e t h o d so fd e t e c t i n g a m y l o s ei nc h i n a ，e x p e r i m e n ti n d i c a t e dt h a tg b t1 5 6 8 3 1 9 9 5m e t h o di sb e t t e rt h a no t h e r s t h e m e t h o dc a ne l i m i n a t et h ee 腩c t so f f a t ，m o i s t u r ea n ds o l v e n t ( 2 ) u s i n gf o u rt y p e so f n i r i n s t r u m e n tt o r e s e a r c ho nd e c t e c t i n ga m y l o s ec o n t e n t ，e x p e r i m e n ti n d i c a t e dt h a tn i rv a l u ew a sl i n e r e dw i t hl a b v a l u ew e l l t h ef o u rt y p e so fn i ri n s t r u m e n t se r r o rw a sb i g g e rt h a n1 0 p e r c e n t ，b u tj u d g i n gr a n ki n c h i n ar e q u i r es t r i c tp r e c i s i o n ，n i ri n s t r u m e n tp r e d i c ta m y l o s ec o n t e n ti nr i c ei sn o ts u i tf o r i d e n t f i c a t i o n r a n ko fp a d d yi nc h i n a ( 3 ) ai n c o m p l e t e l yd e f a t t e dp r o c e d u r et h a ta l ls a m p l e sw e r es u b m e r g e di n s o l v e n tw i t hh e a t i n gu pw a si n v e s t i g a t e da n dt h em e t h o dc a ne l i m i n a t et h ee f f e c t so ff a ta m o n gt h e s a m p l e s t h em e t h o d c a l ls h o r t e nt h e c o n s u m i n g t i m eo f d e f a t t e dp r o c e d u r ef r o m2h o u r st o4 0m i n u t e s aq u i c kw a yf o re l i m i n a t et h ee 髓c 乜m o i s t u r ea n ds o l v e n tw a sr e c o m m e n d e dt h a tc a ns h o r t e nt h e c o n s u m i n gt i m ef r o m4 8h o u r st o3 0m i n u t e s t h ec o m b i n a t i o no fi o d i na n da m y l o s ec o m ei n t ob 6 i n g d e p o s i tw h e nt h ec o m b i n a t i o n sc o n c e n t r a t i o ni se n o u 曲s oas i m p l em e t h o dc a nb ed e v e l o p e db y t i t r a t i o n s u b s e q u e n te x p e r i m e n t si n d i c a t e dt h a tt h i sm e t h o dh a s s m a l l e re r r o r s ( 4 ) s c a n n e rw a su s e dt o c o l l e c tt h eo r i g i n a li m a g eo f t h ei o d i n ec o l o r e ds o l u t i o na n dt h eh u eo f t h ei m a g ew a st h e ni d e n t i f i e db y t h ec o m p u t e r as i g n i f i c a n tc o r r e l a t i o n s h i pw a ss h o w nb e t w e e nt h er e dv a l u ea n da m y l o s ec o n t e n t w h i c hi s p r o v e dt ob ep o s s i b l et op r e d i c tt h ec o n t e n to fa m y ! o s ew i t h o u tt h ec o n v e n t i o n a l l yu s e d s p e c t r o p h o t o m e t e r w i t ht h ea d v a n t a g eo fl o wc o s t , r a p i d n e s s ，h i 曲e f f i c i e n c y , t h em e t h o di sh o p e f u l l y t ob eu s e di nt r a d ep r o c e s s t h r o t i g h t h e e x p e r i m e n t sw e r et a k e n ，s e v e r a ls o l u t i o n sw e r er e c o m m e n d e dt oc u td o w nt h e c o n s u m i n g t i m e k e y w o r d s ：a m y l o s e ，d e t e c t i o n ，p a d d y 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 研究生签名：催改袅 时间： 2 口口侔舌月，汐日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名：茬孜曩 时间：生。口争年占月汐日 导师签名 筷羁彦 时间： 一乒年舌月f 细 中国农业大学坝 + 学位论立绪论 第一章绪论 1 1 稻谷的生产现状和品质评价 稻( 禾本科稻属) ，俗称水稻。全球的栽培稻有1 2 万个品种之多，其特点是每个穗单花和j 式 个雄蕊，两个内稃片包裹一粒子实，这种带壳的子实叫稻谷【1 1 ；i 稻谷经砻谷脱壳后成为糙米，糙 米经过碾米精白成为大米。在含水量为1 4 的精米中，淀粉占7 6 7 7 8 4 ，蛋白质占6 3 一7 8 ， 粗脂肪占o 3 - 0 5 ，灰分占0 3 左右1 2 】口 1 1 1 稻谷生产的现状和形势 稻谷是世界上最重要的粮食作物之一，全球稻谷总产量占世界谷物产量的三分之一，养活了 世界近一半的入口。全世界共有1 0 0 多个生产稻米的国家，其中排名前十位国家的产量占世界稻 米年产的8 7 。中国和印度是世界最大的稻谷生产国。中国稻谷产量约占全球产量的三分之一， 产量居全球之邋【3 】。2 0 0 3 年全球稻谷总产量5 7 3 5 亿吨，中国1 7 1 1 亿吨。近年来，我国水稻种 植面积的不断减少和稻谷产量的不断下降，使我国稻谷产量在世界稻谷总产量中所占比例也由 1 9 9 8 1 9 9 9 年度的3 4 降至2 0 0 2 2 0 0 3 年度的2 9 8 6 下降了4 个多百分点。中国稻谷的生产不仅 影响着国计民生，而且影响着国际稻米的生产和价格，连年来中国稻米出口下降，优质稻米的进 口量不断增加。 在我国，稻米的产量居三大粮食品种( 稻米、小麦和玉米) 的首位，它仅用了2 8 左右的粮 食播种面积，却产出了4 0 左右的粮食总产量，为解决我国人民的吃饭问题作出了重要贡献。随 着农业科技的发展国家的农业和农村经济结构调整出现了以优化品种、提高质量、增加效益为 中心的趋势。各地方已经开始为稻米生产的发展制定了优惠的政策，为稻米产业的发展进行了有 力的扶持1 4 j 。 1 1 2 急需改进的稻谷检测设备和手段 国内稻米的生产、加工和流通过程中还存在着很多问题，其中重要的一点就是流通检查设施 技术落后，缺乏完善的检查体系和相应的评价分析仪器p j 。为了对商品稻谷收购及市场流通过程 中提供按质论价的依据，促进稻谷品质结构的调整国家适时修订与颁发了新的标准，最具特色 的是在原有标准予以修订的同时，新制订了优质稻谷g b f r1 7 8 9 1 1 9 9 9 标准。虽然有了标准， 但我国用于稻米品质检测的手段仍十分落后，尤其缺乏能够快速测试分析稻谷直链淀粉含苗的实 用新型方法及仪表等，无法实施有效快捷和准确的检测，使稻谷按质定级难以进行。 我国的稻米还没有完全做到“按质定价”，影响了广大稻农的生产积极性，为了适应国内稻 米生产和销售及国际竞争的需要，我国应该加大稻米检测手段的研发力度。国家己将稻米品质快 速检测技术的研究列为“十五”重点科技攻关计划课题。本课题旨在探索稻米直链淀粉的快速测 c p 周农业大学删1 1 学位论文 绪论 定方法，以便对稻米的直链淀粉含量做出快速、准确的测定，为按质论价提供依据。 1 1 3 稻米品质的全面评价指标 由于大米的最终用途不同，人们感兴趣的内容的差异，都可导致对大米品质意义的不同理解。 在市场上，外观是最重要的品质性状；生产商和加工商强调的是碾米品质；食品制造商则坚持其 加工品质；营养学家关注的则是营养品质；而消费者则要求不同的蒸煮与食用品质。因此，大米 品质的优劣很大程度上是由人们的偏爱所决定的，爱好不同，同样的大米一个人可以认为是好米， 而另个则相反。虽然如此，但国内评价大米品质的指标基本相同，稻米品质的全面评价方面 有代表性的十个指标四类品质如下1 6 j ： ( 1 ) 碾磨品质：1 糙米率，指稻谷脱壳后的出米百分率 2 精米率，指稻谷去掉米皮后的出米 自分率：3 整精米率，指精米中无任何破损后的整粒精米占测试稻谷质量的百分率，其指标决定 整体观感及米饭外观结构。 ( 2 ) 外观品质；4 粒形，指米粒的长、宽及长宽比值：5 粒质，指透明度及硬度；6 垩自( 即粒 色) ，指壁白米率、垩白大小、垩白度。例：籼稻优质米要求米粒细长、垩白小且少、硬质透明。 口) 蒸煮和食用品质：7 直链淀粉含量，指稻米淀粉中直链淀粉与支链淀粉的比例，占淀粉 总量的百分率；8 胶稠度，指稻米淀粉胶体的流动特性；9 糊化温度，指稻米淀粉在热水中吸水 膨胀并达到不可逆转形成淀粉糊时所需温度，一般越高越好。例：粳稻品质优于籼稻米，其中原 因是直链淀粉含量少，胶稠度软。 ( 4 ) 营养品质：l o 稻米蛋白质含量，指易于人体吸收利用的该种蛋白质占营养物质总量的比 例( 注：优质籼米中含量应大于8 ，优质粳米大于7 ) ，但该值过高也会影响食用品质。 1 2 直链淀粉与稻米的分类及分等 我国地域广阔稻米在全国各地都有种植，除一些特有品种外水稻一般分为三类：籼稻，糯 稻和粳稻。大米根据稻谷的品种特性，分为：籼米，粳米和糯米p j 。 国际水稻研究所按照直链淀粉的含量高低，将大米分为糯性( 2 o ) 、极低含量型( 2 w - - 9 ) 、 低含量型( 9 0 r - 2 0 ) 、中等含量型( 2 0 0 一2 5 呦和商含量型( 2 5 ) 5 级。我国的优质稻谷国家标准 则遵从业务惯例并适应优质稻谷收购业务的需要，将稻谷分成四类：籼稻谷、粳稻谷、籼糯稻谷 和粳糯稻谷，并分别规定了直链淀粉的含量范围。我国最新出台的优质稻谷g b t1 7 8 9 1 1 9 9 9 标准，对稻谷的分级定等有明确的直链淀粉含量范围的要求口j ，见表l 一1 。 在较早出台的农业部标准优质食用稻米( n y l 2 2 - - 8 6 ) 中对大米蒸煮平u 食用品质分等中， 直链淀粉含量范围也是一个重要的指标p j 。 由于稻米的直链淀粉含量是分等的重要指标，所以在稻米的收购、调拨、买卖过程中，都是 一个需要检验的指标。 2 襄1 1 优质稻谷标准g b t17 8 9 1 19 9 9 中的的种性品质指标 t a b1 1s o m es p c c i a l i t i c s o f p a d d y f o rr a n k s i nc r i t e r i o n 类别等级出糙米率整精米率垩白率翌白度直链淀粉含量食味品质胶稠度 粒型 ( )( )( )( )( 干基)( 分)( t u r n )( 长、宽) 制i 稻谷 i7 905 601 01 01 7 0 2 2 0 97 028 27 7o5 4o20301 60 2 3086 028 37 505 203 0501 5 2 4 075 02 8 粳稻谷 l8 l0 1 6 601 01 01 5 o - 1 8098 0 27 906 4 02 03 ，01 5 乱1 9 o87 0 37 706 2 0305 01 5 0 2 0 076 0 1 3 直链淀粉与稻谷品质的关系 1 3 1 直链淀粉与稻谷的蒸煮和食用品质研究现状 全球稻谷总产量的9 0 j n 于人类直接消费，与消费者直接相关的是蒸煮和食用品质及营养品 质。稻米的蒸煮与食用品质研究及其评价是近年稻米研究的一个热点。大米食用品质是大米质量 的一个重要指标，它是指大米煮成米饭后，利用感官对米饭的外观、香味、口感、粘性、硬度等 做出的评价。米饭食用品质日本称为“食昧”，其定义是“人吃做好的米饭时由五官评定的味”。 五官的感觉：视觉判断外观的良好性：味觉判断味道：牙齿的触觉判断软硬、粘性，亦可称为咬 劲：听觉判断咀嚼的声音；嗅觉判断香臭”i 。一般要求米饭白色微亮，粘度硬度之比合适，具 有米饭固有的清香味。精米食用品质受淀粉和蛋白质的影响最大”“。 在各种稻米品质的文献中直链淀粉含量( a m y | o s ec o n t e n t ，a c ) 始终是重要内容之一。 a c 与稻米的食味密切相关。国内外研究都认为稻米中的a c 以中等为最好。国际水稻研究所将 直链淀粉中等含量定为2 0 w r - 2 4 。这与我国稻谷种植情况有所不同。国际水稻研究所的研究人 员认为米粒里的淀粉构成决定着大米的烹调性能。如果直链淀粉所占的比例低到1 0 1 8 - 火 米就松软，并有些粘性，为日本、朝鲜、中国所喜欢”“。 赢链淀粉含量影响大米的膨胀率和吸水率，同时亦影响米饭的颜色、光泽、粘性及硬度。通 常a c 高的大米比含量低的大米，在蒸煮时需要较多的水，且膨胀度较大，同时a c 高的大米在 煮成米饭后，较粗糙且不具粘性，而a c 低的大米，煮成米饭时较粘且滋润m 】。例如：泰国香米 中稻米中亩链淀粉含量多少是大米食用品质的关键因素，a c 与米饭粘度相关系数为r = 0 9 2 ， 与米饭硬度的相关系数为r = o 7 7 1 ”l 。j u l i a n o 认为米饭颜色与a c 呈负相关。k u r a s a w a 等注意剑 日本低a c 的米饭是透明的，而高a c 米饭为白色且不透明。糯米饭和低a c 低蛋白米饭具有中 等光泽，而高a c 米饭光泽暗淡”“。 直链淀粉对稻米食用品质的影响是由于直链淀粉的分子结构对淀粉的糊化性和老化性有很 巾圈农业人学i , i q j 学位论文绪论 m l 人影响，其螺旋状结构中所含的脂肪对淀粉的糊化也有很大影响。商链淀粉比支链淀粉更易老化， 直链淀粉的老化速度及其结晶性随其自身链长不同而异。含越为l o 的直链淀粉老化后很快产生 沉淀，即使再次加热，也不会恢复原状。用极弱的x 光衍射曲线来显示老化沉淀的直链淀粉时发 现，由于老化，直链淀粉的分子不是规则地平行排列而是各链交锚密集在一起，形成不溶于水， 微溶丁i 碱液的靠氢键作结构维持力的坚固状态。老化后的米饭即使再加热也不如原来的饭好吃， 就是这个道理。“” 稻米食刚、蒸煮品质粘陛、硬度、蒸煮时吸水量、蒸煮时间、米饭体积及返生等在很 大程度上取决于稻米中直链淀粉与支链淀粉两组分的含量变化以及直链淀粉分子最的大小。糯米 的淀粉成分几乎都是支链淀粉，a c 仅有o 2 ，所以糯米饭质地柔软，粘性很强，食性优良， 不易返生：粳米淀粉中a c 适中，所以粳米饭质地较软，粘性很强，不易返生。籼米的淀粉中 a c 较高，所以籼米饭疏松易碎，质地较硬，易返生。i l q 大米中直链淀粉含量是决定大米食用品质的最重要指标，所以在水稻的育种和稻米的流通消 费渠道中检测a c 是一项必要的工作。育种工作中筛选适宜的a c 品系，才有可能最终取得具有 较好食用品质的稻米。 1 3 2 直链淀粉含量与稻米相关性状的关系 根据罗玉坤等人的研究，高a c 的品种，其糊化温度般为中等或较低，胶稠度则可表现为 硬、中和软三种类型；中等a c 的品种，糊化温度可表现为商、中或低，胶稠度则以中和软为主， 只有少数品种表现为硬；低a c 的品种，糊化温度可表现为离、中、低三类，但胶稠度都软。罗 玉坤等通过相关分析表明，籼米a c 与糊化温度相关性不显著，而粳米的相关系数为o 5 2 8 8 ；籼 米a c 与胶稠度的相关系数为一0 6 8 9 9 ，但粳米的相关性不显著。j u l i a n o 等认为a c 与糊化温度存 在正相关而m c k e n z i e 和r u g t e r 认为，二者之间相关程度很小。这些结果的差异可能与所用材 料的不同，尤其是他们的a c 范围不同有关。c h a n gw l 认为低a c 与软胶稠度呈显著正相关。 g o o d m a nd e 等发现完整米率与ac 负相关，r = - - 0 4 8 。裒定阳等认为精米长度对a c 有一定负效 应，增加精米长度，利于降低a c 。i l ” 1 4 稻米直链淀粉的研究现状及进展 1 4 1 直链淀粉理化特性的研究现状 大米淀粉粒是已知谷物中淀粉颗粒最小的，大约为3 8um 。1 9 4 0 年，m e y e r 根据淀粉在7 0 8 0 水中的溶解性，将其分为易溶成分和难溶成分，并发现这两种成分魁化学结构不同的高分子 异构体。不久，又发现前者为直链状分子，后者呈支链状，因此分别称之为直链淀粉和支链淀粉。 直链淀粉为a d 葡萄糖直链聚合体，葡萄糖单元间以n - 1 ，4 糖苷键连接，分子量约为1 1 0 4 2 5 1 0 5 ；支链淀粉则先由a d 葡萄糖通过o 1 ，4 糖苷键形成主链，而后由b - 1 ，6 糖苷键连接 的葡萄糖聚台链作为支链。分子量约为5 l o 1 1 0 8 ，葡萄糖支链平均单位链长2 0 2 5 个葡 萄糖单位。在天然大米淀粉颗粒中，直链淀粉不能形成结晶，而是以单螺旋结构掺入支链淀粉分 子形成的疏密相间的结晶区和无定形区间。直链淀粉的螺旋结构中每一螺旋周期中包含6 个葡萄 4 r p 【习农业人学顺卜学位论文绪论 糖基，螺距为i 0 6a 。h i z u k u r i 等人j ：l j 还原末端法对j ；同品种的人米直链淀粉的分子结构测定 屙发现其数均聚合度d p n 为9 2 0 1 1 1 0 。与过去认为禾谷类直链淀粉分子链较短，d p n 一般不超 过1 0 0 0 有一定区别，这可能是过去的分离方法使一些较长链的直链混入支链中，从而使所测的直 链数均聚合度降低。经进一步研究厉发现硬籼米中直链淀粉的数均聚合度较大，约为i1 2 0 ，而软粳 米中直链淀粉的数均聚合度则较小，约为9 8 0 。 1 s i 大米直链淀粉有轻微的分枝，每个直链分子有2 3 4 5 个分枝，每个分枝链长约1 73 2 0 9 个葡萄糖单位。大米直链淀粉的分枝程度与米品种的关系未见相关报道。尽管有轻微的分枝，但 大米直链淀粉仍与其它线性多聚物样，具有成膜性和与配位体( 如腊质) 形成复合物的特性1 1 。 真链淀粉与脂肪组成的螺旋状结构表现出遇热稳定的性质。直链淀粉能与碘等试剂结合生成络 台物，呈现蓝色或蓝紫色。研究认为，大米直链淀粉与碘的呈色反应与其分子长度有关：聚合度1 2 以下的短直链淀粉遇碘不显色，聚合度1 2 1 6 罨棕色，聚合度2 0 0 3 0 呈红色，聚合度3 5 4 0 早紫 色聚合度4 5 以上则呈蓝色“”。有研究者对葡萄糖链的长度与颜色的关系与上述描述基本相同， 却也存在一定的差异i l ，见表l 一2 。 表l 一2 直链淀粉链长与碘呈色关系表 t a b 1 2r e l a t i o n so f a m y l o s el i n ew i t hc o m p o u n do f a m y l o s ea n di o d i n i 葡萄糖单体个数 6 03 0 6 02 5 3 01 5 2 01 2 8 7 3 h 5 l h 5 h 注：方法1 需要测定水分；方法2 需要标样和待测样仪器静置3 d 。 据了解，上述方法在不同的检测部门和研究机构均有应用。为了分析和比较这些方法的一致 性，本研究对其进行了试验和分析。 2 1 2 实验材料和方法 1 ) 实验材料 选取1 0 种市售大米。 2 ) 实验方法 分别使用上述4 种方法，按照表2 1 中的步骤对1 0 种样品逐一测定直链淀粉的含量。 2 ，1 3 试验结果与分析 1 ) 吸光度的检测结果 利用上述4 种方法，分别测定1 0 种米样按标准步骤处理后显色液的吸光度值，测定结果 如表2 2 所示。与方法3 相比，方法1 、方法2 和方法4 显色液吸光度的相关性显著相关系 表2 2 采用不同方法测定的显色液吸光度值 t a b i e2 - - 2r e s u l t s o f a b s o r b a n c eb y d i f f e r e n t m e t h o d s 吸光度 方祛 样品号 2，4 56 7891 0 rda o m a x ) 方蛙1g b7 6 4 s 0 4 3 90 4 6 6o , , m 7 0 3 1 70 4 4 2o3 5 2 & 3 8 5 0 3 7 20 4 2 40 3 8 0 0 , 9 8 3- 0 0 2 7 9 2 8 方法2n y ，r8 3 1 9 8 8 0 3 5 20 3 8 1o3 5 0 02 5 40 3 3 40 , 2 7 60 3 0 40 , 2 8 2o3 4 50 2 8 00 9 9 9r 0i i3 05 古法3g b f r i5 6 8 3 0 , 4 5 1 0 4 9 50 , 4 7 70 3 3 8 & 4 7 8 0 3 8 3n 4 c , 30 3 9 50 4 6 00 4 0 3 + - 方蛙4g b t1 7 8 9 10 , 4 4 7 0 4 9 3 0 4 6 80 3 3 2 & 4 6 3 0 3 8 1 0 3 9 80 3 8 1 10 4 4 9 0 3 9 50 9 9 80 , 0 0 6 2 3 9 1 0 中圈j 农业大学领l 学位论文 第二章嵇米直链淀粉含量测定方法比较及其与品质的关系 数分别为o 9 8 3 、g 9 5 9 、0 9 9 8 ，平均偏差分别为o 0 2 7 、o 1 1 、0 0 0 6 ，其中最大的相对偏著为 3 05 。 如图2 1 所示，按照由高到低的次序，各方法吸光度d i ( i _ l ，2 ，3 ，4 ) 的排列依次为： d 3 d 4 d i d 2 ，而且尽管d i 的值存在差别，但各样品的变化趋势基本致。分析后认为，各方法 所测的的吸光度值d ，之所以不同，是由于脂肪处理方法的差异或脱脂后静置时间不同造成的。 稻米淀粉溶液中的脂肪可以和直链淀粉形成复合物，使直链淀粉无法与碘结合，造成d 】和d 2 吸 一一e b ? 6 4 8 盯 耵，r8 3 1 9 8 8 + g b 1 1 5 6 8 3 - 1 9 9 5 rg b ，r 1 7 8 9 1 - 1 9 9 9 图2 1不同测定方法吸光度的比较 f i g2 - - 1c o m p a r i s o n o f a b s o r b a n c = c w i t h d i f f e r e n t m e t h o d s 光度偏小，其中d 2 与d 3 的差别最大。之所以如此，是由于方法2 未采用脱脂步骤，致使脂肪仍 保留在显色溶液中，影响了溶液的吸光度；d l 与d 3 的差别介于d 2 与d 4 之间，说明该方法采用 石油醚脱脂2 次可以提取大部分脂肪，但对极性脂肪的提取率较低，残存的部分仍会在某种程 度上影响显色液的吸光度id 4 与d 3 差别虽然很小，但普遍较低，说明方法4 中由于静置时间较 短，标样和试样中的残溶或水分尚未达到平衡。 2 ) 直链淀粉含量测定结果的比较 图2 2 为采用不同方法测定的直链淀粉含量的结果。可以看出，对同一样品采用不同的检 测方法，所测得的直链淀粉含量值a i 存在差异，按由高到低的顺序依次为a 3 a 4 a l ，而a ：的 结果在a 3 周围上下波动。其中a 4 与a 3 的结果最为接近，最大偏差为o 8 3 ，表明g b t1 7 8 9 1 中 将脱脂后的静置时间由2 d 缩短为2 h 是可以接受的；a l 较a 3 普遍偏低，平均偏差为1 ，6 7 ，表明 由于脱脂的种类和程度不同，以及标样存在差异，会使检测结果造成一定的偏差，从表2 3 可 以看出，最大绝对误差为2 ，7 4 ，相对误差为1 2 1 ，虽然误差较大，但a 】与a 3 的相关系数较高， 达到o 9 8 3 ，在研究稻米品质与直链淀粉含量关系时，是一种可以接受的检验方法；a 2 的检测过 程未经脱脂处理显色液的吸光度值最低，但经标准曲线计算出的直链淀粉含量并未呈现出相同 的规律，如表2 3 中所示的，利用研究中的1 0 个样品所测得结果的最大偏差为1 7 3 ，相对误差 为9 6 ，说明由于该方法的标样采用了未脱脂的米样，使得检测结果得到补偿。 中固农业人学坝1 。学位论义第二章稻米卣链淀粉含量测定方法比较发，品质的关系 l234567891 0 样品编号 。+ 一舞 盎1g bt 躺a a 1 - 一方法2 科tb 3 一i g 8 _ p 一方 矗3g t1 5 6 8 3 - 1 9 9 5 ”一方法46 矗，t1 1 8 9 l - 1 9 9 9 图2 2 不同方法测定直链淀粉含量结果的比较 f i g2 - - 2 c o m p a r i s o nr e s u l t s o f a m y l o s cc o n t e n t w i t hd i f f e r e n t m e t h o d s 表2 - - 3采用不同方法测定的直链淀粉含量 t a b2 3t h er e s u l t so f d i f f e r e n tm e t h o d sf o ra m y l o s ec o n t e n t 直链淀粉含量( ) 方法样品号结果比较 1234567891 0r is m “a m a x ( ) 方法i6 b7 6 4 82 0 3 82 2 0 1 99 6i2 82 05 5h9 71 70 21 6 1 71 94 41 6 709 8 3l6 72 7 41 2 1 方法2n y 仃8 3 1 9 8 52 22 】 2 45 i 2 19 81 42 52 1 1 91 60 6i 暑2 71 65 62 15 81 6 3 80 9 5 9 04 317 39 6 方法3o b t i5 6 8 32 10 7 2 3b2 271 40 1 2 27 5 1 6b 61 8 1 21 762 16 6 i s l i 一一 一一 方法4g b t1 7 8 9 1 2 05 72 30 62 1 9 11 3 7 22 2l g1 6 4 s1 79 11 75 62 09 91 73 709 9 7 04 908 34 6 注：r 为与疗法3 比较，各办法的相关系数：- g 为平均偏差：6m a x 为最大绝对误差：a m a x 晟大相对误差 2 2 稻米直链淀粉含量与品质相关性状的研究 直链淀粉含量与稻谷的加工碾磨品质，大米的颜色及米饭的黏性、食味等在内的多种品质有 关。试验中研究了与稻米食用品质的最重要项目大米食味与直链淀粉的关系，同时研究了糊 化温度和人米运动粘度与直链淀粉含量的关系。 2 2 1 稻米直链淀粉含量与食昧关系的试验 本试验采取感官评价法，旨在研究大米直链淀粉含量与食味评价的相关性。 1 ) 试验材料 选取2 0 种商品大米。 2 ) 样品直链淀粉含量的测定采用g b t1 5 6 8 3 1 9 9 5 稻米直链淀粉含量的测定法i ”】。 1 2 中罔农业人学坝j 二学位论文笫- 二章稻米直链淀粉台量捌定方法比较及j j 品质的关系 3 ) 试验方法 感官评价大米食味的过程如f ：大米蒸煮成米饭，分发给经过培训得品尝人员( 8 人) ，根据 预先制定的评定项目及标准进行评分，最后进行数据统计，得山最终评定结果t 4 5 。 试验每次同时评定6 份试样( 其中】份为对照样品，下同) ，共测定2 0 试样( 不包括标准试样) 。 选州的大米经淘洗后加水进行蒸汽蒸煮，加水量因大米种类而异，一般为大米( 粳米和籼米) 重 量的1 2 1 4 倍，浸泡3 0r a i n ，蒸煮完毕后焖3 0m i n 。 将表2 - - 4 所示报告表及盛有6 份试样米饭( 5 分试验样品、一份对照样品) 的不锈钢饭盒发 给每位品尝人员。判断色泽、香气、结构形状、可口性时，按规定的品尝顺序比较5 份试样，以 对照试样分数为7 0 分，由品尝人员判断该试样和对照试样的差异程度，给试验样品打分。 表2 4稻米食昧分析所用品尝报告裹 t a b 2 4t h et a b l ef o ra n a l y z i n gr i c ef l a v o r 样品号气味1 0 分 色泽1 0 分结构形状1 0 分滋味可口性7 0 分总分1 0 0 分 16784 56 6 2787 4 06 2 38885 68 0 4878 6 08 3 5677 4 96 9 4 ) 实验结果 稻米食味评价的结果见图2 3 。从图2 二3 中可以看出，稻米直链淀粉含量和食味得分显著 图2 3 大米食睬评价与直链淀粉含量相关性 fg2 3t h ec o r r e l o g r a mo f r i c ef l a v o ra n da m y l o s ec o n t e n t 中国农业人学顺l 。学位论文 第二章稻米直链淀粉岔量测定方法比较及其j 品质的关系 负相关，相关系数r 2 = o 6 1 2 7 。稻米食味在整体上与稻米直链淀粉含量负相关，直链淀粉含量小 于1 9 6 样品的食味明显好于2 0 9 以上样品。虽然稻米直链淀粉含量和稻米食味得分明显负相 关，但直链淀粉含量在2 0 9 2 38 、1 6 5 1 96 区间内的稻米样品与上述关系不符合，没有明显 的负相关，所以不能根据直链淀粉含量一项指标来预测直链淀粉含量差别不大的稻米食味。 2 2 2 稻米直链淀粉含量与糊化温度的关系 糊化温度是稻米蒸煮与食用品质的一项重要指标，该指标与稻米淀粉粒的糊化关系密切，一 定程度上反映了淀粉粒结构。 试验选取了直链淀粉含量范围o 2 2 5 的1 4 种稻米，用n y1 4 7 8 8 米质测定方法“1 进行测定，通过测定碱消值级别，作为糊化温度的定级指标。测定结果如图2 - - 4 所示，直链淀 粉含量与猢化温度的相关系数r 2 = 0 4 3 0 8 。 7 6 絮s 磊4 娶。 蓄。 l 0 。一一 1 01 52 0 直链淀粉含量 2 53 0 圈2 4 直链淀粉含量与糊化温度的关系 f i g2 4t h ec o r r c l o g r a mo f d e c o m p o u n d t e m p e r a t u r ea n da m y l o s ec o n t e n t 试验结果表明稻米直链淀粉含量与糊化温度负相关。分析其原因是直链淀粉通过影响淀粉粒 结构来影响糊化温度。 2 , 2 2 稻米直链淀粉含量与粘度的关系 稻米淀粉粘度是关系到食用品质的重要指标 否滑爽，牙齿咀嚼的黏性，以及吞咽的感受。 1 ) 试验材料和主要设备 试验选用了1 4 种不同直链淀粉含量的样品 储各局成都粮食储藏科学研究所。 2 ) 试验方法：毛细管运动粘度测定法1 1 4 关系到蒸煮大米入口后与口腔接触的感觉，是 仪器设备；j n d y - i i 型粮食粘度仪，国家粮食 中国农业人学坝小学位论义第二章稻米直链淀粉岔量测定方法比较及其与品质的荚系 3 ) 试验结果 试验结果如图2 5 所示，稻米的直链淀粉含量与稻米淀粉的毛细管运动粘度有较高的负相 关性，相关系数达到为一o 8 9 4 5 ，r 2 = o 8 0 0 1 。可见可根据稻米的直链淀粉含量预测粘度，反之， 可以根据淀粉的运动粘度预测直链淀粉含量。稻米粘度的重现性很高，不同时间测定的相对误差 一般可控制在2 以下，而且测定方法较简单。同一种稻米粘度的变化还可以反映大米的陈化程 度，随着大米的陈化，大米的粘度会有所下降，在今后的研究中应该探讨将稻米淀粉粘度作为蒸 煮与食用品质的一项指标的可能性。 2 0 1 8 1 6 1 4 嚣1 2 撂1 0 委s 6 4 2 0 0l o1 52 0 直链淀粉含量 图2 5 直链淀粉含量与运动粘度的关系 f i g 2 5t h ec o r r e l o g r a mo f m o v i n g v i s c i d i t ya n da m y l o s ec o n t e n t 2 3 本章结论 1 、通过对4 种直链淀粉测定方法的比较，发现各种测定方法的吸光度和直链淀粉含量均 存在不同程度的差异；g b t 1 5 6 8 3 1 9 9 5 方法和g b t 1 7 8 9 1 1 9 9 9 方法步骤较一致， 且能消除溶剂和水分对测定的影响，采用g b t1 5 6 8 3 1 9 9 5 方法作为参考方法。 2 、通过稻米直链淀粉含量与食味、糊化温度和运动粘度的实验，表明稻米直链淀粉含量在 稻米品质中是一项重要的指标。稻米直链淀粉含量与食味的相关系数r o 6 1 2 7 ，直链 淀粉含量和食味显著相关，直链淀粉含量作为食用稻米的分级指标是科学的；稻米直链 淀粉含量与糊化温度表现出较显著的相关一陛，s 2 = 0 ，4 3 0 8 ；稻米真链淀粉含量与粘度的 相关系数较高，r 2 = o 8 0 0 1 ，可以测定稻米淀粉的粘度来预测直链淀粉含量。 中国农业大学坝i ：学位论文 第二市近白外技术拄稻水直链淀粉含量榆测中的施用 第三章近红外技术在稻米直链淀粉含量检测中的应用 近红外光( n e a r i n f r a r e d ，n i r ) 是介1 二可见光和中红外光之间的电磁波，一般将近红外光谱区定 义为波艮7 8 0 2 5 0 0 n m 的光谱区，习惯上义将近红外区划分为近红外短波( 7 8 0 1 1 0 0 n m ) 和近 红外长波( 1 1 0 0 2 5 0 0 nr a ) 两个区域。近红外光谱技术是近些年来发展最快、最引人注目的光谱 分析技术，测量信号的数字化和分析过程的绿色化使该技术具有典型的时代特征。2 0 世纪9 0 年 代初，外国厂商开始在我国销售近红外光谱分析仪器产品，但在很长时间内进展不大，其原因主 要是由于近红外光谱分析要求光谱仪器、光谱数据处理软件( 主要是化学计量学软件) 和应用样品 模型结合为一体。缺一不可。但被分析样品会由于样品产地的不同而不同，国内外的样品通常有 差异，因此。进i z l 仪器的应用模型一般不适合分析国内样品唧j 。1 9 9 5 年以来，国内许多科研院所 和大专院校开始积极研究和开发适合国内需要的近红外光谱分析技术，并且做了大量技术知识的 普及工作，为我国在这一技术领域的发展奠定了良好的基础，开创了崭新的局面p ”。 3 1 近红外技术的原理和分析应用 3 1 1 近红外技术的工作原理 近红外光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的。近红 外光谱记录的是分子中单个化学键的基频振动的倍频和合频信息，它常常受含氨基团x h ( x = c 、n 、o 等) 的倍频和合频的重叠主导，所以在近红外光谱范围内，测量的主要是含氢基团x h 振动的倍频和合频吸收1 5 6 1 。获得近红外光谱主要应用两种技术：透射光谱技术和反射光谱技术。 透射光谱做长一般在7 8 0 1 1 0 0 l t i t i 范围内) 是指将待测样品置于光源与检测器之间，检测器所检 测的光是透射光或与样品分子相互作用后的光( 承载了样品结构与组成信息) 。反射光谱( 波长一般 在1 1 0 0 2 5 0 0 nm 范围内) 是指将检测器和光源置于样品的同一侧，检测器所检测的是样品以各 种方式反射回来的光。此外，还有把透射分析和漫反射分析结合在一起的综合漫反射分析法和衰 减全反射分析法等i ) 。 在近红外光谱分析中，被测物质的近红外光谱取决于样品的组成和结构。样品的组成和结构 和近红外光谱之间有着一定的函数关系。在近红外光谱的应用中我们所关心的是被测样品的组成 或各种物化性质，因此，如何提取这些有用信息是近红外光谱分析的技术核心，借助近红外仪器， 使崩不同波长的近红外光线照射样品，可得到样品的吸收图谱。 3 1 2 近红外仪器 近红外光谱仪主要由光源、分光系统、检测器和数据处理四部分组成。根据分光系统可分为 如_ f 五种类型：滤光片型近红外光谱仪：光栅扫描式近红外光谱仪：傅立叶变换近红外光谱仪： 声光可调滤光器( a o t f ) 近红外光谱仪；固定光路多通道检测器近红外光谱仪。近红外仪生产技 术日趋成熟，其性能稳定性、扫描速度、分辨率高等不断提高，价格不断一f 降，测定快速无损等 特点正越来越引起人们的重视。 1 6 中国农业大学坝士学位论文 第三章近红外技术在稻米直链淀粉含量榆测中的应用 3 1 3 光谱定量分析常用的数据处理方法 样品自j 近红外光谱包含了物质的组成和结构信息，而物质质量参数( 如成份含量) 也与其组成 结构相关。应用化学计量学方法对两者进行关联，就可确定这两者问的定性或定量关系，即定标 模型。建立定标模型后，只要测量出未知样品的近红外光谱，根据定标模型就可以预测样i 占的质 鼍参数。近红外光谱分析常用的计量方法有：多元线