[发明专利]近红外光谱法快速测定小米中直链与支链淀粉的方法

说明书

本发明公开了一种近红外光谱法快速测定小米中直链与支链淀粉的方法，建立傅里叶变换近红外光谱法（FT‑NIRS）测定小米中直链与支链淀粉的比例（淀粉直/支比）。以小米种质为材料，采用FT‑NIRS分析技术建立小米中淀粉直/支比的快速检测模型。结果表明，采用一阶导数+矢量归一化光谱预处理，建立小米淀粉直、支链淀粉的定标模型。对于小米中淀粉直/支比的预测，化学法和近红外仪器法测定间无显著差异，近红外测定结果是准确可靠的。说明采用FT‑NIRS分析技术能够满足对小米中淀粉直/支比的检测。

技术领域

本发明涉及谷物分析检测领域，具体为一种傅里叶变换近红外光谱法快速测定小米中直链与支链淀粉的方法。

背景技术

谷子起源于中国北方，是世界上最古老的粮食作物之一，谷子脱壳后即为小米，其淀粉、蛋白质、脂肪、维生素及硒等微量元素营养物质含量丰富，可平衡膳食促进人体健康。早在《本草纲目》中有记载，“小米味咸，微寒。主养肾气，去胃、脾中热，益气。陈者，味苦，主胃热，消渴，利小便”，其养肾益气、去热消渴的功效很早就已被古人认识。淀粉是小米中最主要的成分，含量一般在 60%~70%之间，其组成成分的含量、结构与形态均会对小米的食用品质和加工品质产生一定的影响。支链淀粉和直链淀粉作为淀粉的重要组成部分，它们两者之间的比例直接影响小米的食味品质。因此，小米中淀粉直/支比的测定是小米加工的一个重要的质量参数。

谷子中重要部分就是淀粉，它的含量一般在14%~15%之间。淀粉主要存在于胚乳中，稻壳、胚和糠层中不含淀粉。稻谷中的淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成。这两种淀粉的含量和比率是稻谷的重要品质特性，直接影响到储藏、食用和工艺品质，影响吸水性、膨胀性、蒸煮中固体物质的溶解性、颜色、光泽、粘弹性和米饭柔软性的主要因素是直链淀粉含量。谷子的品质包括营养品质和食味品质。谷子的食味品质中，直链淀粉含量是直链淀粉在精米干重的百分比，直连淀粉含量一般分成四类，高、中、低、极低。根据研究表明，直连淀粉含量较高，米饭的粘性、光泽度、柔软度就较差。含量为20.0%~25.0%的食味品质较好。直链淀粉和支链淀粉的不同比例影响着小米的各项性质，小米淀粉中的直链含量约为27.2%，直接反映为其凝胶稳定性好、持水力较强、热焙变化大、膨胀力和糊化温度相对高，但是透明度低、冻融稳定性和热稳定性均相对较差，为繁育出完善营养价值的谷子品质提供重要依据。

影响小米米质和工艺品质的重要影响因素是米淀粉结构和它的性质。在食味品质定量测定指标中直链淀粉、糊化温度和胶稠度作为主要指标。因此，建立谷物品质性状的快速、非破坏的判别方法，及时有效地对谷物的营养成份进行快速测定，无论是在育种，还是在食品加工和农产品贸易中都有重要意义。

目前，小米中淀粉直/支比的测量方法有很多种。通常用的是通过测定直链淀粉和淀粉含量间接得到淀粉直/支比。碘比色法是常用的直链淀粉含量的测定方法，其原理是：淀粉与碘形成碘-淀粉复合物，并具有特殊的颜色反应。支链淀粉与碘生成棕红色复合物，直链淀粉与碘生成深蓝色复合物。在淀粉总量不变的条件下，将这两种淀粉分散液按不同比例混合，在一定波长和酸度的条件下与碘作用，生成由紫红到深蓝一系列颜色，代表其不同直链淀粉与支链淀粉含量比例，根据朗伯-比尔定律，吸光度与直链淀粉浓度呈线性关系，可用分光光度法测定。旋光法是淀粉含量的测定方法，其原理是：淀粉是多搪聚合物，在一定酸性条件下，以氯化钙溶液为分散介质，淀粉可均匀分散在溶液中，并能形成稳定的具有旋光性的物质，而旋光度的大小与淀粉含量成正比，故可用旋光法测定。然后通过小米淀粉和直连淀粉含量计算出支链淀粉含量，从而得到小米淀粉直/支比。其优点是测定数据相对准确，缺点是操作流程比较繁琐，费时费力，容易造成人为误差等。上述方法不仅需要对样品进行一系列的前处理，操作繁琐，分析周期长，而且样品也被破坏，无法再利用，在不同程度上限制了谷物营养成份的快速检验，影响育种效率，也不适用于在线快速分析和过程品质控制。