本發明涉及化學成分的檢測技術領域，且特別涉及一種玉米淀粉糊化度的測定方法。
背景技術：
淀粉是葡萄糖的高聚體，淀粉分子間可以通過氫鍵的相互作用形成一種膠束結構，因為這種結構的存在，生淀粉在室溫條件下不易溶于水，被動物采食后其吸收效率也比糊化后的淀粉低。所謂淀粉糊化是指淀粉與水共熱后，可以破壞這種膠束結構，從而使淀粉體積膨大，粘度上升，成為非結晶性的淀粉。糊化后的淀粉更容易使淀粉酶發揮作用，有利于淀粉的水解。
玉米加工中通常會進行膨化處理，即在水分、溫度、機械剪切、摩擦、揉搓及壓力等因素的綜合作用下使淀粉發生糊化。膨化后的玉米具有濃郁的爆米花香味，適口性和水溶性好，動物采食后，可增加食糜顆粒的表面積，有利于提高消化率，促進其生長。飼料工業中多將其加入仔豬料中，大量研究表明，斷奶仔豬日糧中添加膨化玉米后能夠有效增加仔豬的采食量，并能顯著提高仔豬的生長性能。所以，在飼料生產過程中有效測定玉米中的淀粉糊化度變得尤為重要。現有測定淀粉糊化度的方法是利用分光光度計進行，該方法需要一定的儀器設備支持，且需不定期對其進行維護。與之相比，本發明無需特定儀器設備支持，操作應用條件更為廣泛。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種玉米淀粉糊化度的測定方法，該測定方法所用試劑來源廣、價格適中，經該測定方法測定所得的結果準確有效。
本發明解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的：
本發明提出一種玉米淀粉糊化度的測定方法，其包括以下步驟：
將兩等份玉米分別與等量無水乙酸鈉-乙酸緩沖液混合得第一樣品和第二樣品，設置僅含等量上述無水乙酸鈉-乙酸緩沖液的空樣品，全糊化第一樣品；向第二樣品、空樣品和全糊化后的第一樣品中加入等量的復合淀粉酶溶液，第一次熱處理后，再分別依次加入等量的硫酸溶液和鎢酸鈉溶液；定容至相同體積過濾，收集濾液，得全糊化樣品、待測樣品和空白樣品；
取等量的全糊化樣品、待測樣品和空白樣品，分別加入堿性鐵氰化鉀溶液，第二次熱處理后冷卻，再依次加入乙酸鹽溶液和碘化鉀溶液，用硫代硫酸鈉溶液滴定至溶液為淺黃色時，分別加入等量淀粉指示劑，繼續滴定至溶液為乳白色，記錄各自的滴定體積；
按以下公式計算即得玉米淀粉的糊化度：糊化度＝(空白樣品滴定體積-待測樣品滴定體積)/(空白樣品滴定體積-全糊化樣品滴定體積)×100％。
本發明實施例的玉米淀粉糊化度的測定方法的有益效果是：在復合淀粉酶的作用下，可將糊化后的玉米淀粉更加徹底的水解為葡萄糖，使測定結果更為準確。通過滴定法來反映玉米經酶水解后產生的葡萄糖的量，可準確有效的測定玉米的淀粉糊化度。本測定方法操作簡單、快速，所用試劑和儀器易夠買且價格低廉，降低了檢測成本，經該測定方法測定所得的結果準確有效。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。實施例中未注明具體條件者，按照常規條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規產品。
下面對本發明實施例的飼料添加劑及飼料進行具體說明。
本發明實施例提供的玉米淀粉糊化度的測定方法，主要包含取樣、樣品處理和測定等步驟。
具體的，稱取兩份質量相同的玉米，分別向上述兩份玉米中加入等量的無水乙酸鈉-乙酸緩沖液，得第一樣品和第二樣品。因玉米中淀粉含量一般在70-75wt％之間，稱量過多會使水解后葡萄糖的含量增加，影響測定結果，故本測定方法中單次測定每一樣品時，玉米的稱量質量優選控制在0.5-0.9g之間。為使玉米能與測定試劑較好地進行反應，稱量前還可將上述玉米粉碎至例如35-45目。設置空樣品，即該組別中不含玉米，僅含與第一樣品和第二樣品中所加的無水乙酸鈉-乙酸緩沖液體積相等的無水乙酸鈉-乙酸緩沖液。
為操作方便，本發明實施例中優選將第一樣品、第二樣品和空樣品加入至含有45-55mL無水乙酸鈉-乙酸緩沖液的150mL錐形瓶中。具體的，本實施例中無水乙酸鈉-乙酸緩沖液的配制方法例如可以是：取4.1g無水乙酸鈉溶于200mL水中，加入3.7mL乙酸，用水定容至1000mL。。應當理解，按上述投料比例配制其他體積的無水乙酸鈉-乙酸緩沖液也是可行的。作為優選的，調節上述無水乙酸鈉-乙酸緩沖液的pH為4.4-4.7，以達到葡萄糖淀粉酶的最適pH。全糊化第一樣品，例如可以將該第一樣品于95-100℃的條件下加熱35-45min，優選于水浴鍋中沸水浴加熱40min，此加熱條件下玉米淀粉可完全糊化。
冷卻全糊化后的第一樣品，再分別向上述第二樣品、空樣品和全糊化后的第一樣品中加入等量的復合淀粉酶溶液，較佳的，復合淀粉酶溶液的體積為2mL。復合淀粉酶溶液可以參照以下方法配制：取5.0g復合淀粉酶溶于15mL上述無水乙酸鈉-乙酸緩沖液，反復震蕩后，過濾，取濾液。作為優選的，復合淀粉酶例如可以由葡萄糖淀粉酶、α-淀粉酶和脫支淀粉酶3種酶組成，上述三種酶的酶活例如可以為3300-3700U/g、1300-1700U/g和25-35U/g，優選為3500U/g、1500U/g和30U/g。三種酶在該優選的酶活條件下，復合效果最佳。
其中，葡萄糖淀粉酶最適pH為4.6，其可以將糊化后的淀粉水解為葡萄糖，在三種水解酶中起主要作用，但葡糖糖淀粉酶特異性分解較低，它能作用于α-1,4-糖苷鍵和α-1,6-糖苷鍵，但對α-1,6-糖苷鍵的分解速度很慢，單獨使用時并不能將支鏈淀粉完全分解；α-淀粉酶屬于內切酶，在本發明實施例的pH條件下可以將少量淀粉水解為糊精，故當有α-淀粉酶參與作用時，可將支鏈淀粉完全水解；脫支淀粉酶同樣可以水解支鏈淀粉，如可水解α-1,6-糖苷鍵，故本發明中將三種酶共同作用，可將糊化后的淀粉更為徹底的水解為葡萄糖，從而使測定結果更為準確。
但值得說明的是，本發明測定方法中，還可以不使用復合淀粉酶，而只使用葡萄糖淀粉酶，因復合淀粉酶中起主要水解作用的為葡萄糖淀粉酶，故在沒有復合淀粉酶的情況下，可以直接用葡萄糖淀粉酶進行水解，酶溶液活性以實際使用的葡萄糖淀粉酶酶活進行計算，按照本方法進行測定計算后的葡萄糖淀粉酶酶活例如可以大于1166U/mL。
將加入復合酶淀粉酶溶液的第一樣品、第二樣品和空樣品進行第一次熱處理，例如可以是在38-43℃的條件下加熱38-43min，優選于40℃的水浴鍋中加熱40min，以使糊化后的直鏈淀粉和支鏈淀粉完全水解為葡萄糖。
第一次熱處理后，向上述第一樣品、第二樣品和空樣品分別依次加入等量的硫酸溶液和鎢酸鈉溶液并搖勻，兩者溶液的加入體積相同，例如可均為2mL。硫酸溶液和鎢酸鈉溶液均為蛋白質沉淀劑，測定過程中加入該二者試劑，可去除試樣中的蛋白質，避免其對測定結果造成影響。其中，硫酸溶液可以按以下方式配制：將10mL濃硫酸用水稀釋至100mL；鎢酸鈉溶液可以按以下方式配制：取12.0g鎢酸鈉溶于100mL水中。定容上述第一樣品、第二樣品和空樣品至相同體積(例如100mL)，過濾，分別收集三者的濾液，得全糊化樣品、待測樣品和空白樣品。
取等量的全糊化樣品、待測樣品和空白樣品，例如分別取5mL的全糊化樣品、待測樣品和空白樣品于三只150mL的錐形瓶中，分別加入堿性鐵氰化鉀溶液，堿性鐵氰化鉀溶液的體積例如可以為15mL。其可按照如下方法配制：取32.9g鐵氰化鉀和44.0g無水碳酸鈉溶于1000mL水中，棕色瓶保存。
對上述三個錐形瓶中的溶液進行第二次熱處理，例如可以在95-100℃的條件下加熱18-22min，優選于沸水浴中加熱20min。向冷卻后的全糊化樣品、待測樣品和空白樣品中加入乙酸鹽溶液，搖勻后再加入碘化鉀溶液，搖勻并立即用硫代硫酸鈉溶液進行滴定。乙酸鹽溶液和碘化鉀溶液的體積例如可以分別為25mL和5mL。
其中，乙酸鹽溶液可按以下方法配制：取70.0g氯化鉀和40.0g硫酸鋅于水中加熱溶解后冷卻，再加入200mL冰醋酸稀釋至1000mL；碘化鉀溶液可按以下方法配制：取10.0g碘化鉀溶于100mL水中，棕色瓶保存；硫代硫酸鈉溶液可按以下方法配制：取25.0g硫代硫酸鈉和0.1g無水碳酸鈉溶于水中，然后稀釋至1000mL，緩緩煮沸10min，以除去溶液中二氧化碳，置于棕色瓶內。因為硫代硫酸鈉溶液容易與二氧化碳和微生物反應產生沉淀，使溶液變渾濁；而加入無水碳酸鈉可以使溶液保持弱堿性，此條件下微生物活動力低，并可中和溶液中的二氧化碳，從而保證溶液的穩定。故硫代硫酸鈉溶液配制后優選靜置2周，待2周后溶液無渾濁現象再使用。
滴定過程中，當被滴定的溶液呈淺黃色時，分別向全糊化樣品、待測樣品和空白樣品中加入等量淀粉指示劑(例如3滴)，搖勻后溶液變為藍色，繼續滴定至藍色消失且溶液為乳白色，即為滴定終點。上述淀粉指示劑可按以下方法配制：取可溶性淀粉加入沸水中，冷卻后按料液比1g:80-120mL進行稀釋，優選稀釋至100mL。
綜上，本測定方法的原理為：Fe3+在堿性條件下與葡萄糖反應生成亞鐵氰化鉀和糖酸(2Fe3++C6H12O6+2OH-＝2Fe2++R-COOH+H2O)；加入過量的鐵氰化鉀使其與復合淀粉酶水解后的葡萄糖反應，剩余的鐵氰化鉀在乙酸的存在下與過量的碘化鉀反應析出碘(2K3Fe(CN)6+2KI+8CH3COOH＝2K4Fe(CN)6+I2+8CH3COOK)；乙酸鹽溶液中的硫酸鋅可與亞鐵氰化鉀反應生成沉淀(2K4Fe(CN)6+3ZnSO4＝K2Zn[Fe(CN)6]2↓+3K2SO4)；析出的碘用硫代硫酸鈉滴定，淀粉試劑遇碘變藍，當藍色消失即為滴定終點(2NaS2O3+I2＝2NaI+Na2S4O6)。
記錄全糊化樣品、待測樣品和空白樣品各自的滴定體積，并按以下公式計算得玉米淀粉的糊化度：糊化度＝(空白樣品滴定體積-待測樣品滴定體積)/(空白樣品滴定體積-全糊化樣品滴定體積)×100％。
以下結合實施例對本發明的特征和性能作進一步的詳細描述。
實施例1
稱取兩份均為0.5g的玉米，分別加入至含有45mL且pH為4.4的無水乙酸鈉-乙酸緩沖液的150mL錐形瓶中，作為第一樣品和第二樣品。設置僅含上述無水乙酸鈉-乙酸緩沖液的空樣品。將第一樣品于95℃的條件下加熱45min；冷卻后，分別向第一樣品、第二樣品和空樣品中加入2mL的復合淀粉酶溶液，該復合淀粉酶由酶活分別為3300U/g、1300U/g和25U/g的葡萄糖淀粉酶、α-淀粉酶和脫支淀粉酶組成。將加入復合酶淀粉酶溶液的第一樣品、第二樣品和空樣品于38℃的條件下加熱43min，然后再分別依次加入2mL的硫酸溶液和鎢酸鈉溶液并搖勻；定容至100mL，過濾，分別收集三者的濾液，得全糊化樣品、待測樣品和空白樣品。
分別取5mL的全糊化樣品、待測樣品和空白樣品于三只150mL的錐形瓶中并分別加入15mL的堿性鐵氰化鉀溶液，于95℃的條件下加熱22min。向冷卻后的全糊化樣品、待測樣品和空白樣品中依次加入25mL的乙酸鹽溶液和5mL的碘化鉀溶液，并立即用硫代硫酸鈉溶液進行滴定；當被滴定的溶液呈淺黃色時，分別向全糊化樣品、待測樣品和空白樣品中加入3滴淀粉指示劑繼續滴定至藍色消失且溶液為乳白色，計算玉米淀粉的糊化度。
實施例2
稱取兩份均為0.9g且粉碎至35目的玉米，分別加入至含有55mL且pH為4.7的無水乙酸鈉-乙酸緩沖液的150mL錐形瓶中，作為第一樣品和第二樣品。設置僅含上述無水乙酸鈉-乙酸緩沖液的空樣品。將第一樣品于100℃的條件下加熱35min；冷卻后，分別向第一樣品、第二樣品和空樣品中加入2mL的復合淀粉酶溶液，該復合淀粉酶由酶活分別為3700U/g、1700U/g和35U/g的葡萄糖淀粉酶、α-淀粉酶和脫支淀粉酶組成。將加入復合酶淀粉酶溶液的第一樣品、第二樣品和空樣品于43℃的條件下加熱38min，然后再分別依次加入2mL的硫酸溶液和鎢酸鈉溶液并搖勻；定容至100mL，過濾，分別收集三者的濾液，得全糊化樣品、待測樣品和空白樣品。
分別取5mL的全糊化樣品、待測樣品和空白樣品于三只150mL的錐形瓶中并分別加入15mL的堿性鐵氰化鉀溶液，于100℃的條件下加熱18min。向冷卻后的全糊化樣品、待測樣品和空白樣品中依次加入25mL的乙酸鹽溶液和5mL的碘化鉀溶液，并立即用硫代硫酸鈉溶液進行滴定；當被滴定的溶液呈淺黃色時，分別向全糊化樣品、待測樣品和空白樣品中加入3滴淀粉指示劑繼續滴定至藍色消失且溶液為乳白色，計算玉米淀粉的糊化度。
實施例3
稱取兩份均為0.7g且粉碎至45目的玉米，分別加入至含有50mL且pH為4.5的無水乙酸鈉-乙酸緩沖液的150mL錐形瓶中，作為第一樣品和第二樣品。設置僅含上述無水乙酸鈉-乙酸緩沖液的空樣品。將第一樣品于98℃的條件下加熱40min；冷卻后，分別向第一樣品、第二樣品和空樣品中加入2mL的復合淀粉酶溶液，該復合淀粉酶由酶活分別為3500U/g、1500U/g和30U/g的葡萄糖淀粉酶、α-淀粉酶和脫支淀粉酶組成。將加入復合酶淀粉酶溶液的第一樣品、第二樣品和空樣品于40℃的條件下加熱40min，然后再分別依次加入2mL的硫酸溶液和鎢酸鈉溶液并搖勻；定容至100mL，過濾，分別收集三者的濾液，得全糊化樣品、待測樣品和空白樣品。
分別取5mL的全糊化樣品、待測樣品和空白樣品于三只150mL的錐形瓶中并分別加入15mL的堿性鐵氰化鉀溶液，于98℃的條件下加熱20min。向冷卻后的全糊化樣品、待測樣品和空白樣品中依次加入25mL的乙酸鹽溶液和5mL的碘化鉀溶液，并立即用硫代硫酸鈉溶液進行滴定；當被滴定的溶液呈淺黃色時，分別向全糊化樣品、待測樣品和空白樣品中加入3滴淀粉指示劑繼續滴定至藍色消失且溶液為乳白色，計算玉米淀粉的糊化度。
實施例4
稱取兩份均為0.8g且粉碎至40目的玉米，分別加入至含有50mL且pH為4.5的無水乙酸鈉-乙酸緩沖液的150mL錐形瓶中，作為第一樣品和第二樣品。設置僅含上述無水乙酸鈉-乙酸緩沖液的空樣品。將第一樣品于100℃的條件下加熱40min；冷卻后，分別向第一樣品、第二樣品和空樣品中加入2mL的復合淀粉酶溶液，該復合淀粉酶由酶活分別為3500U/g、1500U/g和30U/g的葡萄糖淀粉酶、α-淀粉酶和脫支淀粉酶組成。將加入復合酶淀粉酶溶液的第一樣品、第二樣品和空樣品于40℃的條件下加熱40min，然后再分別依次加入2mL的硫酸溶液和鎢酸鈉溶液并搖勻；定容至100mL，過濾，分別收集三者的濾液，得全糊化樣品、待測樣品和空白樣品。
分別取5mL的全糊化樣品、待測樣品和空白樣品于三只150mL的錐形瓶中并分別加入15mL的堿性鐵氰化鉀溶液，于100℃的條件下加熱20min。向冷卻后的全糊化樣品、待測樣品和空白樣品中依次加入25mL的乙酸鹽溶液和5mL的碘化鉀溶液，并立即用硫代硫酸鈉溶液進行滴定；當被滴定的溶液呈淺黃色時，分別向全糊化樣品、待測樣品和空白樣品中加入3滴淀粉指示劑繼續滴定至藍色消失且溶液為乳白色，計算玉米淀粉的糊化度。
實施例5
稱取兩份均為0.8g且粉碎至40目的玉米，分別加入至含有50mL且pH為4.5的無水乙酸鈉-乙酸緩沖液的150mL錐形瓶中，作為第一樣品和第二樣品。設置僅含上述無水乙酸鈉-乙酸緩沖液的空樣品。將第一樣品于100℃的條件下加熱40min；冷卻后，分別向第一樣品、第二樣品和空樣品中加入2mL的葡萄糖淀粉酶溶液，該葡萄糖淀粉酶的酶活為1200U/mL。將加入葡萄糖淀粉酶溶液的第一樣品、第二樣品和空樣品于40℃的條件下加熱40min，然后再分別依次加入2mL的硫酸溶液和鎢酸鈉溶液并搖勻；定容至100mL，過濾，分別收集三者的濾液，得全糊化樣品、待測樣品和空白樣品。
分別取5mL的全糊化樣品、待測樣品和空白樣品于三只150mL的錐形瓶中并分別加入15mL的堿性鐵氰化鉀溶液，于100℃的條件下加熱20min。向冷卻后的全糊化樣品、待測樣品和空白樣品中依次加入25mL的乙酸鹽溶液和5mL的碘化鉀溶液，并立即用硫代硫酸鈉溶液進行滴定；當被滴定的溶液呈淺黃色時，分別向全糊化樣品、待測樣品和空白樣品中加入3滴淀粉指示劑繼續滴定至藍色消失且溶液為乳白色，計算玉米淀粉的糊化度。
試驗例1
取不同的膨化玉米樣品1-5號，以本發明實施例1-5的測定法方法為實驗組1-5，以現有的分光光度計測定方法為對照組，分別對比兩種方法對同一膨化玉米樣品淀粉糊化度的測定結果，其結果如表1所示：
表1 淀粉糊化度的測定結果
從表1中可以看出，本發明實施例對玉米淀粉糊化度的測定方法與分光光度計法測定的結果差別不大，說明本測定方法有效可行。故在沒有分光光度計的情況下，可采用本發明的測定方法對玉米的淀粉糊化度進行滴定測定。
綜上所述，本發明實施例的玉米淀粉糊化度的測定方法，在葡萄糖淀粉酶、α-淀粉酶和脫支淀粉酶組成的復合淀粉酶的作用下，可將糊化后的玉米淀粉更加徹底的水解為葡萄糖，使測定結果更為準確；通過滴定體積來反映玉米經酶水解后產生的葡萄糖的量，可準確有效地測定玉米淀粉的糊化度；且本測定方法操作簡單、快速，所用試劑和儀器易夠買且價格低廉，降低了檢測成本。
以上所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。