CN104788578A - 一种莲藕淀粉5级颗粒的纯化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种莲藕淀粉5级颗粒的纯化方法，将莲藕淀粉粒按照大小分为非常大(45-55μm)、大(35-45μm)、中(25-35μm)、小(15-25μm)和非常小(0-15μm)五个部分，包括配制淀粉悬液、混匀、静置沉降、吸取上清和收集保存等步骤。该方法的优点是操作简单、快速、成本低廉、各级淀粉纯度高，从而为研究莲藕淀粉不同大小淀粉粒的结构和功能特性提供了技术支持，对莲藕淀粉粒的加工和应用具有重要的意义。
Description
技术领域
本发明涉及不同大小淀粉粒的纯化技术，特别是涉及莲藕淀粉不同大小颗粒的纯化方法。
背景技术
淀粉是植物体内主要的能量贮藏物质，在植物的生长发育中起重要的作用。颗粒大小是淀粉粒的重要形态学指标之一，不同大小的淀粉粒表现出不同的结构和功能特性，如小麦大淀粉粒的粒径范围为10-40μm，小淀粉粒为1-10μm，它们的化学组成、功能特性和分子结构具有显著差异；玉米和马铃薯大淀粉粒的直链淀粉含量、峰值粘度、热浆粘度和最终粘度更高，而小淀粉粒的糊化温度更高。另外，不同大小的淀粉粒具有不同的应用价值，如富含小淀粉粒的大麦籽粒不适于酿造加工，而适于制作纸张和化妆品；富含大淀粉粒的大麦籽粒则适合酿造加工。因此，无论是食品行业还是其他行业，不同大小的淀粉粒都有很好的应用前景。
莲(lotus rhizome)(Nelumbo nucifera Gaertn)为睡莲科多年生植物，是一种价值很高的食用和药用植物。莲藕是莲的根状茎。淀粉是莲藕的主要营养成分，对莲藕产品的工艺过程和品质都有很大的影响。莲藕淀粉颗粒的形态特殊，不同淀粉粒的大小差异明显，为了更好地利用不同大小的莲藕淀粉粒，开发新的淀粉粒资源，我们需要对莲藕淀粉中不同大小淀粉粒的结构和功能特性进行深入研究。因此，我们首先要纯化莲藕淀粉不同大小颗粒，但目前还没有纯化不同大小莲藕淀粉粒的技术方法，直接套用现有纯化大麦、小麦、玉米或马铃薯淀粉的方法会造成很大误差，如每一级的淀粉粒形态、大小不均匀，纯度很低。因此亟需对现有的淀粉纯化方法进行条件的改进，发明一种莲藕淀粉大小颗粒的纯化方法，为研究不同大小莲藕淀粉粒的特性及其应用提供技术支持。
发明内容
本发明的目的是提供一种莲藕淀粉大小颗粒的纯化方法，以获得高纯度的各级淀粉粒，从而可以进一步研究它们的结构和功能特性。
本发明所采用的技术方案如下：
(1)非常小淀粉粒(0-15μm)的纯化：
①配制淀粉悬液：称取莲藕原淀粉于250mL量筒，加入250mL双蒸水，配成浓度为1％的水悬液；
②混匀：采用上下颠倒量筒的方式将悬液充分混匀；
③静置沉降：将量筒静置于水平桌面，沉降40min后，用移液管吸取10cm高度上清至一烧杯中；
④补水：量筒中加入双蒸水至250mL，再次采用上下颠倒量筒的方式将悬液充分混匀；
⑤重复步骤③、④多次至10cm高度上清完全清澈；
⑥收集：将烧杯中的淀粉悬液离心获得沉淀，收集沉淀即为非常小淀粉粒；量筒中剩余物用于下一步骤；
(2)小淀粉粒(15-25μm)的纯化：
①混匀：量筒中加入双蒸水至250mL，采用上下颠倒量筒的方式将悬液充分混匀；
②静置沉降：将量筒静置于水平桌面，沉降20min后，用移液管吸取10cm高度上清至一烧杯中；
③补水：量筒中加入双蒸水至250mL，再次采用上下颠倒量筒的方式将悬液充分混匀；
④重复步骤②、③多次至10cm高度上清完全清澈；
⑤收集：将烧杯中的淀粉悬液离心获得沉淀，收集沉淀即为小淀粉粒；量筒中剩余物用于下一步骤；
(3)中淀粉粒(25-35μm)的纯化：
①混匀：量筒中加入双蒸水至250mL，采用上下颠倒量筒的方式将悬液充分混匀；
②静置沉降：将量筒静置于水平桌面，沉降10min后，用移液管吸取10cm高度上清至一烧杯中；
③补水：量筒中加入双蒸水至250mL，再次采用上下颠倒量筒的方式将悬液充分混匀；
④重复步骤②、③多次至10cm高度上清完全清澈；
⑤收集：将烧杯中的淀粉悬液g离心获得沉淀，收集沉淀即为中淀粉粒；量筒中剩余物用于下一步骤；
(4)大淀粉粒(35-45μm)的纯化：
①混匀：量筒中加入双蒸水至250mL，采用上下颠倒量筒的方式将悬液充分混匀；
②静置沉降：将量筒静置于水平桌面，沉降5min后，用移液管小心吸取10cm高度上清至一烧杯中；
③补水：量筒中加入双蒸水至250mL，再次采用上下颠倒量筒的方式将悬液充分混匀；
④重复步骤②、③多次至10cm高度上清完全清澈；
⑤收集：将烧杯中的淀粉悬液离心获得沉淀，收集沉淀即为大淀粉粒；量筒中剩余物用于下一步骤；
(5)收集量筒内剩余的淀粉，即为非常大淀粉粒(45-55μm)；
(6)保存：将各部分淀粉用无水乙醇脱水2次，40℃烘干，用研钵磨成淀粉粉末，过100目筛，干燥器保存备用。
本发明中所述混匀淀粉悬液的的具体步骤为：取一橡胶皮套，套在量筒口，保证密封，右手掌心压住量筒口，左手抓住量筒底部，上下颠倒量筒10次，取下皮套。
本发明中所述吸取上清的的具体步骤为：将移液管底部伸入液面以下1cm处，小心吸取上清至一烧杯中，重复多次，直至10cm高度上清完全转移至烧杯中。
本发明中所述无水乙醇脱水的要求为：
①淀粉需浸没于无水乙醇中；
②用磁力搅拌器缓慢搅拌10min；
③每次脱水后6000g离心10min，倒去上清。
与现有淀粉纯化方法相比，本发明的优势在于：
(1)发明了一种莲藕淀粉不同大小淀粉粒的纯化方法。
(2)操作简单、快速、成本低廉、各级淀粉纯度高。
(3)能够制备高纯度的不同大小莲藕淀粉粒，大大提高了分析它们结构和功能特性的准确性和效率，对莲藕淀粉粒的进一步加工和应用具有重要的意义。
附图说明
图1为不同大小莲藕淀粉粒的纯化流程；
图2为纯化后各级淀粉粒的普通光学显微镜照片、偏光显微镜照片和扫描电子显微镜照片；图3为纯化后各级淀粉粒的粒径分布图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例：(整个纯化过程的流程见图1)
(1)非常小淀粉粒的纯化：
①配制淀粉悬液：称取2.5g莲藕原淀粉于250mL量筒，加入250mL双蒸水，配成浓度为1％的水悬液。
②混匀：取一橡胶皮套，套在量筒口，保证密封，右手掌心压住量筒口，左手抓住量筒底部，上下颠倒量筒10次，将悬液充分混匀，取下皮套。
③静置沉降：将量筒静置于水平桌面，沉降40min后，将25mL移液管底部伸入液面以下1cm处，小心吸取上清至一烧杯中，重复多次，直至10cm高度上清完全转移至烧杯中。。
④补水：量筒中加入双蒸水至250mL，再次取一橡胶皮套，套在量筒口，保证密封，右手掌心压住量筒口，左手抓住量筒底部，上下颠倒量筒10次，将悬液充分混匀，取下皮套。
⑤重复步骤③、④多次至10cm高度上清完全清澈。
⑥收集：将烧杯中的淀粉悬液6000g离心10min获得沉淀，将沉淀浸没于无水乙醇中进行脱水，用磁力搅拌器缓慢搅拌10min，脱水后6000g离心10min，倒去上清，沉淀40℃烘干，用研钵磨成淀粉粉末，过100目筛，干燥器保存备用，即为非常小淀粉粒。
(2)小淀粉粒的纯化：
①混匀：取一橡胶皮套，套在量筒口，保证密封，右手掌心压住量筒口，左手抓住量筒底部，上下颠倒量筒10次，将悬液充分混匀，取下皮套。
②静置沉降：将量筒静置于水平桌面，沉降20min后，将25mL移液管底部伸入液面以下1cm处，小心吸取上清至一烧杯中，重复多次，直至10cm高度上清完全转移至烧杯中。。
③补水：量筒中加入双蒸水至250mL，再次取一橡胶皮套，套在量筒口，保证密封，右手掌心压住量筒口，左手抓住量筒底部，上下颠倒量筒10次，将悬液充分混匀，取下皮套。
④重复步骤③、④多次至10cm高度上清完全清澈。
⑤收集：将烧杯中的淀粉悬液6000g离心10min获得沉淀，将沉淀浸没于无水乙醇中进行脱水，用磁力搅拌器缓慢搅拌10min，脱水后6000g离心10min，倒去上清，沉淀40℃烘干，用研钵磨成淀粉粉末，过100目筛，干燥器保存备用，即为小淀粉粒。
(3)中淀粉粒的纯化：
①混匀：取一橡胶皮套，套在量筒口，保证密封，右手掌心压住量筒口，左手抓住量筒底部，上下颠倒量筒10次，将悬液充分混匀，取下皮套。
②静置沉降：将量筒静置于水平桌面，沉降10min后，将25mL移液管底部伸入液面以下1cm处，小心吸取上清至一烧杯中，重复多次，直至10cm高度上清完全转移至烧杯中。。
③补水：量筒中加入双蒸水至250mL，再次取一橡胶皮套，套在量筒口，保证密封，右手掌心压住量筒口，左手抓住量筒底部，上下颠倒量筒10次，将悬液充分混匀，取下皮套。
④重复步骤③、④多次至10cm高度上清完全清澈。
⑤收集：将烧杯中的淀粉悬液6000g离心10min获得沉淀，将沉淀浸没于无水乙醇中进行脱水，用磁力搅拌器缓慢搅拌10min，脱水后6000g离心10min，倒去上清，沉淀40℃烘干，用研钵磨成淀粉粉末，过100目筛，干燥器保存备用，即为中淀粉粒。
(4)大淀粉粒的纯化：
①混匀：取一橡胶皮套，套在量筒口，保证密封，右手掌心压住量筒口，左手抓住量筒底部，上下颠倒量筒10次，将悬液充分混匀，取下皮套。
②静置沉降：将量筒静置于水平桌面，沉降5min后，将25mL移液管底部伸入液面以下1cm处，小心吸取上清至一烧杯中，重复多次，直至10cm高度上清完全转移至烧杯中。。
③补水：量筒中加入双蒸水至250mL，再次取一橡胶皮套，套在量筒口，保证密封，右手掌心压住量筒口，左手抓住量筒底部，上下颠倒量筒10次，将悬液充分混匀，取下皮套。
④重复步骤③、④多次至10cm高度上清完全清澈。
⑤收集：将烧杯中的淀粉悬液6000g离心10min获得沉淀，将沉淀浸没于无水乙醇中进行脱水，用磁力搅拌器缓慢搅拌10min，脱水后6000g离心10min，倒去上清，沉淀40℃烘干，用研钵磨成淀粉粉末，过100目筛，干燥器保存备用，即为大淀粉粒。
(5)取一橡胶皮套，套在量筒口，保证密封，右手掌心压住量筒口，左手抓住量筒底部，上下颠倒量筒10次，将剩余悬液充分混匀，取下皮套，将悬液倒入一烧杯中。量筒中再加入双蒸水100mL，将量筒壁上残留淀粉冲洗干净，转移到烧杯中，重复3次。将烧杯中的淀粉悬液6000g离心10min获得沉淀，将沉淀浸没于无水乙醇中进行脱水，用磁力搅拌器缓慢搅拌10min，脱水后6000g离心10min，倒去上清，沉淀40℃烘干，用研钵磨成淀粉粉末，过100目筛，干燥器保存备用，即为非常大淀粉粒。
用光学显微镜观察纯化后淀粉粒的形态和大小，同一级淀粉粒的形态、大小均匀，纯度很高，并且各级淀粉粒间形态、大小差异明显，说明纯化效果很好(图2)；用偏光显微镜观察纯化后淀粉粒的生长点，发现各级淀粉粒间生长点位置有很大差异，同一级淀粉粒的生长点位置相同，进一步说明纯化效果很好，各级淀粉粒纯度很高(图2)；用扫描电子显微镜观察纯化后淀粉粒的形态、大小和表面形貌，发现各级淀粉粒的形态、大小均匀，表面都很光 滑，说明纯化过程没有对各部分淀粉粒造成损坏，纯化效果很好(图2)；用激光粒度分布仪测定纯化后淀粉粒的粒径分布，发现各级淀粉粒能很明显的区分开，分为五个部分，说明各级淀粉粒的粒径具有明显差异(图3)；另外，测定了纯化后淀粉粒的平均粒径，各级淀粉粒间具有显著的差异，说明纯化效果很好(表1)
表1莲藕不同大小淀粉粒的平均粒径
其中，D(3,2)：表面积加权平均直径，D(4,3)：体积加权平均直径。
Claims (4)
1.一种莲藕淀粉5级颗粒的纯化方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)非常小淀粉粒的纯化：
①配制淀粉悬液：称取2.5g莲藕原淀粉于250mL量筒，加入250mL双蒸水，配成浓度为1％的水悬液；
②混匀：采用上下颠倒量筒的方式将悬液充分混匀；
③静置沉降：将量筒静置于水平桌面，沉降40min后，用移液管吸取10cm高度上清至一烧杯中；
④补水：量筒中加入双蒸水至250mL，再次采用上下颠倒量筒的方式将悬液充分混匀；
⑤重复步骤③、④多次至10cm高度上清完全清澈；
⑥收集：将烧杯中的淀粉悬液离心获得沉淀，收集沉淀即为非常小淀粉粒；量筒中剩余物用于步骤(2)
(2)小淀粉粒的纯化：
①混匀：量筒中加入双蒸水至250mL，采用上下颠倒量筒的方式将悬液充分混匀；
②静置沉降：将量筒静置于水平桌面，沉降20min后，用移液管吸取10cm高度上清至一烧杯中；
③补水：量筒中加入双蒸水至250mL，再次采用上下颠倒量筒的方式将悬液充分混匀；
④重复步骤②、③多次至10cm高度上清完全清澈；
⑤收集：将烧杯中的淀粉悬液离心获得沉淀，收集沉淀即为小淀粉粒；量筒中剩余物用于步骤(3)；
(3)中淀粉粒的纯化：
①混匀：量筒中加入双蒸水至250mL，采用上下颠倒量筒的方式将悬液充分混匀；
②静置沉降：将量筒静置于水平桌面，沉降10min后，用移液管吸取10cm高度上清至一烧杯中；
③补水：量筒中加入双蒸水至250mL，再次采用上下颠倒量筒的方式将悬液充分混匀；
④重复步骤②、③多次至10cm高度上清完全清澈；
⑤收集：将烧杯中的淀粉悬液离心获得沉淀，收集沉淀即为中淀粉粒；量筒中剩余物用于步骤(4)；
(4)大淀粉粒的纯化：
①混匀：采用上下颠倒量筒的方式将悬液充分混匀；
②静置沉降：将量筒静置于水平桌面，沉降5min后，用移液管吸取10cm高度上清至一烧杯中；
③补水：量筒中加入双蒸水至250mL，再次采用上下颠倒量筒的方式将悬液充分混匀；
④重复步骤②、③多次至10cm高度上清完全清澈；
⑤收集：将烧杯中的淀粉悬液离心获得沉淀，收集沉淀即为大淀粉粒；量筒中剩余物用于步骤(5)；
(5)收集量筒内剩余的淀粉，即为非常大淀粉粒；
(6)保存：将各部分淀粉用无水乙醇脱水2次，40℃烘干，用研钵磨成淀粉粉末，过100目筛，干燥器保存备用。
2.根据权利要求1所述的淀粉纯化方法，其特征在于，所述混匀步骤的具体操作为：取一橡胶皮套，套在量筒口，保证密封，右手掌心压住量筒口，左手抓住量筒底部，上下颠倒量筒10次，取下皮套。
3.根据权利要求1所述的淀粉纯化方法，其特征在于，所述吸取上清的的具体步骤为：将移液管底部伸入液面以下1cm处，小心吸取上清至一烧杯中，重复多次，直至10cm高度上清完全转移至烧杯中。
4.根据权利要求1所述的淀粉纯化方法，其特征在于，步骤(6)中，所述无水乙醇脱水的要求为：
①淀粉需浸没于无水乙醇中；
②用磁力搅拌器缓慢搅拌10min；
③每次脱水后6000g离心10min，倒去上清。
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| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |