CN105403549A - 一种测定淀粉相对疏水性的方法 - Google Patents

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Abstract

一种测定淀粉相对疏水性的方法，属于淀粉基础研究领域。本发明通过淀粉-水杨酸包合物的制备、直链淀粉-水杨酸包合物标样的制备、荧光强度的测定以及相对疏水性的计算等步骤测定淀粉相对疏水性。本发明所选客体为荧光物质，具有灵敏，检测快速简便的优点；密封加热反应不受溶剂影响，效率高；本发明通过水杨酸为荧光探针，以水杨酸荧光强度的变化量表征淀粉的相对疏水性大小，为研究淀粉的基本性质和络合能力测定等方面提供参考。

Description

一种测定淀粉相对疏水性的方法
技术领域
本发明涉及一种测定淀粉相对疏水性的方法，具体涉及利用水杨酸为荧光探针表征淀粉相对疏水性的技术，属于淀粉基础研究领域。
背景技术
淀粉是天然高分子多糖物质，来源广泛，成本低，是食品、医药、化工等工业中的重要原料。淀粉通过分子内氢键作用形成螺旋结构，螺旋中间具有容纳客体的空腔，空腔外侧亲水内侧疏水。淀粉螺旋空腔的疏水性对解释淀粉-碘不完全显色原理及淀粉的基本性质和络合能力的测定与研究方面都具有重要意义。
目前，现有技术仅对淀粉螺旋内腔的疏水性进行初步的定性分析，对淀粉疏水性的定量分析并没有涉及。本发明旨在提供测定淀粉相对疏水性的方法。本发明发现在一定条件下，水杨酸能进入淀粉疏水性螺旋内腔，由于淀粉螺旋内腔能保护水杨酸，使之不受水溶液淬灭，并且微环境发生改变，疏水性增强。因此，本发明利用水杨酸作为荧光探针，将其与淀粉包合，根据包合物荧光强度的变化量与淀粉疏水性大小呈正相关性，建立淀粉相对疏水性的测定方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用水杨酸作为荧光探针测定淀粉相对疏水性的方法，实现对淀粉螺旋结构及其包埋过程的深入研究。
按照本发明提供的技术方案：一种测定淀粉相对疏水性的方法，步骤如下：
（1）淀粉-水杨酸包合物的制备：分别称取淀粉样品和水杨酸，按两者质量比分别为4:1、2:1及1:1，将两者混合并涡旋搅拌5min，将其作为淀粉-水杨酸物理混合物样品；将所得的淀粉-水杨酸物理混合物样品在150℃下加热1h得到淀粉-水杨酸包合物；
（2）直链淀粉-水杨酸包合物标样的制备：取根据步骤（1）的操作制备直链淀粉-水杨酸的物理混合物及直链淀粉-水杨酸包合物标样；
（3）荧光强度的测定：分别将步骤（1）所得淀粉与水杨酸的物理混合物及包合物、步骤（2）所得直链淀粉-水杨酸的物理混合物及包合物标样溶于超纯水，配制成1×10-6mol/L的溶液；用荧光光谱仪在λex=297nm处扫描上述溶液的发射光谱，分别在λem=405nm处测得淀粉-水杨酸的物理混合物及包合物、直链淀粉-水杨酸的物理混合物及包合物标样中的水杨酸的荧光强度；
（4）相对疏水性的计算：将步骤（3）测得的结果代入以下公式，计算淀粉样品的相对疏水性：；
式中：
RH%——淀粉相对疏水性；
FSA——淀粉-水杨酸包合物荧光强度（单位：a.u.）；
FPA——淀粉-水杨酸物理混合物荧光强度（单位：a.u.）；
FA——直链淀粉-水杨酸包合物标样荧光强度（单位：a.u.）；
FP——直链淀粉-水杨酸物理混合物荧光强度（单位：a.u.）。
所述步骤（1）中淀粉样品和水杨酸最佳质量比为2:1。
所述淀粉种类为玉米淀粉、马铃薯淀粉或大米淀粉。
所述直链淀粉的制备方法是：将原淀粉配置成1%的水溶液，沸水浴2h，经高压灭菌锅121℃下蒸煮1h，再加入20%溶液体积的正丁醇沸水浴1h。将上述样品置于泡沫箱中缓慢冷却至常温，放置24h，再通过离心（4℃，10000g，30min）得沉淀物即为粗直链淀粉。将粗直链淀粉重复上述操作重结晶三次，用无水乙醇洗涤两次，放置50℃烘箱中烘干24h，即可获得纯直链淀粉。
本发明方法原理基于不同疏水性的淀粉与水杨酸形成包合物的荧光强度表现出不同程度的显著变化，包合物的荧光强度增量与淀粉疏水性大小呈正相关。由此，淀粉的相对疏水性定义为样品包合物荧光强度的增量与对应淀粉品种直链淀粉包合物标样荧光强度增量的比值。该方法可以对淀粉螺旋内腔的疏水性进行定量分析，解释淀粉-碘不完全显色原理及对淀粉的基本性质和络合能力的测定与研究方面都具有重要意义。
本发明的有益效果：本发明所选客体为荧光物质，具有灵敏、检测快速简便的优点；密封加热反应不受溶剂影响，效率高；本发明通过水杨酸为荧光探针，以水杨酸荧光强度的变化量表征淀粉的相对疏水性大小，为研究淀粉的基本性质和络合能力测定等方面提供参考。
具体实施方式
以下实施例中的直链淀粉是由sigma-aldrich公司购买或自行制备。
实施例1
称取5g玉米淀粉配置成1%的水溶液，沸水浴2h，经高压灭菌锅121℃下蒸煮1h，再加入20%溶液体积的正丁醇沸水浴1h。将上述样品置于泡沫箱中缓慢冷却至常温放置24h，再通过离心（4℃，10000g，30min）得沉淀物即为粗直链淀粉。将粗直链淀粉重复上述操作重结晶三次，用无水乙醇洗涤两次，放置50℃烘箱中烘干24h，即可获得玉米直链淀粉。
分别称取0.2g玉米直链淀粉和0.1g水杨酸，将两者混合并涡旋搅拌5min，制备得到直链淀粉-水杨酸物理混合物。将直链淀粉-水杨酸的物理混合物置于安瓿瓶中封口在150℃下加热1h制得直链淀粉-水杨酸包合物。分别称取0.01g直链淀粉-水杨酸的物理混合物及包合物，用超纯水溶解并定容至100mL，摇匀。从上述溶液中取0.1mL用超纯水定容至100mL，摇匀，测荧光强度。用荧光光谱仪在λex=297nm处扫描上述溶液的发射光谱，在λem=405nm处分别测得物理混合物及包合物中的水杨酸的荧光强度值为693.25(即FPA和FP)及1243(即FSA和FA)。根据淀粉相对疏水性的公式计算，玉米直链淀粉的相对疏水性为100%。
实施例2
称取5g玉米淀粉配置成1%的水溶液，沸水浴2h，经高压灭菌锅121℃下蒸煮1h，再加入20%溶液体积的正丁醇沸水浴1h。将上述样品置于泡沫箱中缓慢冷却至常温放置24h，再通过离心（4℃，10000g，30min）得沉淀物即为粗直链淀粉。将粗直链淀粉重复上述操作重结晶三次，用无水乙醇洗涤两次，放置50℃烘箱中烘干24h，即可获得玉米直链淀粉。
分别称取0.2g高直链玉米淀粉和0.1g水杨酸，将两者混合并涡旋搅拌5min，制备高直链玉米淀粉-水杨酸物理混合物。将高直链玉米淀粉-水杨酸的物理混合物置于安瓿瓶中封口在150℃下加热1h制得高直链玉米淀粉-水杨酸包合物。分别称取0.01g高直链玉米淀粉-水杨酸的物理混合物及包合物，用超纯水溶解并定容至100mL，摇匀。从上述溶液中取0.1mL用超纯水定容至100mL，摇匀，测荧光强度。用荧光光谱仪在λex=297nm处扫描上述溶液的发射光谱，在λem=405nm处分别测得物理混合物及包合物中的水杨酸的荧光强度值为700.12（FPA）及1132（FSA）。实施例1的玉米直链淀粉在λem=405nm处分别测得物理混合物及包合物中的水杨酸的荧光强度值为693.25（FP）及1243（FA）根据淀粉相对疏水性的公式计算，高直链玉米淀粉的相对疏水性为78.56%。
实施例3
称取5g马铃薯淀粉配置成1%的水溶液，沸水浴2h，经高压灭菌锅121℃下蒸煮1h，再加入20%溶液体积的正丁醇沸水浴1h。将上述样品置于泡沫箱中缓慢冷却至常温放置24h，再通过离心（4℃，10000g，30min）得沉淀物即为粗直链淀粉。将粗直链淀粉重复上述操作重结晶三次，用无水乙醇洗涤两次，放置50℃烘箱中烘干24h，即可获得马铃薯直链淀粉。
分别称取0.2g马铃薯淀粉和0.1g水杨酸，将两者混合并涡旋搅拌5min，制备马铃薯淀粉-水杨酸物理混合物。将马铃薯淀粉-水杨酸的物理混合物置于安瓿瓶中封口在150℃下加热1h制得马铃薯淀粉-水杨酸包合物。分别称取0.01g马铃薯淀粉-水杨酸的物理混合物及包合物，用超纯水溶解并定容至100mL，摇匀。从上述溶液中取0.1mL用超纯水定容至100mL，摇匀，测荧光强度。用荧光光谱仪在λex=297nm处扫描上述溶液的发射光谱，在λem=405nm处分别测得物理混合物及包合物中的水杨酸的荧光强度值为698.7（FPA）及965.2（FSA），并分别测得马铃薯直链淀粉的物理混合物及包合物中的水杨酸的荧光强度值为694.52（FP）及1286（FA）。根据淀粉相对疏水性的公式计算，马铃薯淀粉的相对疏水性为45.06%。

Claims (3)

1.一种测定淀粉相对疏水性的方法，其特征在于步骤如下：
（1）淀粉-水杨酸包合物的制备：分别称取淀粉样品和水杨酸，按两者质量比分别为4:1、2:1及1:1，将两者混合并涡旋搅拌5min，将其作为淀粉-水杨酸物理混合物样品；将所得的淀粉-水杨酸物理混合物样品在150℃下加热1h得到淀粉-水杨酸包合物；
（2）直链淀粉-水杨酸包合物标样的制备：取根据步骤（1）的操作制备的直链淀粉-水杨酸的物理混合物及直链淀粉-水杨酸包合物标样；
（3）荧光强度的测定：分别将步骤（1）所得淀粉与水杨酸的物理混合物及包合物、步骤（2）所得直链淀粉-水杨酸的物理混合物及包合物标样溶于超纯水，配制成1×10-6mol/L的溶液；用荧光光谱仪在λex=297nm处扫描上述溶液的发射光谱，分别在λem=405nm处测得淀粉-水杨酸的物理混合物及包合物、直链淀粉-水杨酸的物理混合物及包合物标样中的水杨酸的荧光强度；
（4）相对疏水性的计算：将步骤（3）测得的结果代入以下公式，计算淀粉样品的相对疏水性：；
式中：
RH%——淀粉相对疏水性；
FSA——淀粉-水杨酸包合物荧光强度，单位：a.u.；
FPA——淀粉-水杨酸物理混合物荧光强度，单位：a.u.；
FA——直链淀粉-水杨酸包合物标样荧光强度，单位：a.u.；
FP——直链淀粉-水杨酸物理混合物荧光强度，单位：a.u.。
2.根据权利要求1所述测定淀粉相对疏水性的方法，其特征在于：所述步骤（1）中淀粉样品和水杨酸最佳质量比为2:1。
3.根据权利要求1所述测定淀粉相对疏水性的方法，其特征在于：所述淀粉种类为玉米淀粉、马铃薯淀粉或大米淀粉。
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