CN111171166B - 一种青麦淀粉及其中a、b型淀粉的分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于青麦深加工技术领域，特别涉及一种青麦淀粉及其中A、B型淀粉的分离方法。去除杂质后的青麦颗粒加入水打浆粉碎1‑3min，之后过筛，并对筛上物进行重复打浆过筛的操作至筛上物仅剩绿色麸皮；过筛物离心后倒去上清液，除去上层灰色杂质和蛋白层，得到粗淀粉；粗淀粉纯化去除蛋白后获得青麦淀粉。本发明采用多次离心、分级提取的方法进行青麦淀粉的提取和A、B型淀粉的分离，不仅能将A、B型淀粉分离的更彻底，还总体上提高了B型淀粉的得率。提取方法操作简便、可行性高，无毒无害、安全性高，生产成本低。

Description

一种青麦淀粉及其中A、B型淀粉的分离方法

技术领域

本发明属于青麦深加工技术领域，特别涉及一种青麦淀粉及其中A、B型淀粉的分离方法。

背景技术

小麦生长期约为140天，在蜡熟期，即开花后25-30天，其籽粒未完全成熟，而淀粉已基本形成，此时的小麦颗粒被称为青麦。淀粉是小麦籽粒的主要成分，占干重的三分之二到四分之三。小麦淀粉根据生长时间和颗粒大小可分为两种不同的淀粉颗粒群：A型和B型。A型颗粒淀粉始于开花后3d，B型淀粉始于开花后15d。两种淀粉颗粒形态不同，A型颗粒呈圆盘状，直径在10-35μm之间，小的B型颗粒大致呈球形，平均直径为1-10μm。A型和B型淀粉颗粒的直链淀粉、蛋白质和脂肪含量等化学成分不同，结晶度以及消化特性等性质上也存在显著差异。因此，不同品种青麦中A型和B型淀粉比例不同导致其淀粉流变特性、热特性以及吸水特性等的差异，进而影响其小麦制品的品质。

为了准确地研究A型和B型淀粉的性质，从而更好的应用于小麦制品的生产，分离并纯化A型和B型淀粉是前提。关于小麦淀粉的提取及其A、B型淀粉颗粒的分离，国内外均有研究，主要有三种：水溶液静置分层分离法、糖溶液层析法、细胞分离液分离法，前两种方法分离得到的A型和B型淀粉纯度不高，第三种方法能够得到高纯度的A型和B型淀粉，但是成本高，获得的A型和B型淀粉价格昂贵。此外，B型淀粉体积小、表面积大，易与蛋白质、脂肪等结合，在淀粉提取过程中，和蛋白质、脂肪一起被丢弃，如果采用常规的淀粉提取方法将损失大部分B型淀粉，因此，为了得到更为准确的A型和B型淀粉比例，对淀粉提取方法以及A、B型淀粉更大程度的分离都提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种有效提高青麦B型淀粉的得率的淀粉分离方法。本发明的另一目的在于进一步提供一种有效提高青麦A、B型淀粉的纯度(即分离程度)的分离方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种青麦中淀粉的分离方法，去除杂质后的青麦颗粒加入水打浆粉碎1-3min，之后过筛，并对筛上物进行重复打浆过筛的操作至筛上物仅剩绿色麸皮；过筛物离心后倒去上清液，除去上层灰色杂质和蛋白层，得到粗淀粉；粗淀粉纯化去除蛋白后获得青麦淀粉。

进一步，打浆过筛的操作重复1-4次，过筛物在2300×g-2500×g离心8-10min。

其中，粗淀粉纯化过程如下：在粗淀粉中加水获得淀粉浆，过100目筛后在2300-2500×g离心10-20min，倒去上清液，保留除去含淀粉蛋白层后的下层沉淀；对含淀粉蛋白层重复加水离心，收集每次离心的除去蛋白层的下层沉淀，将多次的下层沉淀合并，于45-50℃干燥24-48h，得青麦淀粉。

更优选的，过100目筛后在2500×g离心10min。

本发明青麦淀粉的提取采用青麦颗粒多次湿法粉碎过筛网去除纤维，而后多次离心刮去上层杂质和蛋白层，保留蛋白和淀粉结合层，然后再次用去离子水洗涤蛋白和淀粉结合层，离心刮取蛋白层，以此获得含更多B型淀粉颗粒的青麦淀粉。

具体的，青麦淀粉的提取如下：

1)青麦仁颗粒湿法粉碎：清洗青麦仁颗粒，挑出秸秆、碎石等杂质，加入蒸馏水没过青麦颗粒即可，用打浆机粉碎1-3min；

2)青麦浆浸泡：将破碎后的青麦浆盖上保鲜膜，4℃放置过夜；

3)青麦浆二次破碎：倒去上清液，重新加入新鲜蒸馏水，用打浆机粉碎1-3min；

4)青麦浆过筛：将青麦浆通过40目筛网，收集筛下物，筛上物再次湿法破碎，过筛网，重复上述操作，直至筛上物仅剩绿色麸皮；

5)离心分离：收集所得的筛下物于2300-2500×g离心8-10min，倒去上清液，除去上层灰色杂质和蛋白层，得到粗淀粉；

6)粗淀粉纯化：粗淀粉补水，淀粉浆过100目筛，而后2500×g离心10min，倒去上清液，收集上层含淀粉蛋白层C1，对剩下的沉淀物C2重复离心操作(2500×g离心10min)，倒去上清液、继续收集沉淀物的上层的含淀粉蛋白层C1、对剩余沉淀物离心……共重复上述操作3-4次，最后一次获得的沉淀物称之为D1；合并多次收集的上层含淀粉蛋白层C1，补水离心，去除上层蛋白层，保留下层沉淀，重复3-4次(补水离心、去除上层蛋白层、保留下层沉淀)，最后得到的下层沉淀为D2；合并下层沉淀D1和D2；

7)干燥：将上述下层沉淀于45-50℃干燥24-48h，得青麦淀粉。

优选的，步骤1)和3)中，青麦仁颗粒用打浆机粉碎1min。

步骤2)，青麦浆4℃放置12h。

步骤7)中优选于50℃干燥48h。

本发明进一步提供了一种青麦中A、B型淀粉的分离方法，将青麦淀粉与蔗糖溶液充分混合，之后离心，获得下层沉淀以及上清液，吸取一部分上清液保存，并将其余的上清液补充蔗糖溶液至与原上清液体积相同获得混合溶液；再次对混合溶液进行离心，并重复吸取上清液、补充蔗糖溶液、混匀离心的操作；合并多次吸取出的上清液与最后一次离心获得的上清液并过筛，筛下物即为B型淀粉悬浮液，筛上物与离心后的下层沉淀合并获得A型淀粉的粗产物，将上述粗产物以及悬浮液进行纯化并干燥即得A型淀粉和B型淀粉。

以蔗糖溶液的质量浓度为80％计，按照1g青麦淀粉加入7-8mL蔗糖溶液的比例进行混合。

优选的，每次吸取并保存的上清液的体积为离心后获得上清液体积的50-62.5％。

过筛时优选采用1600目的微米筛。

优选的，所述分离方法的步骤如下：

1)将青麦淀粉与蔗糖溶液充分混合，之后进行离心操作A1，从上清液A1中吸取一定体积的上清液记做A11；

2)在吸取A11后的上清液中加入蔗糖溶液至上清液A1原液面，混匀后进行离心操作A2，从上清液A2中吸取一定体积的上清液记做A22；

3)在吸取A22后的上清液中加入蔗糖溶液至上清液A2原液面，混匀后进行离心操作A3，从上清液A3中吸取一定体积的上清液记做A33；

4)在吸取A33后的上清液中加入蔗糖溶液至上清液A3原液面，混匀后进行离心操作A4，从上清液A4中吸取一定体积的上清液记做A44；

5)在吸取A44后的上清液中加入蔗糖溶液至上清液A4原液面，混匀后进行离心操作A5，获得下层沉淀以及上清液A5；

6)将上清液A33、A44以及A5混合，水洗后再加入水洗物质量7-8倍量的蒸馏水混匀，之后过微米筛，获得筛下物与筛上物；

7)筛上物与A5离心所获得的下层沉淀混合，之后水洗并干燥获得A型淀粉；筛下物用水洗涤后干燥得B型淀粉。

其中，离心操作A1、A2是在350×g离心8-10min；离心操作A3、A4是在350×g离心3-5min；离心操作A5是在350×g离心2min。

上述5次离心都是在同一容器中进行，每次离心后并不需要分离出沉淀，只需要对上层的上清液吸取出一部分，之后补充蔗糖溶液到未吸取之前的液面，然后再重复离心等操作。

步骤7)中水洗是用蒸馏水洗涤3-5次，优选洗涤次数为5次。

干燥于45℃进行24-48h，最优选在50℃干燥48h。

因为B型淀粉颗粒小，离心后在沉淀物上层，且易与蛋白结合，所以如果直接弃去蛋白层，将损失一部分B型淀粉。本发明通过分次离心的方法进行青麦淀粉的提取，并利用蔗糖梯度离心联合微筛分的方法将A、B型淀粉分离的更为彻底，提高了相应淀粉的纯度，同时还提高了B型淀粉的得率。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明采用的蔗糖梯度离心联合微筛分分离青麦A、B型淀粉的方法，通过多次离心、分级提取的方法进行青麦淀粉的提取和A、B型淀粉的分离，不仅提高B型淀粉的得率，而且得到高纯度的A型和B型淀粉；本发明的提取方法操作简便、可行性高，无毒无害、安全性高，生产成本低。

附图说明

图1-3分别为实施例1青麦淀粉以及分离所得A型和B型淀粉的电子扫描图；

图4-6分别为实施例1青麦淀粉以及分离所得A型和B型淀粉的偏光特性；

图7为实施例1获得的A型和B型淀粉的粒径分布图。

图8、9分别为对比例2方法分离获得的A型和B型淀粉的光学显微镜(10×40)图片。

具体实施方式

以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：

实施例1

以郑麦7698为操作对象进行青麦淀粉的提取以及A、B型淀粉的分离纯化。

具体步骤如下：

1.青麦淀粉的提取：

(1)青麦颗粒湿法粉碎：清洗青麦仁颗粒，挑出秸秆、碎石等杂质，加入蒸馏水没过青麦颗粒即可，用打浆机粉碎2min；

(2)青麦浆浸泡：将破碎后的青麦浆盖上保鲜膜，4℃放置12h；

(3)青麦浆二次破碎：倒去上清液，重新加入新鲜蒸馏水，用打浆机粉碎2min；

(4)青麦浆过筛：将青麦浆通过40目筛网，收集筛下物，筛上物再次湿法破碎，过筛网，重复3次，直至筛上物仅剩绿色麸皮；

(5)离心分离：收集所得的筛下物于2500×g离心8min，倒去上清液，除去上层灰色杂质和蛋白层，得到粗淀粉；

(6)粗淀粉纯化：粗淀粉补水得淀粉浆，淀粉浆过100目筛，而后2500×g离心10min，倒去上清液，收集上层含淀粉蛋白层，对下层沉淀继续离心，继续分离出上层含淀粉蛋白层、对下层沉淀继续离心，共重复3次，最后一次得到的下层沉淀记做D1；对上述步骤分离出的含淀粉蛋白层合并，补水离心(2500×g，10min)，去除上层蛋白层，对下层沉淀继续进行补水离心，共进行三次，收集最后一次离心后的下层沉淀D2，将D1、D2沉淀合并；

(7)干燥：将合并后的沉淀于50℃干燥48h，得青麦淀粉。

2.A型、B型淀粉分离纯化：

(1)蔗糖溶液制备：用蒸馏水制备80％(w/w)蔗糖溶液；

(2)淀粉悬浮液制备：向青麦淀粉中加入80％(w/w)蔗糖溶液，充分混合，得青麦总淀粉悬浮液，其中淀粉和蔗糖溶液的比例为1:8(g:mL)；

(3)离心分离得含B混合液：淀粉悬浮液第一次离心A1(350×g，离心8min)从上清液A1中吸取一定体积上清液A11(占离心后上清液A1体积的5/8，下同)，含B型淀粉；在剩余的上清液A1加入新鲜蔗糖溶液至原液面(与上清液A1原液面相同)，充分混合，第二次离心A2(350×g，离心8min)，在上清液A2中吸取一定体积上清液记做A22；

(4)离心分离得含A型的B型淀粉悬浮液：在剩余的上清液A2中加入新鲜蔗糖溶液至原液面，充分混合，淀粉悬浮液第三次离心A3(350×g，离心3min)，从上清液A3中吸取一定体积上清液记做A33，含B型淀粉；在剩余的上清液A3中加入新鲜蔗糖溶液至原液面，充分混合，进行第四次离心A4(350×g，离心3min)，从上清液A4中吸取一定体积上清液记做A44；

(5)离心分离得含B型的A型淀粉悬浮液：在剩余的上清液A4中加入新鲜蔗糖溶液至原液面，充分混合，淀粉悬浮液进行第五次离心A5(350×g，离心2min)，获得下层沉淀A5和上清液A5；

(6)微筛分：将第三、四离心吸取的上清液A33、A44和第五次离心所得全部上清液A5混合，蒸馏水洗涤3次，加入水洗物质量7倍的蒸馏水混匀，通过1600目微米筛，收集筛下物，即为B型淀粉悬浮液，筛上物与最后一次离心后获得的下层沉淀A5混合，为A型淀粉；

(7)洗涤：所得淀粉用蒸馏水洗涤4次；

(8)干燥：将步骤7)水洗后的产物以及步骤6)获得的B型淀粉悬浮液于45℃干燥48h，分别得A型和B型淀粉。

对上述青麦淀粉以及分离所得A、B型淀粉的基本组成进行测定，结果如表1所示；对青麦淀粉以及分离所得A、B型淀粉的分子量、粒径分布进行测定，并采用电子扫描显微镜、偏振光显微镜进行扫描，结果分别如表2和图1-7所示。经测定，本实施例B淀粉得率为5.312％。

表1青麦和青麦淀粉以及分离所得A型和B型淀粉的基本组成测定

样品	淀粉(％)	蛋白质(％)	脂肪(％)	灰分(％)	粗纤维(％)
						青麦	40.27±2.08	12.19±0.23	1.53±0.02	2.39±0.02	35.01±0.15
青麦淀粉	95.26±0.22	0.25±0.01	0.35±0.01	0.50±0.04	-
						青麦A-淀粉	93.21±0.44	0.29±0.00	0.24±0.02	0.31±0.01	-
青麦B-淀粉	94.75±0.51	0.39±0.01	0.34±0.02	0.38±0.01	-

注：“-”表示未检出

表2青麦淀粉以及分离所得A型和B型淀粉的平均分子量

注：Mn:数均分子量；Mp:峰位分子量；Mw:重均分子量；Mz:z均分子量

根据表1、2以及图1-7可知，本实施例获得的A型和B型淀粉分离的更为彻底。

实施例2

以中麦207为操作对象进行青麦淀粉的提取以及A、B型淀粉的分离纯化。

具体步骤如下：

1.青麦淀粉的提取：

(1)青麦仁颗粒湿法粉碎：清洗青麦仁颗粒，挑出秸秆、碎石等杂质，加入蒸馏水没过青麦颗粒即可，用打浆机粉碎1min；

(2)青麦浆浸泡：将破碎后的青麦浆盖上保鲜膜，4℃放置过夜；

(3)青麦浆二次破碎：倒去上清液，重新加入新鲜蒸馏水，用打浆机粉碎1min；

(4)青麦浆过筛：将青麦浆通过40目筛网，收集筛下物，筛上物再次湿法破碎，过筛网，重复4次，直至筛上物仅剩绿色麸皮；

(5)离心分离：收集所得的筛下物2500×g离心8min，倒去上清液，除去上层灰色杂质和蛋白层，得到粗淀粉；

(6)粗淀粉纯化：其他步骤同实施例1，但是共重复离心四次以搜集上层含淀粉蛋白层，并获得下层沉淀D1；对含淀粉蛋白层重复补水离心(2500×g，10min)，除去每次离心后上层蛋白层，共离心四次，保留最后一次的下层沉淀D2，合并D1和D2；

(7)干燥：将合并的D1和D2于50℃干燥36h，得青麦淀粉。

2.A型、B型淀粉的分离纯化：

步骤(1)-(6)同实施例1。

(7)洗涤：所得淀粉用蒸馏水洗涤4次；

(8)干燥：50℃干燥36h，得A型和B型淀粉。

对比例1

青麦淀粉的提取采用面团法：以郑麦7698为操作对象，将其粉碎后过100目筛，然后向面粉中加入60％的蒸馏水调制成面团，室温静置20min后水洗面团，将淀粉浆过100目筛，所得淀粉浆2500×g离心10min，弃去上清液，刮去上层淡黄色物质，收集下层淀粉为青麦淀粉。

后续A、B型淀粉分离采取与实施例1相同的步骤。

经测定，本对比例获得的B淀粉得率为2.960％，远低于实施例1的5.312％。从下表获得的B淀粉粒径分析表中，根据数据D90对比可以得知：实施例1中B淀粉90％的粒径在10.477微米内，相比对比例1，其获得的B淀粉纯度更高。

实施例1和对比例1获得的B淀粉粒径分析如下表：

表3青麦淀粉分离所得B型淀粉粒径分析表

方法	样品	D10(μm)	D50(μm)	D90(μm)
					实施例1	B-starch	3.171	5.355	10.477
对比例1	B-starch	3.295	5.976	12.045

对比例2

青麦淀粉的提取方法：同实施例1青麦淀粉提取步骤。

A、B型淀粉分离采用沉降法：按照1g青麦淀粉和8mL的80％(w/w)蔗糖溶液的比例混匀，进行操作1：静置1h，吸取5/8上清液，其余上清液中添加蔗糖溶液至原液面；然后进行操作2：静置1h，吸取5/8上清液，其余上清液中添加蔗糖溶液至原液面；……重复上述操作至进行至操作11；操作12：静置1h，得到上清液以及下层沉淀。

收集操作1到操作11吸取出的上清液以及操作12得到的上清液，于2500×g离心20min，沉淀物即为B淀粉；将操作12得到的下层沉淀于2500×g离心10min，即得A淀粉。

经测定，本对比例获得的B淀粉得率为6.231％。由于采用本发明所述的淀粉提取方法相比面团法，不用制备面团，所以提取方法更简便。但是该对比例中A、B型淀粉分离方法所得到的B型淀粉的纯度较低。具体的，从对比例2分别获得的A型和B型淀粉的光学照片(图8、9所示)可以明显看出，A型淀粉以及B型淀粉中，粒径分布不如实施例1的均匀，可知，其中的A、B型淀粉分离并不够彻底，不如实施例1获得的A、B型淀粉的纯度高。

Claims (7)

1.一种青麦中A、B型淀粉的分离方法，其特征在于，将青麦淀粉与蔗糖溶液充分混合，之后离心，获得下层沉淀以及上清液，吸取一部分上清液保存，并将其余的上清液补充蔗糖溶液至与原上清液体积相同获得混合溶液；再次对混合溶液进行离心，并重复吸取上清液保存、补充蔗糖溶液混匀、离心的操作；合并多次吸取出的上清液与最后一次离心获得的上清液并过筛，筛下物即为B型淀粉悬浮液，筛上物与离心后的下层沉淀合并获得A型淀粉的粗产物，将上述粗产物以及悬浮液进行纯化并干燥即得A型淀粉和B型淀粉；每次吸取并保存的上清液的体积为离心后获得上清液体积的50-62.5%；

所述青麦淀粉通过下法获得：去除杂质后的青麦颗粒加入水打浆粉碎1-3 min，之后过筛，并对筛上物进行重复打浆过筛的操作至筛上物仅剩绿色麸皮；过筛物离心后倒去上清液，除去上层灰色杂质和蛋白层，得到粗淀粉；粗淀粉纯化去除蛋白后获得青麦淀粉；以蔗糖溶液的质量浓度为80%计，按照1g青麦淀粉加入7-8mL蔗糖溶液的比例进行混合。

2.如权利要求1所述的青麦中A、B型淀粉的分离方法，其特征在于，过筛时采用1600目的微米筛。

3.如权利要求1或2所述的青麦中A、B型淀粉的分离方法，其特征在于，步骤如下：

1）将青麦淀粉与蔗糖溶液充分混合，之后进行离心操作A1，从上清液A1中吸取一定体积的上清液记做A11；

2）在吸取A11后的上清液中加入蔗糖溶液至上清液A1原液面，混匀后进行离心操作A2，从上清液A2中吸取一定体积的上清液记做A22；

3）在吸取A22后的上清液中加入蔗糖溶液至上清液A2原液面，混匀后进行离心操作A3，从上清液A3中吸取一定体积的上清液记做A33；

4）在吸取A33后的上清液中加入蔗糖溶液至上清液A3原液面，混匀后进行离心操作A4，从上清液A4中吸取一定体积的上清液记做A44；

5）在吸取A44后的上清液中加入蔗糖溶液至上清液A4原液面，混匀后进行离心操作A5，获得下层沉淀以及上清液A5；

6）将上清液A33、A44以及A5混合，水洗后再加入水洗物质量7-8倍量的蒸馏水混匀，之后过微米筛，获得筛下物与筛上物；

7）筛上物与离心所获得的下层沉淀混合，之后水洗并干燥获得A型淀粉；筛下物用水洗涤后干燥得B型淀粉。

4.如权利要求3所述的青麦中A、B型淀粉的分离方法，其特征在于，离心操作A1、A2是在350×g离心8-10min；离心操作A3、A4是在350×g离心3-5min；离心操作A5是在350×g离心2min。

5.如权利要求3所述的青麦中A、B型淀粉的分离方法，其特征在于，干燥于45℃进行24-48h。

6.如权利要求1所述的青麦中淀粉的分离方法，其特征在于，打浆过筛的操作重复1-4次，过筛物在2300-2500×g离心8-10 min。

7.如权利要求6所述的青麦中淀粉的分离方法，其特征在于，粗淀粉纯化过程如下：在粗淀粉中加水获得淀粉浆，过筛后在2300-2500 ×g离心10-20 min，倒去上清液，保留除去含淀粉蛋白层后的下层沉淀；对含淀粉蛋白层重复加水离心，收集每次离心的除去蛋白层的下层沉淀，将多次的下层沉淀合并，于45-50℃干燥24-48h，得青麦淀粉。

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