Способ определения содержания амилозы в крахмале

Способ определения содержания амилозы в крахмале

Реферат

Изобретение относится к методам оценки качества крахмала и может быть использовано в крахмалопаточной промышленности, в сельском хозяйстве при селекции крахмалсодержащих культур: зерновых, зернобобовых, картофеля, в пищевой промышленности и других отраслях для решения исследовательских задач и контроля качества при производстве и применении крахмала.

Известны разные способы определения амилозы в крахмалах. Одноволновой метод предусматривает определение по величине оптической плотности йодкрахмальных растворов в строго контролируемых условиях при одной длине волны на колориметрах или спектрофотометрах [Мс Cready, R., Hassid, W. The separation and quantitative estimation of amylase and amylopectin in potato starch.// J. Am. Chem. Soc. 1943. 65, 1154-1157]. Двухволновой - при двух длинах волн [Способ определения содержания амилозы в полисахариде / В.И. Деулин // А.с. СССР №425105. Заявл. 17.03.1972, опубл. 10.9.1974. Бюлл. №15].

Известен способ определения содержания амилозы в полисахариде, состоящий из приготовления калибровочных йод-полисахаридных растворов, различающихся концентраций, путем смешивания растворов полисахаридов с раствором йод-йодида калия с получением йод полисахаридных растворов. Измерением их оптической плотности в видимой области спектра при длинах волн около 600 и около 500 нм. В связи с тем, что оптические характеристики йодных растворов претерпевают изменения во времени, отношение оптических плотностей йод полисахаридных растворов устанавливают как тангенс угла наклона линейной зависимости оптических плотностей, измеренных около 600 нм от оптических плотностей, измеренных около 500 нм, графически. При этом измерение проводят по отношению к дистиллированной воде. Результаты, полученные при пяти-семи измерениях, используют при построении графика и усредняют, соединяя полученные точки прямой или при составлении таблиц [А.с. СССР №425105].

Недостатком этого способа является то, что измерения проводят на разных участках спектральной кривой, при 500 нм на восходящем участке кривой, при 600 нм - на нисходящем участке. При таком измерении невозможно установить тангенс угла наклона. Кроме того, оптические плотности растворов йод-полисахаридов различной концентрации, измеренные при 500 нм, очень близки между собой. В связи с этим результаты измерений при 600 нм относят примерно к одной и той же величине оптической плотности.

Технический результат изобретения заключается в том, что при концентрации йода в исследуемых растворах более 0,05 мг/см³ установлена линейная зависимость величины длины волны λ_max при максимальной оптической плотности растворов от концентрации амилозы в смеси с амилопектином и в растворе крахмала.

Проблема решается тем, что способ определения содержания амилозы в полисахариде состоит из приготовления калибровочных йод-полисахаридных растворов различающихся концентраций. Проводят измерения их оптической плотности в видимой области спектра. Составляют по ним таблицу, строят график зависимости длины волны от содержания амилозы или в виде математической функции: % амилозы = а ⋅ λ_max - в, где а и в - коэффициенты, характерные для исследуемого вида полисахарида, по которым в точке совпадения длин волн определяют содержание амилозы в исследуемом полисахариде, по которым определяют содержание амилозы для аналогично приготовленного раствора исследуемого полисахарида того же ботанического вида происхождения, что и калибровочные.

При этом калибровочные йод-полисахаридные растворы готовят путем смешивания амилозы и амилопектина в разных соотношениях, имитирующих примерный состав крахмала, при неизменной доле их суммарной массы в растворе смеси. По максимальным значениям оптической плотности каждого раствора смесей находят соответствующие длины волн. Составляют таблицу и строят график зависимости длины волны от содержания амилозы или в виде функции: % амилозы = а ⋅ λ_max - в, где а и в - коэффициенты, характерные для исследуемого вида полисахарида, по которым в точке совпадения длин волн определяют содержание амилозы в исследуемом полисахариде.

Способ определения содержания амилозы в крахмале заключается в приготовлении исходных растворов йод-йодида калия, амилозы, амилопектина или крахмала концентрацией 1 мг/см³, последующем приготовлении нескольких исследуемых растворов в различных соотношениях амилоза:амилопектин путем смешивания в разных долях исходных растворов амилозы и амилопектина, например в диапазоне от 0,0% амилозы (100% амилопектина) до 45% амилозы и 55% амилопектина в смеси, внесении в каждый раствор йод-йодида калия до концентрации, например, 0,06 мг/см³, последующем снятии спектра в видимой области спектра. Затем по максимальным значениям оптической плотности каждого раствора смесей находят соответствующие длины волн. Составляют таблицу и строят график зависимости длины волны от содержания амилозы или в виде функции: % амилозы = а ⋅ λ_max - в, где а и в - коэффициенты, характерные для исследуемого вида полисахарида, по которым в точке совпадения длин волн определяют содержание амилозы в исследуемом полисахариде.

Пример. Взвешивают в стаканчике, например, 100 мг амилозы, для ее растворения приливают 20 см³ 0,1М раствора NaOH, помещают в термостат при 70°С (в стаканчике 60°С), охлаждают, подкисляют уксусной кислотой (1,5 см³) до рН 5,0-5,3, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки. Приготовленный раствор содержит 1 мг/см³ амилозы. Аналогично готовят исходные растворы амилопектина, крахмала.

Затем готовят исследуемые растворы смесей амилозы и амилопектина, имитирующих состав крахмала. Берут 11 мерных колб вместимостью 100 см³. В первую колбу вносят 10 см³ исходного раствора амилопектина, во вторую и последующие колбы по 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5 см³ исходного раствора амилозы. Затем во вторую и последующие колбы вносят по 9,5; 9; 8,5; 8; 7,5; 7; 6,5; 6; 5,5 см³ исходного раствора амилопектина. Следовательно, в каждой колбе вместимостью 100 см³ содержится неизменная суммарная масса по 0,1 мг/см³ смеси полисахаридов с различным процентным содержанием амилозы и амилопектина. В первой колбе содержится 100% амилопектина (амилозы 0,0%), во второй - 5% амилозы и 95% амилопектина и т.д., в последней колбе 45% амилозы и 55% амилопектина. В каждую колбу добавляют необходимое количество исходного раствора йод-йодида калия концентрацией 1 мг/см³ для образования йод-полисахарида и дистиллированной воды до метки. Таким образом, каждый исследуемый раствор содержит по 0,1 мг/см³ смеси полисахаридов амилозы и амилопектина и 0,06 мг/см³ йод - йодида калия.

Далее проводят измерения оптической плотности исследуемых йод-полисахаридных растворов смесей на спектрофотометре в видимой области спектра в кварцевой кювете толщиной 1 см. По максимальным значениям оптической плотности каждого йод полисахаридного раствора смесей находят соответствующие длины волн, составляют таблицу или строят график зависимости длины волны от процентного содержания амилозы, или в виде функции: % амилозы = а ⋅ λ_max - в, где а и в – коэффициенты, характерные для исследуемого полисахарида, по которым в точке совпадения длин волн определяют содержания амилозы в исследуемом полисахариде, λ_max - длина волны при максимальной оптической плотности йод-полисахаридных растворов (см. таблицу 1).

1. Способ определения содержания амилозы в крахмале, состоящий из приготовления калибровочных йод-полисахаридных растворов различающихся концентраций, измерения их оптической плотности в видимой области спектра, построения графиков, математической функции, по которым определяют содержание амилозы для аналогично приготовленного раствора исследуемого полисахарида того же ботанического вида происхождения, что и калибровочные, отличающийся тем, что калибровочные йод-полисахаридные растворы готовят путем смешивания амилозы и амилопектина в разных соотношениях при неизменной доле их суммарной массы в растворе смеси, по максимальным значениям оптической плотности каждого раствора смесей находят соответствующие длины волн (λ_max), строят график зависимости длины волны от содержания амилозы или определяют математическую функцию: % амилозы =а⋅λ_max - в, где а и в - коэффициенты, характерные для исследуемого вида полисахарида, по графику или функции определяют содержание амилозы в исследуемом полисахариде.

2. Способ определения содержания амилозы в крахмале по п. 1, отличающийся тем, что аналитическую зависимость в виде линейной функции определяют в координатах % амилозы - длина волны максимума оптической плотности раствора в виде: % амилозы=а⋅λ_max -в, в которой константы для кукурузного крахмала составляют а=0,95…1,0 и в=525…540.