全 文 ：书櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄
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双波长法测定珍珠粟淀粉中直链和支链淀粉的含量
马艳弘１，钟小仙２，乔月芳１，３，李亚辉１，张宏志１，李芬芳３
（１．江苏省农业科学院农产品加工研究所，江苏南京２１００１４；２．江苏省农业科学院畜牧研究所，江苏南京 ２１００１４；
３．山西农业大学食品科学与工程学院，山西太谷０３０８０１）
　　摘要：研究建立同时测定珍珠粟直链和支链淀粉含量的检测方法，并通过测定分析１３个种质资源中直链与支链
淀粉含量的变化，为筛选适宜的加工品种提供依据。根据双波长选择原理和扫描光图谱，确定直链淀粉的测定波长、
参比波长分别为６３４、４２６ｎｍ，支链淀粉的测定波长、参比波长分别为５３９、７６３ｎｍ。直链淀粉浓度在４～４４ｍｇ／Ｌ之间
（ｒ＝０．９９９３）、支链淀粉浓度在２０～１２０ｍｇ／Ｌ（ｒ＝０．９９９３）之间，其碘复合物与吸光度呈良好的线性关系。结果表
明，１３个珍珠粟供试样品中直链、支链淀粉的含量分别为１６．０７％ ～２３．４８％、５２．３４％ ～７３．８０％，支链淀粉含量差异
是引起总淀粉含量差异的主要因素。样品８８、５０、５９、１－１的品种优良，可作为选种栽培、精深加工的优选品种。
　　关键词：双波长分光光度法；珍珠粟；直链淀粉；支链淀粉
　　中图分类号：Ｓ５１５．０１　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００２－１３０２（２０１６）１２－０３３１－０４
收稿日期：２０１６－０４－２２
基金项目：江苏省农业科技自主创新资金［编号：ＣＸ（１２）１００５－７］；
国家牧草产业技术体系盐城综合试验站（编号：ＣＡＲＳ－３５－３１）；
江苏省农业三新工程（编号：ＳＸＧＣ［２０１５］３３４）。
作者简介：马艳弘（１９７２—），女，山西中阳人，博士，副研究员，主要从
事耐盐蔬菜食品加工技术及副产物综合利用研究。Ｔｅｌ：（０２５）
８４３９０６１３；Ｅ－ｍａｉｌ：ｍａ＿ｙｈｈｙｙ＠１２６．ｃｏｍ。
　　珍珠粟（ｐｅａｒｌｍｉｌｅｔ），即御谷（Ｐｅｎｎｉｓｅｅｔｕｍｇｌａｕｃｕｍ），亦称
美洲狼尾草等，原产于非洲，现已广泛分布于热带、亚热带地
区，为世界上六大禾谷类作物之一，是位于印度、非洲等半干旱
地区人们的主要杂粮作物。珍珠粟具有生长速度快、茎叶产量
高、营养成分高、适应性广、适口性好、抗逆性强等特点，尤其适
合在高温、干旱、盐碱地区生长［１］，既是重要的优质牧草和粮食
作物来源［２］，同时也是防风固沙、改良土壤的优良先锋草种［３］。
我国珍珠粟的栽培历史悠久，在古代曾将其作为贡品供皇室贵
族享用，因而珍珠粟也有“御谷”之称，但是真正从事珍珠粟的
研究仅始于２０世纪４０年代。经过几十年的发展，目前已陆续
培育、鉴定、引进包括宁牧２６－２美洲狼尾草、宁杂３号美洲狼
尾草、宁杂４号美洲狼尾草等国家审定品种在内的３００多份品
种资源，栽培面积逐年增加，在畜牧养殖业、工业造纸、生物能
源等领域发挥着越来越重要的作用［４－５］。
珍珠粟种子营养丰富，不仅含有大量淀粉，而且还含有比
小麦、大米、玉米、高粱更高含量的蛋白、脂肪和钙、铁、锌等营
养成分［６］。此外，珍珠粟还含有丰富的膳食纤维、多酚和黄
酮等生物活性物质［７］，具有清除自由基、抗氧化［８－９］、预防糖
尿病、抗癌、预防便秘、控制血压和低密度脂蛋白水平等生物
学功能［１０－１１］，可作为预防多种疾病发生的重要食疗策略［１２］。
但是遗憾的是，迄今为止国内学者对珍珠粟的研究仅集中在
栽培育种和茎叶的饲料发酵方面，而对珍珠粟作为杂粮的营
养特性、食用品质、检测技术等方面的研究却未见报道。
淀粉是珍珠粟最主要的食用成分，其含量和组成对其功
能、营养及食味特性与加工品质影响较大［１３］。差示扫描量热
仪法（简称ＤＳＣ）、高效空间排阻色谱法（简称 ＨＰＳＥＣ）、近红
外光谱法（简称 ＮＩＲ）、热重法（简称 ＴＧ）、酶法、双波长比色
法、三波长检测法［１４－１５］均可用于淀粉的检测。这些方法有的
操作繁琐，有的易受样品中糖类、脂类等物质干扰，有的虽然
精确，但是检测成本高、结果计算复杂，使其应用均受到不同
程度的限制。其中，双波长比色法因具有简便快速、成本低、
准确度高并可同时检测支链、直链淀粉等特点而在植物淀粉
检测中备受关注［１６－１８］。本研究采用双波长比色法同时测定
不同资源珍珠粟中直链、支链淀粉的含量，在建立同时测定珍
珠粟中支链、直链淀粉含量的可靠分析技术的同时，进一步分
析不同种质资源珍珠粟淀粉组分比例间的差异，为进一步开
展珍珠粟杂交育种、品质分析、保健食品开发以及资源的综合
利用提供参考。
１　材料与方法
１．１　材料与试剂
供试珍珠粟资源：采自江苏省农业科学院试验基地，均为
—１３３—江苏农业科学　２０１６年第４４卷第１２期
网络出版时间：2017-01-10 10:25:25
网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/32.1214.S.20170110.1025.140.html
通过美国引进的Ｂｉｌ３Ｂ综合种套袋自交后采集的具有不同特
性的种质资源。种子自然干燥后，用万能粉碎机粉碎，储存于
封口袋内并放置于干燥器中保存备用。直链与支链淀粉标准
品：美国 Ｓｉｇｍａ公司；其余常规试剂石油醚、氢氧化钾、盐酸、
碘、碘化钾均为国产分析纯产品。
碘试剂的配制，称取１８．５ｇ碘化钾，溶于少量蒸馏水中，
再加６．５ｇ碘，待溶解后用蒸馏水定容至１００ｍＬ，贮存于棕色
瓶中备用。
１．２　仪器与设备
Ｄ－８紫外可见分光光度计，南京菲勒仪器有限公司；
ＭＬ２０４万分之一天平，梅特勒仪器有限公司；ＤＨＧ－９０７６Ａ电
热鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司；ＤＫ－８Ｄ数显恒
温水浴锅，上海精宏实验设备有限公司；ＦＷ１００万能粉碎机，
天津市泰斯特仪器有限公司；ＳＺＦ－０６Ａ粗脂肪测定仪，上海
新嘉电子有限公司；ＦＥ２０ｐＨ计，梅特勒仪器有限公司。
１．３　试验方法
１．３．１　淀粉标准工作液的制备　准确称取各０．１０００ｇ直链
淀粉标准品、支链淀粉标准品，分别放入１００ｍＬ烧杯中，加
１０ｍＬ１ｍｏｌ／Ｌ氢氧化钾溶液，置于８５℃水浴中充分搅拌溶
解。然后用蒸馏水定容至５０ｍＬ，混合均匀，即为２．０ｍｇ／ｍＬ
直链淀粉标准工作液和２．０ｍｇ／ｍＬ支链淀粉标准工作液。
１．３．２　直链与支链淀粉检测波长的确定　吸取１．０ｍＬ直链
淀粉标准工作液和０．５ｍＬ支链淀粉标准工作液，分别放入
１００ｍＬ烧杯中，加２５ｍＬ蒸馏水，用０．１ｍｏｌ／Ｌ盐酸溶液调
ｐＨ值至３．０，再加入 ０．０５ｍＬ碘试剂，并用蒸馏水定容至
５０ｍＬ。室温下静置２５ｍｉｎ后以蒸馏水为空白对照，分别在
紫外－可见分光光度计上进行４００～８００ｎｍ波段光谱扫描，
分别获得二者的吸收光谱图，根据等吸收点作图法确定直链
淀粉的测定波长（λ１）、参比波长（λ２），以及支链淀粉的测定
波长（λ３）、参比波长（λ４）。
１．３．３　直链与支链淀粉标准曲线的绘制　分别取０．１、０．３、
０．５、０．７、０．９、１．１ｍＬ直链淀粉标准工作液于烧杯中，加
２５ｍＬ蒸馏水，用盐酸溶液调节 ｐＨ值至３．０，加０．０５ｍＬ碘
试剂，用蒸馏水定容至５０ｍＬ。室温下静置 ２５ｍｉｎ，在波长
λ１、λ２下分别测定吸光度 Ｄ１、Ｄ２，以二者的差值 ΔＤ为纵坐
标、直链淀粉浓度为横坐标，即可绘制出双波长直链淀粉标准
曲线；分别取１．０、２．０、３．０、４．０、５．０、６．０ｍＬ支链淀粉标准工
作液于烧杯中，其他操作同直链淀粉，根据结果即可绘制支链
淀粉标准曲线。
１．３．４　珍珠粟种子的处理与淀粉含量的测定　将自然风干
的珍珠粟种子用万能粉碎机打成粉末，称质量，置于 ６０℃鼓
风干燥箱中烘干至恒质量，测得水分含量Ｗ１；称取１．０００ｇ烘
干样品（ｍ），加入８０ｍＬ石油醚，加热回流脱脂４ｈ，然后放入
干燥箱中烘干至恒质量，利用粗脂肪测定仪测定粗脂肪含量
Ｗ２。再称取０．１００ｇ脱脂样品，加入１０ｍＬ１ｍｏｌ／Ｌ氢氧化
钾，于８５℃水浴中充分搅拌溶解后，用蒸馏水定容至５０ｍＬ，
静置２０ｍｉｎ后过滤。各品种均取３ｍＬ滤液，加入２５ｍＬ蒸
馏水，用盐酸溶液调节 ｐＨ值至 ３．０，样品测定液中加
０．０５ｍＬ碘试剂，测定液、空白液均用蒸馏水定容至５０ｍＬ。
室温静置２５ｍｉｎ后，以蒸馏水为空白对照，测定各样品吸光
度。根据直链、支链淀粉的双波长标准曲线算出样品的直链、
支链淀粉含量，二者相加即得烘干样品总淀粉含量。直链淀
粉、支链淀粉、总淀粉含量计算公式分别如下：
直链淀粉含量＝
Ｃ直 ×５０×５０×１０
３×（ｍ×１０００）×（１－Ｗ２）
×１００％；
支链淀粉含量＝
Ｃ支 ×５０×５０×１０
３×（ｍ×１０００）×（１－Ｗ２）
×１００％；
总淀粉含量＝直链淀粉含量＋支链淀粉含量。
式中：Ｃ直、Ｃ支分别为根据直链、支链淀粉标准曲线计算的样
品液中直链、支链淀粉浓度，ｍｇ／ｍＬ。
１．３．５　双波长法的测定稳定性、测定精度与加标回收率试
验　分别取直链、支链淀粉标准液，每隔５ｍｉｎ测定１次吸光
度，计算平均值、相对标准偏差ＲＳＤ值，评价双波长检测法的
稳定性；对于同一珍珠粟样品，同时测定直链、支链淀粉的含
量，进行４次重复测定，计算结果的平均值与ＲＳＤ值，评价其
测定精度；在已测得直链、支链淀粉含量的珍珠粟样品中，分
别添加准确称量的不同质量的直链、支链淀粉标准品，测定直
链、支链淀粉含量，按照下列公式计算加标回收率及ＲＳＤ值，
以此检验双波长法测定珍珠粟淀粉含量的准确度：
加标回收率＝（ｍ１－ｍ２）／ｍ３×１００％。
式中：ｍ１为加标准品后样品测定的总质量，ｇ；ｍ２为样品中原
有直链或支链淀粉的质量，ｇ；ｍ３为添加的直链或支链淀粉标
准品的质量，ｇ。
２　结果与分析
２．１　直链、支链淀粉测定波长与参比波长的确定
利用淀粉经Ｉ２－ＫＩ复合物溶液染色后直链淀粉呈蓝色、
支链淀粉呈紫色的原理，将直链与支链淀粉标准品经碘试剂
处理后，用紫外－可见分光光度计进行４００～８００ｎｍ的光谱
扫描。由图１可知，直链、支链淀粉的最大吸收波长分别为
６３４ｎｍ（λ１）、５３９ｎｍ（λ３）。按照双波长测定的等吸收点作图
法，确定直链淀粉测定波长为 ６３４ｎｍ（λ１），参比波长为
４２６ｎｍ（λ２）；支链淀粉测定波长为５３９ｎｍ（λ３），参比波长为
７６３ｎｍ（λ４）。
２．２　直链、支链淀粉标准曲线的绘制
采用双波长分光光度计法，分别于已确定的双波长条件
下测定不同浓度直链、支链淀粉标准工作液的吸光度。根据
测定结果绘制的直链、支链淀粉标准曲线分别如图２、图３所
示，所得直链淀粉的回归方程为 ｙ直 ＝１９７９６０ｘ－０．０５０３，
ｒ２＝０．９９９３；支链淀粉的回归方程为ｙ支 ＝５．００００ｘ－０．０２１３，ｒ
２＝
０．９９９３。结果表明，直链淀粉浓度在４～４４ｍｇ／Ｌ之间，支链
—２３３— 江苏农业科学　２０１６年第４４卷第１２期
淀粉浓度在２０～１２０ｍｇ／Ｌ之间，其碘复合物与吸光度呈良好
的线性关系。
２．３　不同资源珍珠粟种子的淀粉含量变化
由表１可见，供试样品水分含量为７．９２％ ～９．４８％，脂
肪含量为 ５．４３％ ～８．２７％；烘干样品中直链淀粉含量为
１６０７％～２３．４８％，支链淀粉含量为５２．３４％ ～７３．８０％，总
淀粉含量为 ７１．１１％ ～９０．５５％；品种间支链淀粉变异系数
（１０．２７％）大于直链淀粉的变异系数（９．８０％），表明珍珠粟
种子间总淀粉差异主要由支链淀粉引起；品种间支链、直链淀
粉含量比的变异系数最大（１５．８３％），表明不同品种珍珠粟
种子的食用与加工特性有较大差异，其中样品１－１的直链淀
粉含量最低，支链淀粉含量最高。
表１　珍珠粟样品中直链、支链淀粉含量的测定结果
样品编号 水分含量（％）
脂肪含量
（％）
直链淀粉（失水）
含量（％）
支链淀粉（失水）
含量（％）
总淀粉（失水）
含量（％）
支链、直链淀粉
含量比
９０ ９．０５ ５．４６ １８．４１ ５６．３５ ７４．７７ ３．０６
６７ ８．１２ ７．３５ １８．４５ ５９．６０ ７８．０５ ３．２３
８８ ９．００ ６．３７ ２１．４７ ６９．０８ ９０．５５ ３．２２
４８ ８．７８ ６．３９ １８．９２ ５８．０８ ７７．００ ３．０７
９７ ８．７８ ７．３０ ２１．３１ ５８．３７ ７９．６９ ２．７４
１ ８．５７ ５．４９ ２３．４８ ６３．０９ ８６．５７ ２．６９
３ ８．２４ ６．４２ １８．７６ ５２．３４ ７１．１１ ２．７９
７９ ８．７６ ６．３９ ２２．１７ ６１．９５ ８４．１２ ２．７９
５５ ８．０６ ８．２７ ２０．５８ ６０．３２ ８０．９０ ２．９３
１２ ８．７２ ７．３０ １８．７２ ５４．８５ ７３．５６ ２．９３
５０ ９．４８ ５．４３ ２０．０３ ６８．７３ ８８．７６ ３．４３
６９ ８．５１ ６．４０ ２０．２１ ６８．００ ８８．２１ ３．３６
１－１ ７．９２ ６．９０ １６．０７ ７３．８０ ８９．８７ ４．５９
变异系数（％） ５．１５ １２．８２ ９．８０ １０．２７ ８．１５ １５．８３
２．４　双波长法的测定稳定性试验
取直链淀粉、支链淀粉标准液，每隔５ｍｉｎ测定１次吸光
度。从表２可见，直链、支链淀粉溶液在所测时间范围内测定
值的相对偏差 ＲＳＤ＜１％，１５～３０ｍｉｎ内检测结果基本稳定，
表明试验重复性好，双波长法的检测结果相对稳定。
表２　直链、支链淀粉在不同测定时间的吸光度
淀粉种类
不同测定时间的吸光度
１５ｍｉｎ ２０ｍｉｎ ２５ｍｉｎ ３０ｍｉｎ ３５ｍｉｎ ４０ｍｉｎ 平均值
ＲＳＤ
（％）
直链 ０．８７５ ０．８８０ ０．８８２ ０．８８１ ０．８７３ ０．８６６ ０．８７６ ０．６９８
支链 ０．８３３ ０．８４１ ０．８４２ ０．８４０ ０．８３２ ０．８３０ ０．８３６ ０．６２７
２．５　双波长法测定精确度评价
选择５０、６９、１－１样品，经脱水、脱脂处理后对其中的直
链、支链淀粉含量分别进行４次重复测定，由表３可见，４次
试验值之间的一致性较好，３个样品的直链、支链淀粉的ＲＳＤ
均小于１％，表明采用双波长法同时测定珍珠粟淀粉样品中
直链、支链淀粉具有较高的精确度。
２．６　样品加标回收率测定结果
为了检测珍珠粟资源种子中淀粉含量测定结果的准确
性，在已测得直链、支链淀粉含量的样品中，选择８８号样品，
添加准确称量的直链、支链淀粉标准品，求其回收率。由表４
可见，直链、支链淀粉其回收率在 ９５．００％ ～９８．２９％之间，
ＲＳＤ均小于１．５％，满足检测要求，说明该分析检测方法具有
较高的准确度，适用于同时测定珍珠粟种子样品中的直链、支
链淀粉含量。
３　结论
双波长比色法是一种相对准确、稳定、被广泛应用于植物
淀粉含量精细检测的快速检测方法。本研究利用碘试剂与淀
粉发生的显色反应，建立了采用双波长分光光度法同时测定
珍珠粟直链与支链淀粉含量的快速检测方法。由其光谱扫描
—３３３—江苏农业科学　２０１６年第４４卷第１２期
表３　部分珍珠粟样品测定重复性试验结果
样品
编号
淀粉
种类
淀粉含量（％）
重复１ 重复２ 重复３ 重复４平均值
ＲＳＤ
（％）
８８ 直链 ２１．４１ ２１．２２ ２１．５３ ２１．６７ ２１．４６ ０．７７
支链 ６８．９７ ６９．２４ ６８．６９ ６９．３２ ６９．０１ ０．３６
５０ 直链 １９．８７ １９．８３ ２０．１６ ２０．２２ ２０．０２ ０．８６
支链 ６８．３６ ６８．７２ ６８．８３ ６９．０２ ６８．７３ ０．３５
６９ 直链 ２０．２２ ２０．３５ １９．９７ ２０．２５ ２０．２０ ０．６９
支链 ６７．７０ ６７．８２ ６８．４３ ６８．０７ ６８．００ ０．４１
１－１ 直链 １６．１３ １６．２０ １５．９０ １５．８４ １６．０２ ０．９４
支链 ７３．６７ ７３．８４ ７４．３６ ７４．３４ ７３．８０ ０．５０
表４　直链、支链淀粉回收率试验结果
淀粉种类
加入淀粉
标品量
（ｍｇ）
原有样品
淀粉量
（ｍｇ）
混合后测
得淀粉量
（ｍｇ）
回收率
（％）
ＲＳＤ
（％）
直链 １０ ２３．０８１ ３２．６９５ ９６．１４ １．２５
１５ ２３．０８１ ３７．５２０ ９６．２６
２０ ２３．０８１ ４２．７４０ ９８．２９
支链 １０ ７４．２８３ ８３．７８３ ９５．００ １．４５
１５ ７４．２８３ ８８．９５０ ９７．７８
２０ ７４．２８３ ９３．６１７ ９６．６７
结果发现，珍珠粟直链淀粉的测定波长、参比波长分别为
６３４、４２６ｎｍ，支链淀粉的测定波长、参比波长分别为 ５３９、
７６３ｎｍ；直链淀粉浓度在４～４４ｍｇ／Ｌ之间线性良好，支链淀
粉浓度在２０～１２０ｍｇ／Ｌ之间线性良好。此方法精密度高、稳
定性好（ＲＳＤ均小于１．００％）、样品加标回收率在９５．００％ ～
９８２９％之间，且相对标准偏差小（ＲＳＤ小于１．５％），可用于
珍珠粟直链、支链淀粉含量的准确检测。
禾谷类作物中直链与支链淀粉的含量与比例会直接影响
作物的色泽、香气、柔软性等食用品质与出饭率、贮藏加工特
性［１９］。有研究认为，含有中等偏低直链淀粉含量的品种或支
链淀粉含量高的品种的品质较好［２０－２１］。本研究在建立珍珠
粟淀粉双波长法检测基础上，对不同品种珍珠粟中直链淀粉、
支链淀粉进行测定，结果表明：供试不同珍珠粟种质资源的食
用加工特性有较大差异，直链、支链淀粉的含量分别为
１６．０７％～２３．４８％、５２．３４％ ～７３．８０％，总淀粉含量为
７１．１１％～９０．５５％，支链淀粉含量差异是总淀粉含量差异的
主要因素，其变异系数（１０．２７％）高于直链淀粉含量的变异
系数。样品８８、５０、５９、１－１的品种优良，直链淀粉含量较低、
支链淀粉含量较高，可作为选种栽培、精深加工的主要品种。
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—４３３— 江苏农业科学　２０１６年第４４卷第１２期