马铃薯淀粉的提取与直链淀粉的制备

苏德花 ,王学峰 ,摆世林 ,陈齐宁 ,陶永鑫

摘要：淀粉（amylum）分子式—(C6H10O5)n，为高分子碳水化合物，由葡萄糖分子聚合而成，是一种多糖物质，基本构成单位是：α— D —吡喃葡萄糖。马铃薯淀粉主要分为直链淀粉和支链淀粉两种，而通常情况下，马铃薯淀粉都具有粒径大（支链淀粉含量高）、黏性大以及糊化温度低、吸水性强等特点，是重要的食物烹饪用料——增稠剂。相比较而言，直链淀粉具有稳定性更高的特点，于目前的市场当中，拥有广泛的用途，如食品添加、食品包装材料，甚至在环保、医疗以及轻工业等领域均有很好的应用体现。本文将“马铃薯淀粉的提取与直链淀粉的制备”作为重点研究内容，是考虑通过相应的实验方法，对马铃薯淀粉中的直链淀粉进行提取、制备，以进一步提升马铃薯淀粉提取水平。

关键词：马铃薯淀粉；提取；直链淀粉；制备

淀粉作为植物储存能量的主要单元，广泛存在于块茎类植物或是谷物等植物主干、根、块茎以及果实中。如马铃薯块茎中，就含有大量的直链淀粉和支链淀粉，具有经济及营养价值，是部分地区的主要经济作物。生长条件需保证光照强、昼夜温差大以及气候冷凉的沙质土壤带，种植效果将更为明显，不仅果实品质高，产量也相对较高。如宁夏固原是有名的马铃薯之乡，其地理环境、气候环境等，都是马铃薯种植最佳区域，地处北纬35°14´—36°31´之间，属温带大陆性气候，昼夜温差大。据某项调查数据显示：2020年，固原市粮食种植总面积为314.94万亩，相比于上一年，种植面积增加了12.04万亩。由此可见该地区对马铃薯种植的认可程度，这与该地区适宜种植且马铃薯种植带来的经济效益关系密切。

1、材料与方法

常规马铃薯淀粉的提取较为容易，一般是将马铃薯洗净、捣碎，经过滤、沉淀、烘干就可获得，虽纯度并非化学意义上的“精纯”，但其整体的淀粉浓度非常高。而该方法提取出的淀粉，尚不具有直链淀粉稳定、不易消化等优秀品质，还需对其进行更进一步的提取、制备，获得精纯度更高的直链淀粉，才能切实对糖尿病等疾病医疗过程产生有利影响[1]。据此，开展该项试验活动，旨在为直链淀粉制备提供助力。

1.1材料与仪器

马铃薯（宁夏固原市生产）；马铃薯直链淀粉对照品（某国外进口直链淀粉）；碘、Na0H、碘化钾、乙酸以及盐酸、异戊醇、冰乙酸（某化工研究所提供二级试剂）；正丁醇、无水乙醇（某化工生产厂家提供二级试剂）。UV-1800PC双光束紫外可见分光光度计（上海美谱达仪器有限公司）；DHG—9023A干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司）；Kaida—KH22R冷冻离心机（湖南凯达科学仪器有限公司）。

1.2实验方法

1.2.1马铃薯淀粉提取

马铃薯削皮、洗净，留用30g，经捣碎、过滤、沉淀以及烘干获得原淀粉，并于20℃—25℃温度下保存[2]。

1.2.2直链淀粉含量测定

取0.1g直链淀粉标准品，对标准品进行分离、纯化处理，并绘制直链淀粉标准曲线。再取0.1g已提取的马铃薯原淀粉，作为样品置于100ml容量瓶，运用Juliano 等改良后的碘比色法，测试其中的直链淀粉含量。

1.2.3薯直链淀粉分离及纯化

以“GB/T 8884-2017 食用马铃薯淀粉”为制备标准，称马铃薯原淀粉10g，加适量无水乙醇，后再加1mol/L NaOH溶液200ml。置85℃水中，边加热、边搅拌，20min后，淀粉完全分散，静置、冷却，利用KH22R冷冻离心机，调至4000 r／min—15min进行冷冻、离心处理。取处理后的上清液，配2mol/L的盐酸，使酸碱程度达到中性，即pH = 7，再按照1:1体积比，加80ml正丁醇—异戊醇，同样在85℃水中，边加热、边搅拌，控制在10min即可，后冷却至室温程度，再移进冰箱，保持2℃—4℃条件下静置24h。后去除污物层，再以上述同样的离心速率处理15min，去除上清液，经过沉淀后形成粗直链淀粉。

粗直链淀粉提取后，再运用饱和正丁醇水溶液洗涤，数次后转至200ml饱和正丁醇水溶液，85℃水浴加热、搅拌，至完全分散且溶液透明程度，冷却至室温，移进冰箱（2℃—4℃）冷藏24h。除去污物层，同速率离心处理15min，再次利用饱和正丁醇水溶液洗涤，数次（一般3—4次）后，用无水乙醇洗涤、离心处理3次以上，置于40℃干燥箱，干燥处理8h左右，达恒重程度，即为精纯直链淀粉。

1.2.4蓝值测定

采用UV-1800PC双光束紫外可见分光光度计（上海美谱达仪器有限公司），测定上述精纯直链淀粉及直链淀粉标准品，与碘复合物于室温条件下的吸收光谱。使用Gilhert法，测定淀粉与碘结合的能力（即蓝值）[3]。运用下列公式测算：
蓝值=4 × Aλmax/C样品（mg/100mL）

式中：Aλmax表示最高峰处的光谱波长（即最大吸收波长），本实验选定为680nm处吸光波长。

结合相应数据处理方法（SPASS分析软件），处理、分析（本实验采用方差法）实验数据。

2、结果与分析

2.1含量分析

经SPASS软件绘图分析后，能够发现直链淀粉的浓度，与吸光度之间呈现非常明显的线性关系：y = 0.042x + 0.085（R2 = 0.991）。以同样的方法反复进行5次测试，结果显示：马铃薯淀粉吸光度稳定在0.434—0.437范围内。进一步参照标准曲线，计算马铃薯直链淀粉含量：8.62μg／ml，按最终稀释浓度进行换算，马铃薯原淀粉中直链淀粉的含量，约为17.21%。

2.2纯度分析

将上述制备出的精纯马铃薯直链淀粉，与进口马铃薯直链淀粉标准品，进行碘复合物光谱测试，能够发现制备品与碘复合物结合后，最大吸光波长在615—649nm之间，且最大波长在639nm处。标准品与碘复合物结合后，最大吸光波长在609—645nm之间，且最大波长在632nm处。结合其他实验表明，制备品与标准品纯度差值逐渐缩小，且差值与马铃薯品种等也有着最为直接的关系[4]。因此，国内外直链淀粉制备技术水平在持续接近。在改进马铃薯淀粉提取工艺的基础上，对直链淀粉制备技术予以更高程度的优化，可以促使国内直链淀粉制备技术持续提升，对直链淀粉应用相关领域发展，将产生更为积极的促进作用。

结束语：

综上所述，马铃薯淀粉的提取与直链淀粉的制备，都是为了更好地利用马铃薯这类作物，对食品供应及相关产业发展、地区经济发展产生更为积极的影响。如上述宁夏固原市是马铃薯适宜种植地，该地区种植生产的马铃薯，相较其他地区而言，整体的品质、产量都很高，是很好的经济作物，对改善地区经济环境，提升经济发展水平及解决“三农”问题，建设最美乡村，助力乡村振兴目标的实现，都具有非常重要的意义。因此还应就马铃薯的经济价值、营养价值等予以进一步挖掘，如更好地提取纯度更高的直链淀粉等，为食品业、轻工业及环保产业等提供助力的同时，获得更高的经济报酬，促进地区经济发展。

参考文献：

[1]刘华玲,史苗苗,周亚萍,闫溢哲,胡瑞佳,刘延奇.茶多酚/直链淀粉复合物的制备及表征[J].食品工业科技,2019,40(02):113-118.

[2]史苗苗,刘华玲,周亚萍,闫溢哲,刘延奇.直链淀粉复合物制备及表征的研究进展[J].食品工业,2018,39(09):245-249.

[3]王丽,李淑荣,句荣辉,王辉,李娟,张永春,杨洋.不同品种马铃薯淀粉的微观结构及物化性质比较分析[J].现代食品科技,2022,38(12):329-339

[4]周童童,梁单,刘伟,张婷婷,张良,刘倩楠,胡小佳,胡宏海.不同中薯系列马铃薯淀粉组成与理化性质的差异分析[J].核农学报,2022,36(4):766-776