测定稻谷中α-淀粉酶活性的两种方法的比较

雷凡，王月慧

（武汉轻工大学食品科学与工程学院，湖北武汉430023）

测定稻谷中α-淀粉酶活性的两种方法的比较

雷凡，王月慧*

（武汉轻工大学食品科学与工程学院，湖北武汉430023）

采用碘比色法和降落数值法分别测定稻谷中α-淀粉酶活性，对测定结果进行了比较分析。实验结果表明：两种方法都可以测定α-淀粉酶活性，两者的测定结果差异显著，但两者测定结果呈显著直线相关性，说明降落数值的高低能间接的反映α-淀粉酶活性的大小；从变异系数来看，后者的变异程度较低，其精密度较高，前者引起的误差因素较后者多；后者较前者简便快速，重复性好等优点。通过分析研究比较，降落数值法是分析测定大量样品α-淀粉酶活性的最佳方法。

比色法；降落数值；α-淀粉酶活性；测定方法；比较

稻谷是我国主要粮食作物之一，其年产量2亿t左右，约占世界稻谷总产量的36%，是我国流通量和消费量最多的粮种，也是我国最主要的储备粮，约占粮食总储备量的50%以上。其产量和品质直接与农业生产和人们生活水平息息相关。稻谷在运输过程中必定要经过一定时间的储藏，稻谷在储藏过程中由于受储藏条件的影响不可避免地要发生缓慢的新陈代谢，这将导致稻谷发生陈化，造成大米品质变劣[1-4]。由于食用大米在储藏过程中发生的生物化学反应主要是在各种酶的作用下进行的，稻米中酶活性减弱或丧失就会导致大米的陈化[5-6]。淀粉是稻谷中最主要的成分，在储藏过程中，作用稻谷淀粉的酶主要有α-淀粉酶。α-淀粉酶又称“糊精化酶”，它以随机的方式从淀粉分子内部水解α-1,4糖苷键。稻谷在储藏过程中，α-淀粉酶活性随着储藏时间的延长而变化，进而对稻谷的食用品质产生一定的影响[7]，周显青等[8]研究表明，稻谷的新陈度与α-淀粉酶的活性大小有显著相关性，稻谷的α-淀粉酶活性与其非还原糖含量、发芽率、黏度、脂肪酸值等均呈现出指数关系，α-淀粉酶活性的变化都会影响稻谷其各项指标的变化，因此，在稻谷储藏过程中测定其新陈度的变化时也把α-淀粉酶作为其一个重要参考指标[9-10]。目前，关于α-淀粉酶活性的测定方法有很多种，其方法的原理也各不相同，但其方法大多都是以小麦为原料测定α-淀粉酶的活性，很少有针对稻谷α-淀粉酶活性的测定，因此本文选用常规储藏一年的粳稻谷作为原料，选用比较常用的两种方法测定α-淀粉酶活性（直接方法碘比色法和间接方法降落数值法），比较了方法的精密度，准确度以及相关性等指标，旨在为稻谷以及其他作物的α-淀粉酶活性测定提供最佳测定方法和理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

经过储藏一年的优质粳稻谷：河南省黄国粮业股份有限公司（稻谷水分按照GB 5497—1985《粮食、油料检验水分测定法》测定为11.07%）。

α-淀粉酶：北京双旋微生物培养基制品厂；碘化钾、碘、硫酸、可溶性淀粉：国药集团化学试剂有限公司；氯化钙：天津市凯通化学试剂有限公司；无水乙酸钠：上海山浦化工有限公司；冰乙酸：天津市天力化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

UnIC7200-分光光度计：尤尼柯（上海）仪器有限公司；SPX-250B-Z型恒温生化培养箱：上海博迅实业有限公司医疗设备厂；HH-S-恒温水浴锅：上海维诚仪器有限公司；DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器：巩义市予华仪器有限责任公司；MP-200A电子分析天平：上海精密科学仪器有限公司；GZX-GF101-1电热恒温鼓风干燥箱：上海跃进医疗器械厂；FN-IV降落数值测定仪：杭州大成光电科技有限公司；LM-74小型电动砻米机：杭州汇尔仪器设备有限公司；JXFM110-全自动锤式旋风磨：上海嘉定粮油仪器有限公司。

1.3 实验方法

样品的制备：称取100 g稻谷样品，经砻谷成糙米、然后磨粉，粒度要求为90%以上能通过100目筛。

稻谷水分含量按照GB/T 5497—1985《粮食、油料检验水分测定法》[11]测定。

稻谷α-淀粉酶活性按照GB/T 5521—2008《粮油检验谷物及其制品中α-淀粉酶活性的测定比色法》[12]。

α-淀粉酶活性计算公式：

式中：A为α-淀粉酶活性，U/g；m为100 mL氯化钙提取的试样质量，g；h为试样中水分含量（以质量分数计），%；f为酶提取液的稀释倍数；t1、t2分别为不同的反应时间，min；D1、D2分别为时间t1、t2时的吸光度值；b为lgD对t曲线的斜率的绝对值；500为系数。

稻谷降落数值参照GB/T 10361—2008《小麦、黑麦及其面粉，杜伦麦及其粗粒粉降落数值的测定》[13]。从黏度管放入水浴至搅拌器上止动器下降到达胶木塞上部为止所需的全部时间（s），即为降落数值。

2 结果与分析

2.1 两种测定方法结果的相关性分析

分别用碘比色法和降落数值法对样品中的α-淀粉酶进行5次平行测定，并记录测定结果见表1。

对两组数据进行t检验分析，测定结果为：t=8.409 9，t0.05=2.132，|t|＞t0.05说明两种方法测定结果具有显著性差异，碘比色法测定的结果可以直接反映出稻谷中α-淀粉酶活性的大小，而降落数值仪测定的结果是其稻谷的降落数值，能间接地反映出α-淀粉酶活性的大小。

对两组数据进行相关性分析，即碘比色法测得样品α-淀粉酶活性（Y）与对应降落数值仪测得α-淀粉酶活（X）进行直线回归，得Y=6.856 6-0.013 8X，r=0.950 6。

表1 比色法和降落数值法结果Table 1 Results of iodine colorimetry and the values of falling numerical method

分析结果表明，碘比色法测定的结果与降落数值仪测定的结果具有显著的直线相关性，相关系数r=0.950 6。说明降落数值的高低能间接的反映稻谷中α-淀粉酶活性的大小，这与前人研究的α-淀粉酶活性与降落数值成极显著负相关的研究结果是一致的[14-17]。

2.2 两种测定方法精密度比较

分别用对碘比色法和降落数值法的精密度进行比较，两种方法测得的α-淀粉酶活性的平均值、标准差、变异系数见表2。

表2 两种测定方法变异系数分析结果比较Table 2 Variation coefficients of two methods

由表2可知，虽然降落数值法比碘比色法的标准差大；但由于两者的测定结果的单位定义不同，就无法用标准差直接比较，而在算出变异系数后，就能看出碘比色法比降落数值法变异程度较大，因此说明降落数值法的精密度较高。

这是由于碘比色法中其所需要的操作步骤比较多，有一定的人为误差，且实验过程中的温度、时间以及吸光度值的测定等均容易产生误差；而在降落数值法中操作步骤较少，仅在糊化温度上可能会引起误差，其误差来源较少，所以其方法比较可靠，也适合对大量样品进行α-淀粉酶活性的快速测定。

2.3两种测定方法的回收率比较

为检验两种方法的准确度，称取5个平行已知浓度的样品，分别加入标准的α-淀粉酶，用两种方法测定其回收率，结果见表3。

表3 两种方法回收率比较Table 3 Recovery rates of two methods

从表3中可以看出，两种方法的回收率比较接近，说明这两种方法对测得α-淀粉酶活性都有一定的准确性。

2.4 两种方法的内容比较

两种测定方法优点和缺点的比较见表4。

表4 两种测定方法优缺点比较Table 4 Advantages and disadvantages of two mehtods

从表4中可以看出，碘比色法适宜于精确测得样品中α-淀粉酶活性大小，但步骤比较繁琐，费时、费力，不宜分析大量样品，由于在用碘比色法测定样品α-淀粉酶活性时候时间和温度对其酶活有比较大的影响，所以在操作过程中要严格把控时间和温度；降落数值法快速、简便，是分析大量样品中α-淀粉酶活性的最佳方法；但由于不同地区所处的海拔高度不同，不同大气压下水的沸点不同，而由于水浴温度不同对降落数值的测定结果有较大影响，温度愈低，降落数值测定结果愈高。

3 结论

碘比色法可直接测定稻谷中α-淀粉酶活性的大小，它的操作过程要求比较严格，需要保证准确的反应时间和温度，测定结果才可靠，适宜于精确测定少量样品中α-淀粉酶的活性大小。小麦粉或其他谷物粉的悬浮液在沸水浴中能迅速糊化，并因其中α-淀粉酶活性的不同而使糊化物中的淀粉不同程度的被液化，液化程度不同，搅拌器在糊化物中的下降速度即不同，因此，降落数值的高低就表明了相应的α-淀粉酶活性的差异，降落数值愈高表明α-淀粉酶的活性愈低，反之表明α-淀粉酶活性愈高。实验表明：碘比色法与降落数值法测定α-淀粉酶活性的结果具有显著直线性相关性，说明降落数值的高低能间接的反映出稻谷中α-淀粉酶活性的大小。因此在鉴定稻谷新陈度时，可测定稻谷的降落数值来预测α-淀粉酶活性，能够更快速简便而准确的反映出稻谷新陈度的情况。

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Comparison on two methods for determination of α-amylase activity in rice

LEI Fan,WANG Yuehui*
(College of Food Science and Engineering,Wuhan Polytechnic University,Wuhan 430023,China)

Iodine colorimetry and falling numerical method were used to determine theα-amylase activity in rice,and then the results were compared and analyzed.Both methods can be used to measureα-amylase activity,and had the significant differences.The two determination results showed significant linear correlation,it turned out that the value of falling number can indirectly reflect the activity of theα-amylase.At the point of variation coefficient,the iodine colorimetry had more error components;the falling numerical method had lower variation degree and a higher precision.And then the falling numerical method was more simple and quicker and it had a good repeatability.After analyzing comparison results,it concluded that the falling numerical method was a better way to determine theα-amylase activity for large number of samples.

colorimetry;falling number;α-amylase activity;determination method;comparison

TS210.7

A

0254-5071（2014）11-0152-03

10.11882/j.issn.0254-5071.2014.11.035

2014-10-15

国家粮食局公益项目（201413007）

雷凡（1987-），男，硕士研究生，研究方向为粮食加工与储藏。

*通讯作者：王月慧（1971-），女，副教授，硕士，研究方向为谷物科学。