采用分光光度法分析酱香型白酒生产用糯高粱中淀粉的研究

罗文业，沈 毅，2，周 艳，2，何世兴，2，陈 振，徐 源

（1.四川郎酒股份有限公司，四川 古蔺 646523；2.四川省酱香型白酒生态酿造工程技术研究中心，四川 古蔺 646523）

高粱是世界上主要粮食作物和能源作物之一，也是我国的主要谷类作物，据《中国农史》记载，高粱种植在我国已有数千年的历史。高粱的分类多样，根据原产地不同可分为中国高粱和外国高粱，根据淀粉结构不同可分为粳高粱和糯高粱。高粱作为白酒酿造原料，其籽粒中淀粉、蛋白质、脂肪、单宁及矿物质等含量的高低直接影响着酿酒的酒质和出酒率。酱香型白酒传统工艺的原料是淀粉丰富、具有独特的加工品质和风味品质的糯高粱，俗称小红梁，本地人也称其为“沙”。

以“红缨子、青壳洋”为代表，产于川南黔的糯高粱，其色泽暗红，颗粒坚实、饱满、均匀、粒小皮厚，支链淀粉和单宁含量高。粗淀粉含量≥65%，其中支链淀粉占粗淀粉含量的92%以上(支链淀粉含量/粗淀粉含量)。高粱中的淀粉含量关系着最后的出酒率以及所产原酒的酒质。其中，南北两地的酿酒高粱中所含有的总淀粉含量都在60%～70%，两者相差无几。但是淀粉还可以分为支链淀粉以及直链淀粉，总淀粉含量中的两者所占的比例大不相同。其中支链淀粉含量越高，淀粉的糊化也就越容易，高粱中的淀粉也能更好地被利用，从而也有利于酿酒微生物的生长与繁殖，酒液内香味物质会大大增加，使得酒体风格丰富饱满。所以说，所含支链淀粉含量高的高粱相对来说更容易出好酒。

本试验通过样品的前处理过程中分散温度和时间对吸光度的影响研究，找出样品前处理的最佳分散温度和时间，从而确定分析条件，准确地测定高粱中淀粉的含量。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂及仪器

样品：从田间采摘的高粱和市售高粱数个。

试剂及耗材：甲醇，色谱纯；氢氧化钠，分析纯；无水乙醇(除泡沫用)，分析纯；盐酸，分析纯；碘，分析纯；碘化钾，分析纯；直链淀粉标准样品；支链淀粉标准样品。

仪器设备：FM200 超离心研磨仪，电子天平，电热鼓风干燥箱，索氏脂肪抽提器，恒温水浴锅，pH计，UV8000紫外分光光度计，旋涡混合器。

1.2 实验方法

1.2.1 试剂配制

氢氧化钠溶液：称取20 g 氢氧化钠，加水溶解并定容至500 mL。

0.1mol/L 盐酸溶液：量取4.5 mL 浓盐酸，移入500 mL容量瓶中并加水定容。

碘试剂：称取碘化钾2.0 g，溶于10 mL 蒸馏水，再加碘0.2 g，溶解后用蒸馏水稀释定容至100 mL(此溶液需临用前配制)。

1.2.2 标准溶液配制

1 mg/mL 直链淀粉标准溶液：将直链淀粉标准样品放入105 ℃电热鼓风干燥箱中干燥3 h，取出放入干燥器中冷却30 min后称取0.1000 g直链淀粉标准品于100 mL 容量瓶中，小心加入1 mL 无水乙醇和9 mL 的1 mol/L 氢氧化钠溶液，轻摇使淀粉分散后，将混合物在100 ℃沸水浴中加热15 min 使淀粉完全分散，冷却后加水定容，充分混匀后备用。

1 mg/mL 支链淀粉标准溶液：将支链淀粉标准样品放入105 ℃电热鼓风干燥箱中干燥3 h，取出放入干燥器中冷却30 min后称取0.1000 g支链淀粉标准品于100 mL 容量瓶中，小心加入1 mL 无水乙醇和9 mL 的1 mol/L 氢氧化钠溶液，轻摇使淀粉分散后，将混合物在100 ℃沸水浴中加热15 min 使淀粉完全分散，冷却后加水定容，充分混匀后备用。

1.2.3 样品的前处理

取适量高粱平均试样，粉碎（过60 目筛）后装入磨口瓶中，用钥匙混匀后称取3.00 g 放入105 ℃电热鼓风干燥箱中干燥3 h，取出放入干燥器中冷却30 min后进行称量，测得高粱水分为W1，将测定水分后的样品全部装入滤纸袋中，放入索氏脂肪抽提器中进行脱脂。其方法为在提取瓶中加入甲醇120 mL，加热回流脱脂5 h，将滤纸袋取出在电热鼓风干燥箱中干燥3 h，放入干燥器中冷却30 min后称量，测得粗脂肪为W2。称取脱脂后样品0.1000 g置于100 mL 容量瓶中，小心加入1 mL 无水乙醇和9 mL 的1 mol/L 氢氧化钠溶液，轻摇使淀粉分散后，将混合物在100 ℃沸水浴中加热15 min 使淀粉完全分散，取出冷却后加水定容，充分混匀后备用。

吸取上述样品液5.0 mL两份（一份作测定液，另一份作空白液）分别放入已加入30 mL 水的50 mL容量瓶中，再分别加入5 mL 的0.1 mol/L HCl 溶液调节pH 值为3.5 左右（用pH 试纸测试），最后加入0.5 mL 碘试剂（空白液不加），然后用水定容后摇匀，静置30 min上机。

1.2.4 样品比色液的制备

直链淀粉标准溶液比色液：吸取1 mg/mL 直链淀粉标准溶液0.3 mL、0.5 mL、0.7 mL、0.9 mL、1.1 mL、1.3 mL 分别放入已加入30 mL 水的50 mL容量瓶中混匀，加5 mL 0.1mol/L盐酸溶液调节pH值3.5左右，再加入0.5 mL碘试剂，用水定容后混匀，其浓度分别为0.006 mg/mL、0.010 mg/mL、0.014 mg/mL、0.018 mg/mL、0.022 mg/mL、0.026 mg/mL，静 置20 min上机。

支链淀粉标准溶液比色液：吸取1 mg/mL支链淀粉标准溶液2.5 mL、3.0 mL、3.5 mL、4.0 mL、4.5 mL、5.0 mL 分别放入已加入30 mL 水的50 mL 容量瓶中混匀，加5 mL 的0.1 mol/L 盐酸溶液调节pH 值3.5左右，再加入0.5 mL碘试剂，用水定容后混匀，其浓度分别为0.05 mg/mL、0.06 mg/mL、0.07 mg/mL、0.08 mg/mL、0.09 mg/mL、0.10 mg/mL，静置20 min上机。

1.2.5 标准曲线的绘制

用水作空白，用1 mL比色杯，在波长620 nm和479 nm 处测定直链淀粉标准溶液比色液吸光度值A，在波长556 nm 和737 nm 处测定支链淀粉标准溶液比色液吸光度值A。以A620-A479 吸光度值之差做横坐标，直链淀粉含量为纵坐标绘制直链淀粉标准曲线。以A556-A737 吸光度值之差为横坐标，支链淀粉含量为纵坐标绘制支链淀粉标准曲线。

1.2.6 溶液直链淀粉和支链淀粉浓度的测定

以样品空白液为对照，用1 mL 比色杯，分别在波长620 nm、479 nm、556 nm 和737 nm 处测定样品的吸光度值A，得到A620-A479（以此查直链淀粉标准曲线得样品中直链淀粉的浓度Yl），A556-A737（以此查支链淀粉标准曲线得样品中支链淀粉的浓度Y2）从而可计算出脱水脱脂样品中直链和支链淀粉的含量。

1.2.7 结果计算

1.2.7.1 样品中直链和支链淀粉的含量

1.2.7.2 样品干重中直链和支链淀粉的含量

1.2.7.3 直链或支链淀粉占总淀粉的百分含量

2 结果与分析

2.1 样品的前处理过程中分散温度和时间对吸光度的影响

在支链淀粉和直链淀粉浓度相同的条件下，试验温度75 ℃、85 ℃、95 ℃、100 ℃进行分散处理，不同的分散时间，测得其吸光度值见表1、表2。从表1、表2 可以看出，支链淀粉在75 ℃时、分散15 min的吸光度值最高，吸光度值为0.1453。85 ℃时吸光度值相对最低，吸光度值为0.1167。在95 ℃和100 ℃条件下，吸光度值随分散时间延长有逐渐降低的趋势，在95 ℃时5～15 min，吸光度值从0.1219降为0.1179，在100 ℃时5～15 min，吸光度值从0.1348 降为0.1308。直链淀粉在100 ℃分散15 min测得的吸光度值最高，为0.1145。综合支链淀粉和直链淀粉在不同温度、时间的吸光度值，以及高粱品种等因素的影响，因此，确定100 ℃、15 min 作为分析条件。

表1 不同分散温度、时间下测得的支链淀粉吸光度值

表2 不同分散温度、时间下测得的直链淀粉吸光度值

在对样品的前处理过程中，不同分散温度、时间下，对测定高粱支链、直链淀粉时吸光度有较大的影响。可根据不同的高粱品种，采用不同的分散温度、时间，从而准确地测定高粱中的淀粉含量。

2.2 直链淀粉标准曲线的绘制

直链淀粉标准曲线见图1。标准曲线的回归方程是：y＝0.0476x＋0.0021，相关系数R=0.9999，表明直链淀粉浓度在0.006～0.026 mg/mL，标准品与吸光度值有较好的线性关系。

图1 直链淀粉标准曲线

2.3 支链淀粉标准曲线的绘制

支链淀粉标准曲线见图2。标准曲线的回归方程是：y＝0.5981x-0.0266,相关系数R=0.9996，表明支链淀粉浓度在0.05～0.10 mg/mL，标准品与吸光度值有较好的线性关系。

图2 支链淀粉标准曲线

2.4 方法精密度和加标回收试验

随机取高粱两个连续重复检测分析5 次，测得样品中淀粉的含量，计算其相对标准偏差（RSD）来衡量方法的精密度。取已知含量的样品一个，分别添加准确称量的直链淀粉和支链淀粉标准品，按实验方法测定，计算样品加标回收率。精密度分析结果见表3，RSD 值均小于5%；表4 是样品加标回收实验结果，其回收率在99.0%～100.8%，各项数据说明该方法的精密度和回收率都比较良好。

表3 精密度分析结果

表4 样品加标回收率

2.5 不同品种、产地高粱的分析结果对比

随机抽取不同品种、不同地区高粱样品30 个，采用该方法检测分析。表5 为不同品种、产地高粱检测分析结果。从表5 可以看出，本地红缨子支链淀粉含量为64.58%～68.23%，本地青壳洋支链淀粉含量为61.81%～66.27%，本地郎糯红19 支链淀粉含量为71.63%～74.08%，地区一红缨子支链淀粉含量为65.47%～66.27%，地区一青壳洋支链淀粉含量为64.31%～65.88%，地区一郎糯红19 支链淀粉含量为68.86%～69.35%，地区二红缨子支链淀粉含量为65.03%～66.97%，地区二青壳洋支链淀粉含量为65.21%～68.34%，地区二郎糯红19 支链淀粉含量为68.96%～70.01%，外省大高粱支链淀粉含量为47.09 %～53.94 %。从中可以看出不同品种、产地高粱的支链淀粉含量有明显的差异。

表5 不同品种、产地高粱检测分析结果比较

3 结论

本实验采用紫外可见分光光度计分析高粱中的淀粉，通过不同前处理、不同浓度下检测，得出直链淀粉在0.006～0.026 mg/mL 范围内线性好，标准品与吸光度值有较好的线性关系，支链淀粉浓度在0.05～0.10 mg/mL 范围内线性好，标准品与吸光度值有较好的线性关系。该方法的精密度和回收率都比较良好。从分析结果可以看出，不同品种、不同地区的高粱支链淀粉存在一定的差异，以“红缨子、青壳洋”为代表的本地品种糯高粱支链淀粉含量均较高，在60 %以上，支链淀粉比例达90 %以上。