一種玉米淀粉3級顆粒的純化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及不同大小淀粉粒的純化領(lǐng)域，特別是涉及玉米淀粉不同大小顆粒的純 化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 淀粉粒是由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成的半晶體顆粒結(jié)構(gòu)，在淀粉體中合成，是植 物體中重要的儲能物質(zhì)。淀粉粒的大小是影響其功能特性的一個重要參數(shù)，不同大小的淀 粉粒不管是在食品行業(yè)還是非食品行業(yè)都被賦予不同的用途。顆粒大小可以用淀粉粒的 平均粒徑、短軸和長軸的平均值、最大直徑、體積等來表示，根據(jù)不同的植物來源，淀粉粒大 小的范圍從0. 5μπι到100μπι不等，如美人蕉淀粉粒的直徑長達(dá)100μπι;馬鈴薯淀粉粒為 15-75μm;玉米淀粉粒為5-20μm;水稻淀粉粒為3-8μm。
[0003] 不同植物來源淀粉粒的大小與直鏈淀粉含量、糊化溫度、膨脹勢和水結(jié)合能力等 淀粉理化性質(zhì)顯著相關(guān)，并且不同大小的淀粉粒表現(xiàn)出不同的結(jié)構(gòu)和功能特性。如大麥淀 粉的大顆粒包含更小、更少分支的直鏈淀粉，而它的支鏈淀粉包含更多的B型長支鏈；馬鈴 薯淀粉小顆粒的粒徑為5-20μm，中顆粒為25-40μm，大顆粒為40-85μm，隨著顆粒變小其 糊化溫度升高而熱焓降低；小麥淀粉大顆粒的直鏈淀粉含量和糊化熱焓都比小顆粒高。除 此之外，淀粉粒的大小還會影響籽粒的品質(zhì)，如富含小淀粉粒的大麥種子不適于釀造加工， 而適于制作紙張和化妝品；富含大淀粉粒的大麥種子適合釀造加工。
[0004] 玉米是一年生禾本科草本植物，是重要的糧食作物和飼料來源，也是全世界總產(chǎn) 量最高的糧食作物。玉米是制造淀粉的重要原料之一，淀粉占玉米種子干重的70%左右，主 要以淀粉粒的形式存在于胚乳中，對玉米種子的品質(zhì)有很大的影響。玉米淀粉顆粒的形態(tài) 相似，但不同淀粉粒的大小差異明顯。
[0005] 要很好地純化不同大小的玉米淀粉粒，需要選擇一種高效的淀粉分離純化技術(shù)。 這種技術(shù)不僅要能夠毫無遺漏地將淀粉粒劃分到不同的粒徑范圍內(nèi)并減少淀粉損失（尤 其是小淀粉粒），還要保持顆粒的分散狀態(tài)以及完整性（即未被糊化也沒有機械損傷）。目 前，已有不少學(xué)者利用各種分離純化技術(shù)對不同大小的淀粉粒進(jìn)行了分離純化，如：①通過 逐級自然沉降法將具有正常形狀和明顯單峰分布的玉米和馬鈴薯淀粉粒分別分為大小不 同的四部分和五部分；②通過1〇μπι孔徑的篩網(wǎng)將小麥胚乳中的淀粉粒分為大小不同的兩 部分；③通過離心沉降法（介質(zhì)為：蔗糖-水溶液、麥芽糖-水溶液或Precoll細(xì)胞分離液） 將小麥胚乳中的淀粉粒分為大小不同的兩部分。但是以上幾種方法都存在一些缺陷：①逐 級自然沉降法的分離效果較好，但a)每次分離淀粉粒的量很少，因為要控制淀粉粒的濃度 在2mg/mL，以保證沉降遵循斯托克斯定律，導(dǎo)致每次獲得的淀粉量不足；b)每一級的分離 需要耗費大量時間，以保證每一級的純度；②過篩法分離效果不佳，無法將不同大小淀粉粒 分離開；③離心沉降法可以大量分離淀粉粒，但a)蔗糖-水溶液、麥芽糖-水溶液分離的每 部分淀粉粒純度不高；b)Precoll細(xì)胞分離液的分離效果很好，純度很高，但分離液的價格 昂貴，不適用于大量分離淀粉粒。綜上所述，我們亟需對現(xiàn)有的淀粉粒分離純化方法進(jìn)行改 進(jìn)和優(yōu)化，克服以上缺陷，發(fā)明一種玉米淀粉不同大小顆粒的純化方法，為研究不同大小淀 粉粒的特性及其應(yīng)用提供技術(shù)支持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服現(xiàn)有淀粉粒純化方法的不足，獲得高純度的各級淀粉粒，本發(fā)明提供了 一種玉米淀粉不同大小顆粒的純化方法。
[0007] 本發(fā)明的目的可以通過以下措施達(dá)到：
[0008] -種玉米淀粉3級顆粒的純化方法，其包括如下步驟：
[0009] (1)配制淀粉懸液：將玉米原淀粉與甘油體積濃度80~90 %的甘油-水混合溶液 混合后，配成質(zhì)量濃度為1~5%的淀粉懸液并攪拌均勻；
[0010] (2)離心：所述淀粉懸液混勻后以50~150g進(jìn)行離心2~lOmin，然后分離出用 于純化中和小淀粉粒的上清液，以及固體；向分離出的固體中補加甘油體積濃度80~90% 的甘油-水混合溶液并充分混勻，重復(fù)進(jìn)行本步驟中的離心、分離和向固體中補加甘油-水 混合溶液并混勾的操作3~6次，最后將混勾的懸液以50~150g離心2~lOmin，分離出 用于純化中和小淀粉粒的上清液，以及用于純化大淀粉粒的固體；
[0011] (3)收集大淀粉粒：向用于純化大淀粉粒的固體與中加入蒸餾水并混勻，于 5500~6500g離心5~15min，除去上清液，對離心分離出的固體重復(fù)本步驟中加入蒸餾水 混勻和離心除去上清液的操作3~6次，最終得到的固體為大淀粉粒；
[0012] (4)離心分離：將步驟（2)中分離出的用于純化中和小淀粉粒的上清液于5500~ 6500g離心5~15min，分離出上清的甘油-水混合溶液，向離心分離出的固體中加入甘油 體積濃度50~60 %的甘油-水混合溶液配成淀粉懸液并充分混勾，以50~150g離心2~ lOmin，然后分離出用于純化小淀粉粒的上清液，以及固體；向分離出的固體中補加甘油體 積濃度50~60 %的甘油-水混合溶液并充分混勻，重復(fù)本步驟中的以50~150g離心2~ lOmin、分離上清液和固體以及向分離出的固體中補加50~60%甘油-水混合溶液并充分 混勻的操作3~6次，最后將懸液以50~150g離心2~lOmin，分離出用于純化小淀粉粒 的上清液，以及用于純化中淀粉粒的固體；
[0013] (5)收集中淀粉粒：向步驟（4)中分離出的用于純化中淀粉粒的固體中加入蒸餾 水，充分?jǐn)嚢韬笥?500~6500g進(jìn)行離心5~15min，除去上清液得到固體，對該固體重復(fù) 本步驟中的加入蒸餾水以及攪拌、離心和除去上清液的操作3~6次，最終得到的固體即為 中淀粉粒；
[0014] (6)收集小淀粉粒：向步驟（4)中分離出的用于純化小淀粉粒的上清液于5500~ 6500g進(jìn)行離心5~15min，分離出上清的甘油-水混合溶液，向離心分離出的固體中加入 蒸餾水，充分?jǐn)嚢韬笥?500~6500g進(jìn)行離心5~15min，除去上清液得到固體，對該固體 重復(fù)本步驟中的加入蒸餾水以及攪拌、離心和除去上清液的操作3~6次，最終得到的固體 即為小淀粉粒；
[0015] (7)保存淀粉粒：將得到的大淀粉粒、中淀粉粒和小淀粉粒分別反復(fù)用無水乙醇 脫水，然后干燥、粉碎。
[0016] 在一種優(yōu)選方案中，在步驟（1)中，玉米原淀粉與甘油-水混合溶液的質(zhì)量體積比 為1 :35~45g/mL，甘油-水混合溶液中甘油體積濃度為85%，所述淀粉懸液的質(zhì)量濃度為 2 ~3%〇
[0017] 在一種優(yōu)選方案中，在步驟（2)中，分離出用于純化中和小淀粉粒的上清液前的 離心操作條件為：l〇〇g離心5min;所述甘油-水混合溶液中甘油的體積濃度為85% ;玉米 原淀粉與每次向分離出的固體中補加的甘油-水混合溶液的質(zhì)量體積比為1 :35~45g/ mL;重復(fù)進(jìn)行本步驟中的離心、分離和向固體中補加甘油-水混合溶液并混勻的操作4~5 次；分離出用于純化中和小淀粉粒的上清液前的離心操作條件為：l〇〇g離心5min。
[0018] 在一種優(yōu)選方案中，步驟（2)中補加的甘油-水混合溶液部分或全部來自于步驟 (4)中首次離心后分離出的上清的甘油-水混合溶液。
[0019] 在一種優(yōu)選方案中，在步驟（3)中，玉米原淀粉與每次蒸餾水的質(zhì)量體積比為1: 35~45g/mL;該步驟中的離心操作條件為：6000g離心lOmin;對離心分離出的固體重復(fù)本 步驟中加入蒸餾水混勻和離心除去上清液的操作4~5次。