[发明专利]一种玉米淀粉3级颗粒的纯化方法

说明书

技术领域

本发明涉及不同大小淀粉粒的纯化领域，特别是涉及玉米淀粉不同大小颗粒的纯化方法。

背景技术

淀粉粒是由直链淀粉和支链淀粉组成的半晶体颗粒结构，在淀粉体中合成，是植物体中重要的储能物质。淀粉粒的大小是影响其功能特性的一个重要参数，不同大小的淀粉粒不管是在食品行业还是非食品行业都被赋予不同的用途。颗粒大小可以用淀粉粒的平均粒径、短轴和长轴的平均值、最大直径、体积等来表示，根据不同的植物来源，淀粉粒大小的范围从0.5μm到100μm不等，如美人蕉淀粉粒的直径长达100μm；马铃薯淀粉粒为15-75μm；玉米淀粉粒为5-20μm；水稻淀粉粒为3-8μm。

不同植物来源淀粉粒的大小与直链淀粉含量、糊化温度、膨胀势和水结合能力等淀粉理化性质显著相关，并且不同大小的淀粉粒表现出不同的结构和功能特性。如大麦淀粉的大颗粒包含更小、更少分支的直链淀粉，而它的支链淀粉包含更多的B型长支链；马铃薯淀粉小颗粒的粒径为5-20μm，中颗粒为25-40μm，大颗粒为40-85μm，随着颗粒变小其糊化温度升高而热焓降低；小麦淀粉大颗粒的直链淀粉含量和糊化热焓都比小颗粒高。除此之外，淀粉粒的大小还会影响籽粒的品质，如富含小淀粉粒的大麦种子不适于酿造加工，而适于制作纸张和化妆品；富含大淀粉粒的大麦种子适合酿造加工。

玉米是一年生禾本科草本植物，是重要的粮食作物和饲料来源，也是全世界总产量最高的粮食作物。玉米是制造淀粉的重要原料之一，淀粉占玉米种子干重的70％左右，主要以淀粉粒的形式存在于胚乳中，对玉米种子的品质有很大的影响。玉米淀粉颗粒的形态相似，但不同淀粉粒的大小差异明显。

要很好地纯化不同大小的玉米淀粉粒，需要选择一种高效的淀粉分离纯化技术。这种技术不仅要能够毫无遗漏地将淀粉粒划分到不同的粒径范围内并减少淀粉损失(尤其是小淀粉粒)，还要保持颗粒的分散状态以及完整性(即未被糊化也没有机械损伤)。目前，已有不少学者利用各种分离纯化技术对不同大小的淀粉粒进行了分离纯化，如：①通过逐级自然沉降法将具有正常形状和明显单峰分布的玉米和马铃薯淀粉粒分别分为大小不同的四部分和五部分；②通过10μm孔径的筛网将小麦胚乳中的淀粉粒分为大小不同的两部分；③通过离心沉降法(介质为：蔗糖-水溶液、麦芽糖-水溶液或Precoll细胞分离液)将小麦胚乳中的淀粉粒分为大小不同的两部分。但是以上几种方法都存在一些缺陷：①逐级自然沉降法的分离效果较好，但a)每次分离淀粉粒的量很少，因为要控制淀粉粒的浓度在2mg/mL，以保证沉降遵循斯托克斯定律，导致每次获得的淀粉量不足；b)每一级的分离需要耗费大量时间，以保证每一级的纯度；②过筛法分离效果不佳，无法将不同大小淀粉粒分离开；③离心沉降法可以大量分离淀粉粒，但a)蔗糖-水溶液、麦芽糖-水溶液分离的每部分淀粉粒纯度不高；b)Precoll细胞分离液的分离效果很好，纯度很高，但分离液的价格昂贵，不适用于大量分离淀粉粒。综上所述，我们亟需对现有的淀粉粒分离纯化方法进行改进和优化，克服以上缺陷，发明一种玉米淀粉不同大小颗粒的纯化方法，为研究不同大小淀粉粒的特性及其应用提供技术支持。

发明内容

为了克服现有淀粉粒纯化方法的不足，获得高纯度的各级淀粉粒，本发明提供了一种玉米淀粉不同大小颗粒的纯化方法。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种玉米淀粉3级颗粒的纯化方法，其包括如下步骤：

(1)配制淀粉悬液：将玉米原淀粉与甘油体积浓度80～90％的甘油-水混合溶液混合后，配成质量浓度为1～5％的淀粉悬液并搅拌均匀；

(2)离心：所述淀粉悬液混匀后以50～150g进行离心2～10min，然后分离出用于纯化中和小淀粉粒的上清液，以及固体；向分离出的固体中补加甘油体积浓度80～90％的甘油-水混合溶液并充分混匀，重复进行本步骤中的离心、分离和向固体中补加甘油-水混合溶液并混匀的操作3～6次，最后将混匀的悬液以50～150g离心2～10min，分离出用于纯化中和小淀粉粒的上清液，以及用于纯化大淀粉粒的固体；

(3)收集大淀粉粒：向用于纯化大淀粉粒的固体与中加入蒸馏水并混匀，于5500～6500g离心5～15min，除去上清液，对离心分离出的固体重复本步骤中加入蒸馏水混匀和离心除去上清液的操作3～6次，最终得到的固体为大淀粉粒；