一種淀粉糊化溫度和糊化度的測定方法技術

本發明專利技術公開了一種淀粉糊化溫度和糊化度的測定方法。該方法根據淀粉擁有在偏正光下呈現雙折射光現象的晶體結構的原理，利用專業圖像分析軟件Image-proplus分析采集的顯微數碼相片的IOD值和OD值，經過換算，得到淀粉的糊化程度。與傳統方法相比較，該方法科學、簡便、快捷，能對處于部分糊化狀態的淀粉顆粒進行表征，故更能反映樣品糊化過程中的真實情況，結果準確可靠；同時實現了淀粉在顯微鏡下的較高密度觀察，減少了實驗工作量，結果統計意義高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及淀粉糊化溫度和糊化度的測定方法，特別是涉及的淀粉顆粒在糊化過程中進線)或經處理后所得樣品(非在線)的糊化情況的測定方法。
技術介紹
傳統的糊化理論認為，淀粉的糊化是一種由結構規則向不規則轉變的相變過程。 當原淀粉在水中加熱時，它們的多晶性逐漸消失，導致結構上的破壞，隨后淀粉多聚物分散在溶液中。從十九世紀開始就有許多研究者提出了各自的淀粉糊化理論，但這種水熱處理導致的結構上的轉變過程仍然沒有被理解透徹。近年來越來越多的研究發現，淀粉的糊化相變是一個更為復雜的非平衡過程，淀粉的相轉變在一個相當寬的溫度范圍內發生，不同來源的淀粉經歷的相變過程差別極大。糊化現象最重要的參數包括糊化溫度(起始糊化溫度，終止糊化溫度，糊化溫度范圍)和糊化度。許多含淀粉的食品，經歷著不同的熱加工過程和單元操作會使其淀粉顆粒處于部分至全部糊化的不同階段，這些共同影響著加工中間品及產品的物理化學性質。從食品營養學的角度看，如早餐燕麥粥麥片和焙烤類食品，這些含有生淀粉或者部分糊化淀粉的食物，其飯后血糖響應值已經越來越受到人們的關注。研究表明淀粉的糊化度是淀粉在體內血糖響應的決定性因素，兩者擁有良好的相關性。因此監測和控制淀粉產品的糊化度的具有重要的意義。在變性淀粉的生產過程中，由于各種水，熱及化學試劑的作用，得到的淀粉產品相對于原淀粉都有不同程度的糊化，其雙折射光減弱為一典型現象。但是傳統利用顯微觀察的技術，只能定性的描述這種現象，無法定量測量減弱的程度，及其對應的糊化的程度。變性淀粉產品的糊化程度需要控制，以保證產品得率及質量。原淀粉的結構是以四種不同的尺度進行分層組合的，包括分子尺度、薄層尺度、 生長圈尺度和整個淀粉顆粒尺度。這四種尺度層次都與糊化現象相關聯。淀粉的糊化及相關的性質可以用許多基于化學、酶學和物理學的實驗手段和技術測量得到，包括測量雙十字消失點、粘度變化、X-衍射(包括WA)(D和SAXQ、DSC / TMA檢測熱焓變化、直鏈淀粉-碘復合(藍色值)、酶消化性、NMR、膨脹、溶解或者沉淀等。這些方法原理不同，他們從不同角度對淀粉的糊化特性進行表征，所測量得到的物化性質各自獨特而又相互聯系。熱臺偏光顯微鏡是一種常用的研究淀粉糊化的儀器，利用淀粉的晶體特性，在偏振光下出現的雙折射光的原理，關注淀粉顆粒在500nm光波長度尺度下的規則結構。經典方法是把當洲和98%的顆粒失去偏光時的溫度分別被定義為糊化起始溫度和糊化終止溫度，后者也常被稱為雙折射結束點溫度。Parada和Jos' E M. Aguilera認為淀粉偏光區域的多角形面積與糊化度有良好的相關性，但它忽略了雙折射光經歷著從減弱到消失過程這一事實。淀粉在糊化過程中，淀粉的雙折射光并不是在一瞬間消失，在糊化過程中存在的大量處于部分糊化狀態的淀粉顆粒。同時傳統數顆粒消失數量的方法，甚至不是一個幾何參數，因此它們無法表征出某個時間點淀粉糊化的真實情況。
技術實現思路
本專利技術目的在于克服傳統技術的缺點，提供一種能準確測定淀粉糊化程度的方法。本專利技術的目的通過如下兩種技術方案實現1、一種淀粉糊化溫度及糊化度的在線測定方法，包括步驟(1)模擬與拍攝模擬實際研究和生產工藝中質量濃度5-20%的淀粉乳體系，配置相同濃度的淀粉乳，于室溫下平衡1- 后，吸取50-80 μ 1均勻的淀粉乳制片，置于熱臺中在偏光顯微鏡下，升溫加熱，控制溫度低于100°C ；通過與顯微鏡相連的數碼相機進行連續拍攝采樣；(2)數字圖像的分析用專業圖像分析軟件Image-proplus 5.0分析得到整張數碼相片的原始IOD值；(3)糊化度的計算與表征本底修正D=A-B ；DG%=1—D /C X 100%其中，DG 淀粉在某溫度下糊化度；DG%的物理意義可以解釋為相對于初始狀態，某溫度下淀粉以雙折射光強度為標志的結晶結構強度的減弱程度。A初測IOD值，指原始偏光圖片測得的IOD值；B 背景IOD值，指所有淀粉的雙折射光消失的圖片的IOD值；C 初始狀態的實際IOD值，指實驗測量溫度的起點時的實際IOD值；D 實際IOD值，指圖片中淀粉樣品擁有雙折射光性質的淀粉結晶部分的積分光密度值；(4)確定糊化溫度起始糊化溫度Ttl、終止糊化溫度Te和糊化溫度范圍f通過如下關系式確定； Te= TDG%.99% ；r =Te- T0 ；其中 TD(a=1(W 表示 DG%=10% 時的溫度；Te= TDG%.99% 表示 DG%=99% 時的溫度。優選地，所述步驟(1)中的淀粉優選玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉或豌豆淀粉。 它們的糊化終止溫度在100°c以下。所述步驟(1)中升溫時，升溫速率小于5°C /min。所述步驟(1)拍攝采樣的取樣點頻率少于2°C取一個拍攝一次。步驟(1)中數字圖像采集過程中，照片要求像素200萬以上，位深度12以上，單色模式。高質量數字圖片保證了圖像分析結果的準確性。在線測量情況下，所述步驟(1)中的淀粉乳濃度的選擇，是根據實驗要求并以淀粉顆粒在視野中均勻鋪展，盡量少的相互疊加為佳。在線測量情況下所述步驟(1)中升溫中，最高溫度均不可高于100°C，以避免產生大量水蒸氣沖破密封玻片。在線測量情況下所述步驟(1)中連續拍攝采樣過程，應關閉拍攝程序中的自動白平衡，同時為照相系統配置穩壓器，保證固定的拍攝條件。2、一種淀粉糊化溫度及糊化度的非在線測定方法，包括步驟(1)拍攝配置質量濃度為1-5%的淀粉乳，用膠頭滴管吸取一滴，滴加在載玻片上，蓋上蓋玻片使液滴均勻分散；置于偏光顯微鏡下拍攝得到數碼圖片；(2)數字圖像的分析用專業圖像分析軟件Image-proplus 5.0分析得到整張數碼相片的原始IOD值；(3)糊化度的計算與表征C=A-B ；D=C/E ；DG%=1—G /F X 100% 其中，DG 淀粉在某溫度下糊化度； A 初測IOD值，指原始偏光圖片測得的IOD值； B 背景IOD值，指無淀粉顆粒的空白圖片的IOD值；C 實際IOD值，指圖片中淀粉樣品擁有雙折射光性質的淀粉結晶部分的積分光密度值；D :0D值，指圖片中淀粉樣品擁有雙折射光性質的淀粉結晶部分的光密度值； E 淀粉顆粒在視野中的面積； F 未經處理的原淀粉的OD值； G 經處理后的淀粉樣品的OD值。對于非在線測定方法，優選地，所述淀粉為玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、豌豆淀粉或綠豆淀粉；或者是以和玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉、豌豆淀粉或綠豆淀粉為原料制備的酯化交聯、韌化、非晶顆粒態的變性淀粉。所述步驟(1)中數字圖像采集過程中，照片要求像素200萬以上，位深度12以上， 單色模式。步驟(1)中拍攝的數碼圖片，包括普通光及偏正光下的視野中存在淀粉的圖片，還包括偏正光下視野中無淀粉顆粒的圖片以進行本底修正。所述步驟(3)中糊化度的計算公式中，DG%的物理意義為相對于原淀粉，所得淀粉產品以雙折射光強度為標志的結晶結構強度的減弱程度。本專利技術原理在圖像分析系統中灰度是用來表示數字圖像中像素顏色深淺的程度。從最黑到最亮共分為256個灰度級，最小值為0，在圖像中為最黑點；最大值為255，在圖像中為最亮點?；叶戎翟叫☆伾缴?。光密度(OD)又稱吸光度，是指光線通過溶液或某一物質前得入射光強度Itl與該光線通過溶液或物質后的投射光本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：高群玉，謝欽，
申請(專利權)人：華南理工大學，
類型：發明
國別省市：