慈姑直链淀粉的分离与分子结构’
王素雅１，秦天仓２，杨玉玲１，刘长鹏１，丁男１，谢群１
１（南京财经大学食品科学与工程学院，江苏省粮油食品检测与深加工重点实验室，江苏南京，２１０００３）
２（河南投资集团有限公司，河南郑州。４５０００８）
摘要利用正丁醇法分离慈姑直链淀粉与支链淀粉，并对慈姑直链淀粉进行了深入研究。试验结果表明：慈
姑直链淀粉与碘的络合物最大吸收波长为６２０．５啪・其蓝值为ｏ．８４４，特性黏度［们为１２７ｍＬ／ｇ。测得慈姑直链
淀粉的分子结构参数为：聚合度西Ｆ＝６４０．黏均分子质量丽ｑ＝３．１ｌ×１０５。
关键词
慈姑淀粉，分离。直链淀粉，分子结构
慈姑球茎是我国特有的一种果蔬，其富含淀粉．同时含有多种微量元素和生物碱，具有一定的强心、清肺散热、润肺止咳作用，一般人群均可食用。
淀粉是自然界广泛存在的一种生物大分子。其直链淀粉与支链淀粉的比例，直链淀粉的长度，支链的长度、支化度和分子量分布及蛋白质，脂质等非淀粉成分的含量直接影响淀粉的物化特性、加工特性及其在工业上的应用，本文运用正丁醇沉降法提取慈姑直链淀粉，并通过蓝值、淀粉一碘络合物最大光吸收值、凝胶色谱、特性黏度、聚合度等方法研究慈姑直链淀粉的性质。
１
１．１
科学仪器有限公司；Ｈ２型蠕动泵，上海沪西分析仪器厂；自动部分收集器，上海沪西分析仪器厂；ＷＨ～３微型漩涡混合仪，上海沪西分析仪器厂；ＨＨ一６型数显恒温水浴锅，常州国华电器有限公司；乌氏粘度计（币Ｏ．７８ｍｍ），上海玻璃仪器一厂。１．３实验方法
１．３．１１．３．１．１
慈姑直链淀粉和支链淀粉的分离纯化直链淀粉与支链淀粉的粗分离
本文在参照文献方法…的基础上进行改良。称取制备好的慈姑淀粉２０ｇ，先用少量无水乙醇润湿，然后再加入４００
ｍＬ０．５ｍｏｌ／Ｌ
Ｎａ０Ｈ溶液，在沸水
浴中加热分散至淀粉完全糊化透明，冷却至室温，
实验材料与方法
实验材料
７８００ｒ／ｍｉｎ离心２０
ｍｉｎ除去不溶性杂质。淀粉糊
以２ｍｏｌ／ＬＨＣＩ调至中性，加１８０ｍＬ正丁醇一异戊
慈姑淀粉，市售新鲜慈姑经碱提法制备；标准直链淀粉，Ｓｉｇｍａ公司；Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ６Ｂ，Ｐｈａｒｍａｃｉａ公司。
正丁醇、异戊醇、无水乙醇、体积分数９５％乙醇、Ｎａ０Ｈ、ＫＯＨ、ＨＣｌ、蒽酮、浓Ｈ：Ｓ（）。、３，５一二硝基水杨酸、苯酚、亚硫酸钠、甲苯、酒石酸钾钠ｊ酒石酸氢钾，醋酸、醋酸钠、ＮａＣｌ、葡萄糖、碘、碘化钾等均为分析纯。
１．２实验仪器
醇（体积比３：１）溶液，在沸水浴中加热搅拌至整个体系透明，冷却至室温，于４℃冰箱中放置２４ｈ。再次离心（７８００ｒ／ｍｉｎ，２０ｍｉｎ），沉淀物为粗直链淀粉，上清液为粗支链淀粉。１．３．１．２直链淀粉的纯化
将粗直链淀粉移入２４０ｍＬ饱和的正丁醇水溶液中，在沸水浴中加热搅拌至体系透明，冷至室温后于４℃冰箱中放置２４
ｈ。７８００
ｒ／ｍｉｎ离心２０
ｍｉｎ，
ＤＳ—ｌ高速组织捣碎机，上海标本模型厂；ＧＬ一２０Ｂ型高速冷冻离心机，上海安亭科学仪器厂；电热鼓风干燥箱，上海实验仪器厂；ＲＥ一５２ＡＡ旋转蒸发器，上海亚荣生化仪器厂；ＵＶ一２４０紫外分光光度计，日本岛津公司；７２２Ｎ可见分光光度计，上海精密
第一作者：博十。副教授。
－江苏省高校自然科学基金资助（０５ＫＪＢ５５００３４）收穑Ｈ觏：２００８—１１～１２．改同日期：２００９—０Ｚ一０３
得沉淀物（直链淀粉）。按上述步骤重复操作５次以除去沉淀物中的杂质。将沉淀物浸泡于无水乙醇中
２４
ｈ后，以无水乙醇反复洗涤。最后，沉淀物于４０℃
慈姑淀粉蓝值的测定
鼓风干燥，得纯直链淀粉样品。
１．３．２
Ｇｉｌｂｅｒｔ和Ｓｐｒａｇｇ法‘２Ｉ，称取一定量的慈姑淀粉样品以１ｍＬ蒸馏水润湿．加少许０．５ｍｏＩ／Ｌ
Ｎａ（）Ｈ。
在沸水浴中加热使之分散透明，冷却后以２ｍｏｌ／Ｌ
ＨＣｌ中和，然后加入０．０７～Ｏ．１ｇ酒石酸氢钾与
垫堕箜蔓堑堂蔓ｉ塑（星蔓！塑塑２Ｉ
万方数据
４１
４５ｍＬ蒸馏水，再加０．５ｍＬ碘液，最后定容至５０
ｍＩ，。室温放置２０ｍｉｎ后，于６８０ｎｍ处测定光吸收
２结果与讨论
２．１
值（１ｃｍ比色杯）。以相同浓度的碘溶液作空白。慈姑直链淀粉的分离
分离纯化是研究分子结构的前提和保证，现有分
监值一雨丽砑疆五丽
…．
１．３．３
６８０ｎｍ处吸收值×４
离直链淀粉和支链淀粉的方法很多，其中最常用的是正丁醇法。当碱溶液充分分散淀粉后，直链淀粉克服分子内聚力而充分伸展，极性基团暴露并通过氢键与正丁醇缔合，形成结晶性络合物而沉淀；而支链淀粉呈树枝状结构。存在空间位阻不易形成沉淀，从而使慈姑直链淀粉碘络合物的最大吸收波长入。。
Ｏ
准确称取Ｏ．００５砜后，取３
ｍＬ（４
ｇ慈姑直链淀粉溶于二甲亚
ｍｇ／ｍＬ）与ｏ．５ｍＬ碘液反应（每
ｍＬ碘液含有碘Ｏ．２ｍｇ及碘化钾２ｍｇ），用紫外分
光光度计对反应液进行最大吸收波长扫描（扫描范围为４００～８００ｎｍ波长）。
１．３．４
直链淀粉的凝胶过滤层析
准确称取５０ｍｇ慈姑直链淀粉样品，用Ｏ．２ｍＩ。
无水乙醇润湿，然后加入２ｍｏｌ／Ｉ。ＮａｏＨ
０．５ｍＬ，充
分振荡，再加入２ｍＬ蒸馏水振荡使淀粉溶解。用ｌ
ｍｏｌ／ＬＨＣｌ中和至ｐＨ７．Ｏ左右，将溶液定溶至１０
ｍＬ，淀粉溶液经离心（３ｏｏＯｒ／ｍｉｎ，１５ｍｉｎ），取上清
液进行层析。
层析条件：Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ６Ｂ层析柱（夺１
ｃｍ×８０
ｃｍ），取直链淀粉溶液１ｍＬ进样，以５０ｍｍｏｌ／Ｌ的ＮａＣｌ溶液洗脱，洗脱速率８ｍＩ。／ｈ，自动部分收集器收集洗脱液，每管收集２．５ｍＬ。从每只收集管中取
１
ｍＬ收集液，用苯酚一硫酸法测定其吸光度。
１．３．５
直链淀粉特性黏度（［Ｔ１］）测定［３］
准确称取Ｏ．６００Ｏ
ｇ慈姑直链淀粉（干基）于烧
杯中，先以１ｍＬ体积分数９５％乙醇润湿。再加入６０
ｍＬ０．５
ｍｏｌ／ＬＫＯＨ，沸水浴中加热轻微搅拌１０
ｍｉｎ，冷至室温，放置２４ｈ，用０．５ｍｏｌ／ＬＫＯＨ定量
至ｌＯｏｍＬ。
用移液管向乌式黏度计加入１５ｍＬ配好的直链淀粉溶液，于２５℃测定流动时间，重复操作３次后求平均值（ｆ。）；加５
ｍＬＯ．５
ｍｏｌ／Ｉ。Ｋ（）Ｈ稀释后再测定
流动时间￡。，同法依次加入５
ｍＬＯ．５ｍｏｌ／ＬＫｏＨ，
使黏度计中直链淀粉溶液的浓度分别为Ｃａ，Ｃ．，测定流动时间￡。，“。每次加ＫＯＨ必须用洗耳球反复抽气，使溶液充分混合均匀。用ｏ．５ｍｏｌ／ＬＫ（）Ｈ按上述步骤测定纯溶剂流动时间ｆｏ。
１．３．６
慈姑直链淀粉平均聚合度的测定
（１）总糖的测定：采用蒽酮一硫酸法［３］。（２）还原糖的测定：采用ＤＮＳ法口］。（３）平均聚合度：
”
ｒ）Ｐ：墅垫＿！Ｅ鱼墨垫（煎堕壁萱量Ｌ
反应液中的还原糖（葡萄糖当量）
４２
ｌ
２００９
ｌ’——１‘。－－＿＿＿＿＿。－。＿＿。－—－。＿‘＿＿＿ｈ．—＿－－—，．＿＿＿．——’。一
ｖｏＩ
３５
Ｎｏ
３（ＴｏｔａＩ
２５５）
万
方数据直链淀粉与支链淀粉发生分离［１］。
影响正丁醇法分离支链淀粉和直链淀粉的因素很多，充分分散是两种成分分离的保障，因此实验中
需要淀粉完全糊化并呈透明状。由于低温利于直链淀粉与正丁醇络合物的结晶沉淀，研究中需要将糊化的淀粉冷至室温并于４℃放置较长时间。为了克服淀粉溶液中存在的粘滞作用。在２种成分分离时需要较高的离心力和较低的温度ｎ］。实验表明，当离心速率低于６
０００
ｒ／ｍｉｎ时，样品离心效果不佳，而在４℃
时以７８００ｒ／ｍｉｎ速率离心２０ｍｉｎ可使直链淀粉与
支链淀粉分离。
研究表明慈姑淀粉中含有直链淀粉２７．３％，分离纯化后的慈姑直链淀粉中直链淀粉含量为９０．３％，表明慈姑淀粉得到了很好的分离纯化。２．２慈姑淀粉的蓝值
蓝值表示淀粉结合碘的指标，由于直链淀粉线性聚合度很高，故其蓝值很大，一般为Ｏ．８～１．２；支链淀粉因侧链只有１４～３０个葡萄糖残基，蓝值在ｏ．０８～Ｏ．２２［５］。实验测得慈姑淀粉、直链淀粉、支链淀粉蓝值分别为Ｏ．２２０、Ｏ．８４４和Ｏ．０８，与玉米直链淀粉和木薯直链淀粉相比，其蓝值较低。该结果表明慈姑淀粉中支链淀粉含量较高且分支度较高，同时直链淀粉的聚合度相对较低。慈姑淀粉中直链淀粉含量较低的结果与其具有较低的糊化温度和较高的黏度相符‘６。。
表ｌ几种淀粉蓝值的比较
慈姑直链淀粉碘络合物的最大吸收波长直链淀粉能与有机醇，脂肪酸或碘形成结晶性的
２．３
络合物（Ｖ一直链淀粉川），直链淀粉一碘络合物的吸收
波长与直链淀粉的聚合度密切相关，在６２０ｎｍ～６８０ｎｍ间呈现最大的光吸收【８］。当直链淀粉聚合小于６时不显色，７～１３为淡红色，２０为紫色，３０为蓝紫色，３５以上呈蓝色。
从图１与图２可知，慈姑淀粉及其直链淀粉与碘络合物的最大吸收波长分别为５８７ｎｍ与６２０．５
ｎｍ，
该结果表明慈姑淀粉得到了分离与纯化。慈姑直链淀粉的碘络合物最大吸收波长６２０．５ｎｍ表明慈姑直链淀粉的聚合度相对较低。同时，慈姑淀粉的碘络合物最大吸收波长较低，分析认为慈姑淀粉中支链淀粉含量较高。
图１慈姑淀粉一碘络合物吸收光谱曲线
气
捌兴
督
图２
慈姑直链淀粉一碘络合物吸收光谱曲线
２．４
慈姑直链淀粉的凝胶过滤层析
Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ
６Ｂ的分级范围为１×１０‘～４．０×１０６，
直链淀粉的聚合度在１００～６ｏｏＯ。图３表明，纯化的慈姑直链淀粉较标准玉米直链淀粉出峰时间稍晚，说明其分子质量小于玉米直链淀粉。通过２条洗脱曲线的比较，可以看出标准玉米直链淀，粉的洗脱峰相对较窄，而慈姑直链淀粉的洗脱峰相对较宽，此结果表明实验纯化的慈姑直链淀粉纯度稍低。
２．５
慈姑直链淀粉溶液的特性粘度及黏均分子量直链淀粉是由众多葡萄糖残基连接而成的线性
分子。由于分子的热运动，直链淀粉分子及其链段不停地运动，由于分子中单键产生某种程度的旋转，致使分子具有多种构象。直链淀粉在溶液中所占的体
积由两个参数决定，即均方旋转半径瓦与流体动力
万
方数据３一
契
督
图３
慈姑直链淀粉与标准玉米直链淀粉的
ｓｅｐｈａｒｏｓｅ６Ｂ凝胶层析图
大多数高分子聚合物溶液在低浓度时溶液黏度０。：
警一［扣＋ＫＭ２ｃ
（１）
式中：枷一气立，伽为增比黏度，即相对于溶剂
间，ｔ。为溶剂在毛细管中流动的时间，五是与浓度无作警一ｃ图，并外推至ｃ—ｏ处Ｙ轴上的截距为
Ｍａｒｋ—Ｈｏｕｗｉｎｋ方程‘１１３给出特性粘度与粘均分子质量之间的关系：
［扣＝Ｋ（砚）。
（２）则ｌｇ砚２吉１９掣
（３）
口，Ｋ值与溶剂的性质、浓度以及测定时的温度有以不同浓度下慈姑直链淀粉溶液浓度与其比浓由图４可知，直线在Ｙ轴上的截距为１２７．１５，因此慈‘
垄堕笙蔓箜堂蔓ｉ塑！璺蔓！塑塑２ｌ
４３
学半嘶。单个分子的半径Ｒｉ与其分子量Ｍｉ呈正
相关，即：Ｒｉ～Ｍ？，ａ为Ｍａｒｋ—Ｈｏｕｗｉｎｋ指数。高分子溶液的特性粘度与流体动力学半径有关‘９。，也与高分子的分子质量、链的刚性及溶剂特性有关。对于线性无分支聚合物（如直链淀粉分子），特性黏度可以用来反映平均分子质量的大小‘１０］。
与浓度的关系符合Ｈｕｇｇｉｎｓ方程‘１
来说，溶液黏度增加的分数，‰／Ｃ为比浓黏度，Ｃ为
直链淀粉溶液的浓度，￡为溶液在毛细管中流动的时关的常数。
特性黏度，即［们一ｌｉｍ警。
关。在本实验条件（溶剂为ＫＯＨ，浓度为Ｏ．５ｍｏｌ／Ｌ，测定温度Ｚ５℃），采用口一ｏ．７６，Ｋ＝８．５０×１０一３［１¨。
黏度（＇１叩／Ｃ）作图，可以得到一条直线，如图４所示。姑直链淀粉的特性黏度［Ｔ１］为１２７ｍＬ／ｇ。将此数值代人（３）式，可以计算出慈姑直链淀粉的黏均分子质量为３．１１×１０５。
参
ｌ
考文献
Ｂ（）．
ＴａｋｅｄａＹ，
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ＨｉｚｕｋｕｒｉＳ，Ｊｕｌｉａｎｏ
ＰｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄＲｅｓ。
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ｌｏｓｅｉｏｄｉｎｅｓｏｒｐｆｊｏｎ：ＢＩ，ＵＥｖａｌｕｅｉｎｍｃｔｈｏｄｓｉｎｃａｒｂｏｈｙ—ｄｒａｔｅｃｈｅｍｉｓｔｒｙ．Ａｃａｄｅｍｉｃ
（Ｖｏｌ
４）（Ｍ）．
ＮｃｗＹｏｒｋａｎｄＩ。ｏｎｄｏｎ，
浓度，ｍｇ・ｍＬ’
图４
２．６
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３
张惟杰．复合多糖生化研究技术ｒＭ］．上海：科学技术出
版社，１９９７
慈姑直链淀粉比浓黏度与浓度的关系
４
慈姑直链淀粉平均聚合度的测定
通过测定慈姑直链淀粉溶液的总糖含量与还原
５
糖含量，经计算得到慈姑直链淀粉的平均聚合度为
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Ｇｏｄｅｔ
６４０。
７
ＭＣ，ＢｏｕｃｈｅｔＢ，ＣｏｌｏｎｎａＰａｎｄ
ａｃｉｄ
ｃｏｍｐＩｅｘｅｓ：
ｅｔ
ａＩ．Ｃｒｖｓｔａｌｌｉｎｅａｎｄ
３
结论
慈姑淀粉与碘形成络合物的最大吸收波长为
８
ａｍｙｌａｓｅ—ｆａｔｔｙｍｏｒｐｈｏＩｏｇｙｃｒｙｓｔａＩ
５８７ｎｍ，其碘蓝值为Ｏ．２２０。经正丁醇法分离了直链淀粉与支链淀粉，并对慈姑直链淀粉进行了深入研究。结果发现，分离得到的慈姑直链淀粉纯度可达９０．３％，与碘的络合物最大吸收波长为６２０．５ｎｍ，其蓝值为ｏ．８４４，特性黏度［１１］为１２７ｍＬ／ｇ。测得慈姑直链淀粉的分子结构参数为：聚合度为６４０，黏均分子质量为３．１１×１０５。
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Ｊ，ｅｔａ１．１ｓｏｌａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒ—
ｃｅｒｅａＩｓｃｉ，１９９６．２４：
ａｍｙＪｏｓｃ［Ｊ］．Ｊ
２４７～２６２
１
刘凤歧，汤心颐．高分子物理［Ｍ］．北京：高等教育出版
社，２００４
ＧｒｅｅｎｗｏｏｄＣＴ．
１１
Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ—ｍｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔｒｅｌａｔｉｏｎｓ：
Ｍｅｔｈｏｄｓｉｎｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ
ＹｏｒｋａｎｄＬｏｎｄｏｎ：Ａｃａ—
ｍｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔｏｆａｍｙｌｏｓｅａｎｄａｍｙｌｏｐｅｃｔｉｎｂｙｍｃａｎｓｏｆｔｈｅＩｉｍｉｔｉｎｇ
ｖｉｓｃｏｓｉｔｙｎｕｍｂｅｒ．
ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ．ⅣＳｔａｒｃｈ［Ｍ］．Ｎｅｗ
ｄｅｍｉｃ
Ｐｒｅｓｓ。１９６４．１７９～１８８
Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄ』ⅥｏｌｅｃｕｌａｒＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＡｒｒｏｗｈｅａｄＡｍｙＪｏｓｅ
ＷａｎｇＳｕｙａｌ，Ｑｉｎ
Ｔｉａｎｃａｎ９２，ＹａｎｇＹｕｌｉｎ９１，
Ｉ。ｉｕＣｈａｎｇｐｅｎ９１，ＤｉｎｇＮａｎｌ，Ｘｉｅ
１（Ｓｃｈ００１ｏｆＦｏｏｄ
Ｑｕｎｌ
Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ＮａｎｊｉｎｇＦｉｎａｎｃｅｓａｎｄＥｃｏｎｏｍｉｃｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ。Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００３。Ｃｈｉｎａ）
２（ＨｅｎａｎＩｎｖｅｓｔｍｅｎｔＧｒｏｕｐＣｏ．Ｉ。ＴＤ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００８，Ｃｈｉｎａ）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ
ＰｕｒｉｆｉｅｄａｍｙＩｏｓｅａｎｄａｍｙＩｏｐｅｃｔｉｎｏｆａｒｒｏｗｈｅａｄｓｔａｒｃｈｗｅｒｅｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅＩｙｓｅｐａｒａｔｅｄｂｙ１１－ｂｕｔａｎｏＩ
Ｔｈｅｓｔｕｄｙ
ｏｎ
ｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．ａｒｒｏｗｈｅａｄａｍｙｌｏｓｅｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｍａｘｉｍｕｍａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ
ｏｆｉｏｄｉｎｅ－ａｍｙｌｏｓｅｃｏｍｐｌｅｘｅｓ（入ｍ，）ｗａｓ６２０．５ｎｍ，ｔｈｅｂｌｕｅｖａＩｕｅｗａｓｏ．８４４ａｎｄｌｉｍｉｔｉｎｇｖｉｓｃｏｓｉｔｙｗａｓ１２７ｍＬ／ｇ．ＴｈｅｍｏｌｅｃｕＩａｒ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ｎｕｍｂｅｒ［们
ｕ．
ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅａｍｙｌｏｓｅｗｅｒｅａｌｓｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ：ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｄｅｇｒｅｅ
ｏｆｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ（ＤＰ）ｗａｓ６４０ａｎｄｔｈｅＶｉｓｃｏｓｉｔｙ—ａｖｅｒａｇｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔＫｅｙｗｏｒｄｓ
ａｒｒｏｗｈｅａｄｓｔａｒｃｈ，ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ，ａｍｙｌｏｓｅ，ｍｏＩｅｃｕｌａｒ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
Ｍｎ
ｗａｓ３．１１×１０５
４４
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万方数据
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慈姑直链淀粉的分离与分子结构’
王素雅１，秦天仓２，杨玉玲１，刘长鹏１，丁男１，谢群１
１（南京财经大学食品科学与工程学院，江苏省粮油食品检测与深加工重点实验室，江苏南京，２１０００３）
２（河南投资集团有限公司，河南郑州。４５０００８）
摘要利用正丁醇法分离慈姑直链淀粉与支链淀粉，并对慈姑直链淀粉进行了深入研究。试验结果表明：慈
姑直链淀粉与碘的络合物最大吸收波长为６２０．５啪・其蓝值为ｏ．８４４，特性黏度［们为１２７ｍＬ／ｇ。测得慈姑直链
淀粉的分子结构参数为：聚合度西Ｆ＝６４０．黏均分子质量丽ｑ＝３．１ｌ×１０５。
关键词
慈姑淀粉，分离。直链淀粉，分子结构
慈姑球茎是我国特有的一种果蔬，其富含淀粉．同时含有多种微量元素和生物碱，具有一定的强心、清肺散热、润肺止咳作用，一般人群均可食用。
淀粉是自然界广泛存在的一种生物大分子。其直链淀粉与支链淀粉的比例，直链淀粉的长度，支链的长度、支化度和分子量分布及蛋白质，脂质等非淀粉成分的含量直接影响淀粉的物化特性、加工特性及其在工业上的应用，本文运用正丁醇沉降法提取慈姑直链淀粉，并通过蓝值、淀粉一碘络合物最大光吸收值、凝胶色谱、特性黏度、聚合度等方法研究慈姑直链淀粉的性质。
１
１．１
科学仪器有限公司；Ｈ２型蠕动泵，上海沪西分析仪器厂；自动部分收集器，上海沪西分析仪器厂；ＷＨ～３微型漩涡混合仪，上海沪西分析仪器厂；ＨＨ一６型数显恒温水浴锅，常州国华电器有限公司；乌氏粘度计（币Ｏ．７８ｍｍ），上海玻璃仪器一厂。１．３实验方法
１．３．１１．３．１．１
慈姑直链淀粉和支链淀粉的分离纯化直链淀粉与支链淀粉的粗分离
本文在参照文献方法…的基础上进行改良。称取制备好的慈姑淀粉２０ｇ，先用少量无水乙醇润湿，然后再加入４００
ｍＬ０．５ｍｏｌ／Ｌ
Ｎａ０Ｈ溶液，在沸水
浴中加热分散至淀粉完全糊化透明，冷却至室温，
实验材料与方法
实验材料
７８００ｒ／ｍｉｎ离心２０
ｍｉｎ除去不溶性杂质。淀粉糊
以２ｍｏｌ／ＬＨＣＩ调至中性，加１８０ｍＬ正丁醇一异戊
慈姑淀粉，市售新鲜慈姑经碱提法制备；标准直链淀粉，Ｓｉｇｍａ公司；Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ６Ｂ，Ｐｈａｒｍａｃｉａ公司。
正丁醇、异戊醇、无水乙醇、体积分数９５％乙醇、Ｎａ０Ｈ、ＫＯＨ、ＨＣｌ、蒽酮、浓Ｈ：Ｓ（）。、３，５一二硝基水杨酸、苯酚、亚硫酸钠、甲苯、酒石酸钾钠ｊ酒石酸氢钾，醋酸、醋酸钠、ＮａＣｌ、葡萄糖、碘、碘化钾等均为分析纯。
１．２实验仪器
醇（体积比３：１）溶液，在沸水浴中加热搅拌至整个体系透明，冷却至室温，于４℃冰箱中放置２４ｈ。再次离心（７８００ｒ／ｍｉｎ，２０ｍｉｎ），沉淀物为粗直链淀粉，上清液为粗支链淀粉。１．３．１．２直链淀粉的纯化
将粗直链淀粉移入２４０ｍＬ饱和的正丁醇水溶液中，在沸水浴中加热搅拌至体系透明，冷至室温后于４℃冰箱中放置２４
ｈ。７８００
ｒ／ｍｉｎ离心２０
ｍｉｎ，
ＤＳ—ｌ高速组织捣碎机，上海标本模型厂；ＧＬ一２０Ｂ型高速冷冻离心机，上海安亭科学仪器厂；电热鼓风干燥箱，上海实验仪器厂；ＲＥ一５２ＡＡ旋转蒸发器，上海亚荣生化仪器厂；ＵＶ一２４０紫外分光光度计，日本岛津公司；７２２Ｎ可见分光光度计，上海精密
第一作者：博十。副教授。
－江苏省高校自然科学基金资助（０５ＫＪＢ５５００３４）收穑Ｈ觏：２００８—１１～１２．改同日期：２００９—０Ｚ一０３
得沉淀物（直链淀粉）。按上述步骤重复操作５次以除去沉淀物中的杂质。将沉淀物浸泡于无水乙醇中
２４
ｈ后，以无水乙醇反复洗涤。最后，沉淀物于４０℃
慈姑淀粉蓝值的测定
鼓风干燥，得纯直链淀粉样品。
１．３．２
Ｇｉｌｂｅｒｔ和Ｓｐｒａｇｇ法‘２Ｉ，称取一定量的慈姑淀粉样品以１ｍＬ蒸馏水润湿．加少许０．５ｍｏＩ／Ｌ
Ｎａ（）Ｈ。
在沸水浴中加热使之分散透明，冷却后以２ｍｏｌ／Ｌ
ＨＣｌ中和，然后加入０．０７～Ｏ．１ｇ酒石酸氢钾与
垫堕箜蔓堑堂蔓ｉ塑（星蔓！塑塑２Ｉ
万方数据
４１
４５ｍＬ蒸馏水，再加０．５ｍＬ碘液，最后定容至５０
ｍＩ，。室温放置２０ｍｉｎ后，于６８０ｎｍ处测定光吸收
２结果与讨论
２．１
值（１ｃｍ比色杯）。以相同浓度的碘溶液作空白。慈姑直链淀粉的分离
分离纯化是研究分子结构的前提和保证，现有分
监值一雨丽砑疆五丽
…．
１．３．３
６８０ｎｍ处吸收值×４
离直链淀粉和支链淀粉的方法很多，其中最常用的是正丁醇法。当碱溶液充分分散淀粉后，直链淀粉克服分子内聚力而充分伸展，极性基团暴露并通过氢键与正丁醇缔合，形成结晶性络合物而沉淀；而支链淀粉呈树枝状结构。存在空间位阻不易形成沉淀，从而使慈姑直链淀粉碘络合物的最大吸收波长入。。
Ｏ
准确称取Ｏ．００５砜后，取３
ｍＬ（４
ｇ慈姑直链淀粉溶于二甲亚
ｍｇ／ｍＬ）与ｏ．５ｍＬ碘液反应（每
ｍＬ碘液含有碘Ｏ．２ｍｇ及碘化钾２ｍｇ），用紫外分
光光度计对反应液进行最大吸收波长扫描（扫描范围为４００～８００ｎｍ波长）。
１．３．４
直链淀粉的凝胶过滤层析
准确称取５０ｍｇ慈姑直链淀粉样品，用Ｏ．２ｍＩ。
无水乙醇润湿，然后加入２ｍｏｌ／Ｉ。ＮａｏＨ
０．５ｍＬ，充
分振荡，再加入２ｍＬ蒸馏水振荡使淀粉溶解。用ｌ
ｍｏｌ／ＬＨＣｌ中和至ｐＨ７．Ｏ左右，将溶液定溶至１０
ｍＬ，淀粉溶液经离心（３ｏｏＯｒ／ｍｉｎ，１５ｍｉｎ），取上清
液进行层析。
层析条件：Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ６Ｂ层析柱（夺１
ｃｍ×８０
ｃｍ），取直链淀粉溶液１ｍＬ进样，以５０ｍｍｏｌ／Ｌ的ＮａＣｌ溶液洗脱，洗脱速率８ｍＩ。／ｈ，自动部分收集器收集洗脱液，每管收集２．５ｍＬ。从每只收集管中取
１
ｍＬ收集液，用苯酚一硫酸法测定其吸光度。
１．３．５
直链淀粉特性黏度（［Ｔ１］）测定［３］
准确称取Ｏ．６００Ｏ
ｇ慈姑直链淀粉（干基）于烧
杯中，先以１ｍＬ体积分数９５％乙醇润湿。再加入６０
ｍＬ０．５
ｍｏｌ／ＬＫＯＨ，沸水浴中加热轻微搅拌１０
ｍｉｎ，冷至室温，放置２４ｈ，用０．５ｍｏｌ／ＬＫＯＨ定量
至ｌＯｏｍＬ。
用移液管向乌式黏度计加入１５ｍＬ配好的直链淀粉溶液，于２５℃测定流动时间，重复操作３次后求平均值（ｆ。）；加５
ｍＬＯ．５
ｍｏｌ／Ｉ。Ｋ（）Ｈ稀释后再测定
流动时间￡。，同法依次加入５
ｍＬＯ．５ｍｏｌ／ＬＫｏＨ，
使黏度计中直链淀粉溶液的浓度分别为Ｃａ，Ｃ．，测定流动时间￡。，“。每次加ＫＯＨ必须用洗耳球反复抽气，使溶液充分混合均匀。用ｏ．５ｍｏｌ／ＬＫ（）Ｈ按上述步骤测定纯溶剂流动时间ｆｏ。
１．３．６
慈姑直链淀粉平均聚合度的测定
（１）总糖的测定：采用蒽酮一硫酸法［３］。（２）还原糖的测定：采用ＤＮＳ法口］。（３）平均聚合度：
”
ｒ）Ｐ：墅垫＿！Ｅ鱼墨垫（煎堕壁萱量Ｌ
反应液中的还原糖（葡萄糖当量）
４２
ｌ
２００９
ｌ’——１‘。－－＿＿＿＿＿。－。＿＿。－—－。＿‘＿＿＿ｈ．—＿－－—，．＿＿＿．——’。一
ｖｏＩ
３５
Ｎｏ
３（ＴｏｔａＩ
２５５）
万
方数据直链淀粉与支链淀粉发生分离［１］。
影响正丁醇法分离支链淀粉和直链淀粉的因素很多，充分分散是两种成分分离的保障，因此实验中
需要淀粉完全糊化并呈透明状。由于低温利于直链淀粉与正丁醇络合物的结晶沉淀，研究中需要将糊化的淀粉冷至室温并于４℃放置较长时间。为了克服淀粉溶液中存在的粘滞作用。在２种成分分离时需要较高的离心力和较低的温度ｎ］。实验表明，当离心速率低于６
０００
ｒ／ｍｉｎ时，样品离心效果不佳，而在４℃
时以７８００ｒ／ｍｉｎ速率离心２０ｍｉｎ可使直链淀粉与
支链淀粉分离。
研究表明慈姑淀粉中含有直链淀粉２７．３％，分离纯化后的慈姑直链淀粉中直链淀粉含量为９０．３％，表明慈姑淀粉得到了很好的分离纯化。２．２慈姑淀粉的蓝值
蓝值表示淀粉结合碘的指标，由于直链淀粉线性聚合度很高，故其蓝值很大，一般为Ｏ．８～１．２；支链淀粉因侧链只有１４～３０个葡萄糖残基，蓝值在ｏ．０８～Ｏ．２２［５］。实验测得慈姑淀粉、直链淀粉、支链淀粉蓝值分别为Ｏ．２２０、Ｏ．８４４和Ｏ．０８，与玉米直链淀粉和木薯直链淀粉相比，其蓝值较低。该结果表明慈姑淀粉中支链淀粉含量较高且分支度较高，同时直链淀粉的聚合度相对较低。慈姑淀粉中直链淀粉含量较低的结果与其具有较低的糊化温度和较高的黏度相符‘６。。
表ｌ几种淀粉蓝值的比较
慈姑直链淀粉碘络合物的最大吸收波长直链淀粉能与有机醇，脂肪酸或碘形成结晶性的
２．３
络合物（Ｖ一直链淀粉川），直链淀粉一碘络合物的吸收
波长与直链淀粉的聚合度密切相关，在６２０ｎｍ～６８０ｎｍ间呈现最大的光吸收【８］。当直链淀粉聚合小于６时不显色，７～１３为淡红色，２０为紫色，３０为蓝紫色，３５以上呈蓝色。
从图１与图２可知，慈姑淀粉及其直链淀粉与碘络合物的最大吸收波长分别为５８７ｎｍ与６２０．５
ｎｍ，
该结果表明慈姑淀粉得到了分离与纯化。慈姑直链淀粉的碘络合物最大吸收波长６２０．５ｎｍ表明慈姑直链淀粉的聚合度相对较低。同时，慈姑淀粉的碘络合物最大吸收波长较低，分析认为慈姑淀粉中支链淀粉含量较高。
图１慈姑淀粉一碘络合物吸收光谱曲线
气
捌兴
督
图２
慈姑直链淀粉一碘络合物吸收光谱曲线
２．４
慈姑直链淀粉的凝胶过滤层析
Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ
６Ｂ的分级范围为１×１０‘～４．０×１０６，
直链淀粉的聚合度在１００～６ｏｏＯ。图３表明，纯化的慈姑直链淀粉较标准玉米直链淀粉出峰时间稍晚，说明其分子质量小于玉米直链淀粉。通过２条洗脱曲线的比较，可以看出标准玉米直链淀，粉的洗脱峰相对较窄，而慈姑直链淀粉的洗脱峰相对较宽，此结果表明实验纯化的慈姑直链淀粉纯度稍低。
２．５
慈姑直链淀粉溶液的特性粘度及黏均分子量直链淀粉是由众多葡萄糖残基连接而成的线性
分子。由于分子的热运动，直链淀粉分子及其链段不停地运动，由于分子中单键产生某种程度的旋转，致使分子具有多种构象。直链淀粉在溶液中所占的体
积由两个参数决定，即均方旋转半径瓦与流体动力
万
方数据３一
契
督
图３
慈姑直链淀粉与标准玉米直链淀粉的
ｓｅｐｈａｒｏｓｅ６Ｂ凝胶层析图
大多数高分子聚合物溶液在低浓度时溶液黏度０。：
警一［扣＋ＫＭ２ｃ
（１）
式中：枷一气立，伽为增比黏度，即相对于溶剂
间，ｔ。为溶剂在毛细管中流动的时间，五是与浓度无作警一ｃ图，并外推至ｃ—ｏ处Ｙ轴上的截距为
Ｍａｒｋ—Ｈｏｕｗｉｎｋ方程‘１１３给出特性粘度与粘均分子质量之间的关系：
［扣＝Ｋ（砚）。
（２）则ｌｇ砚２吉１９掣
（３）
口，Ｋ值与溶剂的性质、浓度以及测定时的温度有以不同浓度下慈姑直链淀粉溶液浓度与其比浓由图４可知，直线在Ｙ轴上的截距为１２７．１５，因此慈‘
垄堕笙蔓箜堂蔓ｉ塑！璺蔓！塑塑２ｌ
４３
学半嘶。单个分子的半径Ｒｉ与其分子量Ｍｉ呈正
相关，即：Ｒｉ～Ｍ？，ａ为Ｍａｒｋ—Ｈｏｕｗｉｎｋ指数。高分子溶液的特性粘度与流体动力学半径有关‘９。，也与高分子的分子质量、链的刚性及溶剂特性有关。对于线性无分支聚合物（如直链淀粉分子），特性黏度可以用来反映平均分子质量的大小‘１０］。
与浓度的关系符合Ｈｕｇｇｉｎｓ方程‘１
来说，溶液黏度增加的分数，‰／Ｃ为比浓黏度，Ｃ为
直链淀粉溶液的浓度，￡为溶液在毛细管中流动的时关的常数。
特性黏度，即［们一ｌｉｍ警。
关。在本实验条件（溶剂为ＫＯＨ，浓度为Ｏ．５ｍｏｌ／Ｌ，测定温度Ｚ５℃），采用口一ｏ．７６，Ｋ＝８．５０×１０一３［１¨。
黏度（＇１叩／Ｃ）作图，可以得到一条直线，如图４所示。姑直链淀粉的特性黏度［Ｔ１］为１２７ｍＬ／ｇ。将此数值代人（３）式，可以计算出慈姑直链淀粉的黏均分子质量为３．１１×１０５。
参
ｌ
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慈姑直链淀粉平均聚合度的测定
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ｃｏｍｐＩｅｘｅｓ：
ｅｔ
ａＩ．Ｃｒｖｓｔａｌｌｉｎｅａｎｄ
３
结论
慈姑淀粉与碘形成络合物的最大吸收波长为
８
ａｍｙｌａｓｅ—ｆａｔｔｙｍｏｒｐｈｏＩｏｇｙｃｒｙｓｔａＩ
５８７ｎｍ，其碘蓝值为Ｏ．２２０。经正丁醇法分离了直链淀粉与支链淀粉，并对慈姑直链淀粉进行了深入研究。结果发现，分离得到的慈姑直链淀粉纯度可达９０．３％，与碘的络合物最大吸收波长为６２０．５ｎｍ，其蓝值为ｏ．８４４，特性黏度［１１］为１２７ｍＬ／ｇ。测得慈姑直链淀粉的分子结构参数为：聚合度为６４０，黏均分子质量为３．１１×１０５。
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ＷａｎｇＳｕｙａｌ，Ｑｉｎ
Ｔｉａｎｃａｎ９２，ＹａｎｇＹｕｌｉｎ９１，
Ｉ。ｉｕＣｈａｎｇｐｅｎ９１，ＤｉｎｇＮａｎｌ，Ｘｉｅ
１（Ｓｃｈ００１ｏｆＦｏｏｄ
Ｑｕｎｌ
Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ＮａｎｊｉｎｇＦｉｎａｎｃｅｓａｎｄＥｃｏｎｏｍｉｃｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ。Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００３。Ｃｈｉｎａ）
２（ＨｅｎａｎＩｎｖｅｓｔｍｅｎｔＧｒｏｕｐＣｏ．Ｉ。ＴＤ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００８，Ｃｈｉｎａ）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ
ＰｕｒｉｆｉｅｄａｍｙＩｏｓｅａｎｄａｍｙＩｏｐｅｃｔｉｎｏｆａｒｒｏｗｈｅａｄｓｔａｒｃｈｗｅｒｅｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅＩｙｓｅｐａｒａｔｅｄｂｙ１１－ｂｕｔａｎｏＩ
Ｔｈｅｓｔｕｄｙ
ｏｎ
ｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．ａｒｒｏｗｈｅａｄａｍｙｌｏｓｅｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｍａｘｉｍｕｍａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ
ｏｆｉｏｄｉｎｅ－ａｍｙｌｏｓｅｃｏｍｐｌｅｘｅｓ（入ｍ，）ｗａｓ６２０．５ｎｍ，ｔｈｅｂｌｕｅｖａＩｕｅｗａｓｏ．８４４ａｎｄｌｉｍｉｔｉｎｇｖｉｓｃｏｓｉｔｙｗａｓ１２７ｍＬ／ｇ．ＴｈｅｍｏｌｅｃｕＩａｒ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ｎｕｍｂｅｒ［们
ｕ．
ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅａｍｙｌｏｓｅｗｅｒｅａｌｓｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ：ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｄｅｇｒｅｅ
ｏｆｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ（ＤＰ）ｗａｓ６４０ａｎｄｔｈｅＶｉｓｃｏｓｉｔｙ—ａｖｅｒａｇｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔＫｅｙｗｏｒｄｓ
ａｒｒｏｗｈｅａｄｓｔａｒｃｈ，ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ，ａｍｙｌｏｓｅ，ｍｏＩｅｃｕｌａｒ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
Ｍｎ
ｗａｓ３．１１×１０５
４４
Ｉ窒Ｑ堕！里！．箜盟旦：ｉ！！Ｑ１９
万方数据
１墅！