雷凡，王月慧

（武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北武漢430023）

測定稻谷中α-淀粉酶活性的兩種方法的比較

雷凡，王月慧*

（武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北武漢430023）

采用碘比色法和降落數(shù)值法分別測定稻谷中α-淀粉酶活性，對測定結(jié)果進(jìn)行了比較分析。實驗結(jié)果表明：兩種方法都可以測定α-淀粉酶活性，兩者的測定結(jié)果差異顯著，但兩者測定結(jié)果呈顯著直線相關(guān)性，說明降落數(shù)值的高低能間接的反映α-淀粉酶活性的大小；從變異系數(shù)來看，后者的變異程度較低，其精密度較高，前者引起的誤差因素較后者多；后者較前者簡便快速，重復(fù)性好等優(yōu)點。通過分析研究比較，降落數(shù)值法是分析測定大量樣品α-淀粉酶活性的最佳方法。

比色法；降落數(shù)值；α-淀粉酶活性；測定方法；比較

稻谷是我國主要糧食作物之一，其年產(chǎn)量2億t左右，約占世界稻谷總產(chǎn)量的36%，是我國流通量和消費量最多的糧種，也是我國最主要的儲備糧，約占糧食總儲備量的50%以上。其產(chǎn)量和品質(zhì)直接與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活水平息息相關(guān)。稻谷在運輸過程中必定要經(jīng)過一定時間的儲藏，稻谷在儲藏過程中由于受儲藏條件的影響不可避免地要發(fā)生緩慢的新陳代謝，這將導(dǎo)致稻谷發(fā)生陳化，造成大米品質(zhì)變劣[1-4]。由于食用大米在儲藏過程中發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng)主要是在各種酶的作用下進(jìn)行的，稻米中酶活性減弱或喪失就會導(dǎo)致大米的陳化[5-6]。淀粉是稻谷中最主要的成分，在儲藏過程中，作用稻谷淀粉的酶主要有α-淀粉酶。α-淀粉酶又稱“糊精化酶”，它以隨機的方式從淀粉分子內(nèi)部水解α-1,4糖苷鍵。稻谷在儲藏過程中，α-淀粉酶活性隨著儲藏時間的延長而變化，進(jìn)而對稻谷的食用品質(zhì)產(chǎn)生一定的影響[7]，周顯青等[8]研究表明，稻谷的新陳度與α-淀粉酶的活性大小有顯著相關(guān)性，稻谷的α-淀粉酶活性與其非還原糖含量、發(fā)芽率、黏度、脂肪酸值等均呈現(xiàn)出指數(shù)關(guān)系，α-淀粉酶活性的變化都會影響稻谷其各項指標(biāo)的變化，因此，在稻谷儲藏過程中測定其新陳度的變化時也把α-淀粉酶作為其一個重要參考指標(biāo)[9-10]。目前，關(guān)于α-淀粉酶活性的測定方法有很多種，其方法的原理也各不相同，但其方法大多都是以小麥為原料測定α-淀粉酶的活性，很少有針對稻谷α-淀粉酶活性的測定，因此本文選用常規(guī)儲藏一年的粳稻谷作為原料，選用比較常用的兩種方法測定α-淀粉酶活性（直接方法碘比色法和間接方法降落數(shù)值法），比較了方法的精密度，準(zhǔn)確度以及相關(guān)性等指標(biāo)，旨在為稻谷以及其他作物的α-淀粉酶活性測定提供最佳測定方法和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

經(jīng)過儲藏一年的優(yōu)質(zhì)粳稻谷：河南省黃國糧業(yè)股份有限公司（稻谷水分按照GB 5497—1985《糧食、油料檢驗水分測定法》測定為11.07%）。

α-淀粉酶：北京雙旋微生物培養(yǎng)基制品廠；碘化鉀、碘、硫酸、可溶性淀粉：國藥集團化學(xué)試劑有限公司；氯化鈣：天津市凱通化學(xué)試劑有限公司；無水乙酸鈉：上海山浦化工有限公司；冰乙酸：天津市天力化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UnIC7200-分光光度計：尤尼柯（上海）儀器有限公司；SPX-250B-Z型恒溫生化培養(yǎng)箱：上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；HH-S-恒溫水浴鍋：上海維誠儀器有限公司；DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器：鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；MP-200A電子分析天平：上海精密科學(xué)儀器有限公司；GZX-GF101-1電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠；FN-IV降落數(shù)值測定儀：杭州大成光電科技有限公司；LM-74小型電動礱米機：杭州匯爾儀器設(shè)備有限公司；JXFM110-全自動錘式旋風(fēng)磨：上海嘉定糧油儀器有限公司。

1.3 實驗方法

樣品的制備：稱取100 g稻谷樣品，經(jīng)礱谷成糙米、然后磨粉，粒度要求為90%以上能通過100目篩。

稻谷水分含量按照GB/T 5497—1985《糧食、油料檢驗水分測定法》[11]測定。

稻谷α-淀粉酶活性按照GB/T 5521—2008《糧油檢驗谷物及其制品中α-淀粉酶活性的測定比色法》[12]。

α-淀粉酶活性計算公式：

式中：A為α-淀粉酶活性，U/g；m為100 mL氯化鈣提取的試樣質(zhì)量，g；h為試樣中水分含量（以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計），%；f為酶提取液的稀釋倍數(shù)；t1、t2分別為不同的反應(yīng)時間，min；D1、D2分別為時間t1、t2時的吸光度值；b為lgD對t曲線的斜率的絕對值；500為系數(shù)。

稻谷降落數(shù)值參照GB/T 10361—2008《小麥、黑麥及其面粉，杜倫麥及其粗粒粉降落數(shù)值的測定》[13]。從黏度管放入水浴至攪拌器上止動器下降到達(dá)膠木塞上部為止所需的全部時間（s），即為降落數(shù)值。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種測定方法結(jié)果的相關(guān)性分析

分別用碘比色法和降落數(shù)值法對樣品中的α-淀粉酶進(jìn)行5次平行測定，并記錄測定結(jié)果見表1。

對兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行t檢驗分析，測定結(jié)果為：t=8.409 9，t0.05=2.132，|t|＞t0.05說明兩種方法測定結(jié)果具有顯著性差異，碘比色法測定的結(jié)果可以直接反映出稻谷中α-淀粉酶活性的大小，而降落數(shù)值儀測定的結(jié)果是其稻谷的降落數(shù)值，能間接地反映出α-淀粉酶活性的大小。

對兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，即碘比色法測得樣品α-淀粉酶活性（Y）與對應(yīng)降落數(shù)值儀測得α-淀粉酶活（X）進(jìn)行直線回歸，得Y=6.856 6-0.013 8X，r=0.950 6。

表1 比色法和降落數(shù)值法結(jié)果Table 1 Results of iodine colorimetry and the values of falling numerical method

分析結(jié)果表明，碘比色法測定的結(jié)果與降落數(shù)值儀測定的結(jié)果具有顯著的直線相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)r=0.950 6。說明降落數(shù)值的高低能間接的反映稻谷中α-淀粉酶活性的大小，這與前人研究的α-淀粉酶活性與降落數(shù)值成極顯著負(fù)相關(guān)的研究結(jié)果是一致的[14-17]。

2.2 兩種測定方法精密度比較

分別用對碘比色法和降落數(shù)值法的精密度進(jìn)行比較，兩種方法測得的α-淀粉酶活性的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)見表2。

表2 兩種測定方法變異系數(shù)分析結(jié)果比較Table 2 Variation coefficients of two methods

由表2可知，雖然降落數(shù)值法比碘比色法的標(biāo)準(zhǔn)差大；但由于兩者的測定結(jié)果的單位定義不同，就無法用標(biāo)準(zhǔn)差直接比較，而在算出變異系數(shù)后，就能看出碘比色法比降落數(shù)值法變異程度較大，因此說明降落數(shù)值法的精密度較高。

這是由于碘比色法中其所需要的操作步驟比較多，有一定的人為誤差，且實驗過程中的溫度、時間以及吸光度值的測定等均容易產(chǎn)生誤差；而在降落數(shù)值法中操作步驟較少，僅在糊化溫度上可能會引起誤差，其誤差來源較少，所以其方法比較可靠，也適合對大量樣品進(jìn)行α-淀粉酶活性的快速測定。

2.3兩種測定方法的回收率比較

為檢驗兩種方法的準(zhǔn)確度，稱取5個平行已知濃度的樣品，分別加入標(biāo)準(zhǔn)的α-淀粉酶，用兩種方法測定其回收率，結(jié)果見表3。

表3 兩種方法回收率比較Table 3 Recovery rates of two methods

從表3中可以看出，兩種方法的回收率比較接近，說明這兩種方法對測得α-淀粉酶活性都有一定的準(zhǔn)確性。

2.4 兩種方法的內(nèi)容比較

兩種測定方法優(yōu)點和缺點的比較見表4。

表4 兩種測定方法優(yōu)缺點比較Table 4 Advantages and disadvantages of two mehtods

從表4中可以看出，碘比色法適宜于精確測得樣品中α-淀粉酶活性大小，但步驟比較繁瑣，費時、費力，不宜分析大量樣品，由于在用碘比色法測定樣品α-淀粉酶活性時候時間和溫度對其酶活有比較大的影響，所以在操作過程中要嚴(yán)格把控時間和溫度；降落數(shù)值法快速、簡便，是分析大量樣品中α-淀粉酶活性的最佳方法；但由于不同地區(qū)所處的海拔高度不同，不同大氣壓下水的沸點不同，而由于水浴溫度不同對降落數(shù)值的測定結(jié)果有較大影響，溫度愈低，降落數(shù)值測定結(jié)果愈高。

3 結(jié)論

碘比色法可直接測定稻谷中α-淀粉酶活性的大小，它的操作過程要求比較嚴(yán)格，需要保證準(zhǔn)確的反應(yīng)時間和溫度，測定結(jié)果才可靠，適宜于精確測定少量樣品中α-淀粉酶的活性大小。小麥粉或其他谷物粉的懸浮液在沸水浴中能迅速糊化，并因其中α-淀粉酶活性的不同而使糊化物中的淀粉不同程度的被液化，液化程度不同，攪拌器在糊化物中的下降速度即不同，因此，降落數(shù)值的高低就表明了相應(yīng)的α-淀粉酶活性的差異，降落數(shù)值愈高表明α-淀粉酶的活性愈低，反之表明α-淀粉酶活性愈高。實驗表明：碘比色法與降落數(shù)值法測定α-淀粉酶活性的結(jié)果具有顯著直線性相關(guān)性，說明降落數(shù)值的高低能間接的反映出稻谷中α-淀粉酶活性的大小。因此在鑒定稻谷新陳度時，可測定稻谷的降落數(shù)值來預(yù)測α-淀粉酶活性，能夠更快速簡便而準(zhǔn)確的反映出稻谷新陳度的情況。

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Comparison on two methods for determination of α-amylase activity in rice

LEI Fan,WANG Yuehui*
(College of Food Science and Engineering,Wuhan Polytechnic University,Wuhan 430023,China)

Iodine colorimetry and falling numerical method were used to determine theα-amylase activity in rice,and then the results were compared and analyzed.Both methods can be used to measureα-amylase activity,and had the significant differences.The two determination results showed significant linear correlation,it turned out that the value of falling number can indirectly reflect the activity of theα-amylase.At the point of variation coefficient,the iodine colorimetry had more error components;the falling numerical method had lower variation degree and a higher precision.And then the falling numerical method was more simple and quicker and it had a good repeatability.After analyzing comparison results,it concluded that the falling numerical method was a better way to determine theα-amylase activity for large number of samples.

colorimetry;falling number;α-amylase activity;determination method;comparison

TS210.7

A

0254-5071（2014）11-0152-03

10.11882/j.issn.0254-5071.2014.11.035

2014-10-15

國家糧食局公益項目（201413007）

雷凡（1987-），男，碩士研究生，研究方向為糧食加工與儲藏。

*通訊作者：王月慧（1971-），女，副教授，碩士，研究方向為谷物科學(xué)。