一种从土圞儿块根C‑型淀粉中分离纯化A‑型淀粉粒的方法与流程

本发明涉及了一种从土圞儿块根C-型淀粉中分离纯化A-型淀粉粒的方法。

背景技术：

淀粉是一种由直链淀粉和支链淀粉组成的半晶体颗粒，其中晶体有A-和B-型两种类型。根据X射线衍射图谱，淀粉有A-、B-和C-型三种，其中A-型淀粉仅含有A-型晶体，B-型淀粉仅含有B-型晶体，而C-型淀粉包含A-和B-型两种晶体成份。

C-型淀粉中A-和B-型晶体的存在方式有两种类型：一种是A-和B-型晶体同时存在于一个淀粉粒中；另一种是A-和B-型晶体分别存在于不同的淀粉粒中，即C-型淀粉由A-型淀粉粒和B-型淀粉粒组成。前者已有大量文献报道，而后者鲜见报道。

C-型淀粉中含有A-型淀粉粒和B-型淀粉粒赋予了C-型淀粉复杂和特殊的性质，进而影响淀粉的用途。如果能从C-型淀粉中分离纯化A-型淀粉粒和B-型淀粉粒，分别研究它们的特性，将有助于理解C-型淀粉的性质，并为C-型淀粉的利用提供参考资料。然而目前还未见有从C-型淀粉中分离纯化A-型淀粉粒和B-型淀粉粒的报道。

土圞儿(Apios fortunei Maxim)为豆科土圞儿属缠绕草本，其块根富含淀粉，可以药食两用。土圞儿块根所含淀粉既可提制淀粉又可作为酿酒原料，具有重要的经济价值。我们前期的研究发现，土圞儿块根淀粉为C-型淀粉，由A-型淀粉粒和B-型淀粉粒混合组成。但从C-型淀粉中分离纯化A-型淀粉粒和B-型淀粉粒的技术和方法目前还未见报道，限制了人们对C-型淀粉中A-型淀粉粒和B-型淀粉粒的研究。

本发明公开了一种从土圞儿块根C-型淀粉中分离纯化A-型淀粉粒的方法，从而为研究土圞儿块根C-型淀粉中A-型淀粉粒的特性提供了技术支持，并对土圞儿C-型淀粉的加工利用具有重要参考作用，也为其它C-型淀粉的研究提供参考。

技术实现要素：

本发明公开了一种从土圞儿块根C-型淀粉中分离纯化A-型淀粉粒的方法，从而为研究土圞儿块根C-型淀粉中A-型淀粉粒的特性提供了技术支持，并对土圞儿C-型淀粉的加工利用具有重要参考作用，也为其它C-型淀粉的研究提供参考。

本发明所采用的技术方案如下：

(1)淀粉浸泡：称取淀粉于离心管中，加入盐溶液于室温下浸泡得淀粉盐溶浆。所述盐溶液优选2M KCl，KCl浓度是根据不同KCl浓度下淀粉DSC测定的双峰糊化温度的差值而选择的；

(2)淀粉糊化：将淀粉盐溶浆置于水浴锅中糊化。糊化温度优选78℃，是根据淀粉在2M KCl处理下DSC测定的双峰糊化温度而选择的；

(3)淀粉清洗：将上述离心管取出后立即离心，去上清。加入蒸馏水，充分混匀，离心，去上清。清洗温度优选60℃，是根据淀粉在水中DSC测定的糊化温度而选择的；

(4)重复步骤(3)4次；

(5)甘油沉降：加入甘油，充分混匀，离心，去上清。甘油优选60℃的50％甘油，甘油浓度是经过多次实验摸索出来的；

(6)重复步骤(5)4次；

(7)淀粉清洗：重复步骤(3)5次；

(8)脱水：加入无水乙醇，充分混匀，离心，去上清；

(9)重复步骤(8)1次；

(10)冷冻干燥：步骤(9)得到的淀粉冷冻干燥，保存于干燥器中；

本发明所述淀粉浸泡的具体步骤为：称取600mg原淀粉于50mL离心管中，加入2M KCl溶液30mL，于室温下浸泡1h，期间颠倒混匀数次。

本发明所述淀粉糊化的具体步骤为：将浸泡后的原淀粉颠倒混匀，置于78℃水浴锅中糊化30min，每隔5min颠倒混匀数次。

本发明所述淀粉清洗的具体步骤为：将上述离心管取出后立即离心(40g 5min)，去上清，沉淀加入10mL 60℃蒸馏水，涡旋混匀仪震荡，使淀粉粒完全分散，再加入20mL 60℃蒸馏水，颠倒混匀数次，40g离心5min。

本发明所述50％甘油沉降具体步骤为：加入10mL 60℃的50％甘油，涡旋混匀仪震荡，使淀粉粒完全分散，再加入20mL 60℃的50％甘油，颠倒混匀数次，40g离心5min，去上清。

与现有淀粉纯化方法相比，本发明的优势在于：

(1)发明了一种从C-型淀粉中分离纯化获得A-型淀粉粒的方法。

(2)该方法的优点是能够简单快速地从C-淀粉中分离纯化得到A-型淀粉粒，为研究C-型淀粉中的A-型淀粉粒的结构和功能特性提供了技术支持和保障。

附图说明

图1：土圞儿块根原淀粉的X-射线衍射图谱。

图2：土圞儿块根淀粉在不同浓度氯化钾溶液中的糊化热力学图谱。

图3：加热过程中土圞儿块根原淀粉在水溶液中的显微照片，其中(A)为淀粉在普通光下的照片；(B,C,D)为淀粉在部分偏光下的照片；(A,B)为淀粉粒糊化开始前(25℃)的照片，示淀粉粒的形态和偏光；(C)为65℃下的淀粉粒，示小部分淀粉粒已完全糊化；(D)为71℃下的淀粉粒，示小部分淀粉粒还未糊化；比例尺为20μm。

图4：分离纯化的A-型淀粉粒的X-射线衍射图谱。

图5：原淀粉(A,C)和分离纯化的A-型淀粉粒(B,D)在普通光(A,B)和偏光(C,D)下的显微照片。比例尺20μm。

具体实施方式

本发明的发明人在大量的实验和分析的基础上，发现土圞儿块根C-型淀粉由A-型淀粉粒和B-型淀粉粒混合组成，并确定了最佳的KCL浓度和分离温度，从而发明了一种从土圞儿块根C-型淀粉中分离纯化A-型淀粉粒的方法。

图1是从土圞儿块根中分离的淀粉，经粉末X-射线衍射仪分析，结果表明淀粉为C-型淀粉，即含有A-和B-型晶体。

图2是利用差示扫描量热仪对土圞儿块根淀粉在不同浓度KCL溶液中的糊化过程进行的检测，从图中可以看出淀粉在水中的糊化图谱表现为双峰的糊化曲线，其中第一个峰对应B-型晶体，第二个峰对应A-型晶体，表明A-和B-型晶体的糊化在两个不同温度范围内进行。伴随KCl浓度的升高，A-和B-型晶体对应的糊化双峰温度差增加。当KCL的浓度达到2M的时候，A-和B-型晶体对应的糊化双峰温度差较大，且双峰明显，所以我们确定2M浓度的KCL是最合适的分离A-和B-型晶体的浓度。在2M浓度的KCL溶液中，当糊化温度达到78℃时，B-型晶体已完全糊化，而A-型晶体则刚开始糊化，所以我们确定78℃是分离A-型晶体最合适的温度。

图3是利用热台显微镜观察淀粉在糊化过程中的形态变化，从图中可以看出，伴随温度的升高，淀粉粒逐渐开始糊化；但当糊化温度到达上述双峰糊化温度之间时(即B-型晶体被糊化，而A-型晶体还未糊化)，发现有些淀粉粒已完全糊化，而其余淀粉粒没有表现任何糊化的迹象。综合图1、图2和图3的结果，我们发现土圞儿块根C-型淀粉是由A-型淀粉粒和B-型淀粉粒组成，其中B-型淀粉粒在较低温度下糊化，A-型淀粉粒在较高温度下糊化。据此，我们设计了利用KCl处理提高A-型淀粉粒和B-型淀粉粒糊化温度的差值，发明了从土圞儿块根C-型淀粉中分离纯化A-型淀粉粒的方法。

下面是本发明的实施例

一种从土圞儿块根C-型淀粉中分离纯化A-型淀粉粒的方法，包括以下步骤：

(1)淀粉浸泡：取600mg土圞儿淀粉于50mL离心管中，加入2M KCl溶液30mL于室温下浸泡1h，期间颠倒混匀数次；

(2)淀粉糊化：将淀粉盐溶浆置于78℃水浴锅中糊化30min，每隔5min颠倒混匀一次；

(3)淀粉清洗：将上述离心管取出后立即离心(40g,5min)，去上清。加入10mL 60℃蒸馏水，涡旋混匀仪震荡，使淀粉粒完全分散，再加入20mL 60℃蒸馏水，颠倒混匀数次，40g离心5min，去上清；

(4)重复步骤(3)4次；

(5)甘油沉降：加入10mL 60℃的50％甘油，涡旋混匀仪震荡，使淀粉粒完全分散，再加入20mL 60℃的50％甘油，颠倒混匀数次，40g离心5min，去上清；

(6)重复步骤(5)4次；

(7)淀粉清洗：重复步骤(3)5次；

(8)脱水：加入10mL无水乙醇，涡旋混匀仪震荡，使淀粉粒完全分散。2000g离心5min，去上清；

(9)重复步骤(8)1次；

(10)冷冻干燥：步骤(9)得到的淀粉冷冻干燥，保存于干燥器中；

将分离纯化的部分淀粉放在称量纸上，放入盛有饱和NaCl溶液的密闭容器中，进行吸水处理，原淀粉做同样处理；

一周后取出吸水样品，利用D8Advance多晶X射线衍射仪分别分析土圞儿原淀粉和分离纯化淀粉的波谱(图1和图4)。原淀粉的衍射图谱在2θ5.6°、15°、17°和23°处有较强的衍射峰，为典型的C-型淀粉衍射峰(图1)。分离纯化淀粉的衍射图谱在2θ15°和23°有较强的衍射单峰，而在2θ17°和18°有两个不相连的双峰，为典型的A-型淀粉衍射峰(图4)。利用偏光显微镜在普通光和偏光模式下的观察表明，分离纯化的淀粉粒形态结构完整，没有表现任何被糊化的迹象(图5)。上述结果表明，我们建立的方法能够从C-型淀粉中分离纯化出A-型淀粉粒。