区分直链淀粉与支链淀粉

直链淀粉与支链淀粉的分离方法摘要按照溶解度差异和分子特性差异两种分离原理直链淀粉与支链淀粉的分离方法分别有温水抽提法配合剂分离盐类分离法控制结晶法以及色谱法和纤维素吸附法等对这些方法进行了综述及分析比较关键词直链淀粉支链淀粉分离淀粉既可供食用又可做工业原料MeverKH等人指出淀粉不是单一的物质而是直链淀粉和支链淀粉的混合物直链淀粉是线性直链状分子的多糖支链淀粉具高度分支的多糖分离直链淀粉和支链淀粉的方法有很多主要有2类一类方法是以溶解度的差异为依据它包括温水抽提法配合剂分离法盐类分离法聚合物控制结晶法另一类方法是以直链和支链淀粉分子结构特性差异为依据象色谱分离和纤维素吸附法1根据不同的溶解度讲行分离11温水抽提法Meyer等人最早采用温水抽提法分离直链淀粉和支链淀粉发现其结构差异温水抽提法是将脱脂的淀粉在略高于该淀粉糊化温度的热水中进行搅拌抽提在温度为57100的水中溶涨的淀粉团粒容易浸提流动的直钵淀粉分从溶胀团粒中渗透出来而团粒却保持完整此时大多数链淀粉仍以氢键结合或处于结晶状态留在团粒中存有存在时一部分抽提物会氧化分解而成低分子直铸淀粉BaumGilbel将淀粉粒在氮气流下用05molLNaOH溶液浮30min然后用40000g离心2h上部清液经过中和浓缩脱水后得直链淀粉此方法中温度影响淀粉的抽提效率一般抽提温度稍高天淀粉的糊化温度若温度太高则直链淀粉的抽提效率高但支链淀粉也会被抽提出来纯度差若温度太低则抽提效率低直链淀粉得率也低12配合列分离法配合剂分离法中以Schoch的丁醇法最为有名该法是往淀粉中加入正丁醇进行冷却使直链淀粉正丁醇复合物沉淀出来可以用来形成复合物的试剂有很多把它们分类如下溶剂脂肪属醇二噁烷氯酸戊酯丁酮吡啶硝基化合物硝基乙烷硝基丙烷硝基苯硝基链烷烃其他百里酚高级脂肪酸溶血卵磷脂1984年PaulColonna和ChristianeMercier采用Banks和Greenwood在1967年提出的基本方法分离从光皮和皱皮豌豆中提取的淀粉成功地将其中的直链淀粉和支链淀粉以及中间组分分离开来1984年Yasuhito阁等人分离百合木薯马铃薯中的直链淀粉所使用的方法是将热的含水10的丁醇溶液在氮气的环境下冷却这样重结晶36次进行纯化YasuhitoTakeda等采用配合剂的方法从大米淀粉中分离纯化出直链淀粉具体步骤如下将干重为10g的大米淀粉溶解在300ml二甲亚矾中在氮气的环境下搅拌并加热至100左右然后把300ml的乙醇加人到溶液中混合物在0的条件下静置几个小时之后在室温条件下离心分离20min2500g得到的沉淀物再重新溶解在300ml二甲亚矾中把再次用乙醇沉淀的淀粉分散在70一80的400ml水中然后加人100ml正丁醇100ml3甲基1丁醇和13阅而水混合物在氮气环境下搅拌加热3h然后冷却至50在室温的条件下放置在泡沫聚苯乙烯盒中过夜再在8rC的条件下静置48h离心分离10000g20min4得到的沉淀物再分散在1L的含水10的正丁醇中加热1h之后冷却在89C的条件下静置24h得到的沉淀物粗直链淀粉分散在450ml8090的水中之后立即离心分离100000g日立65P转子RP42预热到50得到的上清液中加人550ml70的水及100n1正丁醇将其加热10nun之后用玻璃纤维G5过滤再加热几分钟之后冷却第1次重结晶而离心分离得到的沉淀物分散在1L的含水10的正丁醇中再次加热以上步骤重复2次第2和第3次重结晶直链淀粉和正丁醇的复合物通过离心收集再用乙醇洗出直链淀粉之后用玻璃纤维G2过滤收集用乙醇和乙醚洗涤然后在室温的条件下置于CaC12上真空干燥粗直链淀粉溶解在热水中呈不完全透明的溶液不溶解的物质通过离心分离除去100000g1h50通过主种方法提到的大米直链淀粉的特性见表1表1大米直链淀粉的特性特性IndicaIR42碘结合力蓝值最大吸收波长nm特性粘数mlgI1平均聚合度平均链长平均每个分子上的链的个数淀粉酶解极限经普鲁兰酶作用后淀粉酶解极限20014653192980230437610113盐类分离法同系高聚物的溶解度随分子量的增加而降低将非溶剂加人高聚物溶液中将会引起分子离析和沉淀开始析出和沉淀的是分子量较高的级分在两种聚合物的混合物中当其中一种结晶趋势较小时加人非溶剂将会沉淀或盐析出具有较多的全同立构结构形成有较高结晶倾向的另一聚合物盐类分离法就是利用直链和支链淀粉在盐的浓度相同的条件下盐析的温度不同而将其分离常用的无机盐有硫酸镁硫酸钱和硫酸钠等Bus等提出了盐类分离法此方法的原理是在质量分数1013硫酸镁存在下从质量分数10马铃薯淀粉的水溶液中使直链淀粉分级结晶而进行分离先将淀粉溶液在加压下加热至160使之溶解然后冷却至80借离心作伟使沉淀的直链淀粉分离继续冷却至20使支链淀粉沉淀此方法也能够用来按分子量的不同将直链淀粉进行分级14控制结晶分离法淀粉溶液或淀粉糊在低温静置条件下直链淀粉分子就缓慢渗出如果适当地降低温度则此类分子将产生定向并从溶液中结晶出来这种迅速结晶的现象是结构有规律的全同立构aD14键键合的线性直链淀粉分子的特征如果浓度太高或温度太低直链分子的渗出减慢而结晶受阻结果取而代之的是一种三维凝胶网络即淀粉的凝沉现象如果支链淀粉的线性外支链也参与凝胶的形成那么直链和支链淀粉分离困难或成为不可能Etherige等通过控制结晶过程分离出了纯度相当高的直链淀粉HoffmansStarkfarbriken应用以凝胶作用为基础的流体力学法分离出马铃薯直链淀粉和支链淀粉2根据不同的分子结构特性进行分离21色谱法由于直链淀粉和支链淀粉的分子结构和分子量的不同使得采用凝胶过滤层析分离成为可能当淀粉溶液通过层析柱时分子直径比凝胶孔大的支链淀粉分子只经过凝胶颗粒之间的空隙随洗脱液一起移动先流出柱外而分子直径比凝胶孔小的直链淀粉分子能够进人凝胶相内不能和洗脱液一样向前移动移动的速度必然