淀粉种类鉴别研究现状概述

在对淀粉分类之前，首先要确定淀粉的真假，其实淀粉的品质可以通过感官进行初步鉴定：①颜色与光泽：淀粉的色泽与淀粉的含杂量有关，光泽与淀粉的颗粒大小有关，这是在鉴别时值得注意的问题。品质优良的淀粉色泽洁白，有一定光泽；品质差的淀粉呈黄白或灰白色，并缺乏光泽。一般来说，淀粉的颗粒大时就显得洁白有光泽，而颗粒小时则相反。②斑点：淀粉的斑点是因为含纤维素、砂粒等杂质所造成的，所以斑点的多少，可以说明淀粉的纯净程度和品质的好坏。③气味：品质优良的淀粉应有原料固有的气味，而不应有酸味、霉味及其他不良气味。④干度：淀粉应该干燥，手攥不应成团，有较好的分散性。

现代分析仪器有助于淀粉颗粒结构分析，应用于淀粉颗粒结构研究的主要有显微技术：偏光显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、荧光显微镜、激光共聚焦扫描显微镜、原子力显微镜等；X光衍射技术；色谱技术：凝胶渗透色谱、高效阴离子交换色谱、高效排阻色谱；以及质谱、核磁共振、红外光谱技术等。以显微镜技术为主结合其他物理化学或酶法，是对淀粉颗粒结构研究的主要方法，科学家们已提出过多种淀粉颗粒的结构模型。

国内对于淀粉的研究成果有以下实例：王绍清、王琳琳等人运用扫描电子显微镜对多种常见可食用淀粉颗粒的超微形貌进行观察，按照淀粉颗粒形貌差别，将考察的所有种类淀粉颗粒分为块茎形、棒形、球形、扁平形、复粒结构及肾形等类别，对每一类及每一种淀粉颗粒超微形貌的特征都分别进行了分析和总结，并归纳了淀粉颗粒超微形貌特征规律。

侯蕾、韩小贤等人对玉米淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉等多种淀粉的理化性质进行了比较研究，其中包括白度、颗粒大小、凝沉性、透明度、冻融稳定性和糊化特性。

目前对淀粉的研究多是利用化学方法提取淀粉，并对其理化特性（淀粉组分构成、淀粉颗粒结构、糊化特性和老化特性及淀粉糊特性）进行研究。这些方法虽然结果准确，但都需要丰富的经验、熟练的操作技能，且耗时长，并且需要大量的样本和化学试剂，所用到的化学试剂可能还会对环境造成污染。现阶段用化学法对淀粉进行分类的实例有很多，比如运用碘液可以对淀粉进行分类，因为淀粉按结构可分为两类：一类是胶淀粉，又称淀粉精，位于淀粉粒外周，约占淀粉的80%。胶淀粉为支链淀粉，由1000个以上D-葡萄吡喃糖以a-1，4连接，并带有a-1，6连接的支链，分子量为50000～100000，在热水中膨胀成黏胶状，遇碘液呈紫色或红紫色。另一类为糖淀粉，又称淀粉糖，位于淀粉粒中央，约占淀粉的20%。糖淀粉为直链淀粉，由约300个D-葡萄吡喃糖以a-1，4连接而成，分子量为10000～50000，可溶于热水，与碘液混合显深蓝色。因此通过遇碘液后颜色的不同可对淀粉进行粗分类。

在物理方法层面上，目前利用固体核磁共振波谱法在烘干和不烘干两种条件下可测定淀粉种类，其原理是根据峰形和化学位移差别来进行分类鉴定。通过固体核磁共振谱图分析，淀粉含水率在10%左右时，烘干前与烘干后的谱图基本相同，但峰形和化学位移仍有微小差别，可据此鉴别淀粉种类。(www.xing528.com)

由于缺乏相应的食用淀粉检测技术标准，国内淀粉市场很难进行严格的监督。国家食品质量安全监督检验中心开展的“我国食用淀粉种类的鉴别技术研究”科研项目，采用经典方法，提取了24种不同植物来源的食用淀粉颗粒，运用扫描电子显微镜技术，对不同种类食用淀粉颗粒的超微形貌特征进行了分析，建立了不同种类食用淀粉的定性分析方法。由于上述方法相对来说仪器价格稍贵，所以采取近红外光谱分析方法利用化学物质在近红外光谱区内的光学特性，快速测定样本特性，从而判断出样本类别，是一种便捷、快速及无污染的分析检测技术。判别分析利用光谱数据来对样本进行归属指定，马氏距离（Mahalanobis Distance，MD）判别是多元统计分析中常用的方法。近红外光谱数据与组分浓度间常呈非线性映射关系，故研究面向小样本的非线性建模方法是近红外光谱分析技术发展的重点方向。马氏距离判别法是一种线性方法，处理这类问题有一定的局限性。支持向量机（Support Vector Machine，SVM）是建立在统计学习理论基础上的一种机器学习算法，故更适用于解决小样本非线性的机器学习问题。有研究将聚类分析和SVM方法应用于淀粉分类和葛粉掺假问题取得了良好效果。通过使用差示扫描量热仪，对常见的几种可食用淀粉种类的糊化过程进行扫描量热分析比较，可以对淀粉进行分类，此方法的开发弥补了前期开发的食用淀粉种类鉴别方法-扫描电子显微镜法的不足，完善了相关藕粉质量检测的国家标准方法，为打击市场上藕粉掺假行为提供了技术支持。

近几年，已有用近红外光技术研究淀粉特性的文章报道：唐忠厚等人利用近红外光谱快速测定了红薯的抗性淀粉含量；董小玲等人利用近红外光谱检测研究了基于小波压缩的马铃薯全粉还原糖；邹婷婷等人利用近红外光谱法结合C-SVM及V-SVM方法快速无损鉴别了淀粉种类。

傅里叶变换红外光谱法具有操作简单、灵敏度高、使用样本少等优点，已用于农产品鉴别研究和对中药材进行鉴定。随着二维相关红外光谱技术的发展，提高了红外光谱图的分辨率，在中草药分析鉴别的技术领域已经获得了很好的应用。红外光谱技术已用于淀粉的研究，如满建民等人利用红外光谱技术研究了淀粉粒有序结构；石振兴等人利用FTIR研究了GMG、MCC对小麦淀粉的抗回生规律；并且目前还有初步利用二维相关红外光谱来研究对淀粉掺假问题的实例，结合一维红外光谱和二阶导数谱，二维相关红外光谱揭示了在外部微观扰动的影响下，淀粉中各官能团之间的动态变化关系，直观地展现了不同种类淀粉的指纹特征。

近红外光谱分析技术是20世纪90年代以来发展最快、最引人注目的光谱分析技术，它以其快速、高效、取样简单以及无污染等独特的分析优点，已广泛应用于农业、食品、医药、石油、化工、烟草、化妆品等行业。在定性分析方面，近红外光谱技术已被应用于苹果、水稻、酸奶和黄酒等的品种鉴别，而对于淀粉品种的鉴别方面还少见报道。本章通过对两种淀粉共计45个样本的近红外光谱与拉曼光谱结合定性分析法进行分析，旨在寻找一种快速有效鉴别淀粉种类的方法。