基于比色原理的直链淀粉测定仪设计与试验

　　引言

　　大米的直链淀粉含量是影响大米蒸煮和加工特性的评价指标。直链淀粉含量低的大米蒸煮后表现为粘性大、米饭软且有光泽,而直链淀粉含量高的大米蒸煮时会吸收较多的水分而不膨胀,饭粒干燥、蓬松且色暗[1]。目前,测定直链淀粉的仪器大都是从国外引进的,使用较多的是德国Bran Luebbe公司研制的全自动直链淀粉含量分析仪、美国Backman公司DU 7分光光度计、美国Alpkem公司的FSIV化学自动分析仪等。全自动直链淀粉含量分析仪需要时常更换塑胶药管等零配件才能保证分析的正确性;DU 7分光光度计自动化程度不高,没有自动进样装置,进样时间需要人为控制,不适合快速检测,测量界面不美观;化学自动分析仪由于进样量少,测定结果受进样的影响大;且这些进口仪器价格昂贵,不适宜在我国推广应用。国内目前测定大米直链淀粉的分析仪器自动化程度低,需要人为控制进样量,只能简单给出吸光度,需要人工计算测定结果。因此,迫切需要研制出一种快速、准确的直链淀粉测定仪。

　　本文研究一种基于比色原理,方便、快速、准确的直链淀粉测定仪。适合于大米收购、贮存、运输、销售过程中,对大米品质进行快速测试分析。

　　1　测量原理

　　淀粉与碘形成碘淀粉复合物,并具有特殊的颜色反应。支链淀粉与碘生成棕红色复合物,直链淀粉与碘生成深蓝色复合物。在淀粉总量不变的条件下,将这两种淀粉分散液按不同比例混合,在一定酸度的条件下与碘作用,生成由紫红到深蓝一系列颜色,代表其不同直链淀粉与支链淀粉含量比例,根据朗伯比尔定律,在一定波长下吸光度与直链淀粉浓度呈线性关系,可用分光光度法测定[2]。

　　分光光度法是根据物质对光的选择吸收而建立起来的分析方法。它的理论依据是朗伯比尔定律:当一束单色光通过含有吸光物质的溶液时,溶液的吸光度A与吸光物质浓度和液层厚度的乘积成正比,即

　　A=kcl

　　式中　c——溶液浓度

　　k——吸光系数,它随不同的介质、环境、波长而异,可以表示一种物质的吸收特征,

　　在数值上等于单位浓度在单位光程中所测得溶液的吸光度[3]

　　l——介质厚度,本试验为常数

　　2　系统的硬件构成

　　系统由光电检测单元、进样器、PC104数据采集卡、微型计算机、打印机等组成。微型计算机控制进样器启/停、吸入、吸出溶液;光电检测单元将被测溶液对应的光强度信号转变成电压信号;数据采集卡采集电压信号;基于Windows操作系统的大米直链淀粉测定软件分析、处理数据;显示器显示大米的吸光度、直链淀粉含量等特征信息;最后由打印机输出测定结果。