淀粉线性糊精的分离与筛选主要通过色谱、超滤和梯度反相溶剂法实现。色谱和超滤需要特定的色谱柱和膜材料，由于设备投资和操作成本高，限制了它们在多糖分离中的应用；而梯度反相溶剂法不需要特殊设备，只需要搅拌槽和离心机等简单设备，因此在糊精分离中得到广泛应用。但是，梯度反相溶剂法操作费时费力，不便于大规模的糊精分离。因此，开发一种简便可行的分离方法将有助于线性糊精的高效分离与筛选。
2022年9月，Food Hydrocolloids（IF= 11.5）杂志上发表一篇题为“A facile method for classifying starch fractions rich in long linear dextrin”的研究论文。该研究利用线性糊精聚集体热稳定性差异分离获得长链线性糊精，建立长链线性糊精分离的方法，为线性糊精的分离与筛选提供理论指导。我司提供淀粉分子量及链长分布技术支持，同时在数据分析方面提供帮助。
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研究材料
蜡质玉米淀粉(WMS)及普鲁兰酶
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研究方法
WMS淀粉乳经100 ℃加热30 min后冷却至58 ℃，并将淀粉糊pH调为5.2，加入240 ASPU/g淀粉的普鲁兰酶酶解24 h。随后，将淀粉酶解液置于-80 ℃冰箱冷冻，冷冻干燥后用乙醇洗涤并钝化普鲁兰酶。所得淀粉配置成淀粉乳并置于60-90 ℃加热20 min；经70和80 ℃加热处理的淀粉乳在5000 r/min条件下离心5 min，获得的沉淀物分别标记为P70、P80，所得上清液标记为S70、S80。冷冻干燥后的淀粉酶解液标记为DWMS。
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实验路线
蜡质玉米淀粉的脱支处理→脱支淀粉热处理与不同淀粉片段分离→淀粉热稳定性及精细结构解析（DSC、SEC、HPAEC）
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研究结果
1 不同温度下脱支淀粉溶液的外观
脱支淀粉溶液在25 ℃时呈乳白色、不透明，随着温度从60 ℃增加到90 ℃，溶液逐渐变为透明；而在70和80 ℃热溶液中也含有淀粉颗粒，说明此时溶液含有一些耐热淀粉结构（图2）。
图1 不同温度下脱支淀粉溶液的外观
2 淀粉的热性质
由图3中可知，WMS和DWMS在DSC曲线上都表现出相变峰(G)。DWMS的相转变范围是58.8-95.4 ℃，说明脱支淀粉在60-90 ℃范围内发生部分相转变（表1）。P70和P80分别在87.9-116.2 ℃和94.0-120.2 ℃范围内发生相转变，表明所制备的淀粉具有较高耐热性。P80表现出比P70更高的糊化温度，标明P80可能含有更多耐热性较低的淀粉结构。
图2 淀粉的DSC曲线
表1 淀粉的相转变参数
3 淀粉分子尺寸分析
如图4所示，WMS在35-60 min出现一个洗脱峰，对应支链淀粉的洗脱峰，而其余淀粉在50-65 min、71-77 min和77-90 min出现的3个洗脱峰可能分别归属于分子量较低的支链淀粉、长链线性糊精和短链线性糊精。从图4B可以看出，所有脱支淀粉的Rh都要小得多(< 40 nm)。Zhao等人(2021)报道，Rh大于30 nm左右的淀粉链归属于支链淀粉。P70和P80在1.7 < Rh < 5.0 nm范围内表现出较高的峰值强度，说明这两种淀粉含有更多的长链线性糊精。
图3 SEC-RI色谱图的RI响应（A）和SEC重量分布（w(log (Vh)))与淀粉分子大小（Rh）的关系
4 淀粉分子量分析
淀粉的分子量分布见表2。经过普鲁兰酶脱支处理后，淀粉分子链显著降低。与DWMS相比，S70和S80不含80 k < Mw < 800 k g/mol (DP 500-5000)，但含有较少的8 k < Mw < 80 k g/mol (DP 50-500)和较多的Mw < 8 k g/mol (DP <50)，说明S70和S80含有较多的短链线性糊精。此外，P70和P80的分子量< 5 k g/mol的组分比例较低，而5 k < Mw < 8 k g/mol的组分(DP 31-50)和8 k < Mw < 80 k g/mol的组分比例较高(DP 50-500)，说明这两种淀粉可能含有更多的长链线性糊精。
表2 淀粉分子量分布
5 淀粉链长分布
淀粉的链长分布如表3所示。不同淀粉的平均链长顺序为S70 < S80 < DWMS < P70 = P80，表明该方法对长链糊精分离效率较高。与DWMS相比，S70和S80表现出更多的DP 6-24片段，P70和P80表现出较少的DP 6-24片段和较多的DP > 25片段，表明P70和P80含有较多长链线性糊精。
表3 支链淀粉的链长分布
6 长链线性糊精分离的机制探讨
长链线性糊精分离的机制如示意图5所示。脱支淀粉在脱支过程中形成了相对有序的结构。根据研究结果，有序结构的热稳定性与线性糊精的链长呈正相关(表1和表3)。因此，脱支淀粉在70和80 ℃的溶液中部分糊化并促进有序性较低、热稳定性较差的淀粉结构溶解，继而游离出短链线性糊精（表2、表3）。因此，溶液离心沉淀物中长链线性糊精含量较高。
图4 长链线性糊精分离过程中淀粉结构变化的示意图
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总结
在本研究中，通过对脱支淀粉溶液进行简单加热和离心即可实现从DWMS中分离获得富含长链线性糊精的淀粉片段。淀粉脱支过程中产生的线性糊精形成的有序结构热稳定性与线性糊精的链长呈显著正相关关系。在70或80 ℃加热过程中，结构有序性较低、热稳定性较差的淀粉结构溶解在溶液中，此时通过离心可以除去短链线性糊精，得到富含长链线性糊精的淀粉片段。研究结果为长链线性糊精的分离与筛选提供了一种新方法。
