幾種常見谷物可溶性非淀粉多糖含量比較

章 慧，彭彩暾，史茹茹，陳 新

(武漢輕工大學(xué)生物與制藥工程學(xué)院，湖北武漢 430023)

谷物是人類主要的能量、蛋白質(zhì)、B族維生素與礦物質(zhì)來源，谷物提供人類約2/3的能量與蛋白質(zhì)，尤其在發(fā)展中國家，而在美國谷物提供人們約1/4 的能量攝入量。世界上大宗谷物包括小麥、大米與玉米，而大麥、高粱、谷子、燕麥與黑麥等屬于小宗谷物。小麥約占世界糧食總產(chǎn)量的1/3，而大米約占1/4[1]。

谷物中非淀粉多糖 (non-starch polysaccharides，NSP)是由一系列理化性質(zhì)和生理功能不同的組分組成，具有降膽固醇、降血脂、防心血管疾病和增強(qiáng)免疫力等生理功效[2-4]。近年來，谷物多糖的研究一直是碳水化合物領(lǐng)域內(nèi)的熱門課題，英國、美國和西歐等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的科研人員對全谷物食品與慢性疾病的關(guān)系進(jìn)行了大量深入的研究[5-6]。研究發(fā)現(xiàn)，含有大量植物纖維的食物，如全谷類食物，可以幫助預(yù)防心臟病、2型糖尿病[7]，降低一些癌癥，如胰腺、前列腺、食道和胃癌等的風(fēng)險[8-10]。特別是作為功能性保健食品的原料，日益受到世界各地營養(yǎng)學(xué)家的極大關(guān)注。因此對谷物的品質(zhì)評價，必須從我國現(xiàn)有的傳統(tǒng)營養(yǎng)成分測定評價，向更深入的、更細(xì)致的有效成分分析、測定和功能評價方面進(jìn)行研究。筆者采用硫酸-苯酚法測定常見谷物中可溶性非淀粉多糖的含量，為常見谷物營養(yǎng)價值的評價，更好研制與開發(fā)防治人類心血管疾病、便秘以及結(jié)腸癌的碳水化合物型營養(yǎng)功能性食品提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1材料

1.1.1原料。藜麥(甘肅)、燕麥(貴州)、青稞(西藏)、黑麥(內(nèi)蒙古)、稻谷(湖北)、小麥(河南)、玉米(黑龍江)，從國內(nèi)市場購買，粉碎過篩后，干燥保存。

1.1.2主要儀器及試劑。十萬分之一分析天平(日本島津 AUWl20D)；數(shù)顯恒溫水浴鍋(丹瑞HH-D4)；PerkinElmer Lambda 950紫外可見分光光度計(PERKINELMER公司)；瑞士buchi R-210旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(瑞士Buchi公司)；超濾納濾反滲透膜分離裝置MSM-2008 (上海摩速科學(xué)器材有限公司)；化學(xué)試劑均為分析純(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)。

1.2方法

1.2.1木糖標(biāo)準(zhǔn)液的配制。精密稱取105 ℃干燥至恒重的木糖標(biāo)準(zhǔn)品100 mg，溶解于超純水中，定溶于100 mL容量瓶中，得1.0 mg/mL的木糖溶液。準(zhǔn)確吸取上述溶液1.25、2.50、5.00、7.50 mL，分別注入10 mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，即得一組濃度分別為0.125、0.250、0.500、0.750、1.000 mg/mL的木糖標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.2.2谷物可溶性非淀粉多糖的測定方法。依據(jù)以木糖為標(biāo)準(zhǔn)品的Douglas法進(jìn)行測定。

1.2.3木糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。分別移取不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液2.0 mL于具塞試管中，然后加入10 mL抽提試劑2 g間苯三酚、10 mL無水乙醇、110 mL冰醋酸、1 mL木糖(17.5 mg/mL)、2 mL濃鹽酸，混均，沸水浴中攪拌加熱25 min，冷卻后于553 nm波長處，測吸光度。以2.0 mL水按照同樣的顯色操作為空白測吸光度。以木糖濃度為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.4供試樣品的制備。以藜麥、燕麥、青稞、黑麥、稻谷、小麥、玉米為原料，采用熱水提取，料液比為1∶10(g∶ mL)，時間30 min，在溫度90 ℃下提取3次，并經(jīng)酶解純化、膜分離進(jìn)行谷物可溶性非淀粉多糖的制備。即分別稱取經(jīng)干燥粉碎的谷物樣品10 g，加入100 mL蒸餾水，在90 ℃恒溫水浴中浸提30 min，濾渣加入100 mL蒸餾水再重復(fù)提取2次，合并提取液，濃縮至100 mL。濃縮液在pH 5.0 HAC緩沖液中在95 ℃時加入淀粉酶，在55 ℃時加葡萄糖苷酶，恒溫16 h，經(jīng)膜分離去除降解寡糖及小分子，溶液定容至500 mL，作為供試品溶液。

1.2.5供試樣品的測定。取谷物可溶性非淀粉多糖提取液2.0 mL于具塞試管中。再加入10.0 mL顯色劑，沸水浴25 min，以2.0 mL蒸餾水代替樣品做空白，測定吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線可得知樣品中可溶性非淀粉多糖的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1木糖標(biāo)準(zhǔn)曲線以木糖濃度為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1所示，其線性回歸方程為Y=0.952x-0.026(R2=0.992)。利用木糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線可換算得谷物中可溶性非淀粉多糖含量：可溶性非淀粉多糖含量(g/kg)=(y+0.026)/0.952×提取液定容體積/10。

圖1 木糖標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve of xylose

2.2幾種常見谷物可溶性非淀粉多糖含量比較利用熱水提取、酶解純化、膜分離、Douglas法進(jìn)行可溶性非淀粉多糖含量測定，幾種常見的谷物中可溶性非淀粉多糖含量見表1。從谷物中可溶性非淀粉多糖測定結(jié)果來看，雜糧類谷物中含量明顯高于大宗谷物，藜麥最高，為40.16 g/kg；燕麥、青稞、黑麥差別不大，而大宗谷物稻谷、小麥和玉米相對較低，分別為21.85、26.41、16.61 g/kg;可溶性非淀粉多糖含量從高到低依次為藜麥、燕麥、青稞、黑麥、小麥、稻谷、玉米。

表17種常見谷物的可溶性非淀粉多糖含量

Table1Non-starchpolysaccharidecontentof7kindsofcommoncereal

谷物CerealOD值 OD valueⅠⅡⅢ平均值Mean value多糖含量Polysacch-aride contentg/kg稻谷Rice0.390 30.390 50.389 20.390 021.85小麥Wheat0.476 40.477 10.476 90.476 826.41玉米Corn0.291 00.290 10.289 80.290 316.61藜麥Q(jìng)uinoa0.738 30.738 40.739 10.738 640.16燕麥Oat0.657 80.658 30.657 60.657 935.92青稞Highland barley0.648 10.650 30.650 10.649 535.48黑麥Rye0.587 20.586 50.587 00.586 932.19

3 結(jié)論與討論

相同操作條件下，研究結(jié)果表明，可溶性非淀粉多糖含量從高到低依次為藜麥、燕麥、青稞、黑麥、小麥、稻谷、玉米，由此可見，不同種類的谷物中可溶性非淀粉多糖含量有顯著性差異，雜糧類谷物含量明顯高于大宗谷物。當(dāng)然這差異還與產(chǎn)地、種植、儲藏、加工等因素有關(guān)。

在多糖含量提取的方法上，選擇熱水浸提、酶解純化、膜分離純化技術(shù)。該方法提取可溶性非淀粉多糖具有加工成本低、生產(chǎn)設(shè)備簡單、工藝穩(wěn)定性好、技術(shù)適用面廣、加工過程無毒無污染等特點(diǎn)，已經(jīng)被廣大生產(chǎn)企業(yè)廣泛采用。采用Douglas法進(jìn)行可溶性非淀粉多糖的測定，操作簡單、快速，選擇性強(qiáng)。

通過谷物可溶性非淀粉多糖含量的比較，可以為生產(chǎn)企業(yè)對產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用提供原料選擇參考，同時也為消費(fèi)者選擇購買食物提供參考。