不同蔬菜品種的木聚糖含量分析

覃香香 周玉恒 蔡愛華 陳海珊 黃修富 陳建軍

摘 要：目的：測定不同蔬菜品種的木聚糖含量，分析不同蔬菜品種木聚糖含量的差異，為蔬菜高值化加工及人們對(duì)蔬菜木聚糖膳食纖維精準(zhǔn)補(bǔ)充提供科學(xué)依據(jù)。方法：以南方常見41個(gè)蔬菜品種為研究對(duì)象，采用稀酸水解、高效液相色譜法測定蔬菜木聚糖的含量。結(jié)果：不同蔬菜品種木聚糖的含量差異顯著，41種蔬菜品種中，每100g新鮮原料木聚糖含量排名前3的分別是豌豆（2.37g）、蠶豆（2.19g）、甜玉米（1.86g），其他蔬菜品種木聚糖含量均小于1.6g。根據(jù)食用器官蔬菜木聚糖含量平均值排序：花菜類>果菜類>莖菜類>食用菌類>根菜類>葉菜類。結(jié)論：補(bǔ)充蔬菜木聚糖膳食纖維，優(yōu)選果菜類中的豆類。

關(guān)鍵詞：蔬菜;膳食纖維;木聚糖;高效液相色譜法

膳食纖維是指人類植物性食物中的非消化成分，是大腸細(xì)菌發(fā)酵利用的主要基質(zhì)[1-4]。木聚糖具有良好的可發(fā)酵性，是支撐?？苿?dòng)物瘤胃與人類結(jié)腸微生物發(fā)酵的主要基質(zhì)[5]。木聚糖不能被胃腸道消化吸收，可被腸道微生物發(fā)酵產(chǎn)生有益健康的短鏈脂肪酸SCFA。短鏈脂肪酸影響腸壁細(xì)胞的增殖和分化，有腸道屏障保護(hù)作用[6]，對(duì)糖尿病[7]、心血管疾病[8]等有改善功效。蔬菜是人類攝取木聚糖膳食纖維的主要來源。精確測定不同蔬菜品種木聚糖含量可為人類蔬菜木聚糖膳食纖維精準(zhǔn)補(bǔ)充提供參考資料。本研究以南方蔬菜為原料，采用稀酸水解法和高效液相-鈣離子色譜法，調(diào)查中國南方地區(qū)41個(gè)常見蔬菜品種的木聚糖含量，為蔬菜木聚糖開發(fā)提供基礎(chǔ)研究資料。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料 蔬菜：從桂林市雁山區(qū)蔬菜農(nóng)貿(mào)市場購買當(dāng)季新鮮蔬菜（表1）。

1.1.2 試劑及設(shè)備 濃硫酸、木糖、粉末活性炭，上海國藥集團(tuán)化學(xué)有限公司;陰離子交換樹脂、陽離子交換樹脂，西安藍(lán)曉科技新材料股份有限公司;50L高壓滅菌鍋，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司;水分分析儀、電導(dǎo)率儀（雷磁）、離心機(jī)、高效液相色譜儀，日本，島津公司;色譜柱：Transgenomic CARBOSep COREGEL-87C（鈣型）色譜柱，上海安普試驗(yàn)科技股份有限公司。

1.2 研究方法

1.2.1 蔬菜含水量的測定 取5g蔬菜置于水份分析儀上，110℃至恒重，即可知材料的絕干比例A，含水量ω=100%-A。

1.2.2 蔬菜木聚糖水解方法 稱取20g蔬菜樣品，用剪刀剪碎樣品，放入研缽中充分磨碎，添加40mL稀硫酸（2.5%硫酸）混勻，室溫浸泡12h，水解前瓶和料稱重，然后用棉塞塞緊，牛皮紙包扎，置于滅菌鍋內(nèi)121℃水解90min，水解結(jié)束，稱重補(bǔ)水至開始重量，水解液4 000r/min離心10min，上清液濾紙去除粉末顆粒物，收集上清液，上清液即為木聚糖水解物。

1.2.3 木聚糖水解樣品的預(yù)處理[9] 取1.2.2中的蔬菜木聚糖水解上清液 10mL，添加去離子水稀釋至20mL，取10mL添加至50mL三角瓶中，加入混合樹脂 1.5g（陽離子樹脂0.5g∶陰離子樹脂1.0g=1∶2，樹脂已再生），添加20mg粉末活性炭，進(jìn)行樣品脫鹽和脫色，使樣品電導(dǎo)率≤5μs/cm，濾紙過濾去除樹脂和活性炭，濾出液過0.22μm 的微孔濾膜，透過液即為待測HPLC合格樣品。

1.2.4 高效液相檢測條件[9] 島津高效液相色譜儀，色譜柱：Transgenomic CARBOSep COREGEL-87C，柱溫 85℃，流動(dòng)相為超純水，流速 0.5mL/min，RID-10A 示差折光檢測器，進(jìn)樣量：20μL。1.2.3樣品預(yù)處理好的HPLC樣品，經(jīng) HPLC 檢測，帶入標(biāo)準(zhǔn)曲線和樹脂吸附系數(shù)（換算方法見2.2）換算后，即可得出木糖含量，再乘以木糖換算木聚糖系數(shù) 0.88[10]，即得木聚糖含量。

1.2.5 木糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作 準(zhǔn)確地稱取1.000g無水木糖加去離子水溶解后，然后移入100mL容量瓶中，定容至100mL，混勻，至木糖溶液濃度是10g/L。分別取1、2、3、4、5mL該木糖溶液定容到10mL，得到濃度分別為1 、2 、3 、4 、5g/L的木糖溶液，用高效液相色譜法測出木糖峰面積。以木糖濃度為橫坐標(biāo)，木糖峰面積為縱坐標(biāo)繪制木糖標(biāo)準(zhǔn)曲線。同時(shí)，將上述木糖標(biāo)準(zhǔn)品5g/L分別取10mL添加至50mL三角瓶中，加入混合樹脂1.5g（陽離子樹脂0.5g∶陰離子樹脂1.0g=2∶1，樹脂已再生），添加20mg粉末活性炭，置于搖床中搖動(dòng)1h，對(duì)比前后液相峰面積的變化，可得脫色脫鹽過程樹脂對(duì)糖的吸附系數(shù)為1.03。

2 結(jié)果與分析

2.1 木糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

按照1.2.5的方法，用高效液相色譜法測出木糖峰面積。以木糖濃度為橫坐標(biāo)，木糖峰面積為縱坐標(biāo)繪制木糖標(biāo)準(zhǔn)曲線（圖1），得出木糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線為Y=296 671X+15 923，其中R2=0.999 1，標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合良好。

2.2 蔬菜含水量的測定

按照1.2.1的方法測定各種蔬菜的含水量。由表2可知，大部分蔬菜含水量大于85%。

2.3 蔬菜中木聚糖的含量

蔬菜木聚糖高效液相檢測圖譜，例如甜玉米脫鹽后的合格樣品再稀釋至1/5時(shí)檢測液相圖譜，13.760min是木糖峰。高效液相檢測蔬菜樣品水解物的木糖峰面積，將其帶入木糖標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)合含水量、樣本稀釋系數(shù)，折算成100g新鮮原料的木糖含量，其計(jì)算公式為式（1），根據(jù)式（2）計(jì)算蔬菜中木聚糖的含量（表3）。

3 結(jié)論

南方地區(qū)常見蔬菜品種中，木聚糖膳食纖維（按照本次樣本平均值排序）排名：花菜類（1.06g）>果菜類（0.96g）>莖菜類（0.84g）>食用菌類（0.68g）>根菜類（0.54g）>葉菜類（0.53g）。41個(gè)蔬菜品種每100g蔬菜原料膳食纖維中的木聚糖含量排名前10位的蔬菜分別是：豌豆種子（2.37g）、蠶豆（2.19g）、甜玉米（1.86g）、枸杞菜（1.56g）、豌豆莢（1.38g）、青黃豆（1.32g）、木耳（1.26g）、西藍(lán)花（1.06g）、節(jié)瓜（0.95g）、蒜苗（0.94g），其中果菜類占50%，果菜類中的豆類木聚糖含量比較豐富。

木聚糖經(jīng)腸道微生物發(fā)酵產(chǎn)短鏈脂肪酸[11]，短鏈脂肪酸可降低結(jié)腸內(nèi)pH，抑制腐敗菌的生長，還兼抗炎活性、抑制腫瘤細(xì)胞的增殖[12-14]。從樣本收集可知，欲更多的攝入木聚糖類膳食纖維，推薦優(yōu)選葉菜類（枸杞菜、香菜、韭菜）、果菜類（豌豆種子、蠶豆、甜玉米、青黃豆）。本研究為人們快速查找木聚糖膳食纖維提供便利以及蔬菜木聚糖膳食纖維深度加工提供基礎(chǔ)研究資料?！?/p>

參考文獻(xiàn)

[1]Makowiak K，Torlińska-Walkowiak N，Torlińska B.Dietary fibre as an important constituent of the diet[J].Postepy Hig Med Dosw（Online），2016（70）：104-109.

[2]Hamaker BR，Tuncil YE.A perspective on the complexity of dietary fiber structures and their potential effect on the gut micribiota[J].J Mol Bio，2014，426（23）：3838-3850.

[3]Jones J M.CODEX-aligned dietary fiber definitions help to bridge the ‘fiber gap’[J].Nutr J，2014（13）：34.

[4]Marlett J A.Content and composition of dietary fiber in 117 frequently consumed foods[J].J Am Diet Assoc，1992，92（2）：175-186.

[5]Dodd d Mackie-RI-Cann-IK.Xylan degradation，a metabolic property shared by rumen and human colonic bacteroidetes[J].Molecular Microbiology，2011，79（2）：292-304.

[6]Misamiminemura，Yukihiro Shimizu.Gut microbiota and liver diseases[J].World J Gastroenteral，2015，21（6）：1691-1702.

[7]潘海坤，范志紅.蔬菜攝入與2型糖尿病防控研究進(jìn)展[J].中國食物與營養(yǎng)，2016，22（1）：70-74.

[8]Jia-Guo Zhao，Xian-Tie Zeng，Jia Wang，et al.Association between calcium or vitamin D supplementation and fracture incidence in community-dwelling older adults a systematic review and meta analysis[J].JAMA，2017，318（24）：2466-2482.

[9]苗露，周玉恒，張厚瑞，等.蔗渣木聚糖含量檢測方法的比較[J].食品科學(xué)，2016，37（16）：162-167.

[10]武秋穎，陳復(fù)生，時(shí)冬梅，等.響應(yīng)面優(yōu)化超聲輔助堿法提取花生殼木聚糖的工藝研究[J].食品工業(yè)科技，2012，2（2）：307-310.

[11]黃思思.木聚糖在大鼠腸道的代謝特性研究[D].桂林：廣西師范大學(xué)，2014.

[12]Piekarska J，Mista D，Houszka M，et al.Trichinella sprialis：the influence of short chain fatty acids on the proliferation of lymphocytes，the goblet cell count and apoptosis in the mouse intestine[J].Experimental Parasitology，2011，128（4）：419-426.