（食品科学与工程专业论文）燕麦中β葡聚糖的含量分析及其性质研究.pdf

摘要 燕麦承蔼聚糖是主要存程予燕麦籽粒静越糊耪屡鲴藏藏的一静菲淀耪多糖。裸燕麦怒我营特 产的优质燕麦本论文以我圈裸燕麦中b 葡聚糖为研究对苏，对其测定方法、含量变化、分离提 取、物理化学性质及应用进行研究。 对多秘8 ，蘧聚羲测定方法进行了骚究，结果表骧本义琚采用靛酶测定方法与a o a c 标准方 法耜比测定德藏值不大于执2 ，相对偏差小于2 5 。虽费滔相对低廉。也证实尉栗囊努光先度 法能够较准确、方便、快速地测定出燕麦样品的b - 葡聚糖含照。 对我国常见燕麦品种中b ，葡聚糖含量进行了测定，并程北京与河北两地设置2 个试验点，分 辑在不圈年爨、甭目秘攘送多令燕麦品静巾昏蘸聚耱台囊骢变毽。缝蒙蔽稿：8 一蘩聚耱食爨在鑫 种、地区以及年份均存在茇努，其中品种的箍异最为显著。黼种问含量交化范围为3 1 4 一7 4 3 钪 最大差异为4 2 9 ；相同品种不同地区间的媛大差异为1 8 6 而年份间的最大差异为0 8 4 。 通过对燕麦麸中b 葡聚糖提取工艺的优化，确定晟佳王慧条件为：掇取温度8 0 c ，料水比为 1 ：2 0 ，鞋楚搪0 ，提玫对阉为3 枣跨。之瓣对提取渡避露淀粉酶藤淀粉、等毫点豫蛋自、6 0 7 醇沉淀等处理。8 葡聚糖的摄取率可达6 2 8 ，得率可达6 9 1 ，纯度为7 0 4 。采用硫酸铵分级 沉淀的方法对粗品进行纯化，产品的纯度可进一步提高到9 0 3 。 通过凝胶过滤色谱法研究了提取条件对燕麦8 一葡聚耱棚对分子质量的分布影噙，结浆表明p h 越，j 、提款溢寝越抵、提取辩翔蘧长，都会镁掰褥撬取物中8 蘩聚羲耪辩平臻分子量下繇。举弱 条件下提取的燕麦b 葡聚糖相对分子质量分布范围在2 1 x 1 0 4 - 5 1 x 1 0 6 之间。 以提取的b ，葡聚糖作粘威实验，结果袋明溶液粘度随浓度增加和温度升高而增大。但在较宽 的p 珏范围内p 1 2 1 2 ) 溶液糖度相对稳定；皇c m c 、瓜笨媛胶、黄原胶谶褥比较卮，发域8 一葡聚 糖产生麓赣凌更大，耐燕佳最好，对大豆分离蛋白豹琴0 纯熊力帮巍纯稳定救增强效栗最好。表羁 燕麦8 葡聚糖是一种潜在的优超食品添加荆。 关键诞：燕凌晶静，燕麦数，8 一麓聚耱，掇取缝纯，理他瞧矮，应用搽讨 a b s t r a c t o a t1 3 一g l u c a ni sak i n do fn o n - s t a r c hp o l y s a c c h a r i d ew h i c hi su s u a l l yc o n c e n t r a t e di nt h ei n n e r a l e u r o n ea n ds u b l e u r o n ee n d o s p e r mc e l lw a l l s ，n a k e do a ti st h es p e c i a l i t yc e r e a li nc h i n a , i nt h i sp a p e r s t u d i e sw e r ec a r r i e do u to nt h ea n a l y s i sm e t h o d s ic o n t e n to fv a r i e t a lo a t s ，x c t r a c t i o n ，p h y s i c h e m i c a l p r o p e r t i e sa n da p p l i c a t i o no f l 3 - g l u c a nf r o mn a k e do a l t h ee n z y m em e t h o dw h i c hu s e di nt h i sp a p e rh a dt h es a m ea c c u r a c yw i t ha o a c s t a n d a r dm e t h o d a n dt h ec o s th a v em o r el o w n e s s ；t h ec o n g or e ds p e c t r u ml u m i n o s i t ym e t h o ds p e c t r u mu s e di nt h i sp a p e r c a l la l s od e t e r m i n e dt h e1 3 - g l u c a nc o n t e n to fo a tw i t ha c c u r a c y ，f a c i l i t ya n dq u i c k l y 8 - g l u c a nc o n t e n t so fs o m eo a tc u l t i v a mi nd e f e r e n ta r e a si nc h i n aw e r ed e t e r m i n e di nt h i sp a p e r a t w o 1 0 c a t i o n st r i a lw a sc o n d u c t e dt od e t e r m i n e1 3 g l u c a nc o n t e n t so f s o m eo a t sc u l t i v a r si ne a c hl o c a t i o n f o rs u c c e s s i v e l yp l a n t i n gy e a r s t h er e s u l t ss h o w e dt h a tb - g l u c a nc o n t e n t so fo a t sw e r es i g n i f i c a n t d i f f e r e n c ea m o n gc u l t i v a r s ，l o c a t i o n sa n dy e a r s , w h i l et h em o s ts i g n i f i c a n te f f e c tw a sc a u s e db y c u l t i v a r s t h ec o n t e n t sc a u s e db yc u l t i v a mr a n g i n gb e t w e e n3 1 4 a n d7 4 3 a n dt h em o s td i f f e r e n t i a i s4 2 9 蛩l em o s tc o n t e n t sd l f f e r e n t i a 转2 4 6 箨b e t w e e nl o c a t i o n sa n di s 毡8 4 b e t w e e ny e a r s 。 n e o p t i m u mp a r a m e t e r sf o re x t r a c t i n g1 3 一g l u c a n sf r o mo a tb r a nw e r ed e t e r m i n e dt ob e ：e x t r a c t i o n t e m p e r a t u r e8 0 ，t h eo a tb r a n w a t e rr a t i o1 ：2 0 , p r l1 0 。0 ，a n dt h ee x t r a c t i o nt i m eo f3h o u r s s u b s e q u e n t l yt h ee x t r a c ts o l u t i o nw a ss u c c e s s i v e l yt r e a t e db ye n z y m a t i cr e m o v a lo fs t a r c h ，i s o e l e c t r i c p r e c i p i t a t i o no fp r o t e i nr e s i d u e 。a n dp r e c i p i t a t i o no fw a t e r - s o l u b l ep o l y s a c c h a r i d e sw i t h a q u e o u s e t h a n 0 1 t h ey i e l do f1 3 - 西u c a nw a s7 2 1 ，a n dt h ep u r i t yr e a c h e d7 0 4 t h eo a tg u mw a sf u r t h e r p u r i f i e db y ( y r l & s 0 4f r a c t i o n a lp r e c i p i t a t i o nm e t h o d t h ep o l y s a c c h a r i d ec o n t a i n i n g9 0 3 b g l u c a n w a so b t a i n e d w eu s e dt h em e t h o do fs e p h a r o s ec l - - 4 bg e l f i l t r a t i o nc o l u m nc h r o m a t o g r a p h yd e t e r m i n i n gt h e r a i a t i v em o l e c u l a rw e i g h t ( m r ) d i s t r i b u t i o no ft h eo a ti $ - g l u c a ne x t r a t i o ni nd i f f e r e n te x t r a c t i n g c o n d i t i o n s ，s h o w e dt h em o l e c u l a rw e i g h to ft h ee x t r a c t e d1 3 - g l u c a n si sd e c r e s c e n ta l o n gw i t h t e m p e r a t u r er i s e 。t i m e p r o l o n g a n d p h d r o p 。h e d i s t r i b u t i o n o f m r o r b - g l u c a n w a s 2 。l x l e 巧。i x l 妒 t h ev i s c o s i t yo f8 - g l u c a ns o l u t i o ni sv e r ys e n s i n gt od e n s i t ya n dt e m p e r a t u r e ，h o w e v e r , i ti s r e l a t i v e l ys t a b l e i n t h er a n g e o f p h 2 - 1 2 i n c o n t r a s t t o c m c g u a r g u ma n d x a n t h a n g u m w i t hr e s p e c t 协 t h i c k e n i n gp r o p e r t i e sa n de m b o l d e n i n gt h ee m u l s i t yo fs o y b e a np r o t e i n ，b - g l u c a np r o v i d e dh i g h e r v i s c o s i t y ，m o t es t a b l ea g a i n s th e a t - t r e a t m e n ta n dm o r ee m b o l d e na b i l i t y 。a i lt h e s ep r o p e r t i e ss h o wt h a t 8 一g l b e a nw o u l db eap o t e n t i a lt h i c k e n i n gt h i c k e n i n ga g e n to rs t a b i l i z i n ga g e n ti nf o o di n d u s r y k e yw o r d s ：o a tc u l t i v a s ，o a tb r a n ，1 3 - g i u c a n ，e x t r a c t i o na n dp u r i f i c a t i o n ，p h y s i c h e m i c a lp m p e r t i e s ，a p p l y a p p r o a c h i l 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特另v ；l i i l 阻标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 研究生签名：v 7 彳和 时间：确阵么月砰日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名：，甲酉和 ， 导师签名 磋以 时间：) 1 州于年月4 日 时间：乙唧晒年台月细 中国农业大学硕士论文 第一章引言 1 1 我国燕麦的分布及利用 第一章引言 燕麦是世界性栽培作物，分布在五大洲4 2 个国家，但集中产区是北半球的温带地区。在 八大主要禾谷类作物中，燕麦的总产量仅次于小麦、水稻、玉米、大麦和高粱，居第六位1 1 1 。 燕麦产量最多的几个国家依次是：俄罗斯、美国、加拿大、波兰、德国、法国和中国【2 j 。 从植物分类学上来说，燕麦属于禾本科燕麦属一年生草本植物喜冷凉温润的气候条件， 一般分为带稃型和裸粒型两大类。世界各国栽培的燕麦以带稃型的为主，常称为皮燕麦。我 国栽培的燕麦以裸粒型的为主，常称裸燕麦州。裸燕麦的别名颇多，在我国华北地区称为莜 麦；西北地区称为玉麦；西南地区称为燕麦，有时也称莜麦；东北地区称为铃铛麦。由于我 国产燕麦的特有地理和生态优势，所以表现出裸粒、大粒、多粒和优质等独特优势，尤其以 山西、内蒙的裸燕麦突出，山西裸燕麦( 又称莜麦1 以五寨莜麦最有名。 燕麦在我国种植历史悠久，遍及各山区、高原和北部高寒冷凉地带。历年种植面积1 8 0 0 万亩，其中裸燕麦1 6 0 0 多万亩，占燕麦播种面积9 2 。主要种植在内蒙古、河北、山西、甘 肃、陕西、云南、四川、宁夏、贵州、青海等省、自治区，其中前4 个省、自治区种植面积 约占全国总面积的9 0 。种植燕麦有2 1 0 个县，但集中产区是内蒙古自治区的阴山南北，河 北省阴山和燕山地区，山西省太行山和吕梁山区，陕、甘、宁、青的六盘山、贺兰山和祁连 山，云、贵、川的大、小凉山高海拔地区。近年来，全国播种面积下降到1 5 0 0 万亩但由于 新品种的不断推广和栽培技术水平的提高，平均亩产从5 0 公斤提高到7 5 公斤。高产典型不 断涌现，如河北省张北县对口淖1 9 8 9 年种植冀张莜4 号1 0 0 亩，平均亩产3 0 1 公斤。i l j 两省 朔州市平鲁区种子公司1 9 9 6 1 9 9 8 年引种冀张莜4 号，出现了亩产3 6 5 公斤的高产田块。内 蒙古自治区和林格尔县郭宝营村连续多年平均亩产保持在2 0 0 公斤以上。实践证明，我国裸 燕麦是一个适应性强，产量较高的粮、饲兼用作物【3 】。 人类燕麦消费量较低，美国人均每年消费量为3 5 公斤，欧盟为1 5 公斤。世界燕麦消费 量最多的国家和地区是：加拿大、美国、斯堪的纳维亚半岛、英国、爱尔兰、德国等。长期 以来，我国的燕麦大部分作饲料小部分作为产区的食粮。燕麦是一种多用途的谷物，可用于食 品、饲料、医药、化妆品和工业原料等方面。这些利用主要和燕麦的化学组成有关。 燕麦在我国有四千多个品种，营养成分含量差异较大，但与其谷物相比，燕麦是谷类食 品中最好的全价营养食品之一，富含蛋白质、矿物质、维生素及膳食纤维等现代食品营养素 4 1 。 表1 - 1 为燕麦与其它谷物的营养成分对照表口1 。 孛鞲农韭丈学硕圭论文 第一章弓l 言 ! 曼鼎! ! 曼曼嘲糕! 皇! 寰懋孽。舞! ! 曼篁鼎兰詈蔓! 篡燃兰! 皇曼嬲拦! 曼! ! 缴皇皇皇烹鼍i i i i i i j ii 栏! ! ! 曼裳e ! 皇 表卜l5 种主要粮食( t 0 0 # 的营养成分 b 较 t a b | e 1 1t h en u t r i t i o n a lc o n t e n to f f i v ei m p o r t a n tg r a i n s ( t 0 0 9 ) 此鲣，燕麦不但蛋叁痿禽量怒，星巍基酸含璧较其它答秘食磊丰富、热骛，特尉羧赛酸翡窘 爨是人米和小麦粉的2 倍以上；色氨酸也大大措于大米、小麦铸【6 j 。另据中国农科院分析中心等 肇霞鳇分凝维果：谋燕嶷孛具蠢保毽髂用豹受油馥含爨占萁膀含量靛3 8 。1 5 2 。o 。燕囊对 人体的营养作用表现在：燕麦含有的复杂碳水化合物，可以减少结肠癌、乳腺癌的危险，控 测矗耱，减步便秘等大弱溺题静发生。燕麦串静求溶性籍食纾维霹弧簿 毳盎瑟，虢三| 心巍营 疾病发生的危险。燕发可食用部分的高比例的蛋白质及丰富而均衡的氨基酸，可以增进智力， 弥羚蛋蠢蒺懿不足。燕麦孛豹不键弱膳薪酸对a 体肖特臻静营养终用。 燕麦维生素b i 含量 离，有利于碳水化合物的代谢b7 i 。目前，燕麦用作食品的比例在许多国家都逐年上升。燕爨在 裳箍上匏痘瑶毡括：燕麦耪，金麦粒，海嗣品填料，囊，l 食菇，燕麦麸皮等。国舔j 二，在燕麦 的两个主产区北欧和北荧，燕麦的研究开发是垒方位、系统化、深层次、多样化的。从燕麦的 释植穗。播静子静培育、灌溉、施e 灭斑等诸多方面) 、产品静开发泡括产品的营养分析、产品 系列化、多样化簿1 到燕麦产品的经营都有非常系统的研究，围内燕麦产品的种类大概有：燕麦 2 中确农韭丈常硕士论文第一章引言 片类、瑶包类、铹予类、饮料秘溪类、袋类燕发穆季于类食品罐l 予燕受穗符也其夺壤藏戆营莽徐 能，所以也被开发成食品或饲料) 、动物食品和饲料等。就我国国内而亩，目前国内市场上所能 熨到麴燕麦产瑟箍秘主要是燕麦片。戴羚。还蠢一些，l 、企业程生产燕麦方便疆、蒸麦片、蒸麦 粉、燕麦挂面和燕麦乳饮料等食品。此外还有些具宵特殊作用的保健品，如北京特品降脂燕 发开发公司琵发麴耀予簿糕棼“擞齄”黪燕麦片。综鼹我国燕麦产品嚣发瑗状，疑数爨和品静番 都远不能满足市场需要，待开发余地还很大。我国是火粒裸燕麦的起源地和生产国，和皮燕麦 鞠院，撩燕麦其蠢藐病、嚣| 予举、粒逡满、兔法、无绒鼍、荔撩工等优点，耩予饶菇作耪箍耱。 因此我国裸燕麦有广阔市场前景和极好发展趋势。 1 2 燕麦麸皮及b 。葡聚糕的定义及利用 在燕麦加工中，由于燕麦籽粒软，因此麸皮与顺乳不如小麦那样好分离，麸皮中含一定 毙秘懿憝乳，并虽其窍襄毙铡躲蛋自蒺和蹙食纤维，困蓝燕麦麸其骞疆多戆嚣 蓬。袭1 - 2 魄 较不同食物膳食纤维含量 8 1 ，从表1 2 可以糟出，燕麦麸中的可溶性膳食纤维含量远高于其 它食燕孛豹含繁。 褒1 - 2 各种食品的膳食纤维含量( x ) t a b l e l - 2t h ec o n l e n t so f d i e t a r yf i b e ri nd i f f e r e n tf o o d s ( 黼 大量研究证实，膳食纤维尤其是可溶性膳食终维能够霄效地降低人葶b 动物的血脂髑醇水平， 困此燕麦麸皮作为一种优质的膳食纤维资源。对农的研究利用具有重要的意义，在燕麦麸的水溶 性膳食纤维中，最主要的成分是b 一葡聚糖，不同铸物b 一葡聚糖的含量不阔，其中以大麦萃u 燕麦含 量最高。落楚在大麦和燕麦中8 一蔫聚糖静分布部位不阋，大麦1 3 黼聚糖主要存在艇乳细施壁，燕 麦的b - 葡聚糖则主强集中谯糊粉层，尤其是在亚糊粉层中，胚乳细胞壁中则很少。一般燕麦麸皮 占琢糕麴量为4 0 5 0 ，毖膳食纾维含量为1 6 鸯右，其中有l 薜为可溶槛麓膳食纤维 ”】。除了遮 3 率嚣农盈大学颈 论文 第一章弓；言 个标准钋，德国农业协会( d l g ) 也有一个标准：食用级燕麦数瘦盘燕麦籽粒鼹隧的皮鼷组成，燕 麦颡壳不冀周围皮层，其中的总膳食纤维古量不低于2 0 ( 干基) ”j 。 a a c c 0 9 8 外对燕麦麸定义；燕麦熬皮至少骤包含鸯1 6 0 的总膳食纤维，其中水溶性膳食 纤维至少占1 3 ，并且其中的总b 葡聚糖至少占5 5 t ”】。从以上标准w 以看出，总膳食纤维、 霹港性膳食纾维鞠8 莓聚糖含爨是评价燕麦麸疫质量的重要攒标。优质的蒸发麸应该尽可能豹 包含有较高的水溶性膳食纤维和b 一葡聚糖。 匡内， 学者对燕麦麸的加工工艺积生理港性进孬了不少掰突。国内王霉毒等对燕麦纡续避 行了挤压研究；高瞩等对燕麦水溶性膳食纤维的提取、流变性、挤压进行了一系列研究【”1 ； 支# 森等也黠燕麦麸的改性、按压及降巍l s 等功效避行了磅究，雾硬裁了裹纾维产是“莲绎麦绎 维”【1 4 1 。但和国外相比，国内对燕麦纤维及其食品的开发研究尚有很多差距，国外已将燕麦麸 热王或麟食纾臻粉添期予魅烤食磊、体瓣食菇，肉裁熬等多秘食燕及镪辩。i n g l e t t 等鞋燕麦靛 和燕麦粉为原料，研制t 两种含有水溶性膳食纤维的产品，商品名为o a t r i m 和n u t r i m x ，可以 添妻羹于两锻晶奶剿品秘烘焙食鑫孛终为茨营代晶u “。 b 葡聚糖主要存在于一些草、禾本科作物、地衣等植物中，在谷物中大麦和燕麦禽量较高。 巍壳燕麦盘存较薅t 搀( 1 - 3 x 1 - 4 ) - b - d 蘩聚耱，台爨麦3 7 1 ”】，谈藏予蘸种、产逡耪曩：境磊不鞠。 燕麦的b 葡聚糖主要在燕麦麸中富集。不同的加工方式得到的商业燕波麸b 葡聚糖含晟般为 5 1 0 ，也霹驭离这1 0 9 1 6 ，6 t “ ，蒺中虿溶性冬麓聚糖眈绸可这3 2 4 2 f 9 1 。8 壤聚耱是 自然合成的多糖，在燕麦籽粒中是半纤维素主要成分之一，它是右旋葡萄糖以a - 0 , 3 ) 、1 3 - ( 1 ，4 ) 耱营捷连接藏豹多聚秘，它不是猿立豹妨矮，搿是帮蟹自覆、琬聚糖等紧密绻台在一起。 8 葡聚糖在溶液中有很高的黏性，属于黏性多糖，近年来由于8 一葡聚糖具有降低血清胆固醇， 酶 囊盎瓣等生理功麓，魏诧， | 起广泛静研究蒜趣。凿内对8 。蔼聚籍研究较少，国井对燕麦8 ， 葡聚糖的研究较为全面，从品种、提取、结构、性质、功能等方面都柱研究。 1 2 1 燕澎中b 一葡聚糖含量的影响因素 据研究发现，影响燕麦b 葡聚糖含爆的因索很多，其一，基因型的影响，这是个晟重要的 滏素之一，在不瓣燕麦熬秘中，3 葡聚糖酌舍餐帮存程着一定的差异，摄投递燕麦中昏葡聚耱 含量一般在3 2 0 6 8 0 p “。其二，生长环境的影响。研究表明干燥环境下生长的燕麦，其b 鬻聚糖静含量要离子雨承充沛的高温环境下生最麓燕麦。其三，船工疑理的影响，经脱壳的燕 麦籽粒中b 葡聚糖含量就低于束脱壳的燕麦籽粒中b 葡聚糖含摄。因为在燕麦的8 一葡浆糖主要 分布在猢粉层和蛭糊粉盛率f 2 1 。 1 2 21 3 - 蘩聚耩麓定量分耩 对多耱的定量分辑一般都是建立在对其簿群衙涮其荦糖含鬣豹方法基础上的。可糟于8 葡 聚糖的定最测定方法可以归纳以下四种： 1 捂度法：荬蘸疆是溶液的精发主要由b - 葡聚稽产生辫潮 。这种方法可靠佳较差，翻为不同来 源的b - 葡聚糖的分子量不同：而在b 葡聚糖含凝相同耐，分子蹙较大者产生的牯度较大这样 d 中国农业大学碗士论文 第一常引言 嬲篡! ! 烹皇! ! ! 曼燮甍贼兰! ! ! ! ! 曼! 苎寰鳅鼎皇皇! 曼! ! ! ! ! 蔓燃蔓! 璺i i i 燃! ! 曼曼! ! ! ! 苎曼删蝌麓! ! ! ! 曼兰曼! 型燃蟪邕! 璺 b 葡聚糖粘圣生的大小并不完众取决于其含爝，也取决于分予艇大小【“。另外，抽提条件对篡枯度 寄骧显弱影嚷。藏法准确性甄，瑗锾少务入采瘸。 2 ，酶法：最常用的就是m c c l e a r y 等提出鹘酶法岱l ，这种方法经过简化馘瓶成为常用分析方法， 即a o a c 9 9 5 1 6 法【2 7 】。这种方法测定b 铺聚糖的原理主骚是利用特异性的8 葡聚糖酶将8 一葡 聚糖水解为聚合度低的寡糖片段，再进一步用b 葡聚糖替酶将寡糖水解为葡萄糖，用葡璃糖氧 豫酶，过氧健豹薅来涮定蘩麓客量。该法要壤8 一蘩聚耱豹酶瓣缝疫凑，魏袋辩瓣缝瘦低，麓它酶 干扰，剐测定结果不准确；搦外，还要求b - 葡聚糖水解完全；而且如果脊淀粉污染或其锻寡糖 f 麦芽寡糖、蔗糖等) 会干扰测定结果。该法简便，用样量少，但价格相对较高，是目前定摄8 - 葡聚糖广泛使用的方法，a m a a ，p 等提出的酶法测定b 葡聚糙的方法和该类似，主要甩采测定总 8 麓聚糖释举滋蛙8 一蘩聚耱泌l 。 3 刚果红法：谷物中b 一葡聚糖可以特异性地与某些染料结合，如刚果g r ( c o n g o r e d ) ，从而可以使 吸收强度增加。根椐这一特性可用于b 葡聚糖的分离、定嫩分析，也可以对谷粒中b 葡浆糖进 行组织化学的研究1 2 9 1 。在对8 葡聚糖定量时，可啦用已知浓度6 一葡聚糖与染料结合以屠，吸收 强度涟8 藿凝糖靛浓发弱增翱瑟辔燕，经紫终分毙光瘦诤溺定暖段篷，褥到标准盏线，褥摄据 标准曲线进行定量。该方法快速、简便。但缺陷是只能检测水溶性b 埔i 聚糖，水不溶性b 葡聚 糖可以用酸水解以后估算。 4 层点盱法：利用离簸滚相艨橱法但p c 测定b 蔼累糖含掇，结果较好，原理是用苔藓酶( 蠹 ( 1 ，3 ) ( 1 囊) 岳d - 蔫蔫蔫耱东辩酶) 对溪聚藏专一承解，生成寡耱，君者在c 1 8 柱中分离，敬 水为流动相和折射率检测，最后用反向高效波相层析定量测定，此法设备贵，成本高口9 】。 1 2 3 燕麦b 葡聚糖的提取及纯化 孚期蒸麦8 一蘩聚耱是遴建室温下承掇鞭豹，毽这一工慧产晶褥率低，霭且褥至l 鳃产晶性获 不一。1 9 7 7 年，w o o d 首次提出碱提取燕麦b 葡聚糖的工装【3 0 】；b a t h g a t e 等用d m s o 作为溶剂 提取燕麦中的b 葡聚糖【3 l j ；b h a t t y 等用4 的n a o h 在室潞下提取【3 2 】；d a w k i n s 利用n a o h 作 为提取弃q 研究了不同温度和p h 下对燕麦b 穰聚糖提取率的影响”l 。练台翦入的研究成象柬番， 燕麦8 一葡象耱主要的影酶因素如下： 在b 埔i 聚糖提取过程中。不同溶剂提取会影响b 葡聚糖的提取率、纯庚、相对分予质量、 结构、溶解性及粘度等方面。从文献归纳越来提取用的溶剂一般有：热水、冷水、酸、碱、二 甲基亚鼹；瀑度从室湿到1 0 0 x 2 ；p u 范围也缀j “，多数集中在6 强；辩液比多获1 ：1 0 5 0 ； 提取薅阐多敲3 0 分锌至2 2 小时不等。诧挢，原料醣研蘑、耪碎、热工、烹调和贮藏、避否除 内源酶等也会影响到b 一葡聚糖的提取。 1 2 4 燕麦b - 葡聚糖的结构研究 燕麦8 麓聚糖兹彗稳、分子量帮理纯特健已经被广泛研究1 3 4 , 3 5 , ：3 6 , 3 7 , 3 8 1 。谷物8 一葡聚耱跫由 均一的d 龇嘴葡萄糖( g l c p ) 单位通过1 3 - ( 1 ，3 ) 和i j - ( 1 ，4 耀连接成的线性同聚弗糖。这种多糖结构 中大约包括5 8 7 2 的有1 3 - ( 1 3 ) 键连接的纤维三糖和2 0 3 4 纤维四糖单位，1 3 - ( 1 ，3 ) 键往往 革个存在，1 3 - ( 1 ，4 ) 键贝4 二个、兰个连接存在，最大可娃达到1 4 个葡莓糖单德1 3 7 】，1 3 一蘸聚糖的绉榜 研究中，主簧方法： 5 p 阿 姊 s t r l l e l u f tb ：t c t r a s a c c h a f ，d e n i t 囝，一1 谷物8 一蕉聚藉的主樊辖棒”，m = 2 5 3 5 ；n = 6 5 7 5 ( m 代袋纤臻三糖，n 代表纤维牲糖) f i g j - im a i ns t l u e t u r a lf e a t u r e so f c e r e a l8 一d - g | u c a n s , m = 2 5 3 5 ：n = 6 5 7 5 轴i s t r i s a c 矗a r l d eu n i l ni st e t r a s a c c h a r i d eu i n t ) ( 1 )酶法：铡用特异往的酶求解8 - 蓠聚耱采获樽结丰訇信怠。最燕要静是用使爝缝表多糖酶，静 ( 1 ，3 ) ( 1 ，4 ) 一8 - d 一蔫聚糖农瓣簿蹬+ c ，3 2 1 ，7 3 ) 来窳孵乳饕聚糖，之矮孀离靛滚糖秘离子交换色谱酪 以脉冲安培柱枪滟j ( h p a e c - p a d ) 来分析酶水解释放的寡糖；也可以用毛细管电泳( c e ) 的方法 来分析特异性酶解质的寡糖缀成和粱合艘f 3 9 j 。表1 3 表示燕炎和大麦8 墒聚糖酶解后的聚台度。 袭1 - 3 燕麦和大麦益一葡瓣糖酶水解糟寡糖的组成分析脚 t a b l e l - 3 a n a l y s i so f o i l g o s a c c h a r i d e sr e l e a s e d b y l i c h e n a s e f r o m o a ta n d b a r e l e yb g l u c a n 从表1 _ 3 可以糟出，b 一葡聚糖酶解之后的产物主要是纤维兰糖和纤维四糖，它们的组成可 以占8 5 9 0 。不同谷物纤维三糖和纤维豳糖的比例不同，燕波占2 1 2 4 ，大麦占2 8 3 3 黑麦3 0 3 2 ，小麦3 0 4 + 5 。酶解之最静褰糖熬滗剿，菇其楚禽l ，3 ) 键的绎缝三糖静多少与其 滚麟幢和胶凝髅有关。承不溶性豹8 一壤聚耱承瓣产镑主要由褒聚合主耱寡穗部分缀藏，默d p 9 为主口”。 6 中国农业大学硕士论文 第一鞭引言 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 曼! ! i i i , ! ! 皇鼍 ( 2 )核磁鹅振方法科m r ) ：n m r 是研究b - 葡聚糖结构的蘑要方法，目霸茸用有一维和二维n m r 磺究8 蘩凝耱箍捣都寄爨摹萼掇道泌, 3 9 1 ，苓i a 来源鲍昏鼙装糖o cn m r 游零摆鏖羹，毽萼孝黪惶酶解 后的寡耱级成有明显的不潮p q 。 1 2 5 燕燮b 葡聚糖的桐对分子质量分布研究 燕麦8 蘩聚耱相对分予质量分布是窀的一个重要持经。相对势子矮囊簿吩直接影响良葡聚 糖的溶解性、在水溶液中的存在状态，粘度特性等，进而影响到b 葡聚糖生理功能的发挥。由 于多糖的复杂性，相对分子量很难精确确定。目前报道测定b 一葡聚糖相对平均分子质擞的方法 主要有；滠淀法p ”，渗透匿法p 1 删，毙黻| 法d 2 , 4 3 1 ，裹效镲懿l 嚣疆色谗法辫p s e c ) 嘲。 w o o d 婷报递燕麦b 葡聚耱相对分予质量丈约3 x 1 0 6 ，认为燕麦8 。葡聚糖相对分子袋璧比大 麦( 2 2 5 x l 叻和黑麦( 1 1 2 x l 吩的高i ；b h a t t y 等报道了燕麦b 葡聚糖相对分子质擞为 2 x 1 0 q 删；m a l k k i ，y 等报道为1 5 x 1 0 6 4 s l 。综合近年来的报道，由于提取条件、纯化方法以及检 溺方法鳃不霹，燕麦8 。麓聚羲瓣相对分予葳量分毒在0 a x l 妒3 1 x l 妒蓖国内。 现在潮h p s e c 法测定燕麦b 葡聚糖相对分子质量时，在柱后可以罔c a l c o f l o u r 在线赢接检 测，这种方法的优点是在于不用通过特别纯化就可以确定提取物g 一葡聚糖的相对分子质量分布 情况，这怒一种简便方法m ”1 。这种方法需要用已知相对分子质量的多糖来校准色谱枝，一种 棱准方法怒矮酱鲁兰嚣餮聚糖标准分子爨系黧，这零会静致过裹戆售谤缝果 勰l ，这是羧为莓聚 糖中包括a * 葡聚糖和b - 黼聚糖水j ：另一种方法是用己知平均分子量的8 葡聚耱来校谶。这样每 一个组分可能分布在相对分子质量较窄的范围内，而所肖组分可以包括较大的分子范围，然而， 目前还没奋不同分子质量的标准b - 葡聚糖。1 3 葡聚糖的相对分子质量常常是根据保留时间来确 定，这季孛方法误差镶大，单一戆僳窘鲢溺不完垒确定轰豢懿分子臻鬣努蠢范垂，较好瓣方法 是根据洗脱盥线来确定面积求得平均分子量。另外，所选择的凝胶的分离性能也会影响到相对 分子质量的测定结果。总之，仅用一种方法很难提供可靠的相对分子质量分布的信息，对b 葡 聚糖相对公予质量估计遐必需考虑至4 分离和提取方法、p l 以及温度等条件。 1 2 6 燕澎b 葡聚糖的流变学特性和凝胶特性 燕麦1 3 ，蔼聚糖的生理特性和它的流变性密切相关，流变特性是由b 墒聚糖的结梅、分子大 小鞋及溶渡中瓣澎获蜃决定瓣。燕麦8 一罄聚蕤静藏交瞧疆究领域国羚瓷凝掇道较多，k a u t i o 等 研究了燕发8 葡聚糖在不阍温度、浓度、翦切率等条件下的流变特性，研究表明0 2 1 , 5 6 b 一 葡聚糖的流动曲线符合p o w e r - l a w 模型，袭现剪切变稀的假塑性流体 4 9 1 。w o o d 等研究认为， 含有8 0 的8 - 葡聚糖燕麦胶，在溶液袭瑷为无规则的卷虢行为，并且指蛙l ，在浓度辫予。1 3 嚣聿，精度鞠浓度是高菠穰关豹；都势承瓣豹、诋隶分鬣、祗嚣毪魏8 蘩浆精在溶滚中燕霹敦显 示出弱的凝胶行为 4 8 j 。b o h m ea n dk u l i c k e 表明在浓度高于其临界浓度时，粘度和浓度跫现指数 升高关系。另外据m a r k - h o u w i n k 关系；f n = r q m w ) 4 ，粘度对其分子质凰的变化是很敏感 s o l 。 l a n n a n n a 等比较了燕麦胶和其它食器胶体在不同剪切速率的粘性行为和胶体特馈，表明 了燕麦8 。麓聚耱可鞋帮豫尔簸等其宅食熊蔽体复酝于食赫工韭中”。t o s h ，s m 。等对永解翮未承 7 中囡农业大学硕士论文第一章弓i 言 e ! ! ! ! ! ! ! ! ! s ! ! ! ! 曼! ! ! ! ! 黑= ! 皇! ! ! ! ! ! 尊舯? 滞! ! ! ! ! ! ! ! ! 期! ! ! ! ! ! ! 苎! 燃! 烹! ! ! ! ! ! ! ! ! s ! 曼 解的b 葡聚耩流变行为进行了比较，井对其凝胶行为与分子摄的关系进行了初步探讨p “。c u iw 等对答拐8 羲聚耱静结构 | 等赢、分子量殴激流变学特性进行了垒瑟戆分掇，缮出绩论：舞分子 量( 分子量大予8 o x l 0 5 ) 的b - 麓聚糖在溶液串墨牯弹性流体，较低分子量( 4 1 0 4 6 1 0 5 ) 的溶液， 其流变性随时问的延长，分予结构趋向于舰张可形成胶体，分子结构中量糖四糖比较商时， 凝胶的形成速率较快而且难于溶解【5 3 】。l a z a f i d o u a 等研究袭明，b 葡聚糖祧弹性行为和剪切变 稼孬荛窝分子懿大小鞋及聚食貔豹浓度有关；漉交孬隽窝鞋阕有关，糕分予量群晶霹荻形戒魅 变环，能够形成凝胶，凝胶率随着相对分予震量增加而下降，随浓度雨增加。大分子的8 葡聚 糖呈溶胶状悫的，而小分子的b 一葡聚糖表现凝胶行为f “。b o h m ea n dk u l i c k e 等详细研究了b 葡聚糖的凝腔行为，比较了不同分子大小的燕麦、大麦、小麦和地衣b 葡聚糖，研究指啦，比 较蔑籍豹结擒，帮结擒孛b - o , 3 ) 键连接瓣绔缀三羲蕈霞豹毙铡瓣增热满农 小麦 大麦 燕麦， 容易形成凝胶”“。 1 2 7 燕麦b 一葡聚糖的生溅功能 撂莺步 磺究掇遵，摄入燕麦胃溶性疆食野缀骞效降低餐豢盔糖浓度帮胰蒜素瘩乎。水溶瞧燕 麦纤维对降低腿固醇和预防心溉管疾病效果特剐明显。美国的一项研究表鞠，每天摄入含水溶性 燕麦纤维的食釉，可使血液中胆固醇含量降低约3 ，使冠心病死亡率减少约3 ，有效减辍糖尿 瘸的症状。研究液明燕麦纤维食品与非谷物纤维食品相比，奠容易被人体吸收。并且因含热盈很 低，氍衰零l 予羰鼹，又更戆逶会心蕴藏、荐擞疆窝糖最癌惑嚣选择食疗的震襄。蘩突证实，燕麦 膳食纤维的遮魑保健作用，主臻是由于其中富禽的生物活性多糖一b 葡聚穗。目前对燕麦8 前聚 糖功能性质研究主要集中于降低胆围醇方面的研究。 n e wm a n p k 首次发现b * 葡聚糖能降低实验动物血浆胆圃醇含量口q ；w 抽g 和s u n b e r g 等进一 疹袁定盎疆戆降低是圭予8 蘩壤蕹终溺结果1 5 7 , 5 雄；s h i n n i c k 等袋蠲上述方法逶过鸡锻实验，瞧发 现相类似结果1 5 9 1k a h l o n 等研究了不同b 葡聚糖对豚鼠胆圈薛影响发现b 。葡聚糖对胆固醇的影 响主要在于能恩著降低血浆中t c 和l d l - t c ，而对高密度脂蛋白( h d l ) 和t g 没有明显影响， 同时也不影响髓嗣醇及t g 在脂蛋自比例【“。商关b 一葡聚糖降低胆固醇的机理海不清楚，瞄翦存 在敷下嚣静缎滋：8 蘩聚糖麓套疆汁酸荠撵瀵劐体癸，簸甏酶德整汁馥永警和盘浆疆露酵浓度。 腮汁酸是体内胆固醇在肝脏代谢中主要产物，腥汁酸由胆囊分泌进入消化遒，它可以乳化月日擞物 质，促进脂类物质消化吸收。胆汁酸排泄增加，一方面加快腮固醇在肝脏中代谢；另一方圈又降 氐消化道中脂类物质乳化，从蕊影响脂类的吸收，最终引起溉浆胆固酵下降；8 一葡聚糖w 被肠 邀孛擞生翡袭瓣褥产生短链1 勰酸，如己酸、丁酸等，这蛰铭旗可静隶翳眭审疆霞簿台残；8 一 葡聚糖可促进l d l - c 分解；b ，葡聚糖粘戚高，可使消化道中粘度升高，影响消化道对脂肪、胆 网醇及其它物质的吸收。 与降低胆固醛相魄，8 - 馥浆糖降血糖功能研究较少，e s t r a d a 等发现8 。赣聚糖可哽显降低餐后 斑糖舞高和骧秘素反应隶平滞j ；b a t t i t a n a ，p - 等评价了燕麦蠡- 麓聚糖对糖深瘸矗糖东平静影嘲，试 为降糖机理是由于干扰了碳水化合物的代谢，减少了外源葡蠲糖的吸收 6 2 1 ：w o o d 等研究表明在 e l 服5 0 9 葡萄糖时的糖耐量、衄糖水平和燕麦b 葡聚糖黏性的对数里反比线性关系，指出降斑糖 棒嗣襄8 一葡聚撼黏性、相对分子质量直接相关，大分子b - 甍壤旗降血a 和巍糖效果优于小分子的 8 葡聚耱弹l 。 8 中蕊农韭天掌碛士论文菇一章弓 富 i i i i 1 2 。8 燕麦昏甍聚糖在食品的废用 在美国广泛应用予各种僳健食品加工中。燕波蛉应用在我国主要是作为饲料镊孳。趣拿大 农渡部学者的报告指出，目前燕赘在食品中仅有3 左右的利用率。但近年来燕嶷用于食品的比 例邂年增长，燕麦纾维及8 _ 壤聚糖可以用于烈点、谷物零餐、爱包、快餐、肉制品、饮料、婴 儿食品等多种食品中，也可以作为宠物食品及饲料的配料。燕蠹1 3 一葡聚糖的高黏性溶液可以在 食赫中鼹作增稠裁，应用于色拉鼗、冰漤港等食最。扶理有的文献可以嚣出，燕麦及其8 萄聚 糖类功能食品的研究方兴米艾，因此，燕麦b 葡聚糖在食品体系中所显示的特性亟待于研究。 王。3 本课蘧的立蘧意义翻矫究内容 1 3 1 课题的立蹶背景及意义 燕麦是粮食、缀济、饲料三用作物种植开发燕麦，不仅能使种植北多元化，而且对我国 中强地区退辫还草、发展域产增收的生态农牧业都蠢重要塞义，穆植燕发不论趱建区生态、还 是对农业以及可持续发展都有重要意义。 我国燕炭主产予华北、袭j 、疆兹、内蒙及魏褒弱蹙寒逑区，主要终为帮分食蔽秘家畜镄 料。这些地区自然条件较麓，是我园贫困人口聚膀的地区。燕麦作为一种适应瑙部高寒山区的 农傍甥，续岔“嚣帮大开发”战略，舞发燕麦食晶其毒现实意义。冀次，绿毯食品被夭稻誉淹2 l 鬣 纪的食品，燕麦产隧大多为高寒山区，交通不便，多采用原始的耕作方式，环境条件大多呈自 然状态，是绿色食熬最好黪爨料基建。瑟鞋涎善攥毽食瑟、绿色食品燕瓣兴起，入嚣】对燕麦进 行了较广泛的研究开发，袭明燕麦县有特殊的营养、保能功能，有较好的歼发前景。因燕麦营养 丰富，蹩其鸯镰德疗效痒援瓣食品，竣大意礤究秀发瓣必要。 鉴于燕麦b 葡聚糖在降血脂等方面的独特作用，燕麦的开发和利用将会越来越受人们重视。 在魏方，蟊美国，锾重撬燕麦食晶鹩开发，燕麦翻工韭莰次子瑶耪趣工渡秘饲辩鲡工蜚，成为 第三大粮食食品加工业井形成了成套、先进、可靠的工艺和设备，同时燕麦营养保健食品系 熨纯，其燕麦截品裔：普邋燕麦片、速食燕麦片、，l 童燕麦冀、燕麦耪、燕麦麸等；燕麦食品 有：燕麦饼干、燕爨面包、燕麦膨化食品、燕麦奶糕、燕麦纤维、燕麦脂肪代替物等。燕麦食 品正越来越广泛遗谶入美鬻入豹弱常生活中，为维护身体健康越羽了良好作翊。长期跌来我国 的燕麦大部分作饲料，小部分作为产区的食粮，燕麦资源未能得到很好的开发，加上未能很好 地掬虢宣传，燕麦食晶没裔