关于燕麦中β-葡聚糖含量的分析及性质研究

酶解法改善燕麦β葡聚糖溶解性能一、燕麦β葡聚糖概述燕麦β葡聚糖是一种存在于燕麦中的天然多糖，以其独特的健康益处而闻名。

这种多糖主要由β-1,3和β-1,4糖苷键连接的葡萄糖分子组成，形成复杂的三维结构。

燕麦β葡聚糖因其在降低胆固醇、控制血糖和改善肠道健康方面的潜在功效而被广泛研究。

然而，燕麦β葡聚糖的溶解性能限制了其在食品工业中的应用。

为了提高其溶解性和功能性，酶解法作为一种有效的技术手段被提出并研究。

二、酶解法的基本原理酶解法是一种利用酶的催化作用来分解大分子物质的方法。

在燕麦β葡聚糖的改善中，酶解法通过特定的酶类，如β-葡聚糖酶，来切断β葡聚糖分子间的糖苷键，从而降低其分子量和改善其溶解性。

酶解过程中，酶的选择性作用于特定的糖苷键，使得燕麦β葡聚糖的分子结构发生变化，进而影响其物理和化学性质。

2.1 酶的选择与作用机制选择合适的酶是酶解法成功的关键。

β-葡聚糖酶是一类能够特异性作用于β葡聚糖的酶，它们能够识别并切断β-1,3和β-1,4糖苷键。

这些酶的作用机制涉及酶活性位点与底物的结合，以及随后的催化反应，导致糖苷键的断裂。

酶的种类、来源和活性对酶解效果有显著影响。

2.2 酶解条件的优化酶解条件，包括pH值、温度、酶浓度和底物浓度等，对酶解效果有着重要影响。

优化这些条件可以提高酶的催化效率和选择性，从而获得理想的酶解产物。

例如，不同的β-葡聚糖酶可能在不同的pH值和温度下表现出最佳活性，因此需要通过实验来确定最佳条件。

2.3 酶解产物的分析酶解后，燕麦β葡聚糖的分子量、分子结构和溶解性等特性都会发生变化。

通过凝胶渗透色谱(GPC)、高效液相色谱(HPLC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等技术可以对酶解产物进行分析，以评估酶解效果。

三、燕麦β葡聚糖溶解性能的改善通过酶解法改善燕麦β葡聚糖的溶解性能，可以提高其在食品工业中的应用潜力。

以下是一些具体的改善措施和效果。

3.1 降低分子量酶解法通过切断燕麦β葡聚糖分子间的糖苷键，降低其分子量。

doi ： 10.7606/j.issn.l 009-104 1.2021.09.08麦类作物学报 2021,4 1 (9):1 1 16— 1 123Journal of Triticcac Crops网络出版时间=2021-09-09网络出版地址:https ：//kns. cnki. nct/kcms/dctail/6 1. 1359. s. 20210909. 0933. 004. html谷物卩-葡聚糖测定方法研究进展李丹青1,张凯龙2,闫金婷3,胡新中2,董锐2,闫喜梅2(1.商洛学院，陕西商洛726000； 2.陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西西安710119；3.西安市农产品质量安全检验监测中心，陕西西安710077)摘 要：谷物供葡聚糖具有多种生理活性，在食品等领域广泛应用.如何快速、准确、经济地检测供葡聚 糖含量已成为燕麦、大麦等谷物产业亟需解决的问题.目前，谷物供葡聚糖的检测方法主要有酶法、色谱法、 刚果红法、荧光法、粘度法、近红外法等，各方法采用不同的原理，在准确度、检测效率、检测成本等方面均有所差异.其中，酶法测定结果准确度高，已被开发成试剂盒并成为谷物伕葡聚糖的标准检测方.法，但是高纯度酶价格昂贵；近红外法检测简单快捷，可大批量检测样品，甚至可以选用全谷物籽粒进行无损检测，然而该方法在建立时需要大量已知含量的样本确定定量模型.本论文综述了当前谷物供葡聚糖的检测原理、检测方法的优缺点和相关标准.关键词：谷物；-葡聚糖；检测方法中图分类号:S512. 1 :S330文献标识码：A 文章编号：1009-104 1 (2021 )09-1 1 1608Review of Cereal p-Glucan Determination MethodsLI Danqingi ,ZHANG Kailon g 2 ,YAN Jintin g 3,HU Xinzhong ,DONG Rui 2 ,YAN Ximei 2(1. Shangluo University,Shangluo ,Shaanxi 726000,China ； 2. College of Food Engineering and NutritionalScience .Shaanxi Normal University,Xi'an,Shaanxi 710119 ,China ； 3. Testing & Determination Centre of Agricultural Products Quality Safety of Xi'an City, Xi'an,Shaanxi 710077, China)Abstract : Cereal 0-glucan has various physiological activities and is widely applied in food and otherfields. How to quickly ,accurately and economically determine p-glucan content, has become an urgent,issue in cereal industry such as oat. and barley. At present.? the determination methods of cereal p-glu-can mainly contain enzymatic method , chromatographic method , Congo red method , fluorescencemethod , viscosity method,NIR method, etc. There are differences in their principles ? with diversified accuracy, determination efficiency , and cost. Among them , enzymatic method has the highest, accura ­cy. It. has been developed into commercial assay kit and has become the standard method for the deter ­mination of cereal p-glucan. However , the enzymes with high purity are expensive. NIR method is easy and quick,and is able to detect, samples in large quantities ?which can even achieve non-destructive tes ­ting by using whole grains. However this method requires a large nllmbe- of samples with known p-glucan content, to establish the quantitative model. This article summarizes the current, determination principles ,pros and cons ,as well as relevant, standards for each determination method of cereal p-glu-can.Key words ： Cereal ； p-glucan ；Determination method收稿日期：2021-01-19 修回日期:2021-02-13基金项目：陕西省重点研发计划项目(2019ZDLN04-04)；农业部现代产业技术体系项目(CAR&07-E1)；陕西省谷物科学国际联合研究中心项目(2019GHJD-15)第一作者 E-mail ： 5 9 7328195 @ qq. com通讯作者：胡新中(E-mail ： hxinzhong@snnu. )第9期李丹青等：谷物|3-葡聚糖测定方法研究进展-1117-卜葡聚糖是由-葡萄糖苷键连接D-葡萄糖而成的非淀粉多糖，在自然界中广泛存在.其按结构可分为（3-1,3-葡聚糖、-1,3-1,6-葡聚糖和-1, 3-1,4-葡聚糖，主要来源有谷物、细菌和真菌［］.在众多来源中，谷物-葡聚糖由于其丰富、安全、可靠的来源以及优良的理化特性成为研究焦点.谷物-葡聚糖具有多种生理功能和作用.它可以调节血糖水平，预防二型糖尿病3］降低血清胆固醇水平，预防心血管疾病［56］；平衡肠道菌群，预防结肠癌调节血压［0］和增强免疫细胞活性［1］.此外，谷物-葡聚糖还可作为添加剂应用于乳制品、冰淇淋等食品生产，改善这些产品的感官品质［1213］.当前，谷物卜葡聚糖的检测方法主要依靠酶法.此外，研究人员基于3葡聚糖的特性还开发了荧光法［5］、粘度法皿等方法.不同的检测方法在成本、检测结果准确度和检测效率等方面存在差异,因此适用于不同的谷物产品或检测需求.作为一种重要的膳食纤维，（-葡聚糖的检测在谷物尤其是大麦和燕麦的育种、加工和产品开发等方面都被十分重视［1718］.开发经济、快速、准确、可大批量检测的方法已成为燕麦和大麦产业亟需解决的问题.本文综述了当前谷物卜葡聚糖的检测原理、相关方法和标准，以期为准确检测谷物3葡聚糖含量、开发特定检测需求的方法等提供参考.1谷物伕葡萄糖的结构谷物3葡聚糖来源广、含量高、分子量大，是一种优良的水溶性膳食纤维［9］.作为一种植物细胞壁成分，-葡聚糖可以与荧光染料结合显色,因此采用荧光染色技术可以观察到它在谷物籽粒中的分布［2022］.燕麦和大麦是最常见的谷物3葡聚糖来源,小麦和黑麦中含有一定的忻葡聚糖［23］.与细菌和真菌-葡聚糖不同，谷物卜葡聚糖由-1,3键和-1,键混合连接而成，是一种线性多糖.其中,1,键连接D-葡萄糖单体形成纤维糖单元,而-1,3键再将这些纤维糖单元连接形成-葡聚糖.卜1,3键的存在可以有效避免分子紧密堆积并且使其具有一定的水溶性，因此（3-1,3与-1,4键的比例、纤维三糖和纤维四糖的比例等因素会对-葡聚糖的理化特性造成影响［324］.在不同的基因型和环境下，-葡聚糖在谷物中的含量和结构会有所差异（表1）大麦和燕麦中-葡聚糖的含量较高，分别占籽粒干重的2.2%〜&8%和1.73%〜5.70%；而小麦和黑麦中-葡聚糖含量分别为0.38%〜0.64%和1.4%〜2.6%［526］此外，谷物-葡聚糖分子内纤维三糖和纤维四糖的比例、-1,键与-1,4键的比例、分子量等会存在一定的差异.例如，燕麦-葡聚糖的分子量较高，为180〜850kDa［7］,而黑麦忻葡聚糖分子量仅为21kDa［8。

对啤酒废酵母的综合利用，大多集中在对其中的蛋白质、核酸、维生素、微量元素和酶方面，研究最多的是利用酵母的自溶，回收蛋白质和可溶性营养物，作为添加剂。

但对其细胞壁多糖的研究甚少，酵母自溶提取蛋白质等可溶性物质后，仍有大量残渣存在，酵母自溶残渣的主要成分是酵母多糖可用于制取β－葡聚糖。

从废酵母中提取酵母β－葡聚糖作为药用、药食联产，既解决了环境污染的问题，又可给企业带来可观的经济效益。

本文对酵母β－1，3-D葡聚糖在药学上的应用和实现啤酒废酵母的综合利用进行了综述。

1啤酒废酵母β－葡聚糖的提取方法β－葡聚糖是天然多糖，它存在于燕麦、大麦、微生物和真菌中。

谷物中的β－葡聚糖主要是β－（1-4）和β－（1-3）糖苷键相连的多糖,而酵母或其他真菌中主要是以β－（1-3）键或β－（1-6）支链相连的糖苷键[3]，众多研究提出了酵母β－葡聚糖生物活性最强的结论[4]。

目前，啤酒废酵母中β－葡聚糖的提取方法有酸碱法、结合法和超声波处理法。

酸碱法是先用90 ℃，4 % NaOH溶液处理3 h，冷却至室温离心，沉淀用水洗后，再用4 %的乙酸溶液室温处理2 h，离心水洗，醇洗，再用无水乙醚洗两遍后，低温干燥12 h，即可得到产品。

结合法是将酶法与酸碱法先后使用，在酸碱处理前，用中性蛋白酶在50 ℃处理10 h。

超声波法是将酵母泥，加适量的水，在超声波中处理一定时间，再离心洗涤，纯化干燥获得制品。

酸碱法提取葡聚糖产品纯度较高，但其工艺复杂，成本较高，废液多。

用结合法处理后，产品中蛋白质含量有所降低。

而超声波法提取葡聚糖工艺简便，成本低廉，收率较高，提取后的废液不含酸碱物质，对环境的污染较酸碱法要小；但其产品纯度不高，制品中蛋白质含量也较高。

然而作为一种新的提取工艺，还需进一步研究，优化提取条件，提高产品纯度，故超声波法还是一种非常有前途的提取葡聚糖的有效方法。

2β－葡聚糖的吸收机制一般情况下，大多数的多糖在消化道中都会被水解成葡萄糖，为机体提供能量。

β-葡聚糖测定方法(总4页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除6.2 交联β-葡聚糖含量测定 AACC 32-236.2.1实验目的在大麦、麦芽、麦芽汁和啤酒产品质量控制中经常需要测定其中的β-葡聚糖含量，Megazyme方法很好的解决了测定中的系列问题，本方法能够在一天内测定50-100个样品。

本方法现在也适用于燕麦产品及燕麦纤维产品β-葡聚糖含量测定。

6.2.2实验原理样品水化后加入真菌多糖酶在pH6.5缓冲液中培养，提取液离心（或过滤）后加入β-葡萄糖苷酶，在葡糖糖氧化－过氧化酶缓冲液保护下产生葡萄糖。

图6.1 葡聚糖测定原理示意图Megazyme测试包：（可以测定100个样品）⑴全套测定方法；⑵真菌多糖酶；⑶β-葡萄糖苷酶；⑷葡糖糖标准液；⑸大麦和燕麦纤维标准样品。

6.2.3实验试剂：⑴真菌淀粉酶（bottle 1）〔（1-3）（1-4）β-D-葡萄糖4-葡聚糖水解酶〕：（活力>1000U/mL）制备：1.0mL真菌淀粉酶用20mM NaH2PO4缓冲液（pH6.5）稀释至20.0mL。

将溶液分装成5.0mL在冰箱中冷冻保存。

最终真菌淀粉酶浓度50U/mL。

⑵β-葡萄糖苷酶（bottle 2）：（活力>40U/mL）制备：将1.0mLβ-葡萄糖苷酶用50.0mM醋酸钠缓冲液（pH4.0）稀释至20.0mL。

将溶液分装成5.0mL在冰箱中冷冻保存。

最终β-葡萄糖苷酶浓度2U/mL。

⑶葡糖糖标准液：100μg⁄0.1mL，用0.2%叠氮化钠溶液溶解。

⑷大麦标准样品：含量见标签。

⑸燕麦纤维标准样品：含量见标签。

⑹NaH2PO4缓冲液制备（20mM，pH6.5）：3.12g NaH2PO4－2H2O溶解于900ml蒸馏水中，用100mM氢氧化钠溶液（4g/L）将pH值调至6.5（大约需50mL），加0.2g叠氮化钠，将溶液定容至1L。

分光光度法测定燕麦β-葡聚糖含量张如;戴巧玲;吴小燕;李琳琳;陈元胜;吴佳【摘要】采用紫外可见分光光度法研究了刚果红浓度、β-葡聚糖浓度、反应温度、pH值、反应时间、离子浓度、光照、体系中可能共存的淀粉和蛋白等因素对测定燕麦β-葡聚糖含量的影响.同时,在紫外吸收光谱分析的基础上运用化学计量学方法计算刚果红与燕麦β-葡聚糖的结合常数K与结合位点数N及平均结合数n.结果表明:室温条件下,刚果红质量浓度50 μg/mL,pH 7.5,反应时间30 rin,离子浓度0.1 mol/L时,吸光度与β-葡聚糖浓度在0～10 μg/mL范围内具有较好的线性关系.光照对测定无影响,共存的淀粉和蛋白质对测定影响较小.在试验条件下,刚果红与燕麦β-葡聚糖的结合常数K为4.08×106、结合位点数N为336、平均结合数n为297.【期刊名称】《中国粮油学报》【年(卷),期】2016(031)006【总页数】6页(P140-145)【关键词】燕麦;β-葡聚糖;刚果红;分光光度法;结合模型【作者】张如;戴巧玲;吴小燕;李琳琳;陈元胜;吴佳【作者单位】福州大学生物科学与工程学院,福州350116;福州大学生物科学与工程学院,福州350116;福州大学生物科学与工程学院,福州350116;福州大学生物科学与工程学院,福州350116;福州大学生物科学与工程学院,福州350116;福州大学生物科学与工程学院,福州350116【正文语种】中文【中图分类】TS201.2(1→3)(1→4)-β-D-葡聚糖，简称β-葡聚糖，属于水溶性膳食纤维，是由D-葡萄糖以连续的β-(1→4)糖苷键和单个的β-(1→3)糖苷键连接而成的线性多糖[1]，β-(1→4)键与β-(1→3)的比例约为7∶3，β-葡聚糖主要存在于燕麦、大麦等谷物中，并以燕麦麸中含量较高，是燕麦中重要的功能成分。

研究发现，燕麦β-葡聚糖具有多种生理功能，能够降低胆固醇水平，预防心脑血管疾病，具有调节血糖，改善便秘，调理肠道等功能[2-5]。

一、化学名称中文名字：β-葡聚糖
INCI名称：Beta-Glucan
二、质量指标
名称参数
外观透明粘稠液体
气味燕麦清香，无异味
固含量≥1.0%
PH值（1%水溶液） 5.0-8.0
保质期一年
三、产品特性
β-葡聚糖是一种来源于裂褶菌的β-葡聚糖，它既是水溶性的，又是电中性的，因此更加适合于化妆品的应用。

燕麦β-葡聚糖是经过独特的生产工艺从燕麦中分离得到的纯天然生物活性因子，其拥有优异的抗衰老功效，能够抚平细小皱纹，改善皮肤纹理度。

燕麦β-葡聚糖独特的直链分子结构，赋予了产品良好的透皮吸收性能，可作为活性成份的释放载体，给予皮肤如丝绸般滋润光滑的触感。

四、用途
抗衰老及抗皱产品，活性成分携带、透皮吸收释放体系，促进伤口愈合，有效祛除疤痕产品，晒后修复产品
五、建议添加量
低端产品1-2％；中端产品3-5％；高端产品8-10％80℃下添加
六、包装规格
1.0kg/塑料瓶。