熊慧薇,戴書浩,閔華,朱雪晶,馮健雄,*
(1.江西省農(nóng)業(yè)科學院,江西南昌330200;2.南昌市環(huán)境監(jiān)測站,江西南昌330047)
膳食纖維是植物的可食用部分或類似的碳水化合物,膳食纖維在人類小腸中不會被消化和吸收,在人類大腸中會發(fā)生全部或部分發(fā)酵。膳食纖維包括多糖、低聚糖、木質(zhì)素和相關的植物組織,膳食纖維具有一些有益的生理功能包括通便、降膽固醇和降血糖。膳食纖維水解后的低聚糖包括阿拉伯半乳聚糖、阿拉伯聚糖、半乳聚糖、半乳聚糖醛酸、阿拉伯木聚糖、木糖葡聚糖、糖蛋白、纖維素和木質(zhì)素等??傊?,膳食纖維是由若干種碳水化合物組成的混合物[1-3]。
在國內(nèi)外很多研究中通常都會采用水解衍生化-氣相色譜分析法來測定多糖的單糖組成。膳食纖維包括的物質(zhì)范圍非常廣,多糖屬于膳食纖維的范疇,因此可以采用水解衍生化—氣象色譜法來檢測膳食纖維的單糖組成。膳食纖維的單糖組成通過氣相色譜法GC來進行測定在國內(nèi)外已有報道,鄭建仙,耿立萍等在他們的文獻中曾經(jīng)報道過用氣相色譜分析進行膳食纖維單糖組成的測定[4],M.Wennberg等的論文中也對此有所論述[5]。
1.1.1 材料
通過去蛋白等處理方式所制取的大豆纖維和麥麩纖維粉末,干燥方式為噴霧干燥。
1.1.2 試劑
各種單糖標樣:上海試劑公司;鹽酸羥胺、吡啶、醋酸酐、碳酸鋇、碳酸鈣(均為分析純)。
1.1.3 設備
Agilent6890氣相色譜儀:美國Agilent;DENVER TP-214電子天平:北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司;DK-S24電子恒溫水浴鍋:上海精宏實驗設備有限公司;SC-2554離心機:安徽中科中佳科學儀器有限公司;10 μL 進樣針、2 mL 試劑瓶:Agilent。
1.2.1 制備單糖衍生物
分別稱量各種單糖(葡萄糖、甘露糖、半乳糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、果糖)10 mg制備糖腈乙酰酯衍生物。制備方法:稱取10 mg單糖置于2 mL的試劑瓶中,加入10mg鹽酸羥胺,0.5mL吡啶,90℃振蕩水浴30 min,冷卻后加入0.5 mL醋酸酐,90℃振蕩水浴30 min,冷卻后得到單糖標樣的衍生物。
1.2.2 制備空白樣
空白樣:稱取10 mg鹽酸羥胺,加入0.5 mL吡啶溶解,90℃振蕩水浴30 min,冷卻至室溫后加入0.5 mL醋酸酐,90℃振蕩水浴30 min,冷卻。
1.2.3 制備樣品衍生物
各稱取實驗室制備的大豆和麥麩膳食纖維15 mg置于安培管中,分別加入5 mL~6 mL的硫酸,硫酸濃度2 mol/L,用酒精噴燈封口,放置于110℃的烘箱中水解5 h,注意不要水解過度,以液體水解為棕褐色為止。冷卻后,加入BaCO3或CaCO3中和到pH值中性,4 000 r/min離心20 min,取上清液,真空干燥得到水解樣。稱取15 mg水解后的樣品,用與1.2.1中相同的方法制備樣品的糖腈乙酸酯衍生物。
1.2.4 GC工作參數(shù)
設備型號為Agilent 6890氣相色譜儀,使用DB-1701毛細管柱,載氣為氮氣,進樣量1 μL,GC工作參數(shù)見表1。
表1 氣相色譜儀工作參數(shù)Table 1 Working parameter of GC
GC圖譜表明,在試驗所選的GC試驗條件下,標樣衍生物的混合液可以得到有效的分離。鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖的保留時間分別為7.378、7.961、8.276、10.066、10.371、10.627 min,出峰圖如圖1所示。果糖衍生物的出峰圖如圖2所示。雙叉峰是果糖標志性圖譜,雙叉峰出現(xiàn)在6.860 min和6.931 min,由于其他雜質(zhì)成分的干擾,果糖標樣圖譜中還出現(xiàn)了一些雜峰。
圖1 單糖標樣衍生物混合樣的GC出峰圖Fig.1 GC chromatogram of mixed monosaccharide derivants
圖2 果糖衍生物GC出峰圖Fig.2 GC chromatogram of fructose derivants
用樣品的衍生物上氣象進行氣象色譜分析,通過對比保留時間來對各膳食纖維樣品的單糖組成進行定性分析。大豆膳食纖維和麥麩膳食纖維的出峰圖如圖3和圖4所示。標樣及樣品衍生物的GC保留時間見表2。
通過比對標準樣品和兩種纖維的保留時間發(fā)現(xiàn),兩種膳食纖維都不含果糖,但是均含有其他六種單糖(鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖)。GC檢測結果表明,膳食纖維是雜多糖的混合物,這與AACC對膳食纖維的定義相符合。
圖3 大豆膳食纖維樣品GC出峰圖Fig.3 GC chromatogram of soybean dietary fiber sample
表2 標樣和樣品衍生物的GC保留時間Table 2 The corresponding retaining time of guide samples and DF samples
標準樣品和纖維峰面積的GC峰面積對比如表3所示。通過比對標準樣品的峰面積,可以對膳食纖維中的單糖含量做一個初步分析。
比較纖維樣品衍生物和標樣衍生物的GC圖譜,通過比較各種單糖的峰面積,可以反應出兩種膳食纖維中各種單糖的相對含量多少。大豆膳食纖維中半乳糖的峰面積最大,其次是阿拉伯糖和葡萄糖;麥麩膳食纖維中阿拉伯糖和木糖的峰面積大,其次是葡萄糖。
表3 標準樣品和膳食纖維樣品六種單糖的峰面積比較Table 3 The peak area of standard sample and dietary fiber samples
本研究中所設定的GC分析條件可以有效地實現(xiàn)單糖衍生物混合液的分離,圖譜可以完整地得到6種單糖出峰圖。通過對樣品衍生物溶液的GC分析,通過對比保留時間,確定兩種膳食纖維均含有鼠李糖等六種單糖。檢測結果表明膳食纖維是各種雜多糖的混合物。此外,大豆和麥麩膳食纖維衍生物中各單糖的峰面積略有不同,大豆膳食纖維中半乳糖的峰面積最大,而麥麩膳食纖維中阿拉伯糖和木糖的峰面積相當。
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[2] 周建勇.膳食纖維定義的歷史回顧(1953~1999)[J].國外醫(yī)學分冊.2001,28(1):26-28
[3] 何錦風,郝立民.論膳食纖維[J].食品與發(fā)酵工業(yè),1997,23(5):63-68
[4] 鄭建仙,孫由芳.膳食纖維分析方法的研究[J].華南理工大學學報:自然科學版,1996,24(12):73-78
[5] Wennberg M,Byman M.On the possibility of using high pressure treatment to modify physico-chemical properties of dietary fiber in white cabbage[J].Innovative food science&emerging technologies,2004,5:171-177