彭彩暾,章 慧，陳 新

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

我國是水稻生產(chǎn)和消費大國，有60%的人口以大米為主食，稻谷在我國人民膳食構(gòu)成中占有突出的地位。稻谷由穎(稻殼)和穎果(糙米)組成，穎果(糙米)是由穎果皮(米 皮)、胚(胚芽)、胚乳(精米)構(gòu)成，除含有人體必需的基礎(chǔ)營養(yǎng)物質(zhì)外，還含有豐富的氨基酸、維生素、鈣、鐵、鋅等微量元素[1]。各種營養(yǎng)成分在稻谷中不是均勻分布的，在一系列加工過程中營養(yǎng)成分將會有不同程度流失，且加工精度越高，損失越大。

稻谷中多糖主要包括淀粉、纖維素、非纖維素多糖(如β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖、甘露聚糖等)和糖醛酸(又稱果膠多糖)，淀粉集中在胚乳的淀粉細(xì)胞內(nèi)，是人類最理想、經(jīng)濟(jì)的能量來源，我國人民膳食生活中50%～70%的能量來自谷類的碳水化合物；植物多糖具有降膽固醇、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，以稻谷為代表的谷物多糖研究一直是碳水化合物領(lǐng)域內(nèi)的熱門課題，英國、美國以及西歐發(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)系做了大量、深入的研究[5-6]。研究發(fā)現(xiàn)含有大量植物纖維的食物有助于預(yù)防心臟病和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]，多糖的活性與其分子量大小和分布密切相關(guān)。筆者通過對不同加工精度的大米樣品進(jìn)行分子量分布檢測，探討加工精度與大米多糖分子量分布的關(guān)系，旨在為今后加工精度與營養(yǎng)功能的關(guān)系研究和加工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1材料

1.1.1原料。水稻鄂香1號產(chǎn)自湖北省十堰市房縣，干燥、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)；FC2K礱谷機(jī)(日本大竹制作所)；VP-32碾米機(jī)(日本山本公司)；Varian ProStar 210 HPLC高效液相色譜儀(美國瓦里安公司)；Wyatt DAWN Heleos-II十八角度激光光散射檢測器(美國Wyatt公司)，色譜柱為Agilent PL aquagel-OH柱；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樣品預(yù)處理。挑出樣品中的石子、雜草等，先將稻谷用出糙機(jī)去谷殼，將糙米進(jìn)行篩選，去除未成熟的米粒，得到糙米；參照GB/T 1354—1986《大米》[11]標(biāo)準(zhǔn)，用碾米機(jī)對糙米進(jìn)行碾制，分別收集預(yù)測的標(biāo)三米、標(biāo)二米、標(biāo)一米和特等米。

不同加工精度的判定：依據(jù)GB/T 5502—2008《糧油檢驗：米類加工精度檢驗》[12]染色法，利用大米各不同組織成分對各染色基團(tuán)分子的親和力差異，通過染色處理，根據(jù)米粒各組織呈現(xiàn)的顏色，判定大米的加工精度。將5種樣品粉碎后過60目篩，備用。

1.2.2大米多糖的制備。

1.2.2.1熱水提取。準(zhǔn)確稱取大米樣品粉末20 g，加入200 mL蒸餾水，在95 ℃恒溫水浴中攪拌提取1 h，濾渣加入200 mL蒸餾水，再重復(fù)提取2次，合并3次提取液，濃縮至200 mL，在濃縮液中加入800 mL無水乙醇，冷藏沉淀4 h后離心，棄去上清液，取沉淀冷凍干燥，取干燥物研細(xì)，備用。

1.2.2.2脫蛋白。取云芝多糖原料約100 mg，加水5 mL超聲使其溶解，采用 Sevage 法去蛋白，即加入等量氯仿-正丁醇(4∶1)充分振搖，離心后棄下層凝膠樣物，取上層溶液同法處理，直至下層溶液不再出現(xiàn)凝膠樣物質(zhì)。取上層溶液冷凍干燥 ，取干燥物研細(xì)，為多糖樣品，備用。

1.2.3供試樣品的制備。精密稱量10 mg多糖樣品，溶于適量0.9%NaCl水溶液中，并用該溶液定容于10 mL容量瓶中，10 000 r/min離心10 min，然后用0.45 μm濾膜過濾，取濾液，HPLC進(jìn)樣20 μL。

1.2.4色譜條件。高效液相色譜儀(備有Varian Prostar-210高壓泵、7725 Ⅰ 型手動進(jìn)樣器、Varian Prostar 500柱溫箱、Wyatt DAWN Heleos-Ⅱ十八角度激光光散射檢測器)，色譜柱為Agilent PL aquagel-OH柱；流動相為0.9%NaCl水溶液(用前經(jīng)0.45 μm濾膜過濾)，柱溫箱溫度為25 ℃，流速為1.0 mL/min，進(jìn)樣量20 μL。

1.2.5供試樣品的測定。樣品溶液進(jìn)樣，正確記錄樣品保留時間及色譜圖，按照已知折光儀校正常數(shù)和質(zhì)量回收率設(shè)為100%數(shù)據(jù)處理法計算樣品分子量及其分布。

2 結(jié)果與分析

2.1不同加工精度大米多糖級分組成差異分析對不同加工精度大米多糖分子量組成進(jìn)行分析，其結(jié)果如圖1及表1所示。通過對比可以發(fā)現(xiàn)，不同加工精度的大米多糖被分為3～5個級分，不同級分的多糖含量有顯著差異，并且不同加工精度不同多糖級分的相對比例大小明顯不同。糙米與各加工精度大米譜圖差異最大，造成這種差異的原因可能是米糠中富含多種多糖成分，米糠的碾除造成大米多糖組成的明顯變化。各等級加工大米，隨著加工精度的升高，中等和較小分子量多糖所占比例逐漸上升，造成這種差異的原因是加工精度越高，稻米外皮層、胚部、糊粉層去掉就越多，大分子多糖去掉得也越多，中等和較小分子量的多糖所占比例升高。

注： a.糙米多糖樣品；b.標(biāo)三米多糖樣品；c.標(biāo)二米多糖樣品;d.標(biāo)一米多糖樣品；e.特等米多糖樣品Note：a.Polysaccharide samples of brown rice；b.Polysaccharide samples of standard grade-3 rice；c.Polysaccharide samples of standard grade-2 rice；d.Polysaccharide samples of standard grade-1 rice；e.Polysaccharide samples of special-grade rice圖1 大米多糖樣品色譜圖Fig.1 The chromatography of rice polysaccharide samples

表1不同加工精度大米多糖各級分保留時間及分子量

Table1Theretentiontimeandmolecularweightofpolysaccharidesinricegrainsatdifferentprocessingprecision

樣品種類Kinds of samples保留時間Retentiontime∥min重均分子量(Mw)Weight-average molecular weight糙米 7.375～9.5457.479×106Brown rice9.580～13.8149.077×10513.849～15.4596.577×10415.494～16.1941.188×104標(biāo)三米 6.965～8.2935.530×107Standard grade-3 rice8.353～14.7781.037×10715.382～16.8308.264×106標(biāo)二米 6.776～8.0354.029×107Standard grade-2 rice8.070～9.4691.197×1079.469～14.6814.444×10615.590～16.9892.457×106標(biāo)一米 6.951～8.2101.000×108Standard grade-1 rice8.245～13.7371.364×10713.771～15.4153.522×10615.450～17.1294.211×106 特等米 7.020～7.9687.025×107Special-grade rice8.003～9.3046.423×1069.339～14.6807.282×10515.453～16.5425.097×10518.053～21.4621.053×105

2.2不同加工精度大米多糖的分子量及其分布比較根據(jù)檢測結(jié)果(表2)可知，糙米多糖平均分子量較小，分子量分布范圍較寬；標(biāo)一米、標(biāo)二米和標(biāo)三米多糖的平均分子量較大，相互比較接近，隨著加工精度的提高，分子量的分布范圍逐漸變寬；特等米多糖分子量中等，分子量分布范圍較大。

3 結(jié)論

該研究結(jié)果表明，不同加工等級大米中多糖的種類、分子量和分布發(fā)生了明顯變化。同時，稻谷中多糖成分不均勻分布，各部位差異較大；不同加工等級大米中稻米加工成為精米，多糖的分子量及分布的變化表明多糖發(fā)生不同程度流失，而且加工精度越高，損失越大。目前，稻米多糖的研究中

普遍僅考慮多糖含量是不夠全面的，應(yīng)同時將多糖分子量及其分布作為重要因素進(jìn)行深入研究。十八角度激光光散射法是測定大米多糖分子量及其分布的一種簡單快速、精密有效的分析手段。

表2不同加工精度大米多糖的分子量大小及分布

Table2Themolecularweightanditsdistributionofpolysaccharidesinricegrainsatdifferentprocessingprecision

樣品種類Kinds of samples重均分子量(Mw)Weight-average molecular weight數(shù)均分子量(Mn)Number-average molecular weight糙米 Brown rice9.764 9×1058.578 7×104標(biāo)三米 Standard grade-3 rice 2.024 7×1071.257 7×107標(biāo)二米 Standard grade-2 rice1.017 4×1073.406 0×106標(biāo)一米 Standard grade-1 rice2.856 7×1076.250 7×106特等米 Special-grade rice 2.233 1×1063.286 9×105