全 文 ：兴化香葱加工废弃物葱白多糖的单糖组成分析
张英1 , 2 ,张卫明1＊ ,石雪萍1
(1.南京野生植物综合利用研究院 ,南京　210042;2.南京农业大学 食品科技学院 ,南京　210095)
摘要:文章采用柱前衍生化高效液相色谱(HPLC)法测定兴化香葱加工废弃物葱白多糖的单糖组成及
摩尔比。采用 Eclipse XDB-C18柱 ,以 0.1 mol/ L 磷酸盐缓冲液(pH6.7)-乙腈(体积比为 83∶17)为流
动相 ,DAD 二极管阵列检测器检测 ,检测波长为 254 nm 。柱前衍生剂为 1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮
(PMP)。结果表明葱白多糖主要由甘露糖(Man)、葡萄糖(Glc)、半乳糖(Gal)、阿拉伯糖(Ara)组成 ,它
们的摩尔比约为 0.10∶3.15∶2.26∶0.51。柱前衍生化 HPLC 分析葱白多糖中的单糖组成方法简便 、
快速 、准确 。
关键词:葱白多糖;单糖组成;柱前衍生;高效液相色谱(HPLC)
中图分类号:O629.112　　　文献标识码:B　　　文章编号:1000-9973(2010)03-0096-04
Analysis of the monosaccharide compositions of Fistular Onion Stalk(Allium
schoenoprasum L .)polysaccharides from the processing wastes in Xinghua
ZHANG Ying 1 , 2 , ZHANG Wei-ming1＊ , SHI Xue-ping1
(1.N anjing Inst itute for Comprehensive U tilization of Wild Plant , Nanjing 210042 , China;
2.Nanjing Ag riculture Universi ty , School o f Food Science &Technolog y , Nanjing 210095 , China)
Abstract:A high perfo rmance liquid chromatog raphy(HPLC)method w ith pre-column derivatization
w as established for the determination of the monosaccharides of F istular Onion Stalk poly saccha rides
f rom the processing w astes in Xinhua and thei r molar ratio.Eclipse XDB-C18 column w as used w i th
the mobile phase of 0.1 mol/L pho sphate buf fer (pH6.7)-acetonit rile(V∶V=83∶17)at the detec-
tion w aveleng th of 254 nm.1-Pheny l-3-me thyl-5-Py razo lone w as used as deriv ation reagent.The re-
sult show ed that Fistular Onion S talk poly saccharides w ere composed of manno se , gluco se , galactose
and arabinose and thei r molar ratio w as about 0.10∶3.15∶2.26∶0.51.The HPLC method wi th pre-
column derivatization is simple , quick and accurate for the analy sis o f monosaccharide compositions of
Fistular Onion Stalk poly saccharides.
Key words:Fistular O nion Stalk poly saccharides;monosaccha ride composition;pre-column derivat iza-
tion;high performance liquid chromatog raphy (HPLC)
　　葱属于石蒜科葱属。葱是常用的 、ISO 允许使用
的辛香料 ,生食时具有独特的辣味和刺激性 ,但辣味较
平和 。在烹调油中炸制时能散发出其独特的葱香;其
辛香成分主要是二丙基二硫化物和甲基丙基二硫化
物 ,并能刺激胃液分泌 ,增进食欲 。总之 ,葱是现代烹
饪中最常用的调味料之一[ 1] 。葱资源是我国大宗经济
作物资源 ,近年来 ,随着我国葱种植产业的发展和出口
创汇需求的增加 ,我国葱产业得到了长足的发展 ,但随
收稿日期:2009-09-17　　　　　　　　＊通讯作者
基金项目:国家“十一五”科技支撑计划重点课题(2006BAD06B02);农业科技成果转化项目(2007GB24420251)
作者简介:张英(1984-),女 , 湖南长沙人 , 研究生 ,从事食品功能成分研究与开发;
张卫明(1957-),男 ,江苏南京人 , 研究员 ,院长 , 博士生导师 ,主要从事植物功能成分研究与开发。
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之其加工副产物葱白大量增加 ,不仅造成了严重的能
源浪费 ,而且带来了环境污染。江苏兴化作为全国乃
至亚洲最大的香葱种植 、加工 、出口的生产基地 ,年加
工鲜香葱 30万 t ,年产兴化香葱干品 2万 t左右 ,加工
过程带来了大量下脚料葱白[ 2] 。因此 ,迫切需求对我
国葱白资源进行综合利用 ,以解决以上矛盾和问题。
葱白为植物葱的鳞茎 ,传统上被中医药所利用 ,具有发
汗解表的功效 ,主治风寒感冒 、头痛发热 、身痛麻痹 、阴
寒腹痛等 。葱白中含有挥发油 、维生素和粘液质等 ,其
中粘液质的主要成分为多糖类 ,多糖的生理功能较广
泛 ,有调节免疫功能 、降血糖 、降血脂等作用[ 3 , 4] 。目
前国内外葱白多糖的研究仍是空白 ,因此开发利用葱
白多糖具有深远的意义。
文章研究了葱白多糖的单糖组成 ,这对进一步研
究葱白多糖提供基本信息 ,是多糖研究的重要环节[ 5] 。
国内外分离和检测多糖中的单糖组成采用较多的方法
有高效液相色谱柱前衍生化法[ 6 , 7] ,其中 1-苯基-3-甲
基-5-吡唑啉酮(PMP)是还原性糖的最好衍生化试剂
之一[ 8] , 在碱性条件下与单糖定量缩合生成单糖-
PMP 衍生物 ,该衍生物不易裂解 ,分析时不产生异构
峰[ 9] 。文章采用 HPLC-DAD法分析葱白多糖的单糖
组成 ,并测定了各单糖的摩尔比 ,该法操作简单 ,重现
性良好。
1　材料与方法
1.1　材料
葱白(带根须)　江苏兴化兴野食品有限公司的下
脚料 。洗净 、晒干后粉碎过 20目筛备用 。
1.2　试剂与仪器
单糖标准品葡萄糖(Glc)、甘露糖(Man)、半乳糖
(Gal)、阿拉伯糖(Ara)分析纯　均购于美国 Sigma公
司;乙腈和甲醇　色谱纯　均购于美国天地公司;衍生
剂 PMP 化学纯　上海国药试剂有限公司;苯酚 、浓硫
酸 、氢氧化钠 、浓盐酸 、NaH 2PO 4 ·2H2O 、Na2HPO 4 ·
12H 2O 、氯仿等均为国产分析纯。
T6新世纪紫外可见分光光度计　北京普析通用
仪器有限责任公司;FW100型高速万能粉碎机　天津
市泰斯特仪器有限公司;PHS-3C 数显 pH 计　上海
天达仪器有限公司;HH-4数显恒温水浴锅　金坛市
江南仪器厂;1200高效液相色谱仪　安捷伦科技有限
公司 ,包括四元泵 、Eclipse XDB-C18柱 、DAD二极管
阵列检测器等。
1.3　方法
1.3.1　苯酚-硫酸法测定葱白粗多糖的糖含量
苯酚-硫酸法[ 10] 测定糖含量。吸取样液 1.0 mL
(相当于 40 μg 左右的多糖)进行测定 ,以标准曲线计
算多糖含量 ,校正系数为 0.9。
1.3.2　单糖标准品的衍生[ 11]
准确称取甘露糖 、葡萄糖 、半乳糖 、阿拉伯糖各
25 mg于同一容量瓶中 ,定容至 50 mL ,稀释一定浓度
梯度后进行单糖衍生 。各个浓度梯度分别量取单糖标
样混合溶液 100 μL 于不同具塞试管中 , 之后加入
PMP 甲醇溶液100 μL 、0.3 mol/L NaOH 溶液100μL
混匀于 70 ℃水浴中反应 30 min ,取出冷却 10 min后
加入 100μL 0.3 mol/ L HCl中和 ,补水至 2 mL ,加入
2 mL 氯仿萃取 ,充分振荡离心后弃下层 ,重复萃取 3
次 ,上层为水相 ,将水相用 0.45 μm 微孔膜过滤后 ,吸
取20 μL进样 。
1.3.3　样品溶液的衍生
1.3.3.1　葱白多糖的制备[ 12-14]
称取 100 g 葱白粉 ,加入 30倍水于 80 ℃中提取
2 h ,提取两次 ,过滤 、浓缩多糖提取液 ,加入 4倍体积
的 95%乙醇沉淀多糖 ,静置过夜后 ,真空冷冻干燥得
粗葱白多糖。粗葱白多糖配成适当浓度的溶液 ,加入
10%CaC l2 溶液 ,产生果胶沉淀后离心去除果胶 ,上清
液采用上述醇沉法得到初步纯化的葱白多糖 。
1.3.3.2　葱白多糖的水解[ 15]
称取 60 mg 初步纯化的葱白多糖于安瓿瓶中 ,加
入 6 mL 2 mol/ L H 2SO4 ,封管 ,于 100 ℃中水解12 h。
水解后冷却至室温 , 反应混合物 4000 r/min 离心
5 min ,取上清液用 0.3 mo l/L NaOH 溶液中和到约
pH7.0后即可进行样品溶液的衍生。
1.3.3.3　葱白多糖水解液的衍生
吸取 200 μL 上述中和后的上清液于具塞试管中 ,
按 1.3.2 的方法衍生 , 自 “加入 PMP 甲醇溶液
100 μL 、0.3 mo l/L NaOH 溶液 100 μL 于 70 ℃水浴
中反应 30 min”进行操作 ,将所得水相用 0.45 μm 微
孔膜过滤后 ,吸取 20 μL 进样。
1.3.4　色谱条件
色谱柱:Eclipse XDB-C18柱;流动相:0.1 mo l/L
磷酸盐缓冲液 (pH6.7)-乙腈(体积比为 83∶17);柱
温:25 ℃;检测波长:254 nm;流速:1 mL/min;进样体
积:20μL。
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分析检测　　
2　结果与分析
2.1　葱白粗多糖的糖含量
采用苯酚-硫酸法测定糖含量 ,以横坐标为多糖
微克数 ,纵坐标为光密度值 ,得到标准曲线如图 1所
示 ,根据标准曲线计算初步纯化后的葱白多糖中的糖
含量约为 74%,糖含量较高 ,从而可进一步水解后分
析葱白多糖的单糖组成。
图 1　葡萄糖标准曲线
Fig.1 Reg ression equation o f gluco se
2.2　混合单糖标品的线性实验
图 2　单糖标准品的色谱分离图
Fig.2 Chroma to g rams of refe rence materials of
monosaccha rides
注:1.PM P峰;2.Man 峰;3.Glc峰;4.Gal峰;5.Ara 峰
表 1　四种单糖的线性回归方程 、相关系数和检出限
Table 1 Regression equa tion , Co rrelation coefficient and
detectionlimit of four kinds of mono saccha rides
monosac
ch aride
Regression
equat ion
Cor relation
coef fi cien t(R2)
Detection limi t
(mg/mL)
M an Y=6330.2x+80.98 0.9943 0.0024
Glc Y=5074.5x+21.8 0.9943 0.0030
Gal Y=5625x+167.4 0.994 0.0027
Ara Y=6790x+194.2 0.9956 0.0022
　　注:Y 为峰面积 , x为单糖浓度(mg/ mL)
在比较各单糖衍生物的保留时间与样品溶液衍生
物的保留时间后 ,确定葱白多糖水解后的主要单糖有
甘露糖 、葡萄糖 、半乳糖 、阿拉伯糖。因此选用该四种
单糖配成一定浓度梯度的混合单糖标准品溶液 ,按浓
度从小到大的梯度依次进样 ,得到分离的色谱图(如图
2所示),将单糖浓度对峰面积进行线性回归 ,得到线
性回归方程(如表 1所示)。
2.3　葱白多糖的单糖组成
按上述水解和衍生化方法及色谱条件测定了水解
后的葱白多糖的单糖组成 ,其色谱分离图谱如图 3所
示。比较图 2和图 3的各个峰的保留时间可以看出葱
白多糖的单糖组成主要是甘露糖(Man)、葡萄糖
(Glc)、半乳糖(Gal)、阿拉伯糖(Ara)。将峰面积代入
上述各单糖的线性回归方程中计算得到组成葱白多糖
的甘露糖 、葡萄糖 、半乳糖 、阿拉伯糖的摩尔比约为
0.10∶3.15∶2.26∶0.51。
图 3　葱白多糖水解样品的色谱分离图
Fig.3 Chromato gr ams o f acid hydrolyzates f rom F istular
Onion S talk po ly saccharides.
注:1.PMP 峰;2.Man 峰;3.Glc峰;4.Gal峰;5.Ara峰
3　结论
采用 PMP 柱前衍生化 HPLC 法 ,实现利用 DAD
二极管阵列检测器和 C18柱分离分析葱白多糖的单糖
组成 ,这对进一步研究葱白多糖提供了重要依据。同
时证实了葱白多糖水解样品 PMP 衍生化的优化工
艺 ,避免了传统多糖水解产物的复杂干燥过程 。
通过比较多糖水解样品衍生物和单糖标品衍生物
的液相色谱分离图可以确定葱白多糖的单糖组成主要
为甘露糖(Man)、葡萄糖(Glc)、半乳糖(Gal)、阿拉伯
糖(A ra),它们在葱白多糖中的摩尔比约为 0.10∶
3.15∶2.26∶0.51。
4　展望
近些年 ,消费者对调味品的需求迅速增大 ,调味品
种类也日益增多 ,有酿造类调味品 、腌菜类调味品 、鲜菜
类调味品 、干货类调味品 、水产类调味品和其它调味品 ,
调味品工业获得了迅猛发展 ,成为食品行业中新的经济
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增长点。香葱是日常生活中常见的鲜菜类调味品 ,可增
加菜肴的整体风味和香气 。随着脱水蔬菜行业的发展 ,
冻干葱产业也早已兴起 ,例如速冻葱花 、干制的葱段已
成为葱的初加工产品 ,广泛应用到方便食品中。对葱进
行深加工有助于提高辛香料葱的技术附加值和经济附
加值。在葱加工过程中 ,废弃物葱白大量产生 ,造成环
境污染和资源浪费 ,综合利用葱白资源将有可能成为对
葱进行深加工的一个崭新的研究领域 。
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(上接第 95 页)因此从芥末提取有效成分的最适 pH 值
应控制在 4左右 。
2.7　提取级数对芥末有效成分提取效果的影响
称取 10 g 芥末 ,以料液比 1∶10加入 95%的乙醇
溶液 ,在 pH 为4 ,温度为60 ℃条件下分4级提取 4 h ,
结果见图 7。
图 7　提取级数对芥末有效成分提取的影响
由图7可知 ,物料经过前两级提取后 ,能够提取出来的
有效成分基本提取的完全 ,提取率达到95%以上 ,继续增加
提取次数 ,提取效果增加不是很理想 ,反而会增加提取溶剂
的消耗量 ,也稀释了提取物的浓度 ,增加了生产成本。因
此 ,在考虑经济性的基础上 ,采用二级提取比较合理。
3　结论
芥末提取的有效成分主要是芥末中的有效成分酚
酸类化合物酶解而成的异硫氰酸丙烯酯类物质。提取
的最适条件为 ,在实验室条件下用95%的乙醇溶液作为
提取剂 ,料液比控制为 1∶10 , 在 pH为 4 ,温度为60 ℃
条件下 ,分二级提取 4 h ,达到比较好的提取效果。
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