全 文 ：001965　J. S han xiAgric. Un iv.
学 报
收稿日期: 2004 - 03 - 30　　　修回日期:2004 - 05 -31
作者简介:董吉林 (1968 -), 男 (汉), 山西灵石人 , 讲师 , 硕士 , 主要从事食品机械及粮油加工的研究。
基金项目:山西省自然科学基金资助项目 (20031071)
　　文章编号:1671 -8151 (2005) 01 - 0070 -04
裸燕麦麸皮的营养组成分析及 β-葡聚糖的提取
董吉林1 , 申瑞玲 2
(1. 山西农业大学 食品学院 , 山西 太谷 030801;2. 山西农业大学 动物科技学院 , 山西 太谷 030801)
摘 要:研究了我国裸燕麦麸皮的营养特点并进行燕麦麸 β-葡聚糖的提取 , 为燕麦麸的开发利用提供依据。测定
了两种燕麦麸的粗脂肪 、 粗蛋白 、 氨基酸 、 膳食纤维 、 β-葡聚糖等主要营养组分 , 用碱法提取了燕麦麸总 β-葡聚
糖 , 用热水提取了燕麦麸水溶性 β-葡聚糖。裸燕麦麸皮具有丰富的营养 , 具有开发应用前景。
关键词:燕麦麸皮 ;营养组分;β-葡聚糖
中图分类号:TS211.2 文献标识码:A
CompositionalAna lysis of naked Oat Bran and Nutrientβ-G lucan Extrac tion
DONG Ji-lin e t a.l
(College of Food Science and Engineering , Shanxi Agricultura lUniversity, Taigu Shanxi 030801, Ch ina)
Abstract: In order to deve lop and utilize naked oat bran in our country, w e se lected two kinds o f naked oa t bran, ana lyzed
the ir nutrient-c rude fa t, pro tein, am ino acid, die ta ry fibe r andβ-G lucan e t a.l We also ex tracted the ir to ta l β-G lucan by
N aOH and so lub le β-G lucan by hot w ater and d iscu ssed app lication as w ell as pro spec t o f naked oa.t
K ey words:Naked oa t bran;Nutrient composition;Nu trien tβ-G lucan
　　裸燕麦 (A.nude.L), 又名莜麦 , 是我国高
寒山区特有的优质杂粮之一 , 主要分布于内蒙 、
山西 、 河北 、甘肃等地 , 和其他粮食作物相比 ,
裸燕麦营养价值较高 , 具有高蛋白 、 高脂肪 、 高
赖氨酸的特性 , 并含有丰富的 B族维生素和钙 、
磷等矿物元素[ 1] 。因此 “燕麦麸 ” 具有更大的商
业利用价值 , 这已引起了国内外许多学者对其研
究利用的浓厚兴趣 , 并对燕麦麸皮功能和特性进
行了研究 , 王常青对燕麦纤维进行了挤压研
究 [ 2] ;高瞩对燕麦水溶性膳食纤维的降血糖机理
进行了初步探索[ 3] ;马晓凤 、 刘森等也对燕麦麸
的改性 、 降血脂等功效进行了研究 [ 4, 5] 。此外 ,
燕麦麸中还有具有抗氧化作用的多酚类物质[ 6] 。
但和国外相比 , 我国对燕麦及其麸皮的研究还处
于初级阶段 , 国外在燕麦麸皮营养功能及其食品
开发利用已进行了广泛的研究 [ 7] , 且将燕麦麸加
工成膳食纤维粉添加于焙烤食品 、休闲食品 、 肉
制品等多种食品中。美国学者 Ing lett以燕麦麸和
燕麦粉为原料 , 制得两种含有水溶性膳食纤维得
产品 , 商品名为 Oa trim和 Nutrim , 可以添加于肉
制品奶制品和焙烤食品作为脂肪替代品 [ 8] 。但是
从目前的研究来看 , 国外对于燕麦的研究主要是
集中在皮燕麦 (A.Sativa.), 而我国产的燕麦主
要是裸燕麦 , 和皮燕麦相比 , 我国产的裸燕麦 ,
裸粒 、大粒 , 属于优质燕麦 , 国际上对它的需求
很大 , 为了尽快地开发利用我国的优质裸燕麦资
源 , 提高它的附加值 , 我们选用两种裸燕麦麸皮 ,
对其营养组成进行分析 , 并对用碱法提取了燕麦
麸总 β-葡聚糖 , 用热水提取了燕麦麸水溶性 β-葡
聚糖 , 为进一步进行燕麦麸皮深加工进行一个基
础研究。
1 材料与方法
1.1 实验材料
两种裸燕麦 , 分别购自山西大同 (燕麦 1)、
河北张家口 (燕麦 2)。
DOI牶牨牥牣牨牫牳牬牪牤j牣cnki牣issn牨牰牱牨牠牳牨牭牨牣牪牥牥牭牣牥牨牣牥牨牴
β-葡聚糖酶:购自丹麦 NOVO公司;β-葡萄
糖苷酶 、葡萄糖氧化酶购自 Sigma公司;其它试
剂为分析纯。耐热 α—淀粉酶:无锡杰能科酶制
剂公司产品 。
1.2 主要仪器
超级恒温水浴:上海实验仪器厂
LX J -2型离心沉淀机:上海分析仪器厂;
UV1100型紫外 -可见分光光度计:北京瑞
利分析仪器公司;
H 835 -50型氨基酸自动分析仪:日本日立
公司。
1.3 实验方法
1.3.1　实验原料处理:两种燕麦经干燥 、 粉碎 、
过筛分别制得全麦粉 1、 2;燕麦面粉 1、 2;燕麦
麸 1、 2。
1.3.2　营养组分测定方法:淀粉含量的测定:酸
水解法 。
蛋白质的测定:半微量凯氏定氮法。
粗 脂 肪 的 测 定:索 氏 抽 提 法 ,
GB /T5512 - 85。
水分的测定:105℃恒重法 , GB5009.3 - 85。
灰分的测定:550℃灼烧法 , GB /T5505 - 85。
总膳食纤维 (TDF )、 不溶性 膳食纤维
(IDF)和可溶性膳食纤维 (SDF)测定:酶 -重
量法 AOAC 991.43[ 9] 。
β-葡聚糖含量的测定:原料中加入 β-葡聚糖
酶 、 β-葡萄糖苷酶直接水解后 , 测定葡萄糖含量 ,
即 AOAC 995.16法[ 10] 。
氨基酸组成分析:酸水解后 , 用氨基酸自动
分析仪分析 。
1.3.3 燕麦麸中 β-葡聚糖的提取工艺流程
燕麦麸 (70%乙醇回流灭酶 2h) →加 0.2
MNaOH或水在 80℃搅拌提取 2h→离心分离 (残
渣反复提取 2次 ) →上清液 (同 2次提取上清合
并) →调 PH至 6.4, 加耐热 α-淀粉酶 80℃酶
解 , 用碘液检测至不变蓝为止→调 PH4.5 , 加液
体糖化酶 60℃作用 30 m in→保持 PH4.5, 静置
30m in→离心 , 收集上清→调 PH7.0, 加乙醇沉
淀 , 4℃过夜→离心分离 , 收集沉淀→干燥→燕麦
β-葡聚糖粗品 (燕麦胶 )
1.3.4 β-葡聚糖得率和提取率
β-葡聚糖得率 (%) =提取得 β-葡聚糖含量
/原料总重量 ×100%
β-葡聚糖提取率 (%) =提取得 β-葡聚糖含
量 /原料中总 β-葡聚糖含量 ×100%
2 实验结果及讨论
2.1 裸燕麦麸皮营养组成分析 (表 1)
表 1 裸燕麦麸皮营养组成 (%, w /w)
Tab le 1　Nutrient composition of naked oa t b ran (%, w /w)
水分
w ater
粗脂肪
crude fat
粗蛋白
crude
p rotein
淀粉
starch
灰分
ash
TDF
Total d ietary
fib er
SDF
Solub le D ietary
fiber
IDF
Inso lub le D ietary
fiber
燕麦麸 1
oat bran1
10. 60 9. 54 18. 94 40. 11 3.58 17. 23 10. 22 7.01
燕麦麸 2
oat bran2
9.31 9. 88 20. 13 37. 07 3.41 21. 20 12. 86 8.34
　　由表 1可见 , 燕麦籽实含油高于其他谷物 ,
燕麦油约 92%来自胚乳和麸皮 , 燕麦脂质中亚油
酸含量较高 , 占总脂肪酸的 38.1% ～ 52.0%, 两
种燕麦麸粗脂肪含量均较高 , 因此 , 可以利用燕
麦麸来提取燕麦油 , 开发富含不饱和脂肪酸的功
能性燕麦油 。
两种燕麦麸粗蛋白含量均较高 , 我们对燕麦
麸 2的氨基酸组成进行了分析 , 结果见表 2:
从表 2可见 , 燕麦麸氨基酸组成全面 , 其中
必需氨基酸含量可以满足人体需要 , 赖氨酸含量
(0.942)高于小麦粉 (0.4)、 小麦麸 (0.56)和
燕麦片 (0.5)。
表 2 燕麦麸皮 2的氨基酸组成
Tab le 2 Am ino ac id com ponen t o f naked oa t bran 2
名 称
nam e
质量分数%
concent ration
名 称
nam e
质量分数%
concen tration
A sp 1. 826 C ys 0. 831
Th e 0. 780 V al 1. 323
Ser 1. 161 M et 0. 761
G lu 4. 502 Ile 0. 880
G ly 1. 103 Leu 1. 744
A la 1. 037 Try 0. 835
Ph e 1. 037 Lys 0. 942
H is 0. 452 A rg 1. 370
Pro 1. 179
　　因此 , 可以用燕麦麸皮作为提取蛋白质的原
料 , 燕麦麸蛋白质主要是球蛋白和谷蛋白 [ 11] , 可
712005　　　　　　　　　　　　　　董吉林等:裸燕麦麸皮的营养组成分析及 β-葡聚糖的提取
以对其进行分离提取 , 并加强它的功能性研究 ,
比如 , 燕麦蛋白是否有过敏性 , 是否可以进行蛋
白水解产物活性肽的开发以及进行蛋白质功能改
性研究等。
两种燕麦麸的膳食纤维含量都较高 , 1989年
AACC对加工得到的燕麦麸皮定义 [ 12] :燕麦麸所
含有的总 TDF至少 16%, SDF至少占 TDF的 1 /3,
总 β-葡聚糖至少 5.5%。三种麸皮 TDF、 SDF均
符合以上标准 , 可以应用于开发高膳食纤维产品。
燕麦纤维的营养生理作用应该主要是它的水溶性
膳食纤维 , 其中重要组分是 β-葡聚糖 , 燕麦 β-葡
聚糖主要存在于燕麦的亚糊粉层细胞壁中 , 其含
量随品种 、 栽培条件 、 加工方式等不同 , 我们就
现有的原料 , 对其中的 β-葡聚糖含量进行了分
析 , 结果见表 3:
表 3 不同品种燕麦 β-葡聚糖含量 %
Tab le 3 The contents o f β-g lucan o f diffe rent naked oa t%
原料　m aterial
总 β-葡聚糖
含量 %
totalβ-
g lucan
con ten t
可溶性 β-葡聚糖
含量 % solub le
β-glucan conten t
燕麦麸 1 (oat b ran 1) 9. 92 7. 08
燕麦麸 2 (oat b ran 2) 11. 33 8. 49
燕麦粉 1 (oat starch 1) 2. 58 1. 54
燕麦粉 2 (oat starch 2) 2. 93 1. 87
全燕麦 1 (who le oat pow der 1) 4. 83 2. 29
全燕麦 2 (who le oat pow der 2) 5. 11 2. 88
　　从表 3可以看出 , 不同品种燕麦中 β-葡聚糖
含量不同;同一品种 , 麸皮中 β-葡聚糖含量要高
于全麦粒和面粉中。两种麸皮 β-葡聚糖含量均大
于 5.5%, β-葡聚糖是一种高粘性多糖 , 近年来
研究认为 β-葡聚糖作为一种水溶性膳食纤维具有
降血脂 、降血糖 , 防治心血管疾病的功能 , 并且
其粘性行为 、胶凝特性等使得它在医学 、化妆品 、
食品领域的研究日渐广泛深入。我们可以用我国
裸燕麦麸作为提取 β-葡聚糖的优质原料 , 开发利
用我国裸燕麦资源。
2.2 裸燕麦麸皮 β-葡聚糖的提取
在燕麦 β-葡聚糖的提取方面国外研究较多 ,
从燕麦麸皮中提取 β-葡聚糖 , 由于有大量淀粉 ,
其他多糖以及蛋白质和脂肪 , 所以提取工作中 ,
大致的步骤是 [ 13] :
用热乙醇溶液灭内源酶并去除游离糖 、小分
子蛋白和一些非极性化合物。
用淀粉酶来去除淀粉 , 同时提取非淀粉多糖
(主要是戊聚糖和 β-葡聚糖)。
利用 (NH4)2 SO4沉淀或用添加酶来降解戊聚
糖 (阿拉伯木聚糖)来进行 β-葡聚糖的纯化 。
总结别人的经验 , 我们用 0.2M的 N aOH和
水溶液作为溶剂 , 在 80℃下分别对两种燕麦麸进
行总 β-葡聚糖和水溶性 β-葡聚糖的提取 , 在提取
过程中用耐高温 α-淀粉酶和糖化酶去淀粉 , 等
电点沉淀法去蛋白 , 经醇沉得到 β-葡聚糖粗品 ,
经测定 , 两种燕麦麸 β-葡聚糖提取结果见表 4。
表 4 燕麦麸 β-葡聚糖的得率 (%)
Tab le 4 The rate of β-g lucan in naked oa t bran (%)
总 β-葡聚糖
total β-g lucan
水溶性 β-葡聚糖
solub le β-glu can
水不溶性 β-葡聚糖
insolub le β-g lucan
燕麦麸 1 (oat b ran 1) 8. 38 4. 58 3.80
燕麦麸 2 (oat b ran2) 9. 34 5. 96 3.38
　　从表 4可见 , 得到的结果计算两种燕麦麸总
β-葡聚糖的得率分别为 84.5%和 82.4%, 用碱提
可以提得 80%以上的 β-葡聚糖 , 水溶性 β-葡聚糖
的得率分别 是 64.6%和 70.2%, 水不溶性
β-葡聚糖由总 β-葡聚糖和水溶性 β-葡聚糖之差算
得 。 β-葡聚糖的功能性质有待于进一步研究。
3 展 望
目前 , 裸燕麦在我国有相当的种植区域 , 例
如 , 我省年平均播种面积就在 10万 hm2左右;河
北张家口冀北计划总投资 3亿元 , 建设 7万 hm2
有机燕麦种植带 。因此 , 我国裸燕麦资源充足 ,
要合理地 、 全方位地开发我国的优质燕麦 , 使之
走进千家万户的餐桌 , 加入功能性食品的市场 ,
72 　　　　　　　　　　　　山 西 农 业 大 学 学 报　　　　　　　　　　　　　　　　　25 (1)
进一步走向国际市场 , 我认为应致力于以下诸方
面的开发和研究:
(1)裸燕麦主要品种营养成份分析及优质裸燕麦
品种的鉴定和筛选;
(2)裸燕麦淀粉 、 油脂 、蛋白质等主要成份的分
离与提取研究及产品研制和加工工艺研究;
(3)裸燕麦膳食纤维和 β-葡聚糖的分离提取 、 生
理功能研究 、高 β-葡聚糖的功能保健食品的研制
以及 β-葡聚糖工业化生产和在食品 、 化工等领域
的应用研究;
(4)裸燕麦的其他活性成分 (如小分子酚类化合
物 、 皂甙等 )的提取分离及功能研究;(5)裸燕
麦及其加工副产品在饲料工业的应用研究。
随着人们对燕麦食品营养保健作用的不断认
识 , 燕麦食品将会越来越受到欢迎 , 燕麦食品开
发有着广阔前景 。而且 , 由于国际上对燕麦的营
养 、 保健作用认识比较早 , 在食品 、 化妆品 、药
品生产上广泛的应用 。因此 , 对燕麦原料的需求
量非常大。而我国生产的燕麦成本低 , 品质好 ,
在国际市场上有很强的竟争力。相信通过我们大
家的努力 , 我国裸燕麦深加工将蓬勃发展 , 定会
形成产业化经营格局 。
参　考　文　献
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我校两个省级工程技术研究中心获准建立
为了充分发挥我省高等学校在人才 、 技术 、 信息等方面的优势 , 密切产学研结合 , 培养一流的工程技术人
才 , 推动集成 、 配套的工程化成果向相关行业辐射 , 创建一流的工程化实验条件 , 逐步形成我省的科技开发 、
技术创新和产业化基地 , 为山西经济建设作出更大的贡献 , 依据我校申请 , 经科技厅研究决定 , 批准在我校建
立以下两个省级工程技术中心:
1、 山西省绿色生物农药工程技术研究中心依托农学院的昆虫信息素 、天敌昆虫 、 植物源农药 、 微生物农药
开发 4个优势学科及 3个博士点 、 8个硕士点而组建。
2、 山西省食用菌工程技术研究中心依托食品科学院的微生物 、 真菌学 、 细胞学 、 生理学 、 发酵学等优势学
科及 4个硕士点组建而成。
732005　　　　　　　　　　　　　　董吉林等:裸燕麦麸皮的营养组成分析及 β-葡聚糖的提取