全 文 ：第 34 卷 第 1 期
2013 年 1 月
内 蒙 古 农 业 大 学 学 报
Journal of Inner Mongolia Agricultural University
Vol． 34 No． 1
Jan． 2013
硅烷化衍生化 －气相色谱法测定不同品种
莜麦的非淀粉多糖
*
许 辉1， 白国涛2， 潘国卿2， 赵宇龙1
(1． 内蒙古农业大学理学院，呼和浩特 010018;2． 内蒙古出入境检验检疫局，呼和浩特 010020)
摘要: 本文采用硅烷化衍生化 －气相色谱法，测定了白燕 2 号等内蒙古不同品种莜麦中可溶性和不可溶性非淀粉
多糖的含量。样品经正己烷去脂肪，80%乙醇去游离糖，在 pH = 5 的 HAC缓冲液中用 α －淀粉酶和 α －葡萄糖苷酶
酶解，可得到可溶性非淀粉多糖(SNSP)和不可溶性非淀粉多糖(ISNP)。经酸水解后，对其非淀粉多糖的各组成单
糖采用硅烷化进行衍生物制备，直接气相色谱法测定。本方法的线性相关系数在 0． 99584 － 0． 99909 之间，木糖含量
在 1． 984 － 4． 384 mg /g之间，甘露糖含量在 1． 866 － 3． 221mg /g之间，半乳糖含量在 0． 454 － 0． 903mg /g之间，葡萄糖
含量在 5． 31 － 10． 528mg /g之间，总量在 9． 614 － 17． 016mg /g之间。结果表明，该方法适用于莜麦中可溶性和不可溶
性非淀粉多糖的测定，为莜麦的深入品质评价及进行产品有效成分提取和利用，提供了较科学的营养学依据。
关键词: 硅烷化衍生化; 气相色谱; 莜麦; 非淀粉多糖
中图分类号: S512． 6 文献标识码: A 文章编号:1009 － 3575(2013)01 － 0146 － 06
DETERMINATION INNER MONGOLIA DIFFERENT
VARISTIES OF NAKED OATS ONO － STARCH POLYSACCHARIDES
CONTENT BY GAS CHROMATOGRAPHY
HUI Xu1， BAI Guo － tao2， PAN Guo － qing2， ZHAO Yu － long1
(1． College of Science，Inner Mongolia Agricultural University，Huhhot 010018，China;
2． Inner Mongolia Entry － Exit Inspection and Quarantine Bureau，Huhhot 010020，China)
Abstract: Silylation derivatization － Gas Chromatographic Determination Method for determination of non － starch polysaccharides in
naked oats． BaiYan No． 2 and no． 8 NeiYan no． 5 Yan no． 08 － 9 and market no． 1 of five kinds of different Inner Mongolia production
of naked oats，soluble and insoluble non － starch polysaccharide content were measured． Fat samples with hexane to 80% ethanol to
free sugars，and then，in pH = 5，HAC buffer using α － amylase and α － glucosidase enzymatic hydrolysis of starch can be divided in-
to soluble non － starch polysaccharides and insoluble non － starch polysaccharides by acid hydrolysis，and the constituent monosaccha-
rides of its non － starch polysaccharides using the silylation derivatization，gas chromatography were determined． The linear correlation
coefficient between 0． 99584 － 0． 99909，the xylose content in the 1． 984 － 4． 384 mg / g，the mannose content between 1． 866 － 3．
221mg / g，the galactose content of 0． 454 － 0． 903mg / g，between the glucose content in the 5． 31 － 10． 528mg / g，total 9． 614 － 17．
016mg / g． This method is suitable for the determination of naked oats in the soluble and insoluble non － starch polysaccharides．
Key words: Silanization; gas chromatography; naked oats; non － starch polysaccharides
莜麦非淀粉多糖(Non － starch polysaccharides，
NSP)已引起营养学家的极大关注［1］，尤其对其深加
工产品的开发，对其有效成分的提取和利用方面发
展迅速。莜麦膳食纤维中含有 NSP，人体增加膳食
纤维的摄入，可促使胆固醇排泄，防治糖尿病，有利
于减少糖尿病的血管并发症的发生;可通便导泄，对
于习惯性便秘患者有很好的帮助;特别是莜麦作为
功能性保健食品，日益受到世界各地营养学家的极
大关注［2］。
因此对莜麦的品质评价，必须从我国现有的传
* 收稿日期: 2012 － 10 － 28
基金项目: 内蒙古高校自然科学基金(NJ10064) ;内蒙古人事厅人才基金项目
作者简介: 许辉(1963 －) ，女，教授，主要从事天然产物化学的研究．
统成分测定评价，向更深入的、更细致的有效成份分
析、测定和功能评价方面进行研究。本文采用硅烷
化衍生的方法，用气相色谱法测定莜麦中非淀粉多
糖的含量，为莜麦营养价值的评价，更好研制与开发
防治人类心血管疾病、便秘以及结肠癌的碳水化合
物型营养功能性食品提供理论依据［8］。
1 材料与方法
1． 1 材料、试剂与仪器
白燕 2 号、白燕 8 号、内燕 5 号、08 － 9、市场 1 号
(内蒙古农业大学农学院提供)
木糖标准品、甘露糖标准品、半乳糖标准品、肌
醇标准品(国药化学试剂有限公司)
葡萄糖标准品(天津市风船化学试剂科技有限
公司)
α －淀粉酶(美国 Sigma公司)
α －葡萄糖苷酶(购于上海科兴生物科技有限公
司)
三甲基氯硅烷、六甲基二硅胺烷、N，N － 二甲基
甲酰胺、无水乙醇、80%乙醇等
1． 2 主要仪器
7890A气相色谱仪(美国 Agilent公司) ;
3 － 18K离心机(德国 Sigma公司) ;
SB － 1000 旋转蒸发仪(日本 Eyela公司) ;
NTS － 4000B恒温水浴振荡仪(日本东京理化公
司) ;
Milli － Q50 超纯水仪，电阻率≥18MΩocm，25℃
(美国 Millipore公司) ;
2 试验方法
2． 3． 1 样品的前处理
2． 3． 1． 1 去脂肪、游离糖和淀粉 用分析天平准确
称样，粉碎、过筛(44 目)后，置于 50mL 塑料离心管
中。
去除脂肪:加 5mL正己烷于离心管中，超声振荡
15min，离心 5min后，弃去上清液。
去除游离糖:沉淀中加 5mL80%乙醇，超声振荡
10min，80℃水浴 10min，离心 5min，弃去上清液。
去除淀粉:沉淀中加 5mLHAC缓冲液(pH = 5) ，
混匀，95℃水浴 30min，加 α －淀粉酶，冷至 55℃时，
加 α －葡萄糖苷酶，并恒温振荡，离心分离。
2． 3． 1． 2 多糖纯化和水解 上清液为可溶性非淀
粉多糖(SNSP) ，加 16mL无水乙醇，混匀，离心 5min，
弃去上清液，反复，沉淀用 N2 吹干，加 5mL 三氟乙
酸溶液水解，95℃水浴 2h，冷至室温。
沉淀为不可溶性非定粉多糖(INSP) ，加 10mL
水，混匀，离心 5min，弃去上清液，加 2． 5mL 丙酮，混
匀，离心 5min，弃去上清液，沉淀用 N2 吹干。加 1mL
硫酸溶液水解，45℃水浴 30mi，95℃水浴 2h，冷至室
温。
2． 3． 2 样品的衍生化反应 取水解液于鸡心瓶内，
加入 2moL /L 氢氧化钠溶液，中和水解后剩余的酸。
加入 200μL 肌醇内标溶液，70℃旋转蒸发至干，加
8mL N，N二甲基甲酰胺，超声振荡 5min使其完全溶
解，将溶液转入 25mL具塞比色管中，加入 1mL 三甲
基氯硅烷，2mL 六甲基二硅胺烷，混匀，用封口膜封
口，80℃水浴 80min，冷至室温，加 5mL 正己烷，混
匀，静置 30min，分别取上清液进行气相色谱分析。
2． 3． 3 气相色谱测定条件 色谱柱:DB － 23 毛细
管色谱柱(60m × 0． 25mm × 0． 25μm，美国 Agilent 公
司)
柱温:初始温度 100℃，以 10℃ /min升至 150℃，
以 2℃ /min 升至 156℃保持 2 分，以 2℃ /min 升至
168℃，再以 20℃ /min升至 220℃，流速:2． 0ml /min，
进样口温度:240℃，
检测温度:240℃
进样体积:1μL。
3 结果与分析
3． 1 标准溶液的配制
准确 称 量 各 单 糖 标 准 品 0． 1g (精 确 到
0． 00001g) ，溶解并定容至 100mL 容量瓶中，各标准
溶液的浓度见表 1。
表 1 各单糖标准溶液配制
Table 1 Standard solution preparation
标准品 质量(g) 浓度(g /L)
木糖 0． 10052 1． 0052
甘露糖 0． 10001 1． 0001
半乳糖 0． 10018 1． 0018
葡萄糖 0． 10115 1． 0115
肌醇 0． 10155 1． 0155
3． 2 标准品固体和标准品溶液的衍生
分别取木糖标准品 2． 0mg 和木糖标准溶液
200μL，在 80 ℃衍生 80min，进行气相色谱分析(木
糖标准溶液经旋转蒸发后进行衍生)。
实验表明，木糖固体标准品衍生后出一个峰，见
图 3，而木糖标准溶液衍生后出 2 个大小相近的峰，
741第 1 期 许 辉等: 硅烷化衍生化 －气相色谱法测定不同品种莜麦的非淀粉多糖
见图 4。而且木糖标准溶液经旋转蒸发(多次加入
无水乙醇)蒸干以及经真空烘箱 60 ℃干燥 24h 等方
式干燥后衍生均出现 2 个大小相近的峰，且两峰的
峰面积之和与相同量的固体标准品衍生物单峰的峰
面积相近，可能为标准溶液在溶解或加热的过程中
发生了一些变化所致。此后取甘露糖、半乳糖和葡
萄糖的固体标准品和所配置溶液衍生化后测定，色
谱图略。
图 1 木糖标准品固体衍生物色谱图
Fig． 1 Xylose standard product solid derivatives chromatogram
图 2 木糖标准溶液衍生物色谱图
Fig． 2 Xylose standard solution derivatives chromatogram
3． 3 各单糖标准溶液的线性及相关系数
分别取木糖标准溶液、甘露糖标准溶液、半乳糖
标准溶液和葡萄糖标准溶液各 2mL，配制混合标准
溶液，然后分别取混合标准溶液液 50μL、100μL、
200μL、400μL、800μL、1600μL 于鸡心瓶中，各加入
200μL肌醇内标溶液，按照 1． 3． 2 的方法进行衍生，
进行气相色谱分析(色谱图略)。以峰面积比为纵坐
标，含量比为横坐标作线性，各单糖标准溶液的线性
方程、线性范围及相关系数见表 4，各单糖标准溶液
的线性图。(见图 5 － 13)
结果表明，在 0μg /mL － 80． 920μg /mL 范围内，
单糖质量浓度与色谱峰面积有良好的线性关系，各
单糖线性相关系数在 0． 99584 － 0． 99909 之间。
3． 4 各单糖标准溶液及混合标准溶液衍生物色谱
图
分别取各单糖标准溶液及混合标准溶液
200μL，按照 2． 4． 7 的方法进行衍生，进行气相色谱
分析，各单糖标准溶液及混合标准溶液衍生物色谱
图。(见图 3、4，其他单糖色谱图略)
841 内 蒙 古 农 业 大 学 学 报 2013 年
表 2 各单糖标准溶液的线性方程、线性范围及相关系数
Tab． 2 Each simple linear equation of standard solution，the linear range and correlation coefficient
单糖 线性方程 线性范围(μg /mL) 相关系数
木糖 1 Y = 0． 34737311X － 0． 0100898 0 － 80． 416 0． 99835
甘露糖 1 Y = 0． 63895424X － 0． 0157362 0 － 80． 008 0． 99794
木糖 2 Y = 0． 35104929X － 0． 0087555 0 － 80． 416 0． 99862
半乳糖 1 Y = 0． 17226801X － 0． 0059866 0 － 80． 144 0． 99665
半乳糖 2 Y = 0． 13085487X － 0． 0035985 0 － 80． 144 0． 99663
葡萄糖 1 Y = 0． 4928699X － 0． 0264226 0 － 80． 920 0． 99584
甘露糖 2 Y = 0． 13418757X － 0． 000549 0 － 80． 008 0． 99909
半乳糖 3 Y = 0． 31122331X － 0． 0115749 0 － 80． 144 0． 99786
葡萄糖 2 Y = 0． 42405561X － 0． 0072669 0 － 80． 920 0． 99831
图 3 甘露糖标准溶液衍生物色谱图
Fig． 3 Mannose standard solution derivatives chromatogram
图 4 混合标准溶液衍生物色谱图
Fig． 4 Mixed standard standard solution derivatives chromatogram
941第 1 期 许 辉等: 硅烷化衍生化 －气相色谱法测定不同品种莜麦的非淀粉多糖
3． 5 样品中非淀粉多糖的含量
根据气相色谱分析结果，白燕 2 号、白燕 8 号、
内燕 5 号、08 － 9 号以及市场 1 号 5 种不同品种莜麦
中可溶性和不可溶性非淀粉多糖水解产物衍生物色
谱图(含内标) ，见图 5，6。用内标法分别计算出白
燕 2 号、白燕 8 号、内燕 5 号、08 － 9 号以及市场 1 号
5 种不同品种莜麦中可溶性和不可溶性非淀粉多糖
中各单糖含量以及非淀粉多糖总量，见表 3。
图 5 白燕 2 号可溶性非淀粉多糖衍生物色谱图
Fig． 5 BaiYan no． 2 soluble non － starch polysaccharides derivatives chromatogram
图 6 白燕 8 号可溶性非淀粉多糖衍生物色谱图
Fig． 6 BaiYan no． 8 soluble non － starch polysaccharides derivatives chromatograph
表 3 样品中非淀粉多糖的含量 (n = 3)mg /g
Table 3 Samples of the polysaccharide central African starch content
样品 非淀粉多糖 木糖 甘露糖 半乳糖 葡萄糖 总 NSP
可溶性 1． 986 0． 336 0． 903 2． 841 6． 066
白燕 2 号 不可溶性 2． 398 1． 572 0 4． 210 8． 180
总 4． 384 1． 908 0． 903 7． 051 14． 246
可溶性 1． 086 0． 257 0． 647 2． 316 4． 306
白燕 8 号 不可溶性 2． 684 2． 964 0 7． 062 12． 710
总 3． 770 3． 221 0． 647 9． 378 17． 016
可溶性 0． 969 0． 238 0． 500 2． 823 4． 530
內燕 5 号 不可溶性 1． 895 2． 545 0 6． 207 10． 647
总 2． 864 2． 783 0． 500 9． 030 15． 177
可溶性 0． 847 0． 228 0． 454 1． 768 3． 297
08 － 9 号 不可溶性 1． 137 1． 638 0 3． 542 6． 317
总 1． 984 1． 866 0． 454 5． 310 9． 614
可溶性 0． 692 0． 559 0． 610 1． 255 3． 116
市场 1 号 不可溶性 1． 889 1． 600 0 9． 273 12． 762
总 2． 581 2． 159 0． 610 10． 528 15． 878
051 内 蒙 古 农 业 大 学 学 报 2013 年
实验数据表明，几种样品中 SNSP含量最低的是
市场 1 号，含量最高的是白燕 2 号;INSP含量最低的
是 08 － 9 品种，含量最高的是市场 1 号;总 NSP含量
最高的是白燕 8 号，含量最低的是 08 － 9 品种。说
明不同燕麦品种中非淀粉多糖的含量有较大差异。
4 结论
4． 1 非淀粉多糖主要存在于植物的细胞壁中，是由
多种单糖和糖醛酸经糖苷键连接而成的多聚体，且
大多为有分支的链状结构，常与无机离子和蛋白质
结合在一起，结构非常复杂，用气相色谱法不仅可以
测出样品中可溶性非淀粉多糖和不可溶性非淀粉多
糖的含量，还可以进一步测出其单糖组成。
4． 2 由于本实验对衍生条件要求比较严格，应掌握
好衍生的温度与时间，且衍生时不能有水进入，否则
会导致衍生失败，实验过程中通过旋转蒸发(多次加
入无水乙醇)带走水解液中的水，封口膜封口避免外
界水的进入。
4． 3 本实验最大的误差来源是样品中所含淀粉的
处理，耐热 α －淀粉酶、α －葡萄糖苷酶的使用是试
验过程的关键步骤，应控制好加入时的温度和时间，
以保证样品中淀粉的彻底酶解，减少试验误差。
参 考 文 献:
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