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灰树花多糖粗品及各级分中单糖组成的气相色谱法测定



全 文 :!! 食品科学
收稿日期:## $ % $ !&
基金项目:湖北省“十五”重点科技攻关计划资助项目 ’ #!((#)*+ ,
作者简介:李小定 ’ !%-. $ ,,男,讲师,博士,研究方向:食品化学与分析。
灰树花多糖粗品及各级分中单糖
组成的气相色谱法测定
李小定/荣建华/吴谋成
(华中农业大学食品科技系,武汉 )+0)
摘 要:采用糖腈乙酸酯气相色谱法,利用 12 $ !0! 毛细管色谱柱完成了 0 种单糖的糖腈乙酸酯及内标肌醇六乙酰
酯的分离,测定了灰树花多糖粗品及 ) 种级分的单糖组成。方法的平均回收率在 %.3 &4 5 !!3 -4之间,相对标准偏差
低于 #4。
关键词:灰树花;多糖;气相色谱;单糖
!#$%&’$: 678 98:;<;=>?@ ;@A A8=8@;=>?@ ?C B?@?9;DD7<>A8 D?B:?9>=>?@ >@ DEA8 :?FG9;DD7;<>A8 ;@A
:?FG9;DD7;<>A8 C<;D=>?@9 C9 <8:?<=8A HG I;9 D7=7 12 $ !0! D;:>FF;分,吸水能力、持气能力及乳化性能均减小,使混合料
的粘度降低(见表 +)及稳定性变差。表现在产品品质
方面则会使其组织状态变劣,口感粗糙。
乳蛋白质及可溶性糖含量是影响冰淇淋混合料加
工性能的重要因素,蛋白质含量高,混合料的吸水力及
持气力较强,粘度适宜,乳化状态良好,可防止粗大冰
晶出现 K % L,使制品具有理想的口感及较高的营养价值。
可溶性糖在提高冰淇淋甜度的同时,能够使混合料具
有一定粘度,在搅冻时降低冰点,抑制冰晶增大,同时
可溶性糖还可与牛乳中的 ! $和 $酪蛋白形成碳水
化合物 $蛋白质络合物,这种络合物有利于乳化剂与
脂肪球充分接触,使之达到良好的乳化状态,从而提高
混合料的容气及持气能力并使产品膨胀率提高 K - L。冰
淇淋混合料中如果添加了 MNO等非蛋白质、非可溶性
糖类物质或加入过量 PMNO 则等于对上述#种物质产
生稀释作用,使混合料及产品性能变劣。为避免变劣,
普遍的做法是提高冰淇淋稳定剂的添加量来改善混合
料的工艺性能 K ! L。但是在本研究中,将粒度为3 !&BB
的 PMNO按添加量为-4添加到冰淇淋混合料中,非但
不会使混合料性能及产品品质劣化,反而使产品的各
方面性能优良。证明粒度为3 !&BB 的 PMNO当添加
量为-4时,不表现对乳蛋白质及可溶性糖类的稀释作
用,因而冰淇淋稳定剂的用量并不增加。
+ 结 论
+3 ! 添加到冰淇淋中的玉米膳食纤维必需经过适当
方法处理才能改善冰淇淋品质。挤压法是处理玉米膳
食纤维较为理想的方法。
+3 # 采用粒度为 3 !&BB 的 PMNO 添加到冰淇淋
中,当添加量为 -4时,冰淇淋品质最佳,并且冰淇淋
稳定剂用量不超过传统冰淇淋生产时的用量。
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#+,2?F3 #),\?3 ) !分析检验
!!!食品科学
古代医学资料记载灰树花性味甘、平,有 益气
健脾、补虚扶正的功效。灰树花多糖是存在于灰树花
中的主要功能因子,现代药理学实验证明灰树花多糖
具有增强免疫调节、抗肿瘤、抗病毒、降血糖、降血压等
多种生物活性 # ! $。灰树花多糖的分离纯化是研究多其
构效关系的必要步骤。在前文的基础上,本文利用毛
细管气相色谱法测定了灰树花多糖粗品及四种级分的
单糖组成,为灰树花多糖的进一步研究奠定基础。
! 实验部分
!% ! 仪器与试剂
岛津 &’ ( )*气相色谱仪,配带氢火焰离子化检
测器,’+ ( ,* 数据处理机。甘露糖和阿拉伯糖为
-./01 公司产品,其它试剂均为国产分析纯或生化试
剂。灰树花粗多糖(2&-)与四种多糖级分(2&- ( ! 3
2&- ( 4)的制备按文献 # 5 $的方法进行。
!% 5 多糖的水解及衍生
采用糖腈乙酰酯衍生物气相色谱法测定单糖 # 6 $。
分别取 2&- ( !、2&- ( 5、2&- ( 6和 2&- ( 4各 !789
置于安培管中,加入 58. 5% 78:. ; <三氟醋酸,真空封
管后置于 !!7=水解 5>,冷却后以玻璃棉过滤,然后减
压蒸干残余的三氟醋酸。在水解物中加入 589肌醇六
乙酰酯作为内标物,分别加入 !789 盐酸羟胺及 !8.
无水吡啶,溶解后在 )7=反应 678?@,冷却至室温,加
入 !8.无水醋酸酐,于 )7=水浴中反应 678?@,冷却后
加入 !8.水搅拌,然后用氯仿萃取 6次,合并氯仿层,
减压抽干后加入 !8.氯仿溶解进行气相色谱分析。
肌醇六乙酰酯的制备:称取 69肌醇,加入 4% A9盐
酸羟胺、4A8.醋酸酐和 68.吡啶,在 )7=水浴反应 5>
并不时摇动。待溶液中无不溶物后,将反应液置于冰
水中,使肌醇六乙酰酯结晶析出。过滤后加 578.蒸馏
水洗涤,然后将产物 !77=烘干备用。气相色谱检测肌
醇六乙酰酯应为单峰。
!% 6 色谱条件
BC ( !D7!石英毛细管柱 E 7% 6588 F 678G,内径
7% 65!8;载气为 H5,流速 A78. ; 8?@,分流比 A7I !。氢
火焰离子化检测器,进样口温度 5A7=;柱温采用程序
升温,从 78?@到 ,% ,8?@为 57A=,然后以 57= ; 8?@
的速率升至 567=。
!% 4 标准曲线的制作
精确称取肌醇六乙酰酯 47789,用无水吡啶溶解
并定容至 !778.作为内标。另精确称取各标准单糖(葡
萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、半乳糖、盐藻
糖)J789,用无水吡啶溶解并定容至 !78.。分别吸取各
标准单糖 !8.,7% J8.,7% ,8.,7% 48.,7% 58.,7% !8.于具
塞试管中,分别加入内标溶液 7% A8.与 !789盐酸羟
胺,各管以无水吡啶补充至 58.,溶解后在 )7=反应
678?@,冷却至室温,加入 !8.无水醋酸酐,在 )7=下
反应 678?@,冷却后加入 !8.水搅拌,然后用氯仿萃取
6次,合并氯仿层,减压抽干,加入 !8.氯仿溶解,进行
气相色谱分析。以每种单糖进样前的浓度为横座标,单
糖与内标的峰面积比为纵座标作线性回归,计算出回
归方程与相关系数。
!% A 重复性试验与回收率试验
对同一多糖样品进行 ,次重复测定,计算各单糖
的平均值与相对标准偏差。
在已知单糖含量的多糖样品中加入一定量的各种
单糖进行测定,各单糖的回收率K L #(实测量 (原有
量); 加入量 $ F !77K。
!% , 多糖中单糖摩尔比的计算
根据各单糖的标准曲线计算出多糖中单糖的含
量,各单糖的摩尔数 L E’? F 单糖浓度,< 为进样前的体积,M? 为该单糖的分子
量。
5 结果与分析
每种单糖的糖腈乙酰酯衍生物在气相色谱分析时
都为单峰,在 BC ( !D7!毛细管柱中 D种单糖与内标
能得到完全分离(图 !)。D种单糖相对于内标物的峰面
积值与浓度的定量关系式见表 !。以单糖与内标峰面
积之比作为定量依据是为了消除在实验过程中操作者
带来的误差。对 2&- ( 5进行 ,次重复测定,葡萄糖、
N:./8O% M:@:P1NN>Q?ROP SQ:8 T:.UP1NN>1Q?ROP >URQ:.UVOR W?X> 5% 78:. ; < ’-6’BBY 1QO QOR/NOR 1@R
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中图分类号:_A6) 文献标识码:* 文章编号:!775 ( ,,67 E5776 G74 ( 7!!7 ( 74
5776,C:.% 54,H:% 4!分析检验
!! 食品科学
单 糖 回归方程 #
鼠李糖 $%&’()*+, - . / 01 02 3 01 04! 01 556
阿拉伯糖 $7#’89)*+, - . / 01 !:2 ; 01 06 01 555
木糖 $<=>*+, - . / 01 ?52 ; 01 006 01 55:
甘露糖 $@’))*+, - . / 01 ?62 3 01 !0 01 55:
葡萄糖 $A>BC*+, - . / 01 642 ; 01 00: 01 555
半乳糖 $A’>’CD*+, - . / 01 4E2 ; 01 06 01 556
岩藻糖 $ FBC*+, - . / 01 !462 3 01 04: 01 555
表 ! 单糖测定的回归方程
表 多糖中单糖的组成
多糖 葡萄糖 甘露糖 半乳糖 阿拉伯糖 木糖
GAF ; ! !1 00 ; ; ; ;
GAF ; !1 00 1 ?E !1 ; ;
GAF ; ? !1 00 01 ?E 01 4 ; ;
GAF ; 4 !1 00 01 01 ?6 ; ;
GAF !1 00 01 0 01 E 01 !6 01 !4
甘露糖和半乳糖的相对标准偏差分别为 !1 0H 、
01 I6H和 !1 4!H,在 GAF中分别加入不同量的各种单
糖,平均回收率为 561 EH J !0!1 IH。
多糖中单糖的定性采用与标准单糖色谱保留值相
对照的方法,单糖含量采用定量标准曲线法求得。灰树
花粗多糖及四种级分的色谱图见图 J I。测定结果表
明 GAF ; 、GAF ; ?和 GAF ; 4含甘露糖、半乳糖和葡
萄糖,而 GAF ; !只含有葡萄糖。各级分的单糖组成及
摩尔比列入表 。
灰树花粗多糖(GAF)含葡萄糖、甘露糖、半乳糖、
阿拉伯糖和木糖,而冯慧琴等 K 4 L 的研究认为灰树花子
实体多糖中含有岩藻糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄
糖和半乳糖,两者的单糖组成及摩尔比都有不同,这可
能是灰树花品种与产地的不同所致。对于灰树花均一
多糖的单糖组成,国内未见报道。M&)*KE,I L、N’)8’K: L等
利用 OP7P ; Q,R&’S,T 7 ; E 分离得到的多糖均为葡
聚糖。GAF ; !为葡聚糖,与上述报道一致,GAF ; 、
GAF ; ? 和 GAF ; 4 均是首次从灰树花子实体中分离
得到的新多糖。
在分析多糖的单糖组成时,一般将多糖水解还原
后制成糖醇乙酰酯或糖腈乙酰酯衍生物,然后用毛细
管气相色谱进行分析 K 6 L,这样消除了单糖的异构峰。以
前采用的三甲基硅醚衍生化方法由于异构峰的出现而
导致定性定量困难,目前已很少采用。另外,使用填充
柱来分析多种单糖时,分离效果较差。毛细管柱中固定
液的种类对单糖的分离影响很大,报道较多的是使用
强极性固定液 MU ; EK5 L。本文首次采用中等极性的
图 GAF的糖腈乙酰酯衍生物
气相色谱图
图 ? GAF ; !的糖腈乙酰酯衍生物
气相色谱图
%,D,)D9*) V9(, $(9) -
! 葡萄糖 A>B 内标
%,D,)D9*) V9(, $(9) -
! 阿拉伯糖 7#’ 木糖 <=> ? 甘露糖 @’)
4 葡萄糖 A>B E 半乳糖 A’> I 内标
%,D,)D9*) V9(, $(9) -
! 鼠李糖 %&’ 阿拉伯糖 7#’ ? 木糖 <=>
4 甘露糖 @’) E 葡萄糖 A>B I 半乳糖 A’>
: 岩藻糖 FBC 6 内标
图 ! 标准单糖的糖腈乙酰酯
衍生物气相色谱图
00?,U*>1 4,N*1 !分析检验
!!食品科学
#$ % !&’!固定液完成了 &种单糖的分析,&种单糖与
内标均能完全分离,重复性实验与回收率实验证实该
实验方法准确可靠,适宜于多糖中单糖的组成分析。
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! 甘露糖 W=8 5 葡萄糖 PHB 半乳糖 P=H 3 内标
图 3 SP] % 5 的糖腈乙酰酯衍生物
气相色谱图
\FGF8G?98 [?LF /L?8 0
! 甘露糖 W=8 5 葡萄糖 PHB
半乳糖 P=H 3 内标
图 2 SP] % 的糖腈乙酰酯衍生物
气相色谱图
\FGF8G?98 [?LF /L?8 0
! 甘露糖 W=8 5 葡萄糖 PHB
半乳糖 P=H 3 内标
图 . SP] % 3 的糖腈乙酰酯衍生
物气相色谱图
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5’’,$9H+ 53,U9+ 3!分析检验