菜籽多糖APS-2的理化性質及結構研究

朱建飛，陳 崗，唐春紅，吳謀成

（1.重慶工商大學環境與生物工程學院，綠色食品研究所，重慶400067；2.華中農業大學食品科學技術學院，湖北武漢430070）

菜籽多糖APS-2的理化性質及結構研究

朱建飛1，陳 崗1，唐春紅1，吳謀成2

（1.重慶工商大學環境與生物工程學院，綠色食品研究所，重慶400067；2.華中農業大學食品科學技術學院，湖北武漢430070）

APS-2為白色絮狀的非淀粉多糖，中性糖、糖醛酸、蛋白質含量分別為66.8%、9.3%、8.4%。APS-2中蛋白質部分由13種氨基酸組成。FT-IR、GC初步分析APS-2的官能團特征及單糖組成，確定APS-2單糖主要由阿拉伯糖（Ara）、半乳糖（Gal）、葡萄糖（Glc）、甘露糖（Man）、鼠李糖（Rha）組成，其摩爾百分含量分別為55.0%、26.1%、11.3%、5.7%、1.9%。

菜籽多糖，理化性質，結構

油菜是一種重要的油料作物，我國油菜籽產量居世界第一位。每年油菜籽制油后所產生的菜籽餅粕達600～700萬t［1-2］。多糖是菜籽餅粕中的可利用成分之一。筆者在前期研究了菜籽多糖的提取和純化工藝，提盡水溶性多糖后的菜籽餅粕殘渣用稀堿溶液繼續提取，得到的菜籽多糖堿提液經特1號大孔吸附樹脂柱層析、分步醇沉、DE-52纖維素離子交換柱層析等方法純化，得到堿溶性菜籽多糖主要級分APS-2。現進一步研究其理化性質及結構表征，為菜籽多糖的利用奠定理論基礎。

1 材料與儀器

1.1 材料與儀器

水溶性菜籽多糖 主要級分 APS-2，純度76.1%；碘、碘化鉀、苯酚、硫酸、咔唑、考馬斯亮藍G-250、氫氧化鈉、三氟乙酸、硼氫化鈉、鹽酸、羥胺、吡啶、醋酸酐、氯仿、葡萄糖、木糖、半乳糖、甘露糖、鼠李糖、阿拉伯糖等 均為分析純。

UV-9100紫外可見分光光度計，Shimadzu GC-9A氣相色譜分析儀，Agilent N6890氣相色譜分析儀，CJJ79-1磁力加熱攪拌器，Nexus紅外光譜儀。

1.2 實驗方法

1.2.1 基本理化性質的測定 基本理化性質的測定內容包括：溶解性測定、碘反應、硫酸-咔唑反應、考馬斯亮藍G-250反應等［3］。

1.2.2 中性糖含量測定 中性糖測定采用改良苯酚-硫酸法［4］。

1.2.3 己糖醛酸測定 糖醛酸的測定采用硫酸-咔唑法［5］。

1.2.4 蛋白質含量測定 蛋白質含量測定采用考馬斯亮藍G-250染色法［6］。

1.2.5 紫外光譜分析 分別配制1mg/mL的APS-2溶液，以水作空白對照，于200～400nm間進行紫外掃描。

1.2.6 紅外光譜分析 APS-2經KBr壓片，于紅外光譜儀上掃描分析，掃描范圍為4000～600cm-1。

1.2.7 單糖組成分析 采用糖醇乙酰酯衍生物氣相色譜法（GC）測定單糖組分［7］。GC條件：HP-5石英毛細管柱（30m×0.32mm×0.25μm）；氫火焰離子化檢測器；柱溫以 10℃/min的速度從 150℃升至160℃，保持8min；再以10℃/min的速度升至180℃，保持2min；再以4℃/min升至210℃，保持4min；檢測器和進樣口溫度均為280℃；H2流量為30mL/min，空氣流量為300mL/min，N2流量為15mL/min。

2 結果與分析

2.1 主要理化性質

APS-2的基本理化性質如表1所示。結果表明，APS-2不發生KI-I2反應，屬非淀粉多糖；不與斐林試劑反應，即不含單糖；苯酚-硫酸反應、硫酸-咔唑反應、考馬斯亮藍G-250反應均呈陽性，說明APS-2含有糖醛酸、蛋白質。

表1 APS-2的理化性質

2.2 中性糖、糖醛酸含量及蛋白質含量

表2顯示，APS-2含有糖醛酸，并結合一定量的蛋白質。

表2 APS-2的組成成分

表3 APS-2中蛋白質的氨基酸組成及含量（mg/100mg）

2.3 氨基酸組成分析

APS-2中結合蛋白部分主要由苯丙氨酸、蘇氨酸、谷氨酸等13種氨基酸組成，含有人體必需8種氨基酸中的5種，即亮氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸、纈氨酸和苯丙氨酸，其氨基酸總量與測得的蛋白質含量相近（如表3所示）。

2.4 APS-2的紫外光譜分析

APS-2水溶液的紫外掃描圖譜如圖1所示，未見280nm和260nm處的蛋白質及核酸特征吸收，可能是其含量較低所致。

圖1 APS-2的紫外光譜

2.5 紅外光譜分析

參考糖類紅外光譜官能團分析［7-8］，APS-2的紅外光譜如圖2所示，主要有以下結構特征：3700～ 3100cm-1左右的寬峰是糖類O-H的伸縮振動；C-H的伸縮振動位于3397cm-1左右；1632cm-1左右的吸收峰是-CHO中C=O的伸縮振動；1409cm-1左右的弱峰是-CH2-中C-H的變角振動；1079cm-1左右的強峰是O-H鍵的變角振動，APS-2紅外吸收光譜對應官能團的指認見表4。

圖2 APS-2的紅外光譜

表4 APS-2紅外吸收光譜對應官能團的指認

2.6 氣相色譜分析

單糖標準品和APS-2水解物的糖醇乙酰酯氣相色譜圖見圖3。根據面積歸一化法，計算出 APS-2單糖組成：Ara、Gal、Glc、Man、Rha的摩爾百分含量分別為55.0%、26.1%、11.3%、5.7%、1.9%。以上GC分析中未能檢出己糖醛酸，是因為在制備糖醇衍生物的過程中己糖醛酸遭到破壞的緣故［9］。

圖3 標準單糖（A）和APS-2（B）水解物糖醇乙酰酯衍生物氣相色譜圖

3 結論

經過分級純化得到的水溶性多糖級分APS-2為白色絮狀非淀粉多糖，且都含有糖醛酸和蛋白質，通過GC對菜籽多糖的單糖組分分析，APS-2主要是由Ara、Gal、Glc組成，還有少量Man、Rha等組分。

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［3］譚周進，謝達平，王征，等.蜜環菌多糖分離純化及性質的研究［J］.食品科學，2002，23（9）：49-53.

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Physicochemical and structural characterization of rapeseed polysaccharide APS-2

ZHU Jian-fei1，CHEN Gang1，TANG Chun-hong1，WU Mou-cheng2
（1.College of Environmental and Biological Engineering，Natural and Health Food Research Institute，Chongqing Technology and Business University，Chongqing 400067，China；2.College of Food Science and Technology，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070，China）

APS-2 is a non-starch polysaccharides with white and flocculent appearance，in which the contents of neutral sugar，uronic acid and protein were 66.8%，9.3%and 8.4%，respectively.The associated protein portions in APS-2 consisted of 13 different amino acids.To their monosaccharide composition，APS-2 consisted primarily of Ara（55.0mol%），Gal（26.1mol%），and Glc（11.3mol%），accompanied by some Man（5.7mol%）and Rha（1.9mol%）which were tested by FT-lR and GC.

rapeseed polysaccharide；physicochemical properties；structure

TS229

A

1002-0306（2011）02-0147-03

2010-01-20

朱建飛（1979-），男，博士，講師，研究方向：農業資源綜合利用。

國家“十五”重大科技專項資助項目（2001BA501A20）。