淺析燕麥中β-葡聚糖的檢測方法

◎ 李 晗，楊保侖，孫墨可，馬飛躍，邵 超

（吉林省白城市農業科學院，吉林 白城 137000）

燕麥，作為禾本科燕麥屬（Avena）的一種多樣化植物，已廣泛分布于世界各地[1]。燕麥的多個品種，包括皮燕麥和裸燕麥，呈現出豐富的生態適應性，使其在不同氣候和土壤條件下都能茁壯生長。除了其廣泛的種植范圍外，燕麥還因其卓越的營養價值而備受矚目。已有研究表明，燕麥β-葡聚糖可以降低血清膽固醇、血糖和血壓水平，有望預防一系列慢性疾病，包括動脈粥樣硬化、高血壓和冠心病[2]。基于此，本文將介紹燕麥中β-葡聚糖的檢測方法，以供參考。

1 相關介紹

1.1 原理介紹

燕麥中的β-葡聚糖是一種多糖化合物，由葡萄糖分子通過1，3-β 鍵和1，4-β 鍵的特定排列而組成[3]。本研究介紹了一種基于酶解和比色法的分析方法，以測定燕麥中β-葡聚糖的含量。這種方法的原理在于地衣酶（Lichenase）和β-葡聚糖苷酶（β-Glucosidase）的協同作用，通過一系列精確的生物化學反應步驟，將復雜的β-葡聚糖分解為可測量的產物[4]。①將待測樣品懸浮在pH 6.5 的緩沖溶液中，創造一個適宜酶反應的環境。通過地衣酶的作用，β-葡聚糖鏈被逐漸降解，形成較小的β-葡聚糖分子，利用β-葡聚糖苷酶將較小的β-葡聚糖分子轉化為D－葡萄糖。②引入GOPOD 試劑緩沖液與D－葡萄糖發生反應，生成可測量的昆亞胺染料。昆亞胺染料具有明顯的吸光特性，其吸光度可以通過光譜儀器準確測定。③根據昆亞胺染料的吸光度值，精確測定樣品中β-葡聚糖的含量[5]。

1.2 器械介紹

器械所使用的酶標儀型號為Multiskan GO，由賽默飛（美國）生產。Multiskan GO 酶標儀是該領域內的先進儀器，具有高精度光學系統、支持吸光度測量、熒光測量和發光測量等多種測量模式、儀器具有直觀的用戶界面，易于操作和設置實驗參數以及支持同時處理多個樣品。

酶標板選用康寧（美國）生產的酶標板。在目標波長下，孔間差異小于0.002，以確保數據的精確性和可重復性。其余儀器信息如表1 所示。

表1 儀器信息表

1.3 試劑介紹

本方法選擇了一系列關鍵試劑，以確保實驗的可重復性和準確性。表2 為本研究所使用的標準品和試劑的相關信息。

表2 試劑列表

2 檢測步驟

2.1 收樣

在燕麥β-葡聚糖的檢測方法研究中，樣品的收集和處理，是整個實驗過程中至關重要的一環。①要從可靠的供應商或燕麥生產基地獲得樣品，確保樣品的來源可追溯，且沒有受到不適當的處理或污染，選擇的燕麥樣品應符合研究目標。②確定所需的燕麥樣品數量。根據實驗設計和分析的要求，樣品數量應足夠大，以便進行多次分析，從而獲得可靠的平均結果。同時，還要考慮到可能需要進行重復實驗，以驗證結果的因素，因此應多準備部分樣品。

2.2 粉碎過篩

在進行分析之前，必須對燕麥樣品進行樣品研磨，以獲得均勻的粉末狀物料。①研磨的過程應該在低溫條件下進行，以避免熱敏感性的β-葡聚糖分子降解。同時，燕麥樣品顆粒應當達到所需的細度，以確保后續的化學反應能夠均勻進行。②對每個樣品進行標識，以便追蹤和管理。標識信息應包括樣品來源、采集日期、樣品編號等。③燕麥樣品應儲存在低溫環境中，通常在－20 ℃以下，冷藏有助于保持樣品的穩定性，防止微生物污染，延長樣品的保質期。此外，存儲容器應具有良好的密封性，以防止空氣和濕氣的進入，從而影響樣品的質量。

2.3 樣品前處理

在燕麥β-葡聚糖的檢測方法研究中，樣品前處理是為了從燕麥樣品中提取β-葡聚糖，并為后續的定量分析做好準備的關鍵步驟。

（1）從事先準備好的燕麥樣品中精確稱取100 mg 的質量，并將其置于15 mL 的試管中。這一步有助于確定分析的起始樣品質量，以確保后續步驟中使用的樣品量是已知的。

（2）向試管中加入4 mL 的80%乙醇，然后將試管置于70 ℃的恒溫水浴中孵育2 h。乙醇的加入有助于燕麥中β-葡聚糖的提取，溫度的控制可確保反應的正常進行。期間，使用渦旋混勻來確保充分的反應和溶解。

（3）完成乙醇提取后，通過高速離心將固體顆粒和乙醇分離，以獲取上清液，其中便含有提取的β-葡聚糖。乙醇提取需要重復3 次，以確保充分提取β-葡聚糖，提高分析的靈敏度。

（4）將上清液小心倒出，確保不丟失任何β-葡聚糖。接著，將樣品中的殘余物質與50%乙醇混合，然后再加入磷酸緩沖液，以清洗和準備樣品，確保在后續反應中獲得準確的結果。

（5）地衣酶酶解反應將β-葡聚糖鏈被地衣酶酶解，分解為較小的β-葡聚糖單體。地衣酶選擇性地切割β-葡聚糖鏈中的1，4-β 鍵。酶解反應需要在沸水浴中孵育3 min，然后在50 ℃的水浴鍋中孵育5 min，其間需間斷地渦旋混勻。地衣酶的加入會停止酶解反應，確保不再發生新的酶解。

為了進一步處理樣品，取上清液0.05 mL 并加入β-葡聚糖苷酶，繼續在50 ℃下孵育10 min。隨后，加入GOPOG 試劑，繼續在50 ℃下孵育20 min，形成昆亞胺染料，以進行后續的吸光度測定。

3 定量分析

3.1 定量分析原理

在燕麥β-葡聚糖的檢測方法研究中，定量分析的原理是基于光譜學原理，利用物質對特異性波長的吸收峰測定目標化合物的含量。在定量分析的過程中，可以遇到2種類型的目標物：直接目標物和間接目標物。

（1）直接目標物本身具有特定的吸收峰，其分析原理相對直接而簡單。在燕麥β-葡聚糖檢測中，β-葡聚糖是直接目標物，其化學結構和組成使其在特定波長范圍內具有吸收峰。分析過程中，樣品中的β-葡聚糖會與適當的試劑或反應條件產生特定的吸收峰。通過測量這一吸收峰的強度或光密度，可以反映β-葡聚糖的含量。該過程借助光譜學儀器如分光光度計進行，測定目標波長下的吸光度。

（2）與直接目標物不同，間接目標物的分析需要通過化學或物理反應來產生特定的吸收峰，然后通過吸收峰的強度定量目標化合物的含量。在燕麥β-葡聚糖檢測方法中，可能存在一些間接目標物，需要進行反應以生成特定吸收峰，并通過光譜學儀器進行定量分析。例如，在前述的燕麥β-葡聚糖檢測方法中，樣品在酶解、反應和昆亞胺染料生成的過程中，會產生特定的吸收峰。這些峰的強度與β-葡聚糖的含量相關聯。通過比較樣品的吸光度與標準品或校準曲線，可以確定β-葡聚糖的含量。

3.2 定量結果計算

從燕麥樣品中精確稱取所需質量的樣品，在康寧酶標板中的不同孔中加入樣品、試劑和標準品。每個孔用于容納一個樣品或一個控制，以確保實驗的可比性。康寧酶標板的高質量保證了每個孔之間的吸光度差異極小，要求孔間差異小于0.002，以確保數據的可靠性。最終的吸光度測定通過將樣品置于510 nm 波長下進行，使用酶標儀測量每個孔的吸光度值。這個波長通常是與β-葡聚糖反應生成昆亞胺染料的波長，吸光度值反映了樣品中β-葡聚糖的含量。

樣品中β-葡聚糖含量可根據以下公式計算：

β-Glvcao cpoueou (%)=（ΔA×F×FV×0.9）/W

ΔA: Absorbance（reaction）read against the reagent blank

F=［100 (μg of D-glucose)］/（absorbance for 100 μg of glucose）

FV=Final volume

?A為A測定管-A對照管，測定管吸光度值減去對照管吸光度值；F為將吸光度值轉換為葡萄糖含量（μg）的因子；FV為最終體積，mL；0.9 為游離D－葡萄糖轉化為脫水D－葡萄糖的換算因子；W為樣品質量，g。

通過將實際測得的ΔA、已知的F、FV、0.9 和樣品的質量W代入上述公式，就可以計算出樣品中β-葡聚糖的含量，以百分比表示。這個計算過程可確保研究者準確地定量分析樣品中的β-葡聚糖含量，為科學研究和實驗結果提供可靠的數據依據。