浅析燕麦中β-葡聚糖的检测方法

◎ 李 晗，杨保仑，孙墨可，马飞跃，邵 超

（吉林省白城市农业科学院，吉林 白城 137000）

燕麦，作为禾本科燕麦属（Avena）的一种多样化植物，已广泛分布于世界各地[1]。燕麦的多个品种，包括皮燕麦和裸燕麦，呈现出丰富的生态适应性，使其在不同气候和土壤条件下都能茁壮生长。除了其广泛的种植范围外，燕麦还因其卓越的营养价值而备受瞩目。已有研究表明，燕麦β-葡聚糖可以降低血清胆固醇、血糖和血压水平，有望预防一系列慢性疾病，包括动脉粥样硬化、高血压和冠心病[2]。基于此，本文将介绍燕麦中β-葡聚糖的检测方法，以供参考。

1 相关介绍

1.1 原理介绍

燕麦中的β-葡聚糖是一种多糖化合物，由葡萄糖分子通过1，3-β 键和1，4-β 键的特定排列而组成[3]。本研究介绍了一种基于酶解和比色法的分析方法，以测定燕麦中β-葡聚糖的含量。这种方法的原理在于地衣酶（Lichenase）和β-葡聚糖苷酶（β-Glucosidase）的协同作用，通过一系列精确的生物化学反应步骤，将复杂的β-葡聚糖分解为可测量的产物[4]。①将待测样品悬浮在pH 6.5 的缓冲溶液中，创造一个适宜酶反应的环境。通过地衣酶的作用，β-葡聚糖链被逐渐降解，形成较小的β-葡聚糖分子，利用β-葡聚糖苷酶将较小的β-葡聚糖分子转化为D－葡萄糖。②引入GOPOD 试剂缓冲液与D－葡萄糖发生反应，生成可测量的昆亚胺染料。昆亚胺染料具有明显的吸光特性，其吸光度可以通过光谱仪器准确测定。③根据昆亚胺染料的吸光度值，精确测定样品中β-葡聚糖的含量[5]。

1.2 器械介绍

器械所使用的酶标仪型号为Multiskan GO，由赛默飞（美国）生产。Multiskan GO 酶标仪是该领域内的先进仪器，具有高精度光学系统、支持吸光度测量、荧光测量和发光测量等多种测量模式、仪器具有直观的用户界面，易于操作和设置实验参数以及支持同时处理多个样品。

酶标板选用康宁（美国）生产的酶标板。在目标波长下，孔间差异小于0.002，以确保数据的精确性和可重复性。其余仪器信息如表1 所示。

表1 仪器信息表

1.3 试剂介绍

本方法选择了一系列关键试剂，以确保实验的可重复性和准确性。表2 为本研究所使用的标准品和试剂的相关信息。

表2 试剂列表

2 检测步骤

2.1 收样

在燕麦β-葡聚糖的检测方法研究中，样品的收集和处理，是整个实验过程中至关重要的一环。①要从可靠的供应商或燕麦生产基地获得样品，确保样品的来源可追溯，且没有受到不适当的处理或污染，选择的燕麦样品应符合研究目标。②确定所需的燕麦样品数量。根据实验设计和分析的要求，样品数量应足够大，以便进行多次分析，从而获得可靠的平均结果。同时，还要考虑到可能需要进行重复实验，以验证结果的因素，因此应多准备部分样品。

2.2 粉碎过筛

在进行分析之前，必须对燕麦样品进行样品研磨，以获得均匀的粉末状物料。①研磨的过程应该在低温条件下进行，以避免热敏感性的β-葡聚糖分子降解。同时，燕麦样品颗粒应当达到所需的细度，以确保后续的化学反应能够均匀进行。②对每个样品进行标识，以便追踪和管理。标识信息应包括样品来源、采集日期、样品编号等。③燕麦样品应储存在低温环境中，通常在－20 ℃以下，冷藏有助于保持样品的稳定性，防止微生物污染，延长样品的保质期。此外，存储容器应具有良好的密封性，以防止空气和湿气的进入，从而影响样品的质量。

2.3 样品前处理

在燕麦β-葡聚糖的检测方法研究中，样品前处理是为了从燕麦样品中提取β-葡聚糖，并为后续的定量分析做好准备的关键步骤。

（1）从事先准备好的燕麦样品中精确称取100 mg 的质量，并将其置于15 mL 的试管中。这一步有助于确定分析的起始样品质量，以确保后续步骤中使用的样品量是已知的。

（2）向试管中加入4 mL 的80%乙醇，然后将试管置于70 ℃的恒温水浴中孵育2 h。乙醇的加入有助于燕麦中β-葡聚糖的提取，温度的控制可确保反应的正常进行。期间，使用涡旋混匀来确保充分的反应和溶解。

（3）完成乙醇提取后，通过高速离心将固体颗粒和乙醇分离，以获取上清液，其中便含有提取的β-葡聚糖。乙醇提取需要重复3 次，以确保充分提取β-葡聚糖，提高分析的灵敏度。

（4）将上清液小心倒出，确保不丢失任何β-葡聚糖。接着，将样品中的残余物质与50%乙醇混合，然后再加入磷酸缓冲液，以清洗和准备样品，确保在后续反应中获得准确的结果。

（5）地衣酶酶解反应将β-葡聚糖链被地衣酶酶解，分解为较小的β-葡聚糖单体。地衣酶选择性地切割β-葡聚糖链中的1，4-β 键。酶解反应需要在沸水浴中孵育3 min，然后在50 ℃的水浴锅中孵育5 min，其间需间断地涡旋混匀。地衣酶的加入会停止酶解反应，确保不再发生新的酶解。

为了进一步处理样品，取上清液0.05 mL 并加入β-葡聚糖苷酶，继续在50 ℃下孵育10 min。随后，加入GOPOG 试剂，继续在50 ℃下孵育20 min，形成昆亚胺染料，以进行后续的吸光度测定。

3 定量分析

3.1 定量分析原理

在燕麦β-葡聚糖的检测方法研究中，定量分析的原理是基于光谱学原理，利用物质对特异性波长的吸收峰测定目标化合物的含量。在定量分析的过程中，可以遇到2种类型的目标物：直接目标物和间接目标物。

（1）直接目标物本身具有特定的吸收峰，其分析原理相对直接而简单。在燕麦β-葡聚糖检测中，β-葡聚糖是直接目标物，其化学结构和组成使其在特定波长范围内具有吸收峰。分析过程中，样品中的β-葡聚糖会与适当的试剂或反应条件产生特定的吸收峰。通过测量这一吸收峰的强度或光密度，可以反映β-葡聚糖的含量。该过程借助光谱学仪器如分光光度计进行，测定目标波长下的吸光度。

（2）与直接目标物不同，间接目标物的分析需要通过化学或物理反应来产生特定的吸收峰，然后通过吸收峰的强度定量目标化合物的含量。在燕麦β-葡聚糖检测方法中，可能存在一些间接目标物，需要进行反应以生成特定吸收峰，并通过光谱学仪器进行定量分析。例如，在前述的燕麦β-葡聚糖检测方法中，样品在酶解、反应和昆亚胺染料生成的过程中，会产生特定的吸收峰。这些峰的强度与β-葡聚糖的含量相关联。通过比较样品的吸光度与标准品或校准曲线，可以确定β-葡聚糖的含量。

3.2 定量结果计算

从燕麦样品中精确称取所需质量的样品，在康宁酶标板中的不同孔中加入样品、试剂和标准品。每个孔用于容纳一个样品或一个控制，以确保实验的可比性。康宁酶标板的高质量保证了每个孔之间的吸光度差异极小，要求孔间差异小于0.002，以确保数据的可靠性。最终的吸光度测定通过将样品置于510 nm 波长下进行，使用酶标仪测量每个孔的吸光度值。这个波长通常是与β-葡聚糖反应生成昆亚胺染料的波长，吸光度值反映了样品中β-葡聚糖的含量。

样品中β-葡聚糖含量可根据以下公式计算：

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为A测定管-A对照管，测定管吸光度值减去对照管吸光度值；F为将吸光度值转换为葡萄糖含量（μg）的因子；FV为最终体积，mL；0.9 为游离D－葡萄糖转化为脱水D－葡萄糖的换算因子；W为样品质量，g。

通过将实际测得的ΔA、已知的F、FV、0.9 和样品的质量W代入上述公式，就可以计算出样品中β-葡聚糖的含量，以百分比表示。这个计算过程可确保研究者准确地定量分析样品中的β-葡聚糖含量，为科学研究和实验结果提供可靠的数据依据。