盐碱地不同菊芋品系菊糖含量的比较

李国琴，唐文文，晋小军

（甘肃农业大学，兰州 730070）

菊芋（Helianthus tuberosus L.）俗称洋姜、鬼子姜，为菊科（Compositae）向日葵属多年生草本植物。自然界含有菊糖（又称菊粉，系多聚果糖）的36000种植物中，以菊芋和菊苣块茎的菊糖含量最高[1]。除此之外，菊芋还含有一定数量的蛋白质、果胶、有机酸、纤维素及其他成分，菊糖已成为国内外高度重视的功能性食品添加剂[2-3]，菊芋中菊粉能增殖肠道内的双歧杆菌，预防肠道感染；控制血脂，减少心血管疾病的危害；降低血氨的浓度；促进矿物质的吸收；防治便秘，适宜于糖尿病人。菊糖（Inulin）是由D-呋喃果糖经β-（2-1）-糖苷键聚合而成的果聚糖，呈直链结构，末端再以α-（l-2）糖苷键连接一分子葡萄糖基，多糖分子约含30～50个果糖残基，聚合度通常为2～60，平均聚合度为10，水解后生成果糖和少量葡萄糖。

本实验用紫外-可见分光光度法测定了不同品系的菊芋中菊糖的含量。其中，以蒽酮-硫酸法显色测定总多糖，以DNS法显色测定还原糖[4-5]。

1 材料与方法

1.1 材料

菊芋：品系 R3，R4，B1，B5，B8，采自兰州秦王川盐碱地。 将菊芋清洗，切开置沸水浴烫 5 min（灭 PPO 酶）后，切丝，在80℃烘干至恒重，用植物粉碎机粉碎，过60目筛，备用。

1.2 仪器设备与试剂

1.2.1 仪器设备 UV-2100双光束紫外-可见分光光度计（日本，岛津）；LDZ4-0.8低速自动平衡微型离心机（北京医用离心机厂）；恒温水浴箱（上海申光仪器仪表有限公司）；SHZ-D（Ⅲ）循环式真空泵；RE-52AA旋转蒸发器（上海亚荣生化仪器厂）；高速植物粉碎机6202（北京环亚天元机械技术有限公司），23000 r/min；万分之一电子天平（BD224S型，北京赛多利斯仪器系统有限公司）。

1.2.2 试剂 3，5-二硝基水杨酸（简称DNS试剂），熟石灰，蒽酮，酒石酸钾钠，氯仿，正丁醇，无水乙醇，磷酸，亚硫酸钠，浓硫酸等，试剂均为分析纯。自制的二次蒸馏水。

蒽酮试剂：称取0.20 g蒽酮溶于100.0 mL浓硫酸。DNS试剂：将3.15 g DNS和131.0 mL 2 mol/L的NaOH加入到250 mL含92.5 g酒石酸钾钠的热水溶液中，再加2.5 g酚和2.5 g亚硫酸钠，冷却后加蒸馏水定容至 500.0 mL。Sevag试剂：氯仿∶正丁醇=5∶1（体积比）。

1.3 实验方法

1.3.1 菊芋多糖的提取 称取5种菊芋样品各3份，每份30.00 g置于500 mL的烧瓶中，各加400 mL蒸馏水，于恒温水浴箱80℃浸提90min，过滤，收集滤液。滤渣重复提取2次，每次加水350 mL，过滤，合并3次滤液，减压浓缩至适当体积即粗多糖溶液。

1.3.2 菊芋多糖的纯化 在上述多糖溶液中加石灰乳调pH≈11.0，置80℃水浴中保温1h[6]，减压过滤，弃去沉淀。滤液用磷酸调pH至8.0，于4000 r/min离心10 min，弃去沉淀。在上清液中加入Sevag试剂脱蛋白3次[7]，收集的菊芋多糖溶液，加入适量活性炭脱色后，得到较纯的多糖溶液。

将多糖溶液用3倍体积95%乙醇沉淀出多糖[8]，离心分离，回收乙醇。收集的菊芋多糖，用蒸馏水定容至50.0 mL，备用。

1.3.3 菊芋中菊糖的测定 ⑴总多糖含量的测定：取1.0 mg/mL的葡萄糖标准溶液1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00、7.00 mL于7个50 mL容量瓶，用蒸馏水定容，迅速置于冰浴中。再分别取葡萄糖系列溶液2.00 mL于7个试管中，再取2.00 mL蒸馏水于另一试管（参比溶液），各管中分别加入4.00 mL蒽酮试剂后，同时放到沸水浴中，加热7 min，立即取出置于冰浴中，迅速冷却，然后从冰浴中取出各试管放置至室温，用UV-2100双光束紫外可见分光光度计扫描葡萄糖溶液显色后的吸收光谱，在最大吸收波长处测定系列标准溶液的吸光度[9]。

分别吸取“1.3.2”中各菊芋多糖溶液1.00 mL于100 mL容量瓶中，用蒸馏水定容至100.0 mL，再分别吸取1.00mL定容至10.0mL。依次吸取各溶液1.00mL放入20个10mL容量瓶，再分别加入4.00 mL蒽酮试剂后用蒸馏水定容至10.0 mL，反应条件同上述葡萄糖溶液的显色。在最大吸收波长下测其吸光度。

c-菊芋总糖的测定浓度，单位：mg/mL；m样-菊芋的质量，单位：g。

⑵还原糖含量的测定：取 10.0mg/mL 的葡萄糖溶液 2.00、4.00、6.00、8.00、10.00、12.00、14.00 mL 分别于7个50mL容量瓶中并定容。再分别取不同浓度的葡萄糖溶液各5.00 mL于7个10 mL容量瓶中，另取5.00 mL蒸馏水于另一10 mL容量瓶中（参比溶液），分别加入DNS试剂2.00 mL，混匀后，同时放入沸水浴中加热5 min，取出置冰浴中迅速冷却，定容至10.0 mL。用UV-2100双光束紫外可见分光光度计扫描葡萄糖标准溶液显色后的吸收光谱[10]，在最大吸收波长处测定系列标准溶液的吸光度。

分别取“1.3.2”中各菊芋多糖溶液5.00 mL，用二次蒸馏水定容至50.0 mL，混匀，再各取1.00mL于10 mL容量瓶中，并分别加入DNS试剂2.00mL，混匀后同时放入沸水浴中加热5 min，取出后置冰浴中迅速冷却并定容至10.0 mL，在最大吸收波长处测其吸光度。

c-菊芋中还原糖的测定浓度，单位：mg/mL；m样-菊芋的质量，单位：g。

⑶菊糖含量：菊芋中菊糖的含量计算关系式为：W菊糖（%）=W总糖（%）-W还原糖（%）

2 结果与分析

2.1 葡萄糖标准溶液显色后的标准曲线

2.1.1 蒽酮-硫酸法 由葡萄糖溶液显色后的吸收光谱知，λmax=500 nm。于500 nm处测得系列标准溶液的吸光度得标准曲线见图1，回归方程为：y=62.981x-0.0514，相关系数r=0.9835。

2.1.2 DNS法 由葡萄糖溶液显色后的吸收光谱知，λmax=490 nm。于490 nm处测得系列标准溶液的吸光度得标准曲线见图2，回归方程为：y=1.7543x+0.0563，相关系数r=0.9906。

图1 测定总糖含量的葡萄糖溶液的标准曲线

图2 测定还原糖的葡萄糖溶液标准曲线

2.2 不同品系菊芋中多糖、还原糖和菊糖的含量

不同品系菊芋中总多糖的含量R4的最高（见表1），达18.11%，与其他品系存在极显著差异；R3次之，为13.10%；品系B1、B5、B8皆较低，其中B1最低，仅为9.99%，比品系R4低了近8个百分点。菊芋中还原性多糖的含量较低，只有R3含量比较高，为3.11%，与其他品系比较差异极显著。

菊芋中含有丰富的菊糖，各品系菊糖的含量为R4＞B5＞R3＞B8＞B1，其中，品系R4中菊糖的含量最高，达16.78%，与其他品系之间差异极显著，B1与品系B5、R3、B8差异显著，R4的产量在5个品系里排第二位[11]，B1的产量虽然高，但其中的菊糖含量最低，仅为8.37%。

3 小结

表1 不同菊芋品系产量及糖含量

实验结果表明：测定的5个不同菊芋品系中菊糖的含量为8.37%～16.78%，品系间差异极显著，各品系菊糖的含量为 R4＞B5＞R3＞B8＞B1。

菊糖作为一种新兴的食品配料，具有安全无毒并能显著改善食品风味品质及促进人体健康的优势，具有一定的使用价值和开发前景。

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