不同蔬菜品种的木聚糖含量分析

覃香香 周玉恒 蔡爱华 陈海珊 黄修富 陈建军

摘 要：目的：测定不同蔬菜品种的木聚糖含量，分析不同蔬菜品种木聚糖含量的差异，为蔬菜高值化加工及人们对蔬菜木聚糖膳食纤维精准补充提供科学依据。方法：以南方常见41个蔬菜品种为研究对象，采用稀酸水解、高效液相色谱法测定蔬菜木聚糖的含量。结果：不同蔬菜品种木聚糖的含量差异显著，41种蔬菜品种中，每100g新鲜原料木聚糖含量排名前3的分别是豌豆（2.37g）、蚕豆（2.19g）、甜玉米（1.86g），其他蔬菜品种木聚糖含量均小于1.6g。根据食用器官蔬菜木聚糖含量平均值排序：花菜类>果菜类>茎菜类>食用菌类>根菜类>叶菜类。结论：补充蔬菜木聚糖膳食纤维，优选果菜类中的豆类。

关键词：蔬菜;膳食纤维;木聚糖;高效液相色谱法

膳食纤维是指人类植物性食物中的非消化成分，是大肠细菌发酵利用的主要基质[1-4]。木聚糖具有良好的可发酵性，是支撑牛科动物瘤胃与人类结肠微生物发酵的主要基质[5]。木聚糖不能被胃肠道消化吸收，可被肠道微生物发酵产生有益健康的短链脂肪酸SCFA。短链脂肪酸影响肠壁细胞的增殖和分化，有肠道屏障保护作用[6]，对糖尿病[7]、心血管疾病[8]等有改善功效。蔬菜是人类摄取木聚糖膳食纤维的主要来源。精确测定不同蔬菜品种木聚糖含量可为人类蔬菜木聚糖膳食纤维精准补充提供参考资料。本研究以南方蔬菜为原料，采用稀酸水解法和高效液相-钙离子色谱法，调查中国南方地区41个常见蔬菜品种的木聚糖含量，为蔬菜木聚糖开发提供基础研究资料。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料 蔬菜：从桂林市雁山区蔬菜农贸市场购买当季新鲜蔬菜（表1）。

1.1.2 试剂及设备 浓硫酸、木糖、粉末活性炭，上海国药集团化学有限公司;阴离子交换树脂、阳离子交换树脂，西安蓝晓科技新材料股份有限公司;50L高压灭菌锅，上海博迅实业有限公司;水分分析仪、电导率仪（雷磁）、离心机、高效液相色谱仪，日本，岛津公司;色谱柱：Transgenomic CARBOSep COREGEL-87C（钙型）色谱柱，上海安普试验科技股份有限公司。

1.2 研究方法

1.2.1 蔬菜含水量的测定 取5g蔬菜置于水份分析仪上，110℃至恒重，即可知材料的绝干比例A，含水量ω=100%-A。

1.2.2 蔬菜木聚糖水解方法 称取20g蔬菜样品，用剪刀剪碎样品，放入研钵中充分磨碎，添加40mL稀硫酸（2.5%硫酸）混匀，室温浸泡12h，水解前瓶和料称重，然后用棉塞塞紧，牛皮纸包扎，置于灭菌锅内121℃水解90min，水解结束，称重补水至开始重量，水解液4 000r/min离心10min，上清液滤纸去除粉末颗粒物，收集上清液，上清液即为木聚糖水解物。

1.2.3 木聚糖水解樣品的预处理[9] 取1.2.2中的蔬菜木聚糖水解上清液 10mL，添加去离子水稀释至20mL，取10mL添加至50mL三角瓶中，加入混合树脂 1.5g（阳离子树脂0.5g∶阴离子树脂1.0g=1∶2，树脂已再生），添加20mg粉末活性炭，进行样品脱盐和脱色，使样品电导率≤5μs/cm，滤纸过滤去除树脂和活性炭，滤出液过0.22μm 的微孔滤膜，透过液即为待测HPLC合格样品。

1.2.4 高效液相检测条件[9] 岛津高效液相色谱仪，色谱柱：Transgenomic CARBOSep COREGEL-87C，柱温 85℃，流动相为超纯水，流速 0.5mL/min，RID-10A 示差折光检测器，进样量：20μL。1.2.3样品预处理好的HPLC样品，经 HPLC 检测，带入标准曲线和树脂吸附系数（换算方法见2.2）换算后，即可得出木糖含量，再乘以木糖换算木聚糖系数 0.88[10]，即得木聚糖含量。

1.2.5 木糖标准曲线的制作 准确地称取1.000g无水木糖加去离子水溶解后，然后移入100mL容量瓶中，定容至100mL，混匀，至木糖溶液浓度是10g/L。分别取1、2、3、4、5mL该木糖溶液定容到10mL，得到浓度分别为1 、2 、3 、4 、5g/L的木糖溶液，用高效液相色谱法测出木糖峰面积。以木糖浓度为横坐标，木糖峰面积为纵坐标绘制木糖标准曲线。同时，将上述木糖标准品5g/L分别取10mL添加至50mL三角瓶中，加入混合树脂1.5g（阳离子树脂0.5g∶阴离子树脂1.0g=2∶1，树脂已再生），添加20mg粉末活性炭，置于摇床中摇动1h，对比前后液相峰面积的变化，可得脱色脱盐过程树脂对糖的吸附系数为1.03。

2 结果与分析

2.1 木糖标准曲线的建立

按照1.2.5的方法，用高效液相色谱法测出木糖峰面积。以木糖浓度为横坐标，木糖峰面积为纵坐标绘制木糖标准曲线（图1），得出木糖的标准曲线为Y=296 671X+15 923，其中R2=0.999 1，标准曲线拟合良好。

2.2 蔬菜含水量的测定

按照1.2.1的方法测定各种蔬菜的含水量。由表2可知，大部分蔬菜含水量大于85%。

2.3 蔬菜中木聚糖的含量

蔬菜木聚糖高效液相检测图谱，例如甜玉米脱盐后的合格样品再稀释至1/5时检测液相图谱，13.760min是木糖峰。高效液相检测蔬菜样品水解物的木糖峰面积，将其带入木糖标准曲线，结合含水量、样本稀释系数，折算成100g新鲜原料的木糖含量，其计算公式为式（1），根据式（2）计算蔬菜中木聚糖的含量（表3）。

3 结论

南方地区常见蔬菜品种中，木聚糖膳食纤维（按照本次样本平均值排序）排名：花菜类（1.06g）>果菜类（0.96g）>茎菜类（0.84g）>食用菌类（0.68g）>根菜类（0.54g）>叶菜类（0.53g）。41个蔬菜品种每100g蔬菜原料膳食纤维中的木聚糖含量排名前10位的蔬菜分别是：豌豆种子（2.37g）、蚕豆（2.19g）、甜玉米（1.86g）、枸杞菜（1.56g）、豌豆荚（1.38g）、青黄豆（1.32g）、木耳（1.26g）、西蓝花（1.06g）、节瓜（0.95g）、蒜苗（0.94g），其中果菜类占50%，果菜类中的豆类木聚糖含量比较丰富。

木聚糖经肠道微生物发酵产短链脂肪酸[11]，短链脂肪酸可降低结肠内pH，抑制腐败菌的生长，还兼抗炎活性、抑制肿瘤细胞的增殖[12-14]。从样本收集可知，欲更多的摄入木聚糖类膳食纤维，推荐优选叶菜类（枸杞菜、香菜、韭菜）、果菜类（豌豆种子、蚕豆、甜玉米、青黄豆）。本研究为人们快速查找木聚糖膳食纤维提供便利以及蔬菜木聚糖膳食纤维深度加工提供基础研究资料。◇

参考文献

[1]Makowiak K，Torlińska-Walkowiak N，Torlińska B.Dietary fibre as an important constituent of the diet[J].Postepy Hig Med Dosw（Online），2016（70）：104-109.

[2]Hamaker BR，Tuncil YE.A perspective on the complexity of dietary fiber structures and their potential effect on the gut micribiota[J].J Mol Bio，2014，426（23）：3838-3850.

[3]Jones J M.CODEX-aligned dietary fiber definitions help to bridge the ‘fiber gap’[J].Nutr J，2014（13）：34.

[4]Marlett J A.Content and composition of dietary fiber in 117 frequently consumed foods[J].J Am Diet Assoc，1992，92（2）：175-186.

[5]Dodd d Mackie-RI-Cann-IK.Xylan degradation，a metabolic property shared by rumen and human colonic bacteroidetes[J].Molecular Microbiology，2011，79（2）：292-304.

[6]Misamiminemura，Yukihiro Shimizu.Gut microbiota and liver diseases[J].World J Gastroenteral，2015，21（6）：1691-1702.

[7]潘海坤，范志紅.蔬菜摄入与2型糖尿病防控研究进展[J].中国食物与营养，2016，22（1）：70-74.

[8]Jia-Guo Zhao，Xian-Tie Zeng，Jia Wang，et al.Association between calcium or vitamin D supplementation and fracture incidence in community-dwelling older adults a systematic review and meta analysis[J].JAMA，2017，318（24）：2466-2482.

[9]苗露，周玉恒，张厚瑞，等.蔗渣木聚糖含量检测方法的比较[J].食品科学，2016，37（16）：162-167.

[10]武秋颖，陈复生，时冬梅，等.响应面优化超声辅助碱法提取花生壳木聚糖的工艺研究[J].食品工业科技，2012，2（2）：307-310.

[11]黄思思.木聚糖在大鼠肠道的代谢特性研究[D].桂林：广西师范大学，2014.

[12]Piekarska J，Mista D，Houszka M，et al.Trichinella sprialis：the influence of short chain fatty acids on the proliferation of lymphocytes，the goblet cell count and apoptosis in the mouse intestine[J].Experimental Parasitology，2011，128（4）：419-426.