燕麥β-葡聚糖的產品特性研究

黃娜麗，陳如溪，郭肖媚，陳　超

（1.廣東省食品工業研究所，廣東廣州　510308；2.廣東省食品工業公共實驗室，廣東廣州　510308）

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燕麥β-葡聚糖的產品特性研究

黃娜麗1，2，陳如溪1，郭肖媚1，陳超1

（1.廣東省食品工業研究所，廣東廣州510308；2.廣東省食品工業公共實驗室，廣東廣州510308）

燕麥β-葡聚糖是一種功能性多糖，在食品中具有很大的應用潛力。通過對燕麥β-葡聚糖的溶解特性、穩定性以及黏度特性等進行研究，為燕麥β-葡聚糖食品的開發利用提供理論依據。

燕麥β-葡聚糖；溶解特性；穩定性；黏度特性

燕麥β-葡聚糖主要存在于燕麥麩中，是一種非淀粉黏性植物多糖，基本結構是由D葡萄糖以β-（1-3）、（1-4） 糖苷鍵連接而成。由于燕麥β-葡聚糖具有降低膽固醇、調節血糖、調節免疫力以及抗癌等生理功效，使燕麥β-葡聚糖成為研究熱點［1］。燕麥β-葡聚糖的功能特性，主要是其溶于水后進入小腸所顯示出來的獨特功能性質［2］。因此，其生理功能的發揮受到燕麥β-葡聚糖的純度、相對分子質量、結構、溶解性以及黏度等特性的影響［3］。試驗對高含量燕麥β-葡聚糖的產品特性進行了研究，以期為燕麥β-葡聚糖的開發和實踐應用提供指導作用。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

燕麥β-葡聚糖，由廣東省食品工業研究所提供；鹽酸、氫氧化鈉，廣州醫藥集團有限公司產品。

1.2試驗儀器

SNB-2型數字黏度計，上海天美天平儀器有限公司產品；DF-101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，河南予華儀器廠產品；TDL-60B型離心機，上海安亭科學儀器廠產品；UV2310Ⅱ型紫外可見分光光度計，上海天美科學儀器有限公司產品；DZF-6050型真空干燥箱，上海龍躍儀器設備有限公司產品。

1.3試驗方法

1.3.1燕麥β-葡聚糖含量檢測

測定方法參照AOAC 995.16法［4］。

1.3.2燕麥β-葡聚糖的溶解特性研究

（1）溶解度測定［5］。稱取3份1 g燕麥β-葡聚糖樣品于200 mL燒杯中，并加水約100 mL，于80℃下攪拌30 min后，以轉速3 000 r/min離心20 min，分別傾出上清液至已干燥至恒質量的鋁盒中，并將置于90℃水浴上蒸，然后在105℃下烘干至恒質量，按公式（1）計算溶解度，取平均值。

燕麥β-葡聚糖溶解度=

（2）燕麥β-葡聚糖水溶液配制。稱取所需質量的燕麥β-葡聚糖樣品于200 mL燒杯中，并加水約100 mL，于80℃恒溫條件下攪拌30 min后，補充水至100 mL。

1.3.3燕麥β-葡聚糖的熱穩定性研究

取3支具塞試管，盛裝pH值7的燕麥β-葡聚糖溶液，質量分數1%（W/W），密封后放入100℃的烘箱中［4］。在0，4，8，12，18，24 h的時間間隔后取出測定燕麥β-葡聚糖含量。

1.3.4燕麥β-葡聚糖的pH值穩定性研究

按照1.3.2所述方法配制1%的燕麥β-葡聚糖水溶液，用HCL和NaOH調節其pH值為3，5，7，9，10，高溫高壓滅菌后放置1周，分別測定燕麥β-葡聚糖含量。

1.3.5燕麥β-葡聚糖的黏度特性研究

從燕麥中提取出的β-葡聚糖，其流變學特性比較復雜，主要受物料來源、前處理技術以及提取液的質量分數、溫度和pH值的影響。試驗考察了質量分數、溫度、pH值對于燕麥β-葡聚糖溶液黏度的影響。

（1）質量分數對燕麥β-葡聚糖溶液黏度的影響。配制質量分數為1.0%，2.0%，3.0%，4.0%的燕麥β-葡聚糖水溶液，控制溫度為25℃，調節pH值為7.0，測定溶液黏度。

（2） 溫度對燕麥β-葡聚糖溶液黏度的影響。配制質量分數為3.0%的燕麥β-葡聚糖水溶液，調節pH值為7.0，在溫度為5，15，25，30，40，50，60℃條件下測定溶液黏度。

（3）pH值對燕麥β-葡聚糖溶液黏度的影響。配制質量分數為1.0%的燕麥β-葡聚糖水溶液，調節pH值為7.0，控制溫度為25℃，用HCl和NaOH調節其pH值為3，5，7，9，10，11，12條件下測定溶液黏度。

2　試驗結果

2.1燕麥β-葡聚糖的溶解特性結果

β-葡聚糖有可溶性和不溶性之分，且受原料來源、提取條件、存放條件等的影響，導致其相對分子質量不一樣，從而導致溶解性的差異。試驗測得燕麥β-葡聚糖易溶解于水，溶解度為95%，在食品應用中極其方便。

2.2燕麥β-葡聚糖的熱穩定性結果

處理時間對燕麥β-葡聚糖水溶液的影響見圖1。

圖1　處理時間對燕麥β-葡聚糖水溶液的影響

由圖1可知，24 h的處理時間內燕麥β-葡聚糖含量變化較小，說明燕麥β-葡聚糖水溶液穩定性非常好。食品熱加工處理過程中不會對燕麥β-葡聚糖造成太多的損失。

2.3燕麥β-葡聚糖的pH值穩定性結果

pH值對燕麥β-葡聚糖水溶液穩定性影響見圖2。

圖2　pH值對燕麥β-葡聚糖水溶液穩定性影響

由圖2可知，燕麥β-葡聚糖在酸性和中性條件下穩定性非常好，燕麥β-葡聚糖含量幾乎沒有變化。可見燕麥β-葡聚糖在較寬的pH值范圍內具有非常好的穩定性，非常適合各種食品的工藝條件。

2.4燕麥β-葡聚糖的黏度特性結果

燕麥β-葡聚糖是一種水溶性的非淀粉多糖，其黏度特性受葡聚糖相對分子質量大小、質量分數等影響，在低質量分數時溶液的流動曲線符合Power-law模型，表現出假塑性流體。試驗過程中發現，高含量（4%以上）的燕麥β-葡聚糖溶液易形成凝膠狀，且溶液存放時間的延長以及低溫處理，間歇式的剪切、停歇有助于凝膠的形成。

2.4.1質量分數的影響

質量分數對燕麥β-葡聚糖表觀黏度的影響見圖3。

圖3　質量分數對燕麥β-葡聚糖表觀黏度的影響

Bohme and Kulicke［6］表明在質量分數高于臨界質量分數時，燕麥β-葡聚糖的黏度和質量分數呈現指數升高關系。圖3的結果也證明，隨著質量分數的增加，溶液的黏度逐步增大。這可能是因為隨著β-葡聚糖溶液質量濃度的增加，燕麥β-葡聚糖分子之間摩擦力隨之增大，物質之間的交聯、聚合度也隨之增大，糖鏈之間的相互作用力變大，致使多糖分子的結構發生一定程度的變化。因此，溶液的黏度也就越大，這符合大分子溶液的黏度特性，此結果也表明燕麥β-葡聚糖具有良好的增黏特性，可作為一種較好的增稠劑和穩定劑。

2.4.2溫度的影響

溫度對燕麥β-葡聚糖溶液表觀黏度的影響見圖4。

圖4　溫度對燕麥β-葡聚糖溶液表觀黏度的影響

由圖4可知，隨著溫度的升高，燕麥β-葡聚糖溶液的黏度逐漸減小。這是由于隨著溫度的升高，燕麥β-葡聚糖溶液中分子的熱運動加劇，體積膨脹，分子間距離增大，致使分子間相互作用減小，溶液的流動性增加，溫度升高破壞了燕麥β-葡聚糖分子側鏈間的氫鍵和離子鍵，使其多聚體結構變成了低聚體結構，聚合度的下降導致燕麥β-葡聚糖溶液的黏度下降。

2.4.3pH值的影響

pH值對燕麥β-葡聚糖溶液表觀黏度的影響見圖5。

圖5　pH值對燕麥β-葡聚糖溶液表觀黏度的影響

由圖5可知，在pH值3～12范圍內，隨著pH值的增大，燕麥β-葡聚糖溶液的黏度呈逐漸增大后減小的趨勢；在pH值7～11的范圍內，燕麥β-葡聚糖的表觀黏度基本恒定；在酸性和堿性條件下則會使表觀黏度有所下降。這可能是由于溶液中酸根離子過多時，起到了靜電屏蔽的作用，分子間的靜電引力減小，從而使燕麥β-葡聚糖無規則的團縮，流體力學體積隨之減少，進而使其溶液黏度出現下降的趨勢；還有可能是在強酸性條件下，燕麥β-葡聚糖發生水解現象，分子量降低，致使黏度下降。pH值超過11時，燕麥β-葡聚糖溶液的黏度逐漸減小，這可能是由于堿性條件下，引起燕麥β-葡聚糖分子分解，致使黏度降低。

3　結論

通過試驗測定燕麥β-葡聚糖易溶解于水，溶解度為95%。燕麥β-葡聚糖具有良好的熱和酸穩定性，短時間的熱和極端酸處理不會引起含量大的變化，對食品的加工處理過程十分有利。燕麥β-葡聚糖溶液黏度受質量分數、溫度和pH值影響較大，且一定質量分數下能產生很高的黏度，可作為一種食品增稠劑和穩定劑。

［1］管驍，姚惠源．燕麥β-葡聚糖流變特性的測定 ［J］．中國糧油學報，2003，18（3）：28-31．

［2］董葉興．燕麥β-葡聚糖的提取、純化及性質研究 ［D］．哈爾濱：東北農業大學，2014．

［3］申瑞玲．燕麥β-葡聚糖的提取、結構及功能特性研究 ［D］．無錫：江南大學，2005．

［4］Barry V，Mc Cleary.Determination of β-glucan in barley and oats by streamlined enzymatic method：summary of collaborative study［J］.Journal of AOACA International，1997，80（3）：580-583.

［5］鄧萬和．燕麥中β-葡聚糖的含量分析及其性質研究 ［D］．北京：中國農業大學，2005．

［6］Bohme N，Kulicke W M.Rheological studies of barley（l-3）（l-4）-β-glucan in concentrated solution：investigation of the viscoelastic flow behavior in the sol state［J］.Carbohydrate Research，1999（3）：293-301.◇

Research of Oat β-glucan Features

HUANG Nali1，2，CHEN Ruxi1，GUO Xiaomei1，CHEN Chao1
（1.Guangdong Food Industry Institute，Guangzhou，Guangdong 510308，China；2.Guangdong Provincial Public Laboratory of Food Industry，Guangzhou，Guangdong 510308，China）

Oat β-glucan is a kind of functional polysaccharide which has a great potential in food industry.The dissolving properties，stability and viscosity properties of oat β-glucan are studied in this paper，to serve for the development and utilization of oat β-glucan food.

oat β-glucan；dissolving properties；stability；viscosity properties

TS201.2

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.07.033

1671-9646（2016）07b-0014-03

2016-06-14

黃娜麗（1988— ），女，碩士，工程師，研究方向為食品添加劑與功能性食品配料的應用。