何 嬌， 黃廣民

(海南大學(xué)食品學(xué)院，海南?？?570228)

海南毛薯干粉中總還原糖含量的測(cè)定

何 嬌， 黃廣民

(海南大學(xué)食品學(xué)院，海南?？?570228)

以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)溶液，以3，5-二硝基水楊酸為顯色劑，用分光光度法測(cè)定海南毛薯干粉中總還原糖含量．結(jié)果表明:在波長(zhǎng)480 nm處有最大吸收峰，測(cè)定回收率最大為101.9%，最小為99.7%，相對(duì)誤差為±1.9%．實(shí)測(cè)得毛薯干粉中總還原糖含量為71.08%，毛薯中淀粉含量為63.97%．

海南毛薯;還原糖;分光光度法

毛薯(Dioscorea esculenta(Lour．)brukill)又名甜薯、蒂薯、蔓眉(黎語)等，為薯蕷科薯蕷屬藤本植物．海南毛薯有甜薯和蒂薯兩個(gè)品種，有人工種植，也有野生品種．蒂薯屬革質(zhì)攀援藤本，蔓長(zhǎng)130～150 cm，蔓細(xì)而硬，每節(jié)生刺，葉片厚，綠色，呈心臟形，結(jié)薯集中且多露于土壤表面，每株結(jié)薯約10～12個(gè)，最多可高達(dá)二十多個(gè)．蒂薯薯塊呈橢圓形或長(zhǎng)圓形，根毛少而短，表皮赤褐色，薯肉白色細(xì)軟，帶黏性，富含淀粉，味稍淡且甜，煮熟后不易脫皮．甜薯屬攀繞藤本，莖蔓青紫色，蔓長(zhǎng)100～130 cm，結(jié)薯比蒂薯少，每株結(jié)薯約8～10個(gè)，最多可結(jié)薯十多個(gè)．甜薯結(jié)薯較深，薯塊大，呈長(zhǎng)圓形，表皮赤褐色，根毛多而長(zhǎng)，薯皮革質(zhì)，肉質(zhì)細(xì)軟，富含淀粉，含糖分高，煮熟后易脫皮，味甜可口．

海南毛薯適應(yīng)性廣，各種旱地土壤均可種植，但火山灰土壤種植，淀粉含量最高．每年2～3月播種，9～10月收獲，不需要特別進(jìn)行田間管理，畝產(chǎn)鮮薯可達(dá)1 000～2 500 kg，適當(dāng)?shù)奶镩g管理，產(chǎn)量可突破3 000 kg．毛薯是海南特產(chǎn)的農(nóng)家雜糧，男女老少，一年四季，均可食用．具有健脾止瀉，益肺滋腎，解毒斂瘡的功效［1］．

海南省獨(dú)特的自然條件非常適宜于海南毛薯的生長(zhǎng)，毛薯已成為海南省的一大特產(chǎn)．據(jù)統(tǒng)計(jì)，全省每年種植面積約1.8×107m2以上．海南出產(chǎn)的毛薯，產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)、口感好，深受島上居民喜愛．海南毛薯富含淀粉，是制備酒精的理想原料．還原糖和淀粉含量是毛薯制備酒精的關(guān)鍵性指標(biāo)，毛薯中總還原糖含量乘以0.9便是其淀粉含量．毛薯干粉中總還原糖測(cè)定尚未見文獻(xiàn)報(bào)道，因此，本研究開展了這方面的工作．

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

海南毛薯(以下簡(jiǎn)稱毛薯)干粉制備:新采收的毛薯，去毛、洗凈、切片、烘干，粉碎至80～100目，得含水量為8% ～12%干粉，備用．

1.1.2 試劑

鹽酸、氫氧化鈉、酒石酸鉀鈉、苯酚、亞硫酸氫鈉、3，5-二硝基水楊酸、葡萄糖等，所有試劑均為分析純．

1.2 儀器與設(shè)備

721-型分光光度計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司;齒爪式粉碎機(jī)、不銹鋼水解反應(yīng)釜等．

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

1.3.1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

準(zhǔn)確稱取預(yù)先于105℃烘箱中干燥至恒重的葡萄糖0.100 0 g，用少量蒸餾水溶解，轉(zhuǎn)入100 mL容量瓶，加蒸餾水稀釋定容，得質(zhì)量濃度為1 mg/mL葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液［2］．

1.3.2 DNS顯色劑的制備

甲液:稱取6.9 g重蒸餾的苯酚溶解于15.2 mL 10%氫氧化鈉溶液中，稀釋至69 mL，加入6.8 g亞硫酸氫鈉，搖勻．

乙液:稱取225 g酒石酸鉀鈉于1 000 mL燒杯中，加入300 mL 10% 氫氧化鈉溶液，攪拌溶解，加入880 mL 1%3，5-二硝基水楊酸(DNS)溶液，激烈搖勻．

將甲液與乙液充分混合，貯于棕色瓶中，室溫下于陰涼處放置一周，備用［3］．

1.4 實(shí)驗(yàn)原理

在中性或偏堿性條件下，3，5-二硝基水楊酸與葡萄糖共熱被還原生成棕色氨基化合物，其反應(yīng)式如下:

在一定范圍內(nèi)，葡萄糖的質(zhì)量濃度與溶液的吸光度成正比，利用分光光度法可測(cè)定毛薯干粉中總還原糖的含量［4］．

1.4 高壓氧治療［2］ 治療組所有患者在引流管拔除24 h后開始行高壓氧治療。采用空氣加壓多人艙，治療壓力2 ATA，加減壓時(shí)間各20 min，穩(wěn)壓65 min、中間停止吸氧（休息）5 min，每天1次，10次為一個(gè)療程，治療2～3個(gè)療程。

1.5 樣品處理

準(zhǔn)確稱取5.000 0 g毛薯干粉于三頸燒瓶中，按一定料液比加入一定濃度的稀鹽酸，調(diào)成粉漿．裝上回流冷凝管，在一定溫度下，水解一定時(shí)間，水解液用氫氧化鈉溶液中和，轉(zhuǎn)入250 mL容量瓶，用蒸餾水稀釋定容，搖勻，備用．

1.6 DNS的比色測(cè)定

準(zhǔn)確吸取5.0 mL毛薯水解稀釋液于100 mL容量瓶，加蒸餾水稀釋定容，搖勻．分別準(zhǔn)確吸取1.0 mL水解稀釋液于50 mL容量瓶，加入1.5 mL DNS溶液、2.0 mL蒸餾水，于沸水浴中加熱5 min，顯色，迅速冷卻，用蒸餾水稀釋定容，搖勻．另取50 mL容量瓶，加入1.5 mL DNS顯色劑、2.0 mL蒸餾水，方法與上述相同，加蒸餾水稀釋定容作空白液．選用1 cm比色皿，選擇適當(dāng)?shù)奈詹ㄩL(zhǎng)，分別測(cè)定其吸光度，按式(1)計(jì)算水解液中總還原糖含量［5］．

式(1)中，A為水解液的吸光度;W為毛薯質(zhì)量，g;M為工作曲線的斜率．

2 結(jié)果與分析

2.1 最大吸收波長(zhǎng)的選擇

準(zhǔn)確吸取1.0 mg/mL葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液1.0 mL于50 mL容量瓶中，按 1.6中方法［6］，配成 0.020 mg/mL標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液，選擇不同的吸收波長(zhǎng)，選擇1 cm的比色皿，分別測(cè)定其吸光度(并以1.5，2.0 mg/mL葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液作對(duì)照)，結(jié)果見圖1．

圖1 波長(zhǎng)與吸光度的關(guān)系Fig．1 Relationship between wavelength and absorbance

從圖1可以看出，質(zhì)量濃度為1.0 mg/mL的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液在480 nm處有最大吸收峰，而作為對(duì)照組的質(zhì)量濃度為1.5，2.0 mg/mL葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的最大吸收波長(zhǎng)也在480 nm處，故選擇較佳測(cè)定波長(zhǎng)為480 nm．

2.2 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制

準(zhǔn)確吸取1.0 mg/mL葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液于50 mL容量瓶，按1.6中方法，分別配成質(zhì)量濃度分別為0，0.002，0.004，0.006，0.008，0.010，0.012，0.014，0.016，0.018，0.020，0.022，0.024，0.026，0.028，0.030，0.032，0.034，0.036，0.038，0.040 mg/mL 的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液．選擇1 cm比色皿，在480 nm處測(cè)定吸光度．以葡萄糖質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果見圖2．

圖2 葡萄糖含量測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig．2 Standard curve for glucose determination

從圖2可以看出，隨著葡萄糖質(zhì)量濃度的增大，吸光度呈線性上升．作一元回歸分析，得到吸光度對(duì)葡萄糖質(zhì)量濃度的回歸方程為:Y=22.57X－0.010 9(R2=0.996 1)．

2.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

表1 正交試驗(yàn)因素水平表Tab．1 Factors and levels in L9(34)orthogonal test

準(zhǔn)確稱取5.0000 g毛薯干粉，按L9(34)正交表的料液比，加入一定量的鹽酸溶液，調(diào)成粉漿．在一定溫度下，水解一定時(shí)間，水解液用氫氧化鈉溶液中和，轉(zhuǎn)入250 mL容量瓶，加蒸餾水稀釋定容．準(zhǔn)確吸取5.00 mL水解稀釋液于100 mL容量瓶，加蒸餾水稀釋定容，搖勻．準(zhǔn)確吸取1.0 mL水解稀釋液于50 mL容量瓶，按1.6中方法，選擇1 cm比色皿，于480 nm處測(cè)定其吸光度，其試驗(yàn)結(jié)果與極差分析情況見表2．

表2 L9(34)正交試驗(yàn)結(jié)果與極差分析Tab．2 Analysis of variance and results of L9(34)orthogonal test

由表2極差R分析可知，影響毛薯粉漿水解的因素主次順序:料液比＞水解溫度＞水解時(shí)間＞鹽酸濃度．毛薯粉漿料液比是主要的影響因素，其次是水解溫度、水解時(shí)間，影響最小的是鹽酸濃度，優(yōu)化的反應(yīng)組合是A3B2C1D3，即當(dāng)鹽酸濃度1.0 mol/L，水解時(shí)間2.0 h，料液比(g/mL)1∶12，水解溫度125℃時(shí)，毛薯粉漿水解液的吸光度最高，達(dá)到0.227．然而，正交試驗(yàn)確定的優(yōu)化條件，不一定是全部實(shí)驗(yàn)中最佳的條件．因正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，每個(gè)試驗(yàn)參數(shù)都是隨機(jī)的，其因素水平不同，所得的結(jié)果也不一樣．因此，本文又進(jìn)一步做單因素實(shí)驗(yàn)，單獨(dú)考察各主要因素對(duì)毛薯粉漿水解的影響［9－10］．

2.4 鹽酸濃度對(duì)毛薯粉漿水解的影響

準(zhǔn)確稱取5.000 0 g毛薯干粉于三頸燒瓶中，分別按1∶16 料液比(g/mL)加入0.025，0.050，0.075，0.10，0.20，0.30，0.40，0.50，0.60，0.70，0.80，0.90，1.00 mol/L的鹽酸溶液，調(diào)成粉漿．裝上回流冷凝管，水解溫度103℃，水解時(shí)間2.0 h，水解液用氫氧化鈉溶液中和，轉(zhuǎn)入250 mL容量瓶，加蒸餾水稀釋定容．準(zhǔn)確吸取5.0 mL水解稀釋液于100 mL容量瓶，加蒸餾水稀釋定容，搖勻．準(zhǔn)確吸取1.0 mL水解稀釋液于50 mL容量瓶，按1.6中方法，選擇1 cm比色皿，于480 nm處測(cè)定其吸光度，結(jié)果見圖3．

圖3 鹽酸濃度對(duì)毛薯粉漿水解的影響Fig．3 Effects of hydrochloric acid concentration on hydrolysis of dry powder of Dioscorea esculenta(Lour．)brukill

從圖3可以看出，鹽酸濃度小于0.30 mol/L時(shí)，隨著鹽酸濃度的增大，毛薯粉漿水解液的吸光度呈線性急劇上升;鹽酸濃度為0.30 mol/L時(shí)，水解液的吸光度達(dá)到最大值;當(dāng)鹽酸濃度大于0.3 mol/L時(shí)，隨著鹽酸濃度的增大，水解液的吸光度呈緩慢下降趨勢(shì)．其原因在于鹽酸濃度增大，毛薯水解液中的還原糖分解嚴(yán)重，吸光度便下降．因此毛薯粉漿水解較佳的鹽酸濃度為0.3 mol/L．

2.5 水解時(shí)間對(duì)毛薯粉漿水解的影響

準(zhǔn)確稱取5.000 0 g毛薯干粉于三頸燒瓶中，分別按1∶16料液比(g/mL)加入0.3 mol/L鹽酸溶液，調(diào)成粉漿．裝上回流冷凝管，水解溫度103℃，水解時(shí)間為0.5～3.0 h，按0.5 h增序．水解液用氫氧化鈉溶液中和，轉(zhuǎn)入250 mL容量瓶，加蒸餾水稀釋定容．準(zhǔn)確吸取5.00 mL水解稀釋液于100 mL容量瓶，加蒸餾水稀釋定容，搖勻．準(zhǔn)確吸取1.0 mL水解稀釋液于50 mL容量瓶，按1.6中方法，選擇1 cm比色皿，于480 nm處測(cè)定其吸光度，結(jié)果見圖4．

圖4 水解時(shí)間對(duì)毛薯粉漿水解的影響Fig．4 Effects of hydrolytic time of dry powder of Dioscorea esculenta(Lour．)brukill

由圖4可以看出，隨著水解時(shí)間的延長(zhǎng)，毛薯粉漿水解液的吸光度呈線性上升．水解時(shí)間為2.0 h時(shí)，水解液的吸光度達(dá)到最大值．當(dāng)水解時(shí)間大于2.0 h時(shí)，繼續(xù)延長(zhǎng)水解時(shí)間，水解液吸光度幾乎保持不變，可認(rèn)為水解時(shí)間大于2.0 h后，毛薯中的多糖幾乎全部水解，再延長(zhǎng)水解時(shí)間，對(duì)水解液吸光度的影響不大，甚至有下降的趨勢(shì)．主要是因?yàn)榉磻?yīng)體系中副產(chǎn)物的增加，導(dǎo)致還原糖自身的分解及與副反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行縮合反應(yīng)所致的［11］．所以優(yōu)化水解時(shí)間以2.0 h為宜．

2.6 料液比對(duì)毛薯粉漿水解的影響

準(zhǔn)確稱取5.000 0 g毛薯干粉于三頸燒瓶中，分別按料液比(g/mL)1∶5，1∶10，1∶16，1∶20，1∶25，1∶30的比例加入0.3 mol/L鹽酸溶液，調(diào)成粉漿．裝上回流冷凝管，水解溫度103℃，水解時(shí)間2.0 h．水解液用氫氧化鈉溶液中和，轉(zhuǎn)入250 mL容量瓶，加蒸餾水稀釋定容．分別準(zhǔn)確吸取5.0 mL水解稀釋液于100 mL容量瓶，加蒸餾水稀釋定容，搖勻．準(zhǔn)確吸取1.0 mL水解稀釋液于50 mL容量瓶，按1.6中方法，選擇1 cm比色皿，于480 nm處測(cè)定其吸光度，結(jié)果見圖5．

圖5 料液比對(duì)毛薯干粉水解的影響Fig．5 Effects of ratio of material-liquid on hydrolysis of dry powder of Dioscorea esculenta(Lour．)brukill

從圖5可以看出，料液比小于1∶16時(shí)，隨著料液比的增大，毛薯粉漿水解液的吸光度呈上升趨勢(shì)．因?yàn)榱弦罕鹊拇笮Q定了水解液的流動(dòng)性，當(dāng)比例小于1∶16時(shí)，水解液黏度過高，流動(dòng)性差，鹽酸中的氫離子作用于淀粉鏈內(nèi)部葡萄糖糖苷鍵上氧原子的幾率較小，所以會(huì)導(dǎo)致水解效果不佳［12］．當(dāng)料液比為1∶16時(shí)，水解液的吸光度達(dá)到最大值．料液比大于1∶16時(shí)，隨著料液比的增大，水解液的吸光度緩慢下降．主要是由于隨著料液比的增大，底物可被充分水解，但是過多的H+則會(huì)使得水解后的還原糖進(jìn)一步分解．因此優(yōu)化料液比為1∶16．

2.7 水解溫度對(duì)毛薯粉漿水解的影響

準(zhǔn)確稱取5.000 0 g的毛薯干粉于三頸燒瓶，按料液比1∶16的比例，分別加入0.3 mol/L鹽酸溶液，調(diào)成粉漿．裝上磨口玻璃塞，置于不銹鋼高反應(yīng)壓釜中，水解溫度為105～135℃，按5℃的溫度增序，水解時(shí)間2.0 h．水解液用氫氧化鈉溶液中和，轉(zhuǎn)入250 mL容量瓶，加蒸餾水稀釋定容．分別準(zhǔn)確吸取5.0 mL水解稀釋液于100 mL容量瓶，加蒸餾水稀釋定容，搖勻．準(zhǔn)確吸取1.0 mL水解稀釋液于50 mL容量瓶，按1.6中方法，選擇1 cm比色皿，于480 nm處測(cè)定其吸光度，結(jié)果見圖6．

圖6 水解溫度對(duì)毛薯干粉水解的影響Fig．6 Effects of hydrolytic temperature on dry powder of Dioscorea esculenta(Lour．)brukill

從圖6可以看出，水解溫度小于110℃時(shí)，隨著水解溫度的增大，毛薯粉漿水解液的吸光度急劇增大，而后趨于平緩．水解溫度為110℃時(shí)，吸光度穩(wěn)定在高值．水解溫度大于110℃時(shí)，水解液的吸光度緩慢下降，水解液的色澤逐漸加深．表明水解溫度升高，會(huì)加速鹽酸中H+作用于葡萄糖糖苷鍵上的氧原子，進(jìn)而使水解液中還原糖分解嚴(yán)重［12］．因此水解溫度采用110℃．

2.8 重現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

準(zhǔn)確稱取5.000 0 g毛薯干粉，按料液比為1∶16比例加入0.3 mol/L的鹽酸溶液，調(diào)成粉漿．裝上磨口玻璃塞，置于不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，水解溫度110℃，水解時(shí)間2.0 h．水解液用氫氧化鈉溶液中和，轉(zhuǎn)入250 mL容量瓶，加蒸餾水稀釋定容．分別準(zhǔn)確吸取5.0 mL水解稀釋液于100 mL容量瓶，加蒸餾水稀釋定容，搖勻．準(zhǔn)確吸取1.0 mL水解稀釋液于50 mL容量瓶，按1.6中方法，選擇1 cm比色皿，于480 nm處測(cè)定其吸光度，其結(jié)果見表3．

表3 毛薯還原糖測(cè)定的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab．3 Results of repeatability experiment on determination of reducing saccharidein from Dioscorea esculenta(Lour．)brukill

從表3可以看出，標(biāo)準(zhǔn)偏差為±0.006 7，相對(duì)平均標(biāo)準(zhǔn)偏差為±2.15%，重現(xiàn)性好，相對(duì)誤差小，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)回歸曲線和計(jì)算公式，可計(jì)算出毛薯干粉中總還原糖的含量為71.08%．將毛薯干粉中總還原糖含量，乘以0.9便可得到毛薯干粉中淀粉含量為 63.97%［13］．

2.9 標(biāo)準(zhǔn)回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果

準(zhǔn)確稱取5.000 0 g毛薯干粉于三頸燒瓶中，按料液比為1∶16比例加入0.3 mol/L的鹽酸溶液，調(diào)成粉漿．裝上磨口玻璃塞，置于不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，水解溫度110℃，水解時(shí)間2.0 h．水解液用氫氧化鈉溶液中和，轉(zhuǎn)入250 mL容量瓶，加蒸餾水稀釋定容．準(zhǔn)確吸取5.0 mL水解稀釋液于100 mL容量瓶，加蒸餾水稀釋定容，搖勻．分別準(zhǔn)確吸取1.0 mL水解稀釋液于50 mL容量瓶，加入1 mg/mL標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5 mL，按1.6 中方法，選擇1 cm比色皿，于480 nm處測(cè)定其吸光度，計(jì)算水解液中葡萄糖的標(biāo)準(zhǔn)回收率［14］，結(jié)果見表4．

表4 毛薯干粉中總還原糖測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab．4 Results of recovery experiment of reducing saccharide in spiked Dioscorea esculenta(Lour．)brukill

由表4可以看出，采用葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)溶液，DNS作顯色劑，測(cè)定毛薯干粉中總還原糖的含量，標(biāo)準(zhǔn)回收率最高為101.9%，最低為99.7%，相對(duì)誤差為±1.9%，相對(duì)誤差?。?5］，標(biāo)準(zhǔn)回收率高，效果好．

3 結(jié)論

用分光光度法可測(cè)定海南毛薯干粉中總還原糖的含量．毛薯經(jīng)曬干或烘干，粉碎至80～100目，按料液比1∶16的比例，加入0.3 mol/L鹽酸溶液，調(diào)成粉漿，水解溫度110℃，水解時(shí)間2.0 h，水解液用氫氧化鈉溶液中和，水解液不需分離，直接用葡萄糖作標(biāo)準(zhǔn)溶液，用3，5-二硝基水楊酸溶液作顯色劑，于沸水浴中加熱顯色，迅速冷卻，加蒸餾水稀釋定容，于480 nm處測(cè)定其吸光度．測(cè)定回收率最大為101.9%，最小為99.7%，相對(duì)誤差為±1.9%．實(shí)測(cè)得毛薯干粉中總還原糖含量為71.08%，毛薯中淀粉含量為63.97%．

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(責(zé)任編輯:葉紅波)

Determination of Total Reducing Saccharide in Hainan Dioscorea Esculenta(Lour．)brukill

HE Jiao，HUANG Guang-min
(College of Food Science，Hainan University，Haikou 570228，China)

Using glucose as standard and DNS as color developing reagent，the content of total reducing saccharide in Hainan Dioscorea esculenta(Lour．)brukill was determined by spectrophotometry．The results showed that the maximum absorption wavelength of the sample was 480nm．The maximum recovery rate was determined as 101.9%，and the minimum was 99.7%．The relative error was±1.9%．The content of total reducing saccharide and starch in Hainan Dioscorea esculenta(Lour．)brukill was 71.08%and 63.97%，respectively．

Hainan Dioscorea esculenta(Lour．)brukill;reducing saccharide;spectrophotometry

TS201;TS215

A

1671-1513(2012)05-0056-06

2012-04-06

?？谑兄攸c(diǎn)科技計(jì)劃項(xiàng)目(0000017)．

何 嬌，女，碩士研究生，研究方向?yàn)樘羌疤妓衔锘瘜W(xué)和生物質(zhì)能源;

黃廣民，男，教授，主要從事糖及碳水化合物化學(xué)和生物質(zhì)能源方面的研究．通訊作者．