あるグルカンßはTesting Method何でしょうか?

β-グルカンは非デンプン多糖であるd-グルコースがβ-グルコシド結合で結合したもので、自然界に広く存在しています。分けられるβ−1、3-glucan、β−1、3 6-glucanとβ−1、3 4-glucan構造ば良い。その主な供給源は穀物、細菌および真菌です[1]。

多くの情報源の中でシリアルβ-glucanの焦点となりつつある研究その豊富で安全で信頼性の高い源と優れた物理化学的特性により。シリアルβ-glucanは様々なな生体機能効果。血糖値を調節し、2型糖尿病を予防することができる[2-4];血清コレステロール値を下げ、心血管疾患を予防する[5-6];腸内フローラのバランスをとり、大腸がんを予防する[7-9];血圧を調節し[10]、免疫細胞の活性を高める[11]。また、シリアルβ-glucan添加剤として用いてもよい制作乳製品に食料をやアイスクリームなどの感覚品質を向上させるこれらの製品[12 ~ 13]ている。

現在、検出方法シリアルβ-glucanには酵素の方法[14]。また、研究者が蛍光も開発方法【15位】や粘り度方法[16]の特性に応じてβ-glucan。異なる検出方法は、コスト、試験結果の精度および試験効率の点で異なり、したがって、異なる穀物製品または試験要件に適しています。

重要な食物繊維として、検出β-glucanはとても重要で穀物、特に大麦とオート麦の育種、加工および製品開発に[17-18]。経済的、迅速、正確、高スループットの検出方法の開発は、オート麦・大麦産業にとって喫緊の課題となっています。本論文では、現在の主义の原则や方法、βの検出基準で-glucan雑穀を目的が支援すると参考にβを正確に検出する-glucan穀物並びに開発する内容の方法で特定検出ニーズに応える。

1構造のシリアルをβ-glucan

において穀物β-glucanは普及して高いコンテンツ分子量が大きいのです優れた水溶性食物繊維である[19]。植物細胞壁の構成としてβ-glucan組み合わされてもよいことが理解される蛍光染料で色を輩出そのを利用したに観測されるシリアル粒穀物食品流通蛍光染色技術[20 ~ 22]。オーツや麦は最も一般的なシリアル源β-glucans、麦ライ麦も、ある種のβ-glucans(23)。細菌と違ってそして真菌β-glucansシリアルβ-glucansは線形を混ぜていた多糖类β−1、3、β−1、4 ?β1、4債D-glucose単体でcellobioseを形成ユニットに接続β1、βを形成し300緑地帯債券これらcellobiose台-glucan。βの存在−1、から3債券に対する予防分子スタックに近侍し、ある程度の溶解水ようにしてもらいたい。したがって、βの割合など−1、3 ~β−1、4債券と比率のcellotriose cellotetraoseはβ物理化学に影響し-あるグルカンpolysaccharide'の物理的および化学的性質[23-24]。

のコンテンツ・構造β挙げられる-glucan穀類でに応じて変化遺伝子型、環境与件(表1)。麦とオーツは高β-glucanコンテンツ2.2%と1.73% 8.8%にを占め5.70%の乾いた体重穀物それぞれ麦とライ麦はβ-glucan0.38%の0.64%押し上げるたコンテンツについてのコンテンツ属性情報及び1.4%には2.6%に、[イスで仆]。また、に差があるintra-molecular繊维の比率に存在する3糖の中と繊維tetrasaccharides、βの割合−1、βするために債券3−1、4債、それで分子βの重谷物が-glucans。例えば、オート麦のβの分子量-glucanが高腾し、で180-850 kDa【27】、ライ麦の分子量βの-glucanが21 kDa足らずだ[28]。

これらの違いは、主に穀物の遺伝子型や生育環境の違いによるものです。構造βの差-glucanの異なる物理と化学をかけます例えば、βの割合−1、3、β−1、4債券溶解水との関係の分子量β-glucan解答の関連粘度が増す解決策のβ-glucannon-Newtonianな流体としては高いが粘度およびがに高等の浓度や分子量β-glucan、粘度が高いほどその悩みを解決してくれる[29]だ。β-グルカンはゲルを形成することもある。このゲル化挙動を制御する要因は不明であるが、ゲル化速度はβ-グルカンの分子量と関係していると考えられている。また、β-グルカンは、水を吸収し、膨張することができます。β-グルカンのヒドロキシ基は水分子と水素結合を形成する。同時に、内部繊維に存在する3糖の中や繊維によってtetrasaccharidesで繋がれるβ−1、3債券に結合に緩和され、ステープル水[30]を作っている連中のもんさ

2. βテストの原則-glucan穀類で

現在、様々な方法がありますβテスト-glucan穀類の内容。βの属性によれば-glucan、これらの方法の原則:4品目集約hydrolyzingβブドウ糖単体での-glucanします;染色の一種を特定βにステープルする処理-glucan;βを-glucan'の独自の物理的特性;など。

2.1グルコースモノマーに加水分解

上述したように、オート麦のβ-glucanは一本道からなる多糖類β−1、3、β−1、4の連関性D-glucose。直接定量化のは容易ではないβ-glucan。しかし、現実的に不可能定量化βによって-glucan hydrolyzingβ-glucanしてD-glucose単体でに追い込みブドウ糖単体でコンテンツ計量中である。一般的に生物化学分解方法を使用することができるhydrolyzeβ-glucan。生物分解方法は、特定のための具体的な酵素高いの使用が恋β1、3、β−1、4債、βを分解-glucanグルコースに変える単体でます。[14]する。ノンケミカルな方法は、使用酸のをピッチングウェッジが特定温度解決策をβ-glucanグルコースに変える単体で[33-34]する。グルコーモノマーはオキシダーゼ法により着色物質に変換でき、510 nmの波長での吸収度はグルコース含有量に正比例します。さらに、グルコースモノマーの含有量は、高性能液体クロマトグラフィー(hplc)技術を用いて検出することができます。最後に、βコンテンツ-glucan定量することができるブドウ糖内容によって決定される。

2.2染料との結合

β-グルカンは特定の物質に結合し、複合体の色や蛍光強度を変化させる。これは、シリアルβ-グルカンの定量的な検出のための別の主要な原理です。例えば、もしβ-glucan結合染料コンゴ赤いこの結合機構は疎水性相互作用によるものと考えられ、結合溶液の吸収度が変化する。量β-glucanを決定することができるのabsorbance波長で着替えを測定することによって550 nm(35)。また、β-glucanも蛍光増白剤に結合しCalcofluor量β-glucanの変化に検出された定量測定できる蛍光複雑な[36]の強さです具体的な結合機構は現在のところ不明である。

2.3物性のβ-glucan

解決策のβ-glucanの粘度を増進させることが出来る吸水性にも優れています。これらの物理的特性は,本の検出に用いても良いβ-glucan内容穀類がある。所与の分子量βの-glucan、解決策の粘度は、濃度をに比例するのでβ-glucanコンテンツ検出することができる解決策の粘度。[16]を測ってみたら注目すべき点はの分子量β-glucanも解決策の粘度に影響を与える。分子量が大きいほど粘度が高くなります。したがって、この原理を用いて検出する場合には、分子量の影響にも注意する必要があります。βの強い吸水-glucan保水シリアルシステムを増やし、すなわち、βが高いほど-glucanコンテンツ保水システムが大きくなることに気がつきました。この原則に基づいて、和牛ら表示。[37]新しい方法を開発した検出オート麦のβ溶剤保持容量を用いて-glucan。

2.4他

そのほかにも上記原則分光方やenzyme-linkエドimmunosorbent时効βの検出-glucan。分光法は、近赤外分光法を使用します,これは確かな事実に基づいています化学債券β-glucan近赤外光下で振動吸収を発生させます#39;sの法則、すなわち吸収ピークの強度は測定する物質の濃度に比例する[38]。enzyme-linkedの原則immunosorbent分析具体的に企業のモノクローナル抗体を持って具体的に言ってβに結合しとして-glucan基板、βが検出したかを量的-glucan測反応でコンテンツを作る(39)。

3. βの検出方法-glucan穀物並びに関連基準で

β-glucanは食品など、各分野で広く使われてい重要な生理活動をしていますしたがって、β-glucanコンテンツ必要など全ての面で検出されたオート麦の産業(繁殖加工、製品開発、など)。表2等について概説する原則とメリットとデメリット、現在関連基準のβ-glucan検出方法。

3.1酵素方法

現在、酵素法が最も一般的に使用されている方法ですβを検出する-glucanに開発されており、キットそれは古典的な商業的な検出方法となっています。この方法を初めて取り上げたのはMcClearyの加筆訂正の1985年ます。[14]やβを検出するために使用できる内容-glucan穀物並びにを製品だった。タンパクプロダクトオブザ酵素方法の学歴が国際的に認められる方法を検出β-glucanなど多くの国際当局が価値が認められた在米脱分析化学者協会(AOACインターナショナル995.16)[40]シリアルの化学者の協会(AACC、32-23.01)[41]。

この法は、lichenaseで形をβに-glucosidase hydrolyze(図1)、まずのβ-glucan穀物や彼らの製品熱湯で溶いたりしても、そして具体的にはオリゴ糖など加水分解に小さく分子lichenase (lichenase)。その後、β-glucosidaseは恋分子のためブドウ糖を個人に慣れている。グルコースを測定してβの大々的な量的検出-glucan、グルコースをグルコースオキシダーゼ緩衝液で着色物質に変換し、その量を510 nmの波長で定量的に検出してもよい。この方法は非常に特異性が高く、他の多糖類と容易に干渉しない。安定して検出結果不渡りの可能性の高い正確かつ、βを検出するためのは国际的に広く使われ方法-glucan。しかし、高純度で特異性の高いリケニナーゼやグルコシダーゼは高価であり、検出コストも高い。

使用するサンプルの量を減らし、試薬の消費量を節約し、試験コストを削減するために、huとburton[42]はこの試験方法を改善しました。背番号は96板決定方法β-glucanコンテンツオート麦のサンプルが21種類あってlichenase量を減らし、β伝统的な酵素25%食べ方で使用される-glucosidaseに、各サンプルコストの早期削減テストは25%以上22%と人件費た。その後:Motilvaら。[43]方法ミクロMegazymeに基づいて酵素分析とのこの先の最適化検出のサンプルがβ-glucan内容は0.27% ~ 75%。βの伝统Megazyme酵素法はゆるやかに0.1 mL -glucosidaseを追加するサンプルが加水分解lichenaseによってに次第hydrolyzeブドウ糖単体でにや着色料を使って反応を3 mL GOPOD(ブドウ糖オキシダーゼバッファ)試薬。20μLが求められるだけでミクロ方法の改善β-glucosidaseおよび210μL GOPOD。試験では、結果は酵素法と有意に変わらないことが示されている。

3.2クロマトグラフ

クロマトグラフィーを使用できますβを決定する穀物-glucanコンテンツてい多糖類は、特定の温度で酸性条件下でより小さな物質に分解することができるためです。酸溶液の濃度、温度、加水分解の持続時間は加水分解の効率に影響を与え、不完全な加水分解を引き起こしたり、単糖生成物の構造を損傷したりする。加水分解グルコースはガスクロマトグラフィー(gc)または高性能液体クロマトグラフィー(hplc)によってさらに分析することができる。ヨハンソンら[33]分解比べβ-glucan 3酸解決策(HCl、TFAとH 2)に収めて酸濃度别温度と分解。その結果、β-glucanは加水分解最も弱い酸性条件の下で(37°C、pH = 1をシミュレートする酸性条件人的胃液)、、解決策、三酸取得同じでもhydrolyzingにブドウ糖内容β-glucan 120°C1 h同じブドウ糖コンテンツを取得する。この方法で得られる結果は、酵素法と類似しており、精度が高い。しかし、高価なクロマトグラフィー装置を必要とし、前処理の実験条件(高温、強酸)は安全性のリスクが高い。これらの要因は、この方法の使用をある程度制限します。

3.3コンゴレッド法

コンゴ赤色染料を形成できます。β付き住宅団地-glucan。コンゴレッド(congo red)は、可視光領域の光を吸収する赤色色素である。まで入れると、β後-glucanはabsorbance複合ビル波長することで、550 nmの濃度が変わるβ-glucan。このβを検出する方法を使用する場合-glucan内容シリアル、標準β-glucanいろいろな浓度を追加する必要を一定の濃度のコンゴ赤い解決策、混載を確立するスタンダード・β-glucan濃度曲線そしてβ-glucanコンテンツサンプル量を測定することができる(35)。この方法で使用されるコンゴレッド染料は比較的安価であるため、コストが低い。しかし、真っ赤にコンゴにステープルする処理β-glucanは具体的には、そしては穀類に応用され、他による干渉を受けやすい水溶性pentosansなどのムコ多、測定結果に影響。そのため、精度には限界があります。

蛍光3.4方法

蛍光方法も広く使われている方法の量子化β-glucan。この方法は、溶液、すなわち蛍光剤の蛍光強度の変化に基づいていますCalcofluorとβ-glucan作ること具体的に妨害されて複合・蛍光強度におけるシステムに関する解決策は濃度β-glucan。この原則に基づいて、ジョージソン[44]自動設計フロー注射分析システム1988年、濡れたdescがを用いたサンプル解決策と蛍光エージェントを混ぜてβを検出する-glucanコンテンツした。

この方法は広く使われている検出β-glucan液体サンプルに例えば、ビールや麦汁。βを含む法はゆるやかにサンプル-glucan薄めて溶液にしたもの、と標準β-glucan解決策は標準曲線を使うconcentration-fluorescence強度を確立するからβ-glucanコンテンツサンプルを得ることができる。従来の酵素法に比べ、蛍光法は安価である。また、蛍光法の結果は酵素法と有意に相関しており、精度が高い。しかし、蛍光剤カルコフローはあまり安定ではなく、光によって容易に分解される。また、穀物システムの構成は複雑であり、タンパク質やデンプンなどの物質も結果に干渉する可能性があります。これらの要因限界βの判定への応用-glucanある程度に穀類。

3.5粘性方法

Beta-glucan粉粘度が高く、溶液の濃度が高いほど粘度が高くなります。オーツ麦粉と大麦粉の場合、スラリーの見かけの粘度は主にβ-グルカンの含有量に依存し、デンプンとタンパク質の影響はわずかです。Colleoni-Sirghieら。[16]カラスムギ属準備小麦粉内部homogenatesオート麦の小麦粉を加えスポンジ弾薬筒水、の硝酸銀溶液(内因性や炎症を抑えるβ-glucanase)とアルカリ解決策(、水溶性を解散しwater-insolubleβ-glucans)、それぞれの相関関係を研究した結果、表に粘性homogenateの、β-glucan内容だ。βを予測する方式(PLS) -glucan内容だ。その結果、明らか粘性硝酸銀溶液を使用するオート麦の小麦粉homogenateを用いてβを予測することができる-glucanコンテンツよく得られる结果を含んでは距离が近いことあれらの酵素作り方である。粘度法は原理的に単純で、低コストで、操作が容易です。しかし、粘度化、β-glucan方法を講じるのも分子量の影响で、似たような分子重み必要およびサンプルを調整する際に用いられる同方式を活用している。そのことにより、方法はの検出に用いても良いβの内容-glucan同じ分子量のβなど-glucanコンテンツ異なる同じカラスムギ属カーネルで作られた製品である。

3.6溶媒保持容量法

溶媒保持能力(src)とは、小麦粉が一定の遠心力下で一定量の溶媒を保持する能力で、小麦粉とその製品の品質特性を測定することができます。原理は、小麦粉中の高分子分子(タンパク質、デンプン、ペントサンなど)が、異なる溶媒中でさまざまな程度に膨張することがあるということです。src試験では、水、5% (w/w)水性乳酸水溶液、5% (w/w)水性炭酸ナトリウム水溶液、50% (w/w)水性ショ糖水溶液の4種類の溶媒を使用できます。これら4つの溶媒は、小麦粉中の異なるポリマー成分に対応している。水srcは小麦粉中のすべての高分子成分の膨潤能力を反映する;この乳酸srcは、生地の発酵過程でのph値が似ているため、グルテニンの膨脹能に関係している。炭酸ナトリウムsrc溶液は、デンプンの水酸基を解離させることができる高いph値を有する。損傷したデンプンはこの溶液中で水分を吸収して膨張するので、このsrcは損傷したデンプンの含有量と関連している。スクロースsrc溶液は、濃縮されて中性であり、この溶液は、アラビノキシラン網の膨張効果を増幅するので、コムギのペントサンの含有量に関連しています[45]。

β-グルカンは大型の分子ポリマーである水酸基が多く、吸水力が強い。β-1,3-結合したフルクタンユニットは水分子と結合することができるため、強い吸水性と膨潤性を有する。和牛ら表示。[37]初めて適用さコムギ类农SRCオーツ方法の相関関係を研究した結果违うし溶剤腫れ特性燕麦、この出身の塩化カルシウム溶剤級人材1人を採用βを反映する-glucanオーツ内容だ。この方法に対応する直接追加する(25 g)に使う溶媒5 gオート麦の小麦粉が反映テストβ-glucanコンテンツ遠心分離以降、β-glucanコンテンツを体重计で推し量ることができる溶剤して、オート麦の小麦粉に仕えた。原理が簡単で操作も簡単です。しかし、それ以外の高分子高分子シリアルシステムする薬のため腫れる場合も、そしてβ-glucanコンテンツが低く、検出するのは容易ではないしたがって、この方法の精度をさらに最適化する必要があります。このやり方が用いて近似を予測することができる範囲オート麦のβ-glucanコンテンツためを使用することができるβの最初のスクリーニング-glucan内容交配と他のプロセスで作り出されたものです一方、ウリは前研究成果にもも少なからずオート麦の小麦粉SRC造相関β-glucan分子量(46)βの急速な検出する為のアイディアもあるを提供する-glucan分子量。

3.7近赤外線方法

近赤外分光法は、農業、医薬品、ポリマー製造、食品品質検査などで広く使用されています。近赤外スペクトル領域では、分子内の化学結合(c-h結合、n-h結合、o-h結合など)は特定の波長で特徴的なピークを持つ。物質の組成は、物質中の1つ以上の分子の周波数倍増ピークを分析することによって検出することができます' s譜区。近赤外分光法を使用して成分の含有量を予測する場合、最初に試料集合の近赤外スペクトルを収集し、元のスペクトルを前処理する必要があります。次に、数学的解析を使用してコンポーネントの予測モデルを確立し、最後にモデルをテストしてアプリケーションに変換します[47]。現時点では、いくつかの国内外の研究に近赤外線法の使用を報告している検出β-glucan穀類で。これらの研究で使用された試料は、主に粉砕穀物粉であった。

いくつかの研究では、無傷の穀物カーネルを試験に使用しており、これらの研究では、数学的モデリングのための参照値としてmegazyme酵素アッセイの結果を使用しています[48-54]。schmidtら[38]は、近赤外分光法の可能性を評価したβの判定-glucan麦で。彼らは、4つの異なる近赤外観測装置を用いて、107個の大麦試料(全粒穀物と大麦粉)を分析した。まず、スペクトルを収集し、生のスペクトルを前処理しました。として用いられている点は部分最小(PLS)近赤外線予測モデルを構築するβ-glucan麦。にその結果、各テスト一定のapplicabilityためが见られるβ-glucan監視(R2 >0.78人)。この方法は高速で簡単で、短時間で大量のサンプルを試験することができます。留意すべきNIRの精度方法はさまざまな理由によって乱れるの精度を含む化学基準値サンプルの,コンテンツサンプルのにて計測した指数に大きくなる通常分布と重なる背景が高く峰サンプルサイズと数理モデルを選出。

のβ构造-glucan简単であるまた、分子内の化学結合がオート麦の他の成分(デンプン、タンパク質など)と重なりやすく、精度に影響を与えます。この方法は、試料サイズが大きい場合の試験に適していますが、nir定量モデルを構築するには、既知の化学基準値(一般的には100以上)を持つ多数の試料を必要とします。

3.8酵素結合免疫吸着剤アッセイ

elisa (enzyme-linked immunosorbent assay)は一般的な生化学的分析法である。この方法では、特定の抗体を使用して液体サンプル中のリガンドの存在を検出します。elisaは判定にも用いられるβの痕跡レベル-glucan穀類で。Rampitschら[39]開発異なるクローン抗体また丸木俊にβして学歴、特異性ふたりの反応をを学ん-glucansオーツや麦を表していましたからエリザ・βの検出の結果から-glucan商用オーツを線形が一定範囲内(1-20 ngβ-glucan・mL-1)。さらに、elisaの実験条件を最適化し、大量のサンプルを検出するための時間と人件費を削減できる方法を開発しました。理论の面であるエリザ方法を検出できるβ-glucan使用できるとされる小さいころ調べてテストサンプル数だよしかし、特異性が极めて高くその手口の感度全員特定できない可能性もあるβ-glucansに近い構造を出せるようになり、そのapplicability、さらなる研究がなければならない。

4結論

穀物β-glucanている、食物繊維、重要なソースとβが検出されなければならない文面-glucan何穀物類のようなプロセス交配と処理は特にオーツや麦を表していました先進現在検出方法についてβ谷物が-glucan、酵素方法、やchromatographic法、蛍光方法、正確定量化するために使用することができるβ-glucan内容だ。に従ってスティッキーならびに溶剤保持容量方法は簡単に経営を使用することができるβの最初のスクリーニング-glucan内容だ。近赤外分光法は高速であり、大きなサンプルサイズがある場合にバッチテストに使用できます。精度、運用効率、コストなどを考慮し、ニーズに合った試験方法を合理的に選択することができます。

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