あるグルカンßはTesting Method何でしょうか?

Beta-glucan is a non-デンプンpolysaccharide made up のD-glucose linkエドby beta-glucosidic bonds とis widely found でnature. It can be divided inにβ-1,3-glucan, β-1,3-1,6-あるグルカンとβ-1,3-1,4-glucan according にits structure. Its maでsources are cereals, bacteria とfungi[1].

Among のmany sources, cereal β-glucanhas become のfocus のresearch due にits abundant, safe とreliable source とexcellent physicochemical properties. Cereal β-glucanhas a variety のphysiological functions とeffects. It can regulate blood glucose levels とprevent type 2 diabetes [2-4]; lower serum コレステロールlevels とprevent cardiovascular disease [5-6]; balance intestinal flora とprevent colにcancer [7-9]; regulate blood pressure [10] とenhance のactivity のimmune cells [11]. In addition, cereal β-glucan can also be used as an additive でthe productiにのdairy products, ice cream とother foods to improve the sensory 品質のthese products [12-13].

現在まで名前がシリアルの検出方法は横β-glucanには酵素の方法ます。[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。

重要な食物繊維のひとつとして、検出β-glucanはとても重要で育種、処理と商品開発のシリアル、特に麦オーツ[17・18]を表していました経済的、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

Graでβ-glucan is widely available, high でcontent, とhas a high molecular weight. It is an excellent water-水溶性dietary fiber [19]. As a component のplant セルwalls, β-glucan can be combined とfluorescent dyes to produce a color, so its distributiにでcereal grains can be observed 使用fluorescent staining 技術[20–22]. Oats と麦are the most commにsources のシリアルβ-glucans, while 小麦とrye also contaでsome β-glucans[23] . Unlike bacterial とfungal β-glucans, cereal β-glucansare li近くpolysaccharides とa mixture のβ-1,3 とβ-1,4 linkages. The β-1,4 bonds connect D-glucose monomers to form a cellobiose unit, while the β-1,3 bonds connect these cellobiose units to form β-glucan. The presence のβ-1,3 bonds can effectively prevent the molecules from stacking closely and give them a certain degree の水solubility. Therefore, factors such as the ratio のβ-1,3 to β-1,4 bonds and the ratio のcellotriose to cellotetraose will affect the physical and chemical 文化財のβ-glucan polysaccharide'の物理的および化学的性質[23-24]。

コンテンツ・構造β挙げられる-glucan穀類をによってできる遺伝子型、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-glucan 0.38%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]。

These differences are mainly due to the different genotypes and 成長environments のthe grains. The structural differences in β-glucan can give it different physical and chemical properties. For example, the ratio のβ-1,3 and β-1,4 bonds is related to water solubility, while 分子weight of β-glucan is related to the viscosity of its solution. A β-glucan 解決策has a high viscosity and is a non-Newtonian fluid. The higher the concentration and molecular weight of β-glucan, the higher the viscosity of the solution [29]. Beta-glucan can also form gels. The factors that control its gelation 行動are currently unknown, but it is generally believed that the gelation rate is related to the molecular weight of beta-glucan. In addition, beta-glucan can also absorb water and swell. The hydroxyl groups on beta-glucan can form hydrogen bonds with water molecules. At the same time, the internal fiber trisaccharides or fiber tetrasaccharides can be linked by β-1,3 bonds to form binding sites, thereby effectively binding water to them [30].

2. βテストの原則-glucan穀類で

現在、βを试す様々な方法穀物-glucanコンテンツています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、カラスムギ属β-glucan is a linear polysaccharide composed of β-1,3 and β-1,4 linkages of D-glucose. It is not easy to directly 定量化β-glucan. However, it is more feasible to quantify β-glucan by hydrolyzing β-glucan into D-glucose monomers and then measuring the コンテンツof glucose monomers. Generally, biological and chemical hydrolysis 方法can be used to hydrolyze β-glucan. The biological hydrolysis method involves the use of specific and highly specific enzymes to cleave the β-1,3 and β-1,4 bonds, thereby degrading the β-glucan into glucose monomers [14]. The chemical method involves the use of a concentrated acid solution at a specific temperature to cleave the β-glucan into glucose monomers [33-34]. Glucose monomers can be converted into colored substances 使用the oxidase method, and the absorbance of the substance at a wavelength of 510 nm is directly proportional to the glucose content. In addition, the コンテンツof glucose monomers can be detected using high-performance liquid chromatography (HPLC) technology. Finally, the β-glucan content can be quantitatively determined by the glucose content.

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、β-glucan結合、雨どいは赤を染料コンゴ疎水性ステープルのためとメカニズムは相互作用、absorbanceされた装丁解決策変化です。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

β-glucan解決策の粘度を増やし、もは強いせいぜい吸水されています。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-linked immunosorbent时効βの検出-glucan。,近赤外線分光法を使って分光法であるという根拠ある化学結合は他はすべてβ生成するも-glucan振動吸収近赤外線の光の下にに、に則ってLambert-Beer'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 is widely used in foods and other fields, and has important physiological activities. Therefore, the β-glucan content needs to be detected in all aspects of the カラスムギ属industry (breeding, processing, product development, etc.). Table 2 summarizes the principles, advantages and disadvantages, and relevant standards of the current β-glucan detection methods.

3.1酵素方法

現在、酵素βを検出するための一般的方法は最も使われる方法-glucanに開発されたしていると、商業検出方法たち典型的ななっている。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。を測定することによってβのブドウ糖量的検出-glucan、たとえブドウ糖が色物質ブドウ糖を配合オキシダーゼバッファに転用され、量は量的な面のうち510 nm。波長で検出され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。彼らは96ウェルプレート決定方法を使っていβ-glucan内容21異なってカラスムギ属サンプル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

Chromatography can be used to determine the β-glucan content of cereals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

β付き住宅団地コンゴ赤色染料形成し得るということ-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。この方法は変化に基づいてが蛍光の強度液のなかですなわち、蛍光Calcofluor捜査官とβ探索1 -glucan具体的に収穫できるべき複雑で蛍光システムの強度解決策は濃度に関する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。

この方法がとられ広くβを発見するために用いられる-glucanビールやたい?ーうんなど液体サンプル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 powder is highly viscous, and the higher the concentration of the solution, the higher the viscosity. For oat flour and 麦flour, the apparent viscosity of the slurry mainly depends on the content of beta-glucan, while starch and protein have only a small effect. Colleoni-Sirghie et al. [16] prepared oat flour homogenates by adding oat flour to deionized water, a silver nitrate solution (to inhibit endogenous β-glucanase) and an alkali solution (to dissolve water-水溶性and water-insoluble β-glucans), respectively, and studied the 関係between the apparent viscosity of the homogenate and the β-glucan content. method (PLS) to predict the β-glucan content. The results showed that the apparent viscosity of the oat flour homogenate using silver nitrate solution can be used to predict the β-glucan content very well, and the results are very close to those obtained by the enzymatic method. The viscosity method is simple in principle, low in cost, and easy to operate. However, the viscosity of β-glucan solutions is also affected by molecular weight, and samples with similar molecular weights need to be used when using this method. Therefore, this method can be used to detect the content of β-glucan with the same molecular weight, such as the β-glucan content in different products made from the same oat kernel.

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-グルカンは水酸基が多く、吸水性に優れた高分子である。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]。現在、一部の国内外の研究報告近赤外線手法のβを検出する-glucanで穀類がある。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]。シュミットらの電位を評価しましょう。[38]由近红外スペクトルβ決定-glucan麦。に彼らは、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。

构造のβ-glucan简単である、と重複し化学結合できる分子内の他のコンポーネント(デンプン、タンパク質、等)オーツです精度に影響が出た。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。エリザ・追跡レベルを決定する用途にも用いることができるβ-glucanで穀類がある。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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