高粱蜀黍苷的研究进展

生氰糖苷是农产品中广泛存在的内源性物质,在植物中具有化学防御功能,在抵抗病虫害方面有重要作用。高粱中的生氰糖苷是蜀黍苷,当其被分解后产生氢氰酸,严重威胁人类和动物的健康甚至生命。本文对高粱中蜀黍苷的定量、代谢调控和脱毒的可能方法等进行了综述,并对高粱中蜀黍苷的脱毒措施提出展望,为降解高粱中蜀黍苷的研究提供参考。

澳洲坚果各部位蜀黍苷含量的测定

为检测澳洲坚果果仁、花、叶、壳和青皮各部位的蜀黍苷含量,并为澳洲坚果各部位的开发利用提供依据,以苦杏仁苷为内标物质,采用高效液相色谱法,Diamonsil C18(150 mm×4.6 mm,5μm)色谱柱,柱温35℃,自动进样器进样量5μL,总流速1.0 m L/min,乙腈(A)-0.1%甲酸水溶液(B)为流动相,使用蒸发光散射检测器(ELSD)进行检测。结果表明:蜀黍苷和苦杏仁苷标准品的浓度比(X)与对应的峰面积比(Y)所作标准曲线方程为Y=0.465389X2+0.349685X-0.000520968,决定系数R2=0.9977,RSD为2.60%。方法的平均回收率为97.93%±2.35%,RSD为2.39%。对澳洲坚果各部位蜀黍苷含量进行测定发现,澳洲坚果花中蜀黍苷含量最高,达(49.92±0.96) mg/g,叶次之,果仁中蜀黍苷含量最低,仅为(0.64±0.01) mg/g。且不同品种青皮中蜀黍苷含量亦不同。HPLC-ELSD内标法测定蜀黍苷快速简便,准确度高,重复性好,成本较低,测定结果可靠。澳洲坚果花、叶中蜀黍苷含量较高,使用时应适当考虑脱除其中的蜀黍苷。澳洲坚果仁中仅含微量蜀黍苷,在安全使用范围之内。

高效液相色谱-串联质谱法测定高粱中蜀黍苷的含量

建立了高粱中蜀黍苷的高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)检测方法。样品经甲醇-水(95∶5,v/v)提取,C18色谱柱分离,HPLC-MS/MS多反应离子监测(MRM)方式检测,并采用外标法定量。结果表明,蜀黍苷在浓度10.1~202μg/L范围内时与其峰面积呈良好线性关系,相关系数不低于0.999,检出限为0.178μg/L,定量限为0.593μg/L,低、中、高3个不同水平的加标回收率分别为96.1%、97.9%、90.7%,重复性好,精密度高。所建立的方法具有前处理简单、准确性好、灵敏度高的特点,可用于高粱中蜀黍苷的定量分析。

高效液相色谱-串联质谱法测定不同地区酿酒高粱中蜀黍氰苷含量

基于高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS),建立了一种灵敏度高、快速简便检测高粱中蜀黍氰苷含量的方法。高粱样品经95%甲醇溶液提取,UPLC BEH C18色谱柱分离,采用正离子多反应监测(MRM)模式进行检测。结果表明,蜀黍氰苷仪器检出限为1.0 ng/mL,定量限为3.0 ng/mL,在5.0~200.0 ng/mL范围内呈现良好的线性关系,相关系数R^(2)=0.9991526,精密度RSD为2.29%,3个水平加标回收率为94.3%~101.5%。黑龙江、吉林、辽宁、陕西、山西和贵州6个高粱主产省份中,陕西省高粱中蜀黍氰苷平均含量最低,为1.45 mg/kg;吉林省高粱中蜀黍氰苷平均含量最高,为3.50 mg/kg。西南、华北和东北3个高粱主要产区中,西南地区高粱中蜀黍氰苷平均含量最低,为1.84 mg/kg;华北地区高粱中蜀黍氰苷平均含量最高,为3.97 mg/kg。红缨子和晋杂22两种优质酿酒高粱的蜀黍氰苷含量均不高。说明不同地区不同品种的高粱蜀黍氰苷含量有所差异,且优质酿酒高粱蜀黍氰苷含量较低。

高粱中蜀黍氰苷与浓香型白酒中氰化物及氨基甲酸乙酯关系的研究

为研究高粱中蜀黍氰苷与浓香型白酒中氰化物及氨基甲酸乙酯(EC)之间的关系,以不同高粱为研究对象,分别进行水解试验、模拟蒸酒试验和酿酒试验。水解试验结果表明:高粱中蜀黍氰苷含量与其水解所生成的氰化物总量呈正相关;模拟蒸酒试验结果表明:实验组(以S1高粱为原料)的各段馏分酒中氰化物含量显著低于对照组(以S2高粱为原料)(P<0.01);酿酒试验结果表明:实验组原酒中氰化物初始含量低于对照组,浓香型白酒中绝大部分EC是在贮存过程中生成的,原酒中氰化物初始含量和达到相对稳定状态时EC含量呈正相关(R2=0.9669),氰化物是浓香型白酒中EC的重要前体物。该研究从生产水平上证实了浓香型白酒生产企业采用蜀黍氰苷含量低的高粱作为酿酒原料,可有效降低产品中EC含量。

不同产地及品种高粱中蜀黍氰苷含量的差异化分析

为筛选蜀黍氰苷含量低的酿酒高粱原料,对39种不同产地、不同品种高粱中蜀黍氰苷进行差异化分析,并以不同产地的高粱为原料进行了酿酒试验。结果表明,不同产地、不同品种高粱中蜀黍氰苷含量有较大差异,范围为0.31~13.16 mg/kg。高粱中蜀黍氰苷含量与产地关系较大,东北地区高粱中蜀黍氰苷含量普遍较高(2.53~13.16 mg/kg),川南地区高粱中蜀黍氰苷含量相对较低(0.31~4.28 mg/kg),采用川南地区高粱作为酿酒高粱原料时,酒体中氰化物(106.00~258.40μg/L)及氨基甲酸乙酯含量(160.92~304.42μg/kg)较低。该研究从蜀黍氰苷含量角度证实了川南地区盛产的高粱为优质酿酒原料,并在生产水平上验证了选用川南地区种植的高粱作为酿酒原料,可有效降低酒体中氰化物及氨基甲酸乙酯含量。

不同施氮量对高粱生长·生物量和蜀黍氰苷积累的影响

以辽糯11高粱为供试材料,研究了5个不同施氮水平对其生长发育、生物量及蜀黍氰苷积累的影响。结果表明,不同施氮水平对株高的影响不显著,随着施氮量的增加,高粱的茎粗、叶长、叶宽及鲜质量、干质量等表现为先增大后稳定,根、茎、叶等部位中的蜀黍氰苷含量随着施氮量的增加先增加后降低。

白酒中氨基甲酸乙酯及其前体物的控制方法

氰化物是白酒中氨基甲酸乙酯(EC)的重要前体物,高粱中蜀黍氰苷又是氰化物的重要前体物。为了降低白酒中EC含量,该研究分析了四种白酒中EC及其前体物的控制方法:氰化物挥发法、氰化物反应法、高粱去皮法和低氰高粱选择法。结果表明,氰化物挥发法效果较差,实验组和对照组各段酒中氰化物及EC含量无显著差异(P>0.05);氰化物反应法的实验组酒样中氰化物平均含量为340.5μg/L,极显著低于对照组(607.3μg/L)(P<0.01),但会将异杂味带入至酒中;H1高粱和H2高粱去皮前蜀黍氰苷含量分别为7.26μg/L、1.62μg/L,去皮后蜀黍氰苷含量分别为1.92μg/L、0.20μg/L,经去皮处理后两种高粱中蜀黍氰苷含量分别降低了73.6%、87.7%;低氰高粱选择法实验组酒样中初始氰化物平均含量和贮存1年时EC平均含量分别为163.3μg/L、214.0μg/L,极显著低于对照组(565.0μg/L、346.8μg/L)(P<0.01)。综上,低氰高粱选择法降低白酒中氰化物和EC含量效果较好。

固态法白酒主要酿酒原料高粱研究的回顾与展望

回顾了我国固态法白酒用高粱的使用现状,包括使用品种、理化性质,以及目前部分酒厂对高粱品质的要求,并与近年来使用的进口高粱进行了比较。从酿酒特性看,以糯性、软质高粱较佳,粳性、硬质高粱次之。从理化指标看,使用高淀粉含量高粱会促进出酒率较高和品质提升。但高粱研究较少涉及产生氨基甲酸乙酯的前驱物蜀黍氰苷,更说不上在育种时,减少其含量。酒用高粱也没有形成一套完整的品质控制体系。因此,科学研究应该关注酒用高粱的关键品质控制系统与安全性指标展开,并给高粱育种提供指导。

高粱中抗营养因子的化学性质及其对畜禽的影响与作用机制

高粱主要含有两种重要的抗营养因子,单宁(存在禾谷籽实中的多酚化合物)和蜀黍氰苷(一种生氰糖苷,主要存在于植物地上茎和发芽的马铃薯中)。单宁在褐色种皮类高粱中含量很高,而在无色素沉着的白高粱中含量很低,甚至检测不到。单宁的主要抗营养作用有:因其引起饲料的适口性差而导致动物采食量降低,营养物质消化率和利用率下降,对代谢产生不利影响,并有毒性。高粱的单宁含量似乎是影响其营养价值的主要因素。干燥、浸泡、粉碎和制粒似乎都能减少饲料原料中的单宁含量,同时当日粮添加胆碱和蛋氨酸等甲基供体类原料时也能减少畜禽生产中与单宁相关的问题。蜀黍氰苷在酶的作用下很容易产生氢氰酸(HCN)。高粱的氢氰酸含量因品种和生长条件而异,但随着生长期的增长而减少。过量的氰离子通过致使细胞色素氧化酶系统失活,可以快速引起中枢神经系统缺氧,并在几秒钟内导致动物死亡。然而,将高粱制成干草料或者青贮饲料,则可以降低蜀黍氰苷的毒害作用。