阿拉伯木聚糖的功能性质及其应用研究

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1、江南大学博士学位论文阿拉伯木聚糖的功能性质及其应用研究姓名：马福敏申请学位级别：博士专业：食品科学指导教师：王璋20090601摘要全麦食品富含膳食纤维、维生素、矿物质及多种植物营养素。经常食用全麦食品会降低多种慢性病的发生率。全麦食品中全麦面包是西方国家首选的主食，是补充膳食纤维及多种营养素的最佳途径。在我国，由于全麦面包结构粗糙，消费者接受程度差，因而消费量受到极大的限制。面筋蛋白、阿拉伯木聚糖(Arabinoxyl锄，AX)及它们之间的相互作用对全麦面团的流变性质和全麦面包品质有很大影响。因此研究AX的功能性质，能改善全麦面包质

2、构，提高民众健康水平，具有重要的理论意义和实用价值。本论文以全麦面粉为原料，优化水不溶性阿拉伯木聚糖(Waterunextractablearabinoxylan，WUAX3的提取工艺，制得高纯度的水溶性阿拉伯木聚糖(Waterextractablearabinoxylan，WEAX)和WUAX；研究了WEAX及WUAX的氧化胶凝机理以及AX与面筋蛋白之间的相互作用；研究了氧化酶在实际体系中的应用。从全麦粉中提取纯化得到纯度较高的WEAX，相对重均分子质量为414，459。其单糖组成为阿拉伯糖42．60％，木糖51．55％，葡萄糖3．

3、89％，甘露糖1．96％。FA含量较低为0．25％。采用Ba(OH)2提取WUAX，优化了提取工艺。碱提WUAX预处理结果发现高压蒸煮法可提高WUAX的提取率及提取物中WUAX的含量。Ba(OH)2提取WUAX的最佳工艺条件为：料液比l：188，提取温度63℃，提取时间3h，提取率为31．60％；方差分析结果显示各因素对提取率影响的模型显著(P<0．05)，提取温度的平方项对提取率的影响高度显著(P<0．001)；最佳工艺条件下得到的提取物中WUAX含量为92．09％。采用毛细管黏度法测定漆酶(1accase，LAC)与氧化酶体系PO

4、X／H202体系、LOX／LA体系及化学氧化剂KBr03、ADA、BPO及过硫酸铵对AX粘度的影响，结果表明LAC较其他两种氧化酶体系和四种化学氧化剂更有效的作用于AX，使AX黏度明显增加。添加氧化酶前后，WEAX和WUAX的重均相对分子质量分布测定结果表明，加入氧化酶后WEAX和WUAX的重均相对分子质量均增加，且WUAX增加更明显。加入LAC时，重均相对分子质量增加最为明显。这说明LAC催化AX氧化交联能力较强。加入LAC后，AX中阿魏酸(Ferulicacid，FA)含量降低较明显，证明在LAC的作用下，更多的FA参与了氧化交联

5、。在AX和LAC混合体系中加入游离的FA，反应1h后经反相高效液相色谱法(RP．HPLC)测定混合物中游离FA的含量，结果表明，游离的FA，在LAC的作用下，参与形成聚合物，因此WEAX在LAC的作用下可通过FA产生氧化交联。在AX和LAC混合体系中加入富马酸时，WEAX及WUAX溶液中FA浓度与未加入富马．酸时FA浓度下降速度差别不大。说明富马酸不参与LAC催化的AX的氧化交江南大学博士学位论文联反应。而加入香草酸时，溶液中FA较未加入时降低速度明显加快。且随香草酸浓度的增大，FA降低速度加快。说明加入香草酸对AX的氧化交联反应有影

6、响。进而证明了AX的氧化交联中心为酚羟基而非双键。采用蠕变试验与小振幅振荡动态流变性质的测定相结合，研究WEAX和WUAX对面筋蛋白黏弹性的影响，结果表明面筋蛋(gluten)、面筋蛋白与WEAX混合体系(G．WEAX)及面筋蛋白与WUAX的混合体系(G．WUAX)当NaCl浓度为4．0％(w／v)时，面筋蛋白、G．WEAX黏弹性最大；G．WUAX在NaCI浓度为3．0％(w／v)时弹性最大，在NaCl浓度为4．0％(w／v)时黏度最大。当加水量为50％时，面筋蛋白及G．WEAX和G．WUAX混合体黏弹性最佳。WEAX和WUAX可显著

7、提高面筋蛋白的黏弹性。加入WEAX和WUAX后，面筋蛋白的LMWG中自由巯基的数量明显减少，这是面筋蛋白黏弹性增大的原因之一。采用荧光各向异性法研究了AX对醇溶蛋白和麦谷蛋白荧光各向异性的影响，结果表明，麦谷蛋白中加入AX，其各向异性值显著提高，说明AX与麦谷蛋白分之间存在相互作用。采用13CNMR法研究AX和面筋蛋白的相互作用，结果表明麦谷蛋白中加入WEAX时化学位移6为136．5和128。8ppm的吸收峰(归属于芳香烃类化合物)，分别向低场强方向移动至137．6ppm和129．9ppm；当加入WUAX时，化学位移6为136．5和1

8、28．8ppm的吸收峰也分别向低场强方向移动至137．8ppm和130．1ppm。对于醇溶蛋白，当加入WEAX或WUAX时，未发现化学位移的变化。结果表明AX与面筋蛋白的相互作用主要是由AX分子侧链上的阿魏酸与麦谷蛋白分