小麦阿拉伯木聚糖的结构、理化特性及合成研究.pdf

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1、第36卷第1期粮食斜枝占锯VoJIa．3n6．2，0N1o1．12011年1月小麦阿拉伯木聚糖的结构、理化特性及合成研究李兴军(国家粮食局科学研究院，北京100037)[摘要]阿拉伯木聚糖(AX)是小麦籽粒细胞壁最主要的多聚糖，对小麦加工特性及营养品质有重要功能。介绍了AX组成与分子结构、构象与理化特性，以及胚乳组织AX合成途径中的关键酶与基因。了解AX分子结构的多样性与生物合成关键步骤的调控机制，有助于较好地调控胚乳组织AX变异，培育营养品质和加工特性提高的中国小麦类型。[关键词】阿拉伯木聚糖；小麦籽粒；多聚糖结构与功能；小

2、麦加工小麦是中国人民的大宗食物，能够加工成各种各样上以面粉回收．麦粒的外部组织与麸皮成分有关。的食品小麦籽粒中，淀粉约占60％～70％、蛋白质占10％～15％、非淀粉多聚糖仅占3％～8％。这些成分对小麦磨粉、皱痕蒸煮、烘焙及作为饲料有重要作用，在于它们水溶液的黏性及水合特性作为膳食纤维，细胞壁多聚糖对小麦籽粒加工特性及营养品质有重要影响。小麦籽粒细胞壁多聚淀粉胚乳糖主要是阿拉伯木聚糖(AX)。胚乳组织水溶性阿拉伯木聚糖(WE～AX)是影响面粉水溶液黏度的一个重要因子，它修饰面粉水溶液的流变学、面团行为及其在人体肠道中的行为。不

3、溶性阿拉伯木聚糖(wu—AX)的水合特性，r绒毡层影响食品系统中水的分布。本文介绍小麦AX的分子结皮胚芽{【构、理化特性及合成途经编码基因方面的进展，对于国内胚轴小麦育种及加工、多聚糖结构与功能研究有参考意义。l阿拉伯木聚糖(AX)的结构与理化特性图1小麦籽粒的不同组织部分1．1一般结构与化学异质性1．2淀粉型胚乳AX的组成与结构图1是小麦籽粒构成组织。具有保护功能的籽粒最1．2．1一般特征外部组织，其细胞壁是厚壁疏水的，由纤维素、复杂的木小麦胚乳细胞壁AX由阿拉伯糖、木糖组成，被称为聚糖及一定数量的木质素组成。在胚乳组织中，

4、细胞壁占戊聚糖，分为水溶性(WE—AX)和不溶性(WU—AX)2部组织的2％～7％，是薄壁亲水的，由AX和(1，3；l，4)一6一分。面粉中WE—AX和WU—AX的平均含量是0．5％和D一葡聚糖组成．还有少量的葡萄甘露聚糖(2％～7％)、纤维1．7％，总AX量是2．2％，约1／4的总AX是WE—AX。用阿索(2％～4％)、阿拉伯半乳聚糖肽及结构蛋白。AX是小麦拉伯糖与木糖的比率(A／X)通常定性AX结构，是对AX籽粒细胞壁的主要多聚糖。它由(1—4)连接的B—D一木吡结构的粗略定性，估计了木糖主链被阿拉伯糖基取代的喃糖单元构成

5、线性主链。木糖通常占糖组分的50％以上，情况。A／X比率均值对WE—AX是0．5。图2A是小麦面粉在主链的D一2或D一3位置，或者同时2个位置存在大量AX的主要结构特征，阿拉伯糖基取代，主要以侧链形式侧链。单个一L一阿拉伯呋喃糖或Or．一D一葡萄糖醛酸(及其存在，包括主链木糖残基的O一3单取代物(mXyl，，占21％)甲基醚，4—0一甲基一葡萄糖醛酸)是常见的侧链，还有木吡和O一2、0—3双取代物(dXyl，占13％)。在0—2的单取代喃糖基或半乳吡喃糖基连接到阿拉伯呋喃糖基．形成2～3物(mxvl)在小麦很少见。主链上平均6

6、6％的木糖残基不个糖单元的短链⋯。另外，AX与乙酸、羟基肉桂酸、阿魏酸被取代(uxyJ)。甲基化分析证实，少量的阿拉伯糖基上还及对香豆酸形成酯类。阿魏酸和对香豆酸酸酯连接到阿存在短侧链。目前对WE—AX的结构特征报道较多．对胚拉伯呋喃糖的0—5上，见图2。小麦籽粒不同组织中．不乳细胞壁主要的AX部分WU—AX还缺乏资料。采用碱液同细胞类型AX的组成与结构不同．值得区分胚乳组织(AE—AX)或木聚糖酶处理(XE—AX)提取不溶性AX(WU—(淀粉型胚乳和糊粉层)AX与麦粒外部组织的AX。小麦AX)。WU—AX的结构非常接近WE—

7、AX，但是它的平均分磨面成分的组织来源变化范围较大．但是胚乳组织基本子质量、A／X比率均稍高于WE—AX。与WE-AX比较．收稿日期：2010—11-09WU—AX(AE—AX和XE—AX)中较高的A／X比率．对应较作者简介：李兴军，男，博士，副研究员，研究方向为粮食生理高的mXyl比例及较低的uXyl，比率，不过WE—AX和生物与分子营养WU—AX中dXyl的比例是相似的45第36卷2011年第1期李兴军：小麦阿拉伯木聚糖的结构、理化特性及合成研究oOH0HaBoA：阿拉伯糖；X：木糖；G：半乳糖；Ga：葡萄糖醛酸；F：阿魏

8、酸；Ac：乙酰基；dX：双取代的木糖；uX：未取代的木糖；mX2：O一2单取代的木糖(小麦胚乳很少)；mX3：O一3单取代的木糖图2谷物籽粒胚乳和外部组织阿拉伯木聚糖的主要结构阿魏酸是AX的重要结构成分，它连接到AX的量很据特定的化学降解如过碘酸氧化和Smith降解．以及木聚