阿拉伯木聚糖对面团及面制品品质影响的研究进展

阿拉伯木聚糖(arabinoxylan,AX)作为一种膳食纤维,在面团加工过程中会与其主要组分发生相互作用,从而影响面团特性和面制品品质。文章分析了AX与面团中面筋蛋白和小麦淀粉间的相互作用,总结归纳了其对面团持水性、流变性和发酵特性等方面的影响规律,概述了近年来国内外关于AX在应用于蒸煮类、焙烤类、油炸类面制品等方面所取得的研究成果,指出了目前在AX的精细结构、链构象特征、量效关系等方面需要解决的一些重要问题,并针对这些问题提出了今后的研究建议,以期推动AX在面制品行业中的理论研究和实际应用。

阿拉伯木聚糖-甘薯淀粉复合体系理化特性表征

探究了阿拉伯木聚糖(arabinoxylan,AX)-甘薯淀粉(sweet potato starch,SPS)复合体系的糊化、质构、流变和水分迁移等理化特性。添加不同浓度的AX代替等量淀粉配置成复合体系,利用布拉班德黏度仪、扫描电子显微镜、流变仪等分析手段,对AX-SPS复合体系的理化特性进行表征。结果表明,与天然SPS相比,AX-SPS复合体系的黏度值、回升值、崩解值降低,糊化温度有所升高;随着AX添加比例的增大,淀粉凝胶断层表面粗糙且孔洞增多;静态流变学分析表明,AX-SPS复合体系均为典型剪切稀化的假塑性流体,并随着AX添加比例的增大,假塑性行为有所减弱;动态流变学分析表明AX的添加降低了复合体系的储存模量(G′)和损耗模量(G″);质构和低场核磁分析表明,AX的加入降低了SPS凝胶的硬度、弹性,改善了质地,提高了保水性;红外光谱分析表明,AX添加量的增加使淀粉的双螺旋结构和有序性破坏程度增大,复合体系氢键作用力增强。综上,AX的添加改善了SPS的糊化、流变、质构和持水性等理化特性,使SPS在食品、医药及化工等领域具有更广阔的应用前景。

阿拉伯木聚糖、β-D-葡聚糖和α-纤维素涂层对杏果活性氧代谢的影响

使用阿拉伯木聚糖(arabinoxylan,AX)、(1,3;1,4)-β-D-葡聚糖((1,3;1,4)-β-D-glucan,BG)和α-纤维素复合溶液对采后杏果进行涂层处理,探究谷物细胞壁多糖涂层对采后杏果活性氧代谢系统的影响,并阐明其作用机理。结果表明:涂层能够有效抑制丙二醛和活性氧含量的上升,对照组的丙二醛、H2O2和O2-含量分别比ABF-C8处理组(α-纤维素质量浓度8 g/100 mL)高37.50%、33.33%和57.14%;此外,涂层处理还能维持杏果的抗氧化能力和抗氧化酶活性,其抗坏血酸和总酚含量分别比对照组高73.33%和8.40%;小麦细胞壁多糖涂层能够延缓杏果实呼吸过程中活性氧的产生和积累,从而保持细胞膜的完整性,同时涂层能够使水果和外界环境形成气体和水分之间的屏障,维持活性氧清除酶活性及抗氧化能力,从而延长采后杏果的贮藏期。

酶响应海藻酸钠/阿拉伯木聚糖丁酸梭菌双重微胶囊体外耐受性分析

选用废弃米糠提取的益生多糖阿拉伯木聚糖(AX)和海藻酸钠(SA)双重微胶囊包埋丁酸梭菌,并在其表面涂层硫酸鱼精蛋白(PRM),提高菌株环境耐受性的同时实现其靶向递送。结果表明:米糠来源的2种AX总糖含量高达(81.86±0.67)%和(76.87±0.12)%,且单糖组成以木糖和阿拉伯糖为主;2种AX能与漆酶作用形成结构密集的网状凝胶;此外,AX还可作为丁酸梭菌利用的益生元,发酵可产生对肠道有益生作用的乳酸、乙酸和丁酸;采用锐孔凝固法结合静电自组装制备得到(SA AX)@PRM复合微胶囊,将其在模拟胃液和高胆盐处理后,存活率相较于游离菌体分别提高了32.4%和16.2%;在模拟消化液释放实验中,(SA AX)@PRM包埋的丁酸梭菌在胃液中保持良好的稳定性,且转移至模拟肠液后可被胰蛋白酶崩解释放,进而实现益生菌在结肠中的靶向释放。

刺梨果渣阿拉伯木聚糖对α-淀粉酶的抑制及其酵解特征研究

为挖掘刺梨果渣的应用价值,研究了果渣中阿拉伯木聚糖(arabinoxylan, AX)的降糖活性与酵解特征。以分子对接技术、酶抑制、酶动力学、荧光光谱来评价AX的降糖能力及原理,以体外模拟结肠发酵来分析AX被微生物发酵利用情况。分子模拟对接结果表明AX与α-淀粉酶之间通过氢键等作用结合而发挥抑制作用,体外降糖实验结果表明,AX对α-淀粉酶具有一定的抑制作用,抑制类型为混合型抑制,且AX与酶发生静态猝灭。体外模拟发酵实验表明,发酵过程中pH值显著下降,从8.8下降到5.1左右,且在同一发酵时间内,AX组的pH值大多低于对照组,这可能与AX组产生的短链脂肪酸(short-chain fatty acids, SCFAs)水平较高有关。另外,在体外发酵过程中,SCFAs含量显著增加,24 h后达到1 705.74μg/mL。因AX对α-淀粉酶有较好的抑制能力,且SCFAs在维持宿主肠道稳态和健康状态方面起着关键作用,所以AX有望成为一种具有降糖及促进肠道健康的功能性食品。该研究为刺梨果渣的高效利用以及在功能活性方面的研究提供理论参考。

饲粮中添加低聚木糖和阿拉伯木聚糖可通过降低肉鸡肠道上皮细胞的更新来提高肉鸡的生长效率

肠道黏膜的主要作用之一是保护机体免受环境危害。添加低聚木糖(XOS)被认为可以选择性地刺激肉鸡肠道有益菌群的生长,改善肠道健康和功能。低聚木糖可能会影响肠上皮细胞的完整性,而肠上皮细胞更新对于维持消化功能和屏障功能之间的相容性至关重要。本研究旨在评价添加低聚木糖和富含阿拉伯木聚糖组分(AXRF)对肉鸡肠道功能和上皮完整性的影响。试验选取128只Ross 308肉鸡分为2个组,每个处理随机分布在8个重复栏中(n=8),每个重复栏8只鸡。对照组为玉米/豆粕型饲粮,试验组为对照组饲粮中添加0.5%低聚木糖和1%阿拉伯木聚糖,试验期为42d。每周记录采食量和体重。42天龄时,每重复栏按平均体重选择1只公鸡进行安乐死,取空肠样进行蛋白组学分析。与对照组相比,饲粮添加低聚木糖和阿拉伯木聚糖改善了1-42日龄的饲料转化率(P<0.05)。与对照组相比,蛋白质组学分析揭示了饲粮添加低聚木糖和阿拉伯木聚糖的效率提高机制,涉及346个差异丰度蛋白(Padj<0.00001)。在空肠中,差异丰度蛋白转化为减少ATP合成,这表明组织能量消耗降低(如:抑制糖酵解和三羧酸循环途径)。此外,差异丰度蛋白与上皮细胞分化和迁移减少相关,主要通过减少肌动蛋白聚合途径产生影响。将以上两种主要途径结合,低聚木糖和阿拉伯木聚糖补充剂可能会减少维持胃肠道能量需要约19%左右。综上所述,饲粮中添加低聚木糖和阿拉伯木聚糖可通过减少上皮细胞迁移和分化(周转)、肌动蛋白聚合而降低维持肉鸡空肠所需的能量,从而提高肉鸡的生长效率。

玉米麸皮阿拉伯木聚糖提取工艺优化及其凝胶特性研究

为进一步挖掘玉米麸皮的附加价值、提升阿拉伯木聚糖(AX)的加工及应用,本研究以此为原料,采用碱法制备对其提取工艺进行优化,并探究其凝胶特性。以玉米深加工副产物麸皮为原料,采用Ba(OH)_(2)提取AX,以料液比、提取温度、提取时间构建三因素三水平的响应面优化实验,并对优化后的多糖进行单糖组成、分子量、阿魏酸含量等结构表征。在此基础上,利用漆酶氧化交联AX,探究AX凝胶的形成条件、凝胶结构及热稳定性等参数。结果表明,优化后AX提取条件为料液比1:44(g:mL)、提取温度69℃、提取时间6.3 h,得率为23.07%±1.15%。制备得到的AX主要由阿拉伯糖和木糖组成,Ara/Xyl为2.28±0.11,重均分子量为265±6.68 kDa,阿魏酸含量为9.6±0.32 mg/100 g。AX经漆酶氧化交联后在pH2.0条件下可形成稳定的凝胶结构,扫描电镜观察微观结构为致密的多孔凝胶结构且具有良好的热稳定性。本研究制备的阿拉伯木聚糖及其凝胶具有良好的理化特性,在改善食品的质构品质、功能因子的包埋和控制释放等方面具有一定的应用潜力。本文为玉米加工副产物的深加工及阿拉伯木聚糖在食品工业中的应用提供理论基础。

麦麸品种与提取方式对阿拉伯木聚糖结构及抗氧化性的影响

目的:利用不同方式提取不同品种小麦麸皮中的阿拉伯木聚糖(arabinoxylan,AX),对提取的AX进行结构表征并比较其抗氧化性。方法:分别利用碱提、超声辅助木聚糖酶提和超声辅助纤维素酶提法从不同品种小麦麸皮(‘百农207’‘百旱207’‘冠麦1号’‘华育198’和‘华育166’)中提取AX,测定其化学组成,对比其分子质量、分子结构、热稳定性及抗氧化性能。结果:3种提取方式中,碱提法得率较高,且总糖质量分数较高;酶提法则能更大程度地保留多酚,这可能是酶提AX抗氧化性较好的原因,但在一定程度上降低了AX的分子质量,且酶提AX单糖组分比例与碱提AX差异较大,糖苷键连接方式也更复杂;两种酶提法相比,超声辅助木聚糖酶提AX得率和总糖质量分数更高,但超声辅助纤维素酶提AX多酚质量分数更高,且二者单糖比例及糖苷键连接方式也不同;此外,不同品种麸皮AX的分子质量、单糖比例、糖苷键连接方式及比例不同。结论:碱提、超声辅助木聚糖酶提和超声辅助纤维素酶提3种方法从小麦麸皮中提取得到的AX结构及活性存在明显差异,酶提法相对碱提法AX得率和分子质量较低,但多酚含量较高、抗氧化性能较好;超声辅助木聚糖酶提较超声辅助纤维素酶提AX得率和总糖含量更高,但多酚含量较低;不同提取方式以及不同品种小麦麸皮AX结构存在差异。

醋糟阿拉伯木聚糖的提取工艺优化及其对馒头品质的影响

采用碱提法从醋糟中提取阿拉伯木聚糖。对NaOH(含0.88%H_(2)O_(2))浓度、提取温度、料液比、提取时间进行单因素实验,得到阿拉伯木聚糖得率最高的四个参数水平,并在此基础上,利用响应面法优化碱提阿拉伯木聚糖最佳工艺条件,并对优化工艺所得的多糖进行了单糖组成分析、分子量等分析以及对馒头品质的影响。结果表明:最佳实验条件为:NaOH(含0.88%H_(2)O_(2))浓度0.92 mol/L,提取温度75℃,料液比1:35 g/mL,提取时间1.5 h,所得阿拉伯木聚糖得率为8.75%。得到醋糟阿拉伯木聚糖(AX)主要由阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、半乳糖醛酸、葡萄糖醛酸6种单糖组成,含量分别为38.9%、1.32%、2.37%、55.84%、0.66%、0.91%。提取的阿拉伯木聚糖分散系数为2.45,均一性较好,分子量分布比较均匀,重均分子量为245997。同时,向面粉中添加适量的醋糟AX,能够降低馒头的硬度、黏性,可以改善馒头的质构特性,提高馒头的品质。本研究所获得的阿拉伯木聚糖具有较好的功能特性,为醋糟综合利用提供数据和理论支撑。

基于核磁共振氢谱代谢组学研究阿拉伯木聚糖及其复合多糖对高脂饮食诱导肥胖小鼠粪便代谢物的影响

为探究阿拉伯木聚糖及其复合多糖对高脂饮食诱导肥胖小鼠粪便代谢产物的影响,将16只雄性ICR/KM小鼠随机分为4组,包括正常饮食组、高脂饮食组、添加阿拉伯木聚糖的高脂饮食组和添加阿拉伯木聚糖+β-葡聚糖的高脂饮食组,通过核磁共振氢谱代谢组学技术研究粪便代谢物的组成及含量。结果表明:4组粪便代谢物中共定性出67种小分子化合物,包括氨基酸、肽、有机酸、碳水化合物、核苷、核苷酸及其衍生物等。与正常饮食组相比,高脂饮食组小鼠粪便代谢物中胆酸盐、黄嘌呤和焦谷氨酸的含量显著升高(P<0.05);缬氨酸、3-氧丁酸、4-羟基苯乙酸甲酯、3,4-二羟基苯乙酸、乙酸苯酯、谷氨酰胺、异亮氨酸和天冬氨酸的含量显著降低(P<0.05)。与高脂饮食组相比,补充阿拉伯木聚糖组小鼠粪便代谢物中谷氨酰胺、乙酸盐、4-羟基苯乙酸甲酯、葡萄糖、天冬酰胺、异丁酸和苏氨酸的含量显著升高(P<0.05);烟酸、焦谷氨酸和胆酸盐的含量显著降低(P<0.05)。其中,与添加阿拉伯木聚糖的高脂饮食组相比,补充阿拉伯木聚糖+β-葡聚糖的高脂饮食组小鼠粪便代谢物中焦谷氨酸的含量显著升高(P<0.05);乙酸盐、丁酸盐、葡萄糖、谷氨酰胺、异丁酸和丙酸的含量显著降低(P<0.05)。代谢通路和富集分析结果表明主要的作用途径包括酮体的合成和分解,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成,酪氨酸代谢,丁酸盐代谢,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸的代谢。综上,补充阿拉伯木聚糖及其复合多糖能改善高脂饮食诱导肥胖小鼠的粪便代谢组学特征。

响应面法优化玉米皮中阿拉伯木聚糖超声提取工艺研究

为了提高玉米淀粉生产企业废弃物中阿拉伯木聚糖的回收率,增加副产品的经济效益,采用超声—微波辅助提取工艺对玉米淀粉生产废弃玉米皮中的阿拉伯木聚糖进行回收,在单因素试验基础上,结合响应面设计法(BBD)对提取时间(A)、微波功率(B)、提取液浓度(C)和液料比(D)等因素进行二次回归模拟。结果表明:单因素对阿拉伯木聚糖产率影响大小排序为C>B>D>A;各因素之间交互影响对阿拉伯木聚糖产率影响大小的排序为C×D>A×B>A×C>A×D>B×C>B×D;获得最优提取工艺的条件为提取时间30 min,微波功率443 W,提取液浓度0.29 mol/L,液料比20.5∶1。经试验验证,该工艺条件下的阿拉伯木聚糖提取率为27.86%,与理论预测值的误差较小。该模型可行度较高,在玉米皮阿拉伯木聚糖的提取中具有推广应用价值。

低聚木糖的提取方法及其在食品工业中的应用

低聚木糖是一类具有益生元活性的功能性低聚糖,无毒副作用,稳定性好,来源广泛。本文结合国内外关于低聚木糖的研究进展,总结了低聚木糖的生物学特性和提取方法(物理法、化学法、生物酶法等),并对其在果蔬饮料、乳制品、焙烤制品等食品工业方面的应用进行了综述,以期提高低聚木糖工业化生产效益及拓宽其在市场上的应用。

阿拉伯木聚糖对帕金森病大鼠行为学和肠道菌群影响研究

目的观察阿拉伯木聚糖(arabinoxylans,AX)对颈背部皮下注射鱼藤酮葵花油乳化液致帕金森病(Parkinson’s disease,PD)大鼠的行为学及肠道菌群的影响,探讨其对PD模型大鼠的作用及相关机制。方法选取40只SPF级健康雄性SD大鼠,空白组和假手术组各8只,其余24只造帕金森模型,并随机分为模型组、美多芭组、AX组,各组大鼠分别给予不同干预。干预14 d后进行行为学实验(悬挂实验)评估各组大鼠行为学变化;免疫组化检测大鼠黑质中酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH)及α-突触核蛋白(α-SYNuclein,α-SYN)的表达;肠道菌群16S rRNA高通量测序检测各组大鼠肠道微生物的变化。结果AX组与模型组相比停留时间长(P<0.05);AX组与模型组相比α-SYN蛋白表达较低,TH蛋白表达含量较高;肠道菌群α多样性分析,与模型组相比,AX组和美多芭组ACE、Chao1、Shannon、Simpson指数升高,菌群多样性较丰富,差异有统计学意义(P<0.05);美多芭组与AX组相比,差异无统计学意义(P>0.05);线性判别分析重点菌群结果表明,AX能够升高厚壁菌门(Firmicutes)、梭状芽孢杆菌纲(Clostridia)、毛螺目(Lachnospirates)和毛螺科(Lachnospiraceae)相对丰度。结论AX可能通过调节肠道菌群改善PD大鼠症状进而达到治疗目的,或许未来可作为PD治疗方案的选择之一。

超声辅助低温碱提木聚糖及制备低聚木糖

以酒糟为原料,研究超声波辅助碱法对提取木聚糖影响,并考察提取工艺对木聚糖酶制备低聚木糖的影响。响应面实验优化超声波辅助碱提木聚糖,结果表明:在NaOH浓度8%、料液比1∶20、提取温度58℃、超声波功率955W和提取时间20 min条件下,木聚糖提取率为72.31%。通过液相色谱、凝胶色谱和红外光谱分析表明:提取木聚糖样品主要成分为木聚糖,超声处理降低相对分子量和聚合度。酶解制备低聚木糖(XOS),在酶用量为100U/g底物、pH 8.0、50℃时,酶解6 h得率达80%以上,XOS中木二糖-木四糖的含量总和(XOS2-4)占64.5%。XOS为2 mg/mL时,对DPPH自由基清除率为87.3%。本研究通过超声辅助碱溶液降低木聚糖提取能耗和木聚糖相对分子量,有效提高XOS酶解得率。该工艺将有助于提高酿酒副产物酒糟的附加值。

米谷蛋白-小麦阿拉伯木聚糖复合水凝胶性能研究

目的 探究不同米谷蛋白与阿拉伯木聚糖浓度对二者复合水凝胶性质的影响。方法 通过热处理与漆酶诱导复合处理使得米谷蛋白中的酪氨酸与小麦阿拉伯木聚糖链上的阿魏酸共价交联形成复合水凝胶。比较不同浓度米谷蛋白及阿拉伯木聚糖对复合水凝胶硬度、流变、持水性及溶胀特性的影响。结果 随着米谷蛋白质量浓度从130 mg/mL增加至160 mg/mL,阿拉伯木聚糖质量浓度从5 mg/mL增加至25 mg/mL,其复合凝胶的持水性能分别增大到原来的1.11倍和1.14倍,溶胀性能分别增大至原来的2.31倍和2.37倍。流变学频率扫描结果显示,随着米谷蛋白及阿拉伯木聚糖浓度的增加,凝胶的G’和G"均增大,促进了凝胶三维网络结构的形成,增强了复合体系的黏弹性,其凝胶硬度也显著提高了2.74倍和5.28倍,粒径分布及Zeta电位显示出复合体系稳定性逐渐增强。但当二者质量浓度达到一定限度(160 mg/mL、25 mg/mL)后,其持水与溶胀特性则略有降低。结论 高浓度米谷蛋白与阿拉伯木聚糖所制备的复合水凝胶具有较高的力学性能与保水性能,本研究为该水凝胶在食品领域的应用提供了理论基础。

阿魏酰阿拉伯低聚木糖的制备、结构鉴定及构效关系研究进展

我国每年谷物加工过程中产生大量的副产物谷物麸皮,其含有丰富的酚酸和非消化性多糖。然而,谷物麸皮的低利用率导致其附加值较低。近年来,学者从谷物麸皮中制备得到了阿魏酰阿拉伯低聚木糖(feruloylated arabinoxylan oligosaccharides,F-AXOs)。F-AXOs是一种功能性低聚糖,被认定为具有阿魏酸和低聚糖的双重生理活性,如抗氧化性、益生性等,应用前景广阔。本文综述了以谷物麸皮为原料制备F-AXOs的方法、F-AXOs的结构鉴定手段以及已知的F-AXOs结构,最后重点阐述F-AXOs结构与生物活性之间的关系,并介绍F-AXOs在食品领域中的应用情况,以期为F-AXOs的生产与应用提供理论指导。

玉米源阿拉伯木聚糖的物理性质及其对肠道菌群的影响研究进展

从玉米加工副产物提取阿拉伯木聚糖(AX)是玉米综合加工利用的重要部分。阿拉伯木聚糖(AX)是由吡喃木糖基通过β-(1→4)糖苷键连接的主链组成,侧链则通常为阿拉伯呋喃糖残基部分。AX具有较好的持水性、乳化性能、流变性能等物理特性,能够促进人体肠道健康。通过对玉米源的阿拉伯木聚糖的分子表征、物理特性以及对肠道菌群的影响作用进行比较分析和系统汇总,可为玉米AX的深入研究和产业应用提供理论基础和技术依据。

阿拉伯木聚糖强化对面团特性和面包烘焙品质的影响

研究阿拉伯木聚糖的添加量对复合面包粉(小麦淀粉-谷朊粉)的加工特性和面包烘焙特性的影响。结果表明:添加阿拉伯木聚糖后,面团体系黏弹性增加,蠕变-恢复性能增加,当阿拉伯木聚糖添加量大于10%时,面团流变性能变差;扫描电子显微镜显示,阿拉伯木聚糖添加量小于15%时,可以促使面团体系内淀粉颗粒聚集,当阿拉伯木聚糖大于15%时,淀粉聚集状态更加紧密,面筋的连续性遭到破坏;质构结果表明:随着阿拉伯木聚糖添加量的增加,面团黏性显著增加(p<0.05),但当阿拉伯木聚糖添加量大于10%时,面团硬度、咀嚼性和弹性降低;此外,当阿拉伯木聚糖添加量为10%时,面包整体可接受度显著提高(p<0.05)。综上,在复合面包粉中添加10%的阿拉伯木聚糖,可以最大限度地增加面包中阿拉伯木聚糖的含量,同时又可以制得品质良好的面包。

提取条件对小麦麸皮阿拉伯木聚糖相对分子质量分布的影响

以小麦麸皮为原料,通过化学分析法和高效凝胶渗透色谱法,探讨提取时间、pH值和温度对阿拉伯木聚糖提取得率及其产品相对分子质量分布的影响。结果表明,随着提取时间的延长、pH值和温度的升高,阿拉伯木聚糖的得率显著提高。延长提取时间(5 h),可以提高产品中低相对分子质量阿拉伯木聚糖的含量;提高反应的pH值(13.0)和温度(90℃)则可以获得富含多种高相对分子质量阿拉伯木聚糖的产品。

不同碱性提取剂对小麦麸皮水不溶性阿拉伯木聚糖提取效果的比较研究

为了比较不同碱性提取剂对小麦麸皮水不溶性阿拉伯木聚糖(B-WUAX)产率以及终产物组成的影响,试验选取5种碱性提取剂,结合各学者优化的最佳提取方法对B-WUAX进行提取。并对提取产物总糖、蛋白质、阿拉伯木聚糖以及阿魏酸含量进行了测定。结果表明:以饱和氢氧化钡作为提取剂时,其粗B-WUAX产率以及B-WUAX含量均为最高值,其值分别为14.3%、78.90%。饱和氢氧化钡对B-WUAX的选择性最高,其适合于实验室对B-WUAX的研究;B-WUAX产率与提取溶剂的pH无关;产物中阿魏酸含量与提取溶剂的碱性强度有关,碱性越强产物阿魏酸含量越低。当以碱性电解水和含双氧水的氢氧化钠溶液为提取溶剂时,提取物阿魏酸含量分别为1220μg/g和1064μg/g,而以饱和氢氧化钡作为溶剂对B-WUAX进行提取时,产物中阿魏酸的含量仅为53.3μg/g。氢氧化钠由于工艺简单,成本低,产率适当,可能更适合B-WUAX提取的工业化生产。