阿拉伯半乳聚糖的研究进展
阿拉伯半乳聚糖的研究进展
The functions of arabinogalactan and its perspective
黄桂东钟先锋
HUANG Gui-dong ZHONG Xian-feng
(河南科技大学食品科学与生物工程学院,河南洛阳471003)
(Food Bioengineering College of Henan University of Science and Technology,Luoyang，Henan471003，China)
摘要：阿拉伯半乳聚糖是一类高度支链的由阿拉伯糖与半乳糖组成的功能性多
糖，本研究对其来源、结构和功能以及国内外研究情况进行了综述。
关键词：阿拉伯半乳聚糖；功能；应用
Abstract:Arabinogalactan was a class of highly branched functional
polysaccharide consisting of a galactose backbone with side-chains of
galactose and arabinose.The sources,structure,functions and
applications of arabinogalactan were reviewed in this article.
Keywords:Arabinogalactan；Functions；Applications
阿拉伯半乳聚糖(arabinogalactan,AG)是一类长的、高度支链的由阿拉伯
糖与半乳糖组成的中性多糖[1]。AG的主链是半乳聚糖，它的分支主要是阿拉伯糖
侧链，通过β-1，3键或β-1，6键与半乳糖链连接[2]。AG是一种能溶于水的半
纤维素。其高度水溶性的性质，与阿拉伯胶相似[3]。它在人的口腔、胃和小肠内
不被消化，但可被大肠内的某些微生物降解[4]。本文就AG的分布、结构、生理
功能及其在食品中的应用进行了综述。
1AG的分布
AG分布广泛。AG在针叶树的木质部含量最为丰富，如落叶松中含量可达
25%。松树中提取的AG为灰白色粉末，具有类似松树的味道，口感细腻，完全溶
解于水，溶液粘度比较低。由于它良好的溶解性和优质口感，D’Adamo首先将
松树AG应用于临床[5]。
食物中含有AG，如韭葱根、胡萝卜、萝卜、黑豆、梨、玉米、小麦、红酒、
意大利黑麦草、西红柿、豚草、高粱、竹草、椰肉和椰奶[5]、柿子[6]、马铃薯[7]——————————————————
作者简介：黄桂东（1978-），女，河南科技大学食品科学与生物工程学院讲师
E-mail:guidongh78@https://www.360docs.net/doc/d72676806.html,
收稿日期：2006-06-15
等；具有免疫提高性的中草药中也含有AG，如黄芪(Astralagus gummifer)[8]、党参、蒲黄[9]、当归(Angelica acutiloba kitagawa)、野靛草(Baptisa tinctoria)、紫花洋(Echinacea purpura)、姜黄(Curcuma longa)[3]、徐长卿[10]、黄秋葵、仙人掌[11，12]、日本中药Tuzen-Taiho-To[13]等；天然情况下，在几种微生物中也发现了AG，特别是抗酸分枝杆菌(Mycobacteria)[14]。在这种细菌中，AG作为细胞壁的成分存在于肽聚糖与分枝菌酸之间，结构比较复杂。
2AG的结构
国内学者对AG的研究较少，主要是对其化学结构和提取工艺条件进行了研究。缪平等[9]对罂粟花粉中AG的结构进行了研究，认为阿拉伯半乳聚糖PS(1)由等量的阿拉伯糖和半乳聚糖组成。PS(1)分子中含有β(1-3)、β(1-6)、β(1–3/6)半乳吡喃糖苷键和α(1-5)、β(1-3)阿拉伯呋喃糖苷键。在200nm 处，PS(1)具有正二圆性。王顺春等[10]对徐长卿中阿拉伯半乳聚糖CPB64的化学结构进行了研究，结果认为：该多糖分子量为530000。其中阿拉伯糖和半乳糖以4：5的比例组成。主链为半乳聚糖，侧链为端基阿拉伯糖、端基半乳糖和阿拉伯寡糖。分支位于半乳糖残基的O-3上。方桂珍等[15]以兴安落叶松木材的加工剩余物为原料，利用微波效应，以水为溶剂来提取其中的阿拉伯半乳聚糖。并在此基础上将微波提取方法与传统提取方法进行了分析比较：微波提取法的提取率比传统水浴提取法的提取率高出1.6%，同时利用红外光谱分析两种方法所得产物，其化学结构基本一致。
国外学者对AG的结构、分子量研究的也较多。如James等[16]对来自松树的AG分子量作了研究，高分子量AG范围是37～100Kda，而低分子量AG的范围是7.5～18Kda。Laonteri[17]等人认为AG主要有三种结构类型，Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型。Ⅰ型AG是由β–1,4键连接的D-吡喃半乳糖骨架构成。在C-6位点上，D-吡喃半乳糖主要被2-L-呋喃阿拉伯糖侧链基团和1,5键连接的不同程度聚合物的侧链取代。在某些情况下，还可以被β–D-吡喃半乳糖取代，这类聚合物主要存在于果胶复合物中。如种子、鳞茎和叶子。Ⅱ型AG，即阿拉伯糖β-1,3/6-β半乳糖，存在于不同的植物组织中，如针叶树(特别是松树)、树胶、树液和被子植物的渗出液、种子、根等。它们是由β–1,3键连接的吡喃半乳糖骨架组成的高度支链的多糖，在C-6位上的吡喃半乳糖也经常被取代。Ⅲ型AG与前2种有所不同，主要是含阿拉伯糖和半乳糖的细胞壁多糖组成。Ponder等[18]对西部落叶松中提取的AG做了一系列的研究，其中他们第三部分研究的是碱降解后所得的AG
新分子结构。结果证实在典型的AG分子中大部分主链与侧链连接的位点都在C-6上。大约一半侧链都是β–(1-6)键连接的Galp(galactopyranan)二聚体，约1/4是单一的阿拉伯糖残基，剩余部分含有3个或3个以上的残基，其中大部分为阿拉伯糖。较大侧链的含量与分子大小成反比，而支链与阿拉伯糖的含量则与分子大小成正比。研究证明没有任何Ara直接与主链连接。其结构见图1。
→3)—Galp—(1→3)-Galp—(1→3)—Galp—(1→3)—Galp—(1→3)—Galp—(1→6666
Galp Galp R
66
Galp Galp
注：Galp=β-D-Galp
R=β-D-Galp-(1-orα-L-Araf-(1-orβ-L-Arap-(1-3)-L-Araf-(1-
图1AG的结构图
3AG的生理功能
3.1AG具有免疫活性
国外学者对AG的功能、临床和应用方面研究比较多，如Chun等[19]对从黑胡椒中获得的多糖-AG进行了研究，认为AG具有免疫活性。Currier等[20]对AG在鼠脾和鼠骨髓中的免疫和造血细胞的体内调控进行了研究。他们每天喂养幼鼠和成鼠500mg AG，喂养7d时脾和骨髓中造血细胞无明显变化。二周后脾中造血细胞(骨髓细胞前体及其成熟子代)有显著下降(P＜0.043，P＜0.006)。骨髓中的淋巴细胞也显著下降(P＜0.004)。表明AG对免疫和抑制造血均有影响。AG对胆固醇，血脂等也有显著影响[2]。AG还会影响结节状抗原的单核吞噬细胞的免疫反应性。能引起机体发生速发型过敏反应，又能引起局部病灶内细胞浸润和抑制抗原与抗体的反应[21]。Gunter等[22,23]通过实验证明麦瓶草愈伤组织(silene vulgaris callus)中的AG具有免疫调控活性。
Gajanan等[24]对青牛胆(Tinospora corolifoli)进行了研究，认为来自青牛胆的AG也具有免疫活性。Grieshop等[25]对狗进行了口服AG的实验，指出用AG 处理以后，不会显著影响IgG、IgM、IgA的浓度。AG的特殊形式和剂量提高了白血球和嗜酸细胞的浓度。并认为AG是具有消化生理学和免疫学特征的独一无
二的多糖。Kim等[26]对48位女性受试者进行了随机的双盲空白对照实验，以验证紫锥花属的两个种purpurea与angustifolia，以及松树AG提取物的免疫调节作用。4周临床实验表明：摄入紫锥花组与摄入紫锥花添加松树AG组实验者的补体裂解素的含量均有增加。补体裂解素含量的增加显示了AG具有刺激免疫系统的功能。
张祝兰等[27]在筛选免疫调节剂的过程中，从昆明土壤中分离到一株红色诺卡氏菌P0-8，经发酵、细胞破碎、酶处理，提取制得红色诺卡氏菌细胞壁骨架(N-CWS)，冻干N-CWS制剂(商品名胞必佳)是一种免疫增强剂，能提高机体内T 辅助性细胞和T杀伤细胞的功能，增强巨噬细胞和自然杀伤细胞的免疫活性，具有抑制癌细胞防治肿瘤复发的功能，能显著延长带瘤动物的生存期。在临床上适用于各种肿瘤引起的胸腹水的控制，肺癌、恶性黑色素瘤、膀胱癌、恶性淋巴瘤、晚期胃癌和食道癌的辅助治疗。在N-CWS中，AG含量为46.3%。孙国英等[28]以AG作为载体，对临床上应用的造影剂Gd-DTPA进行了改良，认为AG-Gd-DTPA对肝脏信号有良好的增强作用，其弛豫率是Gd-DTPA的1.5～2倍。
由于AG能够刺激免疫系统，阻断肿瘤细胞向肝脏转移[5]，对于癌症治疗，AG 可能是一个有效的辅助物。肿瘤细胞向肝脏转移比向其它器官位点转移更为普遍，可能是由于肝实质中肿瘤细胞对于凝聚素载体位点具有特异性。动物研究表明AG具有抑制或阻断凝聚素载体位点的能力，因此降低了肝脏肿瘤细胞的克隆，同时提高了受试者的生存时间[29]。
3.2AG具有降低儿童中耳炎复发率的功能
复发性中耳炎在儿童中普遍存在，通过提高免疫系统的功能，可以降低其复发率和危险性。研究表明：AG能够提高对细菌感染的免疫反应，包括刺激吞噬作用，与细菌菌毛竞争性的连接，或调理作用。这个机制已在E.coli和克雷伯氏杆菌的感染中被证实[5]。另外,D’Adamo也报道预防性地增加松树AG可以降低儿童中耳炎的发生及危害程度。松树AG良好的口感和溶解性使之成为治疗儿童中耳炎的一个有效的手段[5]。
3.3AG具有刺激NK细胞活性的功能
大量慢性疾病的发生是由于NK(natural killer cell,NK)细胞活性的降低而引起的。这些慢性疾病包括慢性疲劳综合症[30]、病毒性肝炎[31]、爱滋病[5]，以及自动免疫疾病等[32]。服用由松树制备的AG，可刺激NK细胞活性，从而促进了某些慢性疲劳综合症的恢复。病毒性肝炎的特征之一就是NK细胞毒性的降低[32]。
AG能刺激NK细胞毒性，使病人受益。患有爱滋病的病人CD4细胞数降低，常常受到条件致病菌感染的折磨。由于AG的免疫刺激作用，可以轻度地提高CD4细胞数，同时降低条件致病菌感染的敏感性[5]。
3.4AG具有定向运送功能
注射后的AG，52.5%可达肝脏。由于其在肝中的高浓度和提高血管渗透性的能力[29]，AG可作为运输器以调控到达肝脏中的诊断剂或治疗剂[32]。Tanaka等[33]认为AG能与肝细胞脱唾液酸糖蛋白(asiologlycoprotein，ASGP)的糖蛋白载体相连。AG通过这个载体可用做传递药物的运输器。
3.5AG具有血小板分离洗涤的功能
由松树提取的AG溶液可作为血小板洗液，用于从富含血小板的血浆中分离血小板，这种被洗涤的血小板可以用于输血。经测定，用AG溶液洗涤的血小板不含血浆蛋白，而且维持了正常的形态学和功能[29]。
3.6AG是一种良好的膳食纤维
摄入AG后，肠道内有益菌群数量增多，特别是乳酸菌和双歧杆菌。Robinson 等[3]对20名(11名男性，9名女性)受试者进行了临床实验，每天摄入15g或30 g AG的受试者肠道内厌氧菌的总数，特别是乳酸菌的数量大量增加，胆固醇水平明显降低。Nergard等[34]的研究也证实了AG可以改善肠道健康。原因是AG可在肠道内通过微生物菌群的发酵，提高短链脂肪酸的产量(主要是丁酸)。短链脂肪酸对宿主有着重要的生理功能，如调节肠道菌群，维持体液和电解质的平衡，给宿主提供能量，给肠道上皮细胞提供营养等。尤其丁酸，对结肠上皮细胞有很大的意义，是肠道黏膜良好的保护剂[29]。因此，最近提出的膳食参考摄入量(Dietary Reference Intakes,DIRs)是：男性每天需摄入38g AG，而女性每天则需摄入25g AG[35]。
3.7其它
根据最新临床的研究发现[35]，AG不仅是消化道内健康和增强免疫的材料，而且还具有降低血液中胆固醇、葡萄糖和胰岛素水平的作用，由些可知，AG具保护心脏健康方面的功用，是一种控制体重、血糖、胰岛素水平的新材料。
4AG在食品中的应用
AG具有良好的安全性[37]。用小白鼠作的长期毒理试验表明AG没有毒性，食用AG不会产生副作用。由于其独特的生理活性和功能，AG作为功能性多糖在食品和药品开发中有着良好的前景。
2002年6月，美国FDA批准AG为食品添加剂。作为食品添加剂，AG具有保水、增强食感、增加和提高储存稳定性的功能。如：在糖果制品和焙烤制品中添加AG，可以降低制品中的水分活性，并保持其独特的风味。添加了AG的面包，内部蜂窝结构更加细腻。在含有淀粉的食品中AG有防止膨润的效果。AG吸水性强，在食品中添加，能吸几倍的水分，并形成一种胶凝体，使产品体积增加，从而改善食品的柔软度、弹性和口感[38]。
利用AG可以增强免疫作用性能而生产的饮用水和西式威化薄饼已经上市。由于AG具有低黏度和促进乳化的作用，可添加应用于冷藏或非冷藏饮料和固体饮料中[35]。同时快餐食品、压块食品(如营养棒)、方便早餐、酸奶等乳制品，以及焙烤制品等也对它寄予厚望。
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阿拉伯木聚糖对于免疫系统的刺激和癌症预防作用
注：文中所提MGN-3 其核心有效成分为阿拉伯木聚糖。 免疫刺激和癌症预防 Mamdooh Ghoneum，Ph.D Chief，研究部门Charles Drew University Los Angeles， California 到目前为止，一些研究已经证明接触工作场所化学物质的工人患癌症的巨大风险。本研究旨在探讨暴露于有毒化学物质的免疫变性，以及用MGN-3中和化学有毒物质的可能性。MGN-3是一种新的生态反应调节物质(BRM)，含有MGN-3化合物。MGN-3是含半纤维素-B的多糖。 在工作场所接触化学物质的11人参加了研究。被试验者们根据以下的症状明确了免疫功能不全；即，与对照标准的反应相比，自然杀伤(NK)细胞活性值降低（10.2±4.2Lus），T细胞有丝分裂促进剂（PHA，39060±12517cpm，CONA，36224±11922cpm）和对B细胞有丝分裂促进剂（PWM，16550±6330cpm）的淋巴细胞胚胎生成反应降低。受试者在4个月内以15mg/kg/d的摄入量接受了MGN-3的投药。使用MGN-3治疗后，NK细胞的活性在2个月后增加了4倍，4个月后增加了7倍。另一方面，T细胞和B细胞的功能比标准值高出130～150%。 MGN-3的NK细胞免疫调节功能，对具有各种类型恶性肿瘤的90名患者（前列腺癌22人，乳腺癌20人，多发性骨髓瘤16人，卵巢癌5人，其他脏器癌27人）进行了调查。在参加本研究之前，患者已经接受了手术，化疗，放射治疗，激素治疗等现有的治疗。NK细胞的活性是使用人红白细胞靶细胞的K562按月连续测量的。患者按45mg/kg/d摄入MGN-32?5年。在MGN-3的临床试验中，95.5%的患者（90人中有86人）在给药1-2周后NK活性增加（标准值的2-10倍）。其活性率在高水平上保持了最高5年。 以下内容作为结论进行叙述。 1）MGN-3是通过NK细胞活性的上升来增加宿主抗肿瘤应答，从而成为癌症的新免疫疗法的方法的BRM 2）暴露在化学物质中引起的NK活性的降低，可以通过MGN-3完全恢复。 3）作为目前的结果，认为应激反应在MGN-3的治疗中也会引起免疫力的下降。如果每月测定NK活性，就能 发现需要改善的活性降低，但如果不这样做，就会成为以后治疗的分歧点。
木聚糖酶研究进展
木聚糖酶研究进展 刘亮伟 河南农业大学生命科学学院 郑州 450002 文化路 95 号llw321@https://www.360docs.net/doc/d72676806.html, 科学技术的进步给21世纪的人类带来了便利,也给人类带来了前所未有的压力：人口膨胀、能源危机、环境污染、资源匮乏，所有这些问题的本源是能源危机。与能源匮乏相矛盾，自然界通过光合作用赋予人类大量可再生资源：如纤维素和半纤维素，作为继纤维素后第一大生物资源的半纤维素在农业和木材工业中是常见的废弃物，它作为可再生资源的一个有利条件是它比纤维素更易于提取和水解。秸秆中半纤维素含量占其总干重的25～50%，其化学结构较纤维素复杂得多，由D-木糖通过β-1,4-糖苷键相连成的主链和少量L-阿拉伯糖侧链所组成[1]，这种D-木糖单元在硬木和软木中平均聚合度分别是150－200和70－130，要得到能够利用的单糖必须通过以木聚糖酶为主的半纤维素酶系协同作用进行水解而完成[2]。 内切-1,4-β-木聚糖酶（E.C 3.2.1.8）是一种内切糖苷酶，能够水解木聚糖这类自然界中最丰富的半纤维素，同自然界中五碳糖的循环相联系，在能量循环中占有重要地位。在古代人们就已经在生产过程中间接地利用各种酶进行生产：如酿酒、制作奶酪、烘焙面包、修饰淀粉等。1986年，Viikarri发现了木聚糖酶在纸浆漂白和造纸工业中能够降低环境污染物品的用量[3]，伴随着人类对于可持续性发展和环境的重视，木聚糖酶在工业上的应用明显增加，在1997-2002年间的5年中，纸浆造纸业用酶由1.0亿美元增加到1.92亿元，增长率为16.2%，是所有酶制品行业中增长率最快的。 1木聚糖酶的应用 1.1在纸浆造纸工业中应用 木聚糖酶最重要的用途是在纸浆造纸工业中对于纸浆的漂白。因为环境污染最大的来源是纸浆造纸工业中的废水。根据资料显示仅仅美国每年用于纸浆漂白的氯化物或次生氯化物用量就有200多万吨[4]。因为纸浆漂白污水中含有有毒物质，并且这些物质能在生态系统的生物和非生物组成中积累，如氯苯、氯二苯和其它氯化木质素次生物[5; 6]。这些化学物质对环境危害很大，据有关研究显示既便是远离造纸厂10公里以外的鱼群都会受到纸浆漂白污水中有害物质的负面影响[7]，这种受到污染的鱼可以直接或间接地影响人类的身体健康。木聚糖酶的作用就是对木聚糖进行水解从而加快了纸浆中木质素的释放，色素物质所以能够比较容易地从纤维素中释放出来。经实验证实，木聚糖酶的漂白效果比木质素降解酶好得多，这是因为木质素大部分交联在半纤维素上，而半纤维素比木质素更容易解聚[8]。利用木聚糖酶相应地比其它酶进行多聚物降解时，碳水化合物水解速度要快2-3倍[9]。经木聚糖酶处理后的纸浆漂白可以降低20%-40%漂白剂用量 [10]。
木聚糖
2.木聚糖 木聚糖（xylan）存在于各种陆生植物的几乎所有部位，是植物细胞壁的主要成分之一，占植物碳水化合物总量的三分之一，在自然界中含量仅次于纤维素。木聚糖是一种杂合多聚分子，主链由多个吡喃木糖基通过β-1，4-糖苷键相连，侧链上连着多种不同的取代基：O-乙酞基、4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸残基、L-阿拉伯糖残基等。这些侧链与植物细胞中其他几种结构性多糖（如木质素、纤维素、果胶、葡聚糖等）以共价或非共价键连接，组成细胞重要的结构----细胞壁。木聚糖主要存在于次生细胞壁中，处于木质素及其他多聚糖之间，起着连接作用。也正是由于这些侧链的不同，使得木聚糖的结构变化范围很大。 自然界中的木聚糖多为异聚多糖，主链和侧链糖基上有多种取代基团，主要是乙酰基、葡萄糖醛酰基和阿拉伯糖酰基，可进一步与香豆酸、阿魏酸等酚酸相连，使得木聚糖以共价键与木质素相连。木聚糖同其他碳水化合物的结合除通过化学键连接之外，还可能通过其他相互作用如氢键等相互连接。同型木聚多糖分布很少，仅见于茅草、烟草和某些种子的外壳中。 一般将木聚糖分为硬木（针叶）木聚糖和软木（阔叶）木聚糖两种。 硬木木聚糖由O-乙酰-4-O-甲基葡萄糖醛县木糖聚合而成，含70个以上的吡喃型木糖残基，以β-1，4-葡萄糖苷键相连，聚合度（degree of polymerization,DP;多聚物中所含单体数）为150-200.每隔10个木糖残基就有1个4-O-甲基葡萄糖酰酸基团位于C2位。硬木木聚糖高度乙酰化，每2mol木糖残基就含有1mol的乙酰基，乙酰基团的存在与木聚糖的部分溶解性有关。通常情况下，乙酰化主要发生在木糖残基的C3位上，在C2位取代的情况很少，也有两个位置均被乙酰化的，三者之间的比例为4:2:1:2:2:1或3：3：1。在提取木聚糖的过程中，乙酰基团能够在C2位和C3位之间转移，在碱性抽提条件下很容易被除去。
木聚糖酯化衍生物的研究进展
桂林理工大学 GUILIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 科技论文阅读与写作 题目：木聚糖酯化衍生物的研究进展 学院：化学与生物工程学院 专业：化学工程与技术 姓名：孙彦 学号： 102014386 2015 年 5 月 22 日
木聚糖酯化衍生物的研究进展 孙彦1,2李和平*1,2 （1广西电磁化学功能物质重点实验室，广西桂林541004； 2桂林理工大学化学与生物工程学院，广西桂林541004） 摘要：综述了近年来木聚糖酯化衍生物的合成途径，包括羧酸酯化、硫酸酯化和芳香酯化等。分析了木聚糖酯化衍生物的性能以及应用，同时讨论了木聚糖硫酸酯化衍生物的结构与功能之间的关系，并对木聚糖酯化改性及应用发展趋势进行了简要阐述。 关键词：木聚糖衍生物；合成；酯化；性能；应用 The research progress of xylan ester derivatives SUN Yan1,2LI He-ping*1,2 (1. Guangxi Key Laboratory of Electrochemical and Magneto-chemical Functional Materials，Guilin 541004 2. College of Chemical And Biological Engineering，Guilin University Of Technology，Guilin 541004) Abstract: Xylan synthesis of ester derivatives in recent years were reviewed, including carboxylic acid ester, acid esterification and aromatic ester, etc. Analyzed the performance and application of xylan esterification derivatives, at the same time discusses the xylan sulfate ester derivatives of the relationship between the structure and function, and development trend of xylan esterification modification and application were briefly reviewed in this paper. Key words:Xylan derivatives; Synthesis; The esterification; Performance; application 0 前言 木聚糖是许多植物如玉米芯、棉籽壳、木屑、甘蔗渣和桦木等细胞壁半纤维素的主要成分。是一种丰富的取之不尽、用之不竭的可再生性植物资源。木聚糖在植物资源中含量较高，如玉米芯中木聚糖含量占35%～40%，蔗渣中木聚糖含量占24%～28%，棉籽壳中木聚糖含量占25%～28%，稻壳中木聚糖含量占24%～32%，麦秆中木聚糖含量占14%～15%，油茶壳和桦木中木聚糖含量占24%～32%。植物资源中这种相对高的木聚糖含量使它们可以作为工业聚合物的新型原料来取代对环境有害的石化产品。 木聚糖具有特殊的化学结构，如分枝、无定形组成的几种不同类型的单糖（杂多糖）和不同类型的官能团（例如羟基、乙酰基、羧基、甲氧基）等。木聚糖是由β-1,4木糖苷键连接D-木糖残基为主链的复杂分子多聚糖，主链连有各种取代基，侧链主要由乙酰基、阿魏
木聚糖酶作用机理
木聚糖酶作用机理及区分木聚糖内外切酶测定方法探讨2007-08-01 13:01:27 作者：汤海鸥来源：挑战部文字大小：【大】【中】【小】 近年来，木聚糖酶以其特有降解阿拉伯木聚糖，消除阿拉伯木聚糖对动物的抗营养作用，已成为一种在养殖业中广泛应用的酶制剂。特别是基因工程菌株性木聚糖酶以其稳定性好，降解效率高等特点引起了人们的广泛关注。然而木聚糖酶是降解半纤维素木聚糖的一组酶的总称，要想很好的应用木聚糖酶制剂产品，必须对木聚糖酶的作用机理有较深的了解。同时，在实际生产应用中木聚糖内切酶和外切酶的协同作用对木聚糖降解至关重要，但对于如何应用检测方法去区分木聚糖内外切酶的性质却很少关注。由此，本文首先从分子角度对木聚糖酶的作用机理进行了论述，然后对区分木聚糖酶系中内切酶和外切酶的检测方法进行了探讨，意欲对木聚糖酶制剂产品在生产上更好的应用提供帮助。 1. 木聚糖酶作用机理 木聚糖是由β－1,4或β－1,3糖苷键连接的一种杂合多聚分子。主链由多个吡喃木糖基通过木糖苷键相连，侧链上连着多种不同大小的短的取代基,主要有乙酰基、4-甲基-D-葡糖醛酸残基、L-阿拉伯糖残基等。这些侧链与植物细胞中其它几种结构性多糖(如木质素、纤维素、果胶、葡聚糖等)以共价或非共价键连接,组成植物细胞重要的结构——细胞壁。木聚糖主要存在于植物细胞的次生壁中,处于木质素及其它多聚糖之间,起着连接作用。也正由于这些侧链的不同,使得木聚糖的结构变化范围很大,从仅由β-1,4-糖苷键连接的多聚木糖线性分子到高度分枝的异质多糖。因此，要使木聚糖完全降解则需要多种水解酶的协同作用，这其中包括主链水解酶β－D －1,4内切木聚糖酶、β－D－1,4外切木糖苷酶和侧链水解酶a－L－阿拉伯呋喃糖苷酶、a－葡萄糖醛酸酶和乙酰木聚糖酯酶等。 木聚糖降解时，起主要作用的酶是β－D－1,4内切木聚糖酶和β－D－1,4外切木糖苷酶。β－D－1,4内切木聚糖酶以内切方式作用于木聚糖主链内部的β- 1，4木糖苷键,其主要水解产物为低聚木糖、木寡糖、木二糖等；β－D－1,4外切木糖苷酶通过水解低聚木糖、木寡糖等的非还原性末端来催化释放木糖残基。另外, 参与彻底降解木聚糖的还有a－L－阿拉伯呋喃糖苷酶、α-葡萄糖醛酸苷酶、乙酰木聚糖酯酶及能降解木聚糖上阿拉伯糖侧链残基与酚酸(如阿魏酸或香豆酸)形成的酯键酚酸酯酶等侧链水解酶，它们作用于木糖与侧链取代基之间的糖苷键，协同主链水解酶的作用最终将木聚糖转化为它的组成单糖。
阿拉伯木聚糖Microsoft Word 文档
阿拉伯木聚糖（AX）总论 1.AX的结构 AX是由β-D-吡喃木糖残基经β-(1-4)-糖苷键接连而成的木聚糖主链和α-L-呋喃阿拉伯糖为侧链连接而成。β-D-木糖残基可在C-2和C-3位被α-L-呋喃阿拉伯糖单独取代， 也可在C-2和C-3位同时被α-L呋喃阿拉伯糖双取代。α-L-呋喃阿拉伯糖侧链是以2个或者2个以上的α-L-呋喃阿拉伯糖单糖分子通过1-2，1-3，1-5键连接起来的，同时还含有一定量的阿魏酸基团，通过酯化的形式与AX共价连接?。α-D-葡萄糖醛酸或4-甲基醚衍生物取代基通常在C-2位置上，有时C-2和C-3位也会被乙酰基团所取代。另外，木质素也可以通过酯键或醚键与AX的侧链相连。在过氧化物酶催化作用下，多聚糖之间以及木质素、阿魏酸基团与多聚糖之间彼此连接形成交联的网状结构。这种复杂的细胞壁结构特点使其免遭酶的攻击作用。 2 .AX 的分类 根据AX在水中的溶解性质可以将其分为水溶性阿拉伯木聚糖(Watere-xtractable arabinoxylan，WEAX，占总AX的25％～30％)和水不溶性阿拉伯木聚糖(Waterunextractable arabinoxylan，WUAX，占总AX的70％～75％)两大类。因为几乎所有的水不溶性阿拉伯木聚糖都可以溶于碱液(KOH，NaOH和Ba(OH)2)，所以水不溶性阿拉伯木聚糖又可称为碱可提取阿拉伯木聚糖[1_21。这2类阿拉伯木聚糖的组成、结构基本相似，结构上的差异主要表现在取代程度(Ara／Xyl比值)、聚合度、阿魏酸含量及取代方式等方面。研究者对这2类阿拉伯木聚糖的取代程度(Ara／Xyl比值)进行了大量研究。 3.AX 的理化性质 3．1 相对分子质量 AX的分子量不仅与谷物品种有关，还与谷物的生长环境、分子链长、分子量的测定方法等有关。不同测定方法所得AX分子量分布如表1所示。凝胶过滤色谱法测得的Ax结果往往偏高，这是由AX分子结构的不对称性造成的。面粉中水溶性AX的重均分子量较水不溶性AX小，这是由于水不溶性AX分子链较长，分支化程度高。Dervilly等研究表明，Ax大分子结构不能简单地由重均相对分子质量描述。 3．2 粘度特性 粘性由溶液中多糖分子之间的物理作用引起，存在于溶液中的多糖以无规则卷曲的形式存在，在布朗运动影响下，这些分子的形状随机波动。低浓度时，这些分子彼 此分离，独立运动；浓度上升时，分子间逐渐相互接触，以至相互重叠而缠结起来。因而在低浓度情况下，多糖直接与水分子作用增加粘度；当浓度增加时，多糖本身会通过分子间作用力相互缠结成一个网络，这个过程会导致粘度的大幅度上升。当多糖分子间作用非常大的时候会形成凝胶。由于AX溶液的粘度较大，在实际面团体系中，尤其是当能产生自由基的氧化剂存在时(氧化交联作用)，AX的这种作用更明显，面团的内聚力随之增强，弹性增加，延伸性下降。对于粉质较差的面粉，添加适量的水溶性AX能达到较好的品质改良效果。 3．3 溶解性和持水性 AX的溶解度是由其分子结构和相对分子质量决定的。天然的阿拉伯木聚糖在65℃
阿拉伯木聚糖
阿拉伯木聚糖 阿拉伯木聚糖 阿拉伯木聚糖是一种米糠（半纤维素B）食用纤维中的多糖，这种多糖是用香菇（ShitakeMushroom）酶提取物水解米糠产生的，主要组成成份是阿拉伯木聚糖。它在临床上可有效的增加免疫系统活性。 阿拉伯木聚糖的研究 在增进健康上，MGN-3是一种优秀的健康食品，Drew大学的Ghonenm教授说：我至今进行了30年的免疫药物研究，在所有的试验中MGN-3是最好的增进人体免疫的物质。已有多年文字记载，某些大的聚糖分子就像植物纤维的复合碳水化合物一样能够刺激免疫系统的活性。一般来说纤维能够减少肠内的胆固醇，改进糖的代谢物并减少肠内毒性；而米糠具有抗毒性。然而，某种蘑菇酶解纤维已显示出可提高免疫作用。阿拉伯木聚糖是这一物质的主要混合物。作为一种天然混合物，MGN-3可以归类为食物补充剂（或为功能性食品），这种天然的混合物比起纯一种聚糖不仅有效还更容易被身体吸收，且没有毒性和负作用。 词性及解释 【医】araboxylan 功能 1．有提高产生细胞干扰素和白细胞杀菌素杀菌能力的作用，而正是这两种物质对承担免疫作用的t细胞和b细胞有提高活性的作用，此外对动物不显示抗原性反应； 2．有提高破坏癌细胞活性的作用，从而抑制癌细胞的生长和附着以及抑制其增殖； 3．对典型鼷鼠的过敏性皮炎有抑制炎症的功效。多种试验与对照试验都显示了明显有效的结果，为此该公司在阿拉伯木聚糖膳食纤维产品用作降低胆固醇、改善肠道内环境功能的健康材料基础上，又增加了提高免疫作用等新功能，作为一种新健康材料供应市场。 产品适用的人群 研究是针对癌症病人，还要做更多的针对病毒性传染疾病，细菌性疾病和糖尿病人）。它可用于这几方面的人群： 1.一般的健康保养：即使是健康的人群，MGN-3也能够巩固其免疫系统并提高白细胞的活性。而且还能够提高人们的免疫性，提高抵抗病毒传染和癌细胞扩散之前的抗病能力。 ２.癌细胞：MGN-3可以通过提高NK细胞的活性和促进阻断癌细胞来帮助提高病人的生存机会。也能改进病人的身体质量，特别是可改善化疗和激素治疗后病人的痛苦（即恶心，脱发等），特别是对血癌，例如白血病和多种骨髓癌它显示较好的效果，同时对其他癌症的效果也很好，如淋巴瘤，卵巢癌，前列腺癌和乳腺癌。重要的是注意到MGN-3最好使用在传统的癌症治疗方面，如化疗和手术。这种治疗彻底降低癌细胞对人体的负荷，同时MGN-3能够帮助人体消灭或处理残余物。 3.病毒传染：例如免疫性的疾病，艾滋病毒和乙肝，丙肝，在这种情况下MGN-3有能力改善病人的免疫参数（如5-干扰素、GOT、GPT)。在研究中显示，它可以起到病毒免疫的效果而没有副作用。另外，MGN-3能够使用在常规治疗上。 ４.细菌性传染：如感冒，发烧和食物中毒，MGN-3能够通过增强免疫系统来使病人迅速痊愈。（大多数病例表明，MGN-3能够用于细菌性传染的病症，虽然它是促进免疫系统活性的。）5.糖尿病人：MGN-3不能够取代胰岛素物质或是葡萄糖物质，但它能够帮助高血糖病人降低血糖.(这一领域需要进一步证实。)
木聚糖及木聚糖酶介绍及实际生产中存在的问题
木聚糖及木聚糖酶介绍及实际生产中存在的问题 作者：董亚维添加日期：2011-08-18 18:33:26 浏览：258次目前，饲料资源的短缺制约着我国畜牧业的发展，尤其是主要能量饲料玉米短缺所导致的一系列问题不容忽视。因此，开发其它非常规饲料资源作为能量饲料对于我国饲料工业发展，尤其是饲料企业的生存具有积极的意义。我国是小麦、大麦等麦类作物的盛产国。在某些季节里，麦类作物的价格低于玉米，其常规营养成分含量相对于玉米也有一定的优势。所以，开发麦类作物取代部分玉米作为能量饲料是非常必要的。然而大量试验报道，麦类作物中含有的非淀粉多糖（NSP）具有影响动物消化吸收、阻滞养分消化代谢的作用，成为麦类作物作为能量饲料利用的瓶颈。 常见的非淀粉多糖包括以下几种：纤维素和半纤维素聚合物（如木聚糖、β－葡聚糖、苷露糖等）和果胶多糖。目前，消除非淀粉多糖抗营养作用的主要方法是，在麦类作物中添加非淀粉多糖酶（NSP酶）。本文就木聚糖的抗营养机理和木聚糖酶的添加效果做一简要概述。 1. 木聚糖 1.1 木聚糖的分布和物理结构 木聚糖是半纤维素的一种，是饲料作物中含有的一类粘性非淀粉多糖，主要存在于小麦、黑麦和黑小麦中，以黑麦中含量最高。非淀粉多糖可分为可溶性和不溶性两种。小麦、大麦等作物中的木聚糖主要是水溶性的，而玉米、高梁中的木聚糖大部分是不溶于水的。
木聚糖是由D－木糖主链（以β－1,4键相连）和L－阿拉伯糖分枝（α－1,2和α－1,3相连）所组成的聚合物，由于它是由阿拉伯糖和木糖两种单糖聚合而成，因此也称阿拉伯木聚糖或戊聚糖。 1.2麦类作物中木聚糖的含量 从总木聚糖含量来看，黑麦中含量最高，其次是燕麦、小黑麦、小麦和大麦；而从水溶性木聚糖含量来看，黑麦、小黑麦和小麦中的含量高于大麦和燕麦。作物中木聚糖的含量除了受作物品种差异的因素影响以外，相同品种中品系的不同也会影响木聚糖的含量。M.D.Fleurg试验测定，无壳大麦、六棱大麦和二棱大麦中的总木聚糖含量分别为4.07%、6.12%和5.61%，而水溶性木聚糖含量分别为0.58%、0.63%和0.52%。当然，环境温湿度的变化也会影响麦类作物中木聚糖的含量，有学者发现，干燥地区生长的大麦和燕麦比潮湿地区的木聚糖含量高。 1.3木聚糖抗营养机理 水溶性木聚糖具有营养稀释作用，有抗营养特性。对动物健康有多方面影响。Fengler（1988）指出，水溶性NSP可以在动物肠道形成高粘性物质，延缓营养物质与消化液的混和速度。阻滞营养物质向肠道粘膜表面绒毛的扩散(Ikegami，1990)。使食糜内各组分混合不均，从而减慢食糜通过消化道的速度和养分的扩散速度，以至于造成肠粘膜不动水层加厚，导致营养物质在肠道内的积累，并且代偿性地增加内源性蛋白质、水分、矿物质的分泌，降低营养物质在动物体内的蓄积，影响动物的生产性能。木聚糖由于阻碍养分的吸收，造成营养物质在胃中的大量蓄积，食糜通过消化道的速度降低，从而减小菌群的移动速度，使细菌得以在小肠上段大量定居下来。富含养分的食糜是细菌尤其是致病菌处于
木聚糖酶作用机理及区分木聚糖内外切酶测定方法探讨
木聚糖酶作用机理及区分木聚糖内外切酶测定方法探讨 近年来，木聚糖酶以其特有降解阿拉伯木聚糖，消除阿拉伯木聚糖对动物的抗营养作用，已成为一种在养殖业中广泛应用的酶制剂。特别是基因工程菌株性木聚糖酶以其稳定性好，降解效率高等特点引起了人们的广泛关注。然而木聚糖酶是降解半纤维素木聚糖的一组酶的总称，要想很好的应用木聚糖酶制剂产品，必须对木聚糖酶的作用机理有较深的了解。同时，在实际生产应用中木聚糖内切酶和外切酶的协同作用对木聚糖降解至关重要，但对于如何应用检测方法去区分木聚糖内外切酶的性质却很少关注。由此，本文首先从分子角度对木聚糖酶的作用机理进行了论述，然后对区分木聚糖酶系中内切酶和外切酶的检测方法进行了探讨，意欲对木聚糖酶制剂产品在生产上更好的应用提供帮助。 1. 木聚糖酶作用机理 木聚糖是由β－1,4或β－1,3糖苷键连接的一种杂合多聚分子。主链由多个吡喃木糖基通过木糖苷键相连，侧链上连着多种不同大小的短的取代基,主要有乙酰基、4-甲基-D-葡糖醛酸残基、L-阿拉伯糖残基等。这些侧链与植物细胞中其它几种结构性多糖(如木质素、纤维素、果胶、葡聚糖等)以共价或非共价键连接,组成植物细胞重要的结构——细胞壁。木聚糖主要存在于植物细胞的次生壁中,处于木质素及其它多聚糖之间,起着连接作用。也正由于这些侧链的不同,使得木聚糖的结构变化范围很大,从仅由β-1,4-糖苷键连接的多聚木糖线性分子到高度分枝的异质多糖。因此，要使木聚糖完全降解则需要多种水解酶的协同作用，这其中包括主链水解酶β－D－1,4内切木聚糖酶、β－D－1,4外切木糖苷酶和侧链水解酶a－L －阿拉伯呋喃糖苷酶、a－葡萄糖醛酸酶和乙酰木聚糖酯酶等。 木聚糖降解时，起主要作用的酶是β－D－1,4内切木聚糖酶和β－D－1,4外切木糖苷酶。β－D－1, 4内切木聚糖酶以内切方式作用于木聚糖主链内部的β- 1，4木糖苷键,其主要水解产物为低聚木糖、木寡糖、木二糖等；β－D－1,4外切木糖苷酶通过水解低聚木糖、木寡糖等的非还原性末端来催化释放木糖残基。另外, 参与彻底降解木聚糖的还有a－L－阿拉伯呋喃糖苷酶、α-葡萄糖醛酸苷酶、乙酰木聚糖酯酶及能降解木聚糖上阿拉伯糖侧链残基与酚酸(如阿魏酸或香豆酸)形成的酯键酚酸酯酶等侧链水解酶，它们作用于木糖与侧链取代基之间的糖苷键，协同主链水解酶的作用最终将木聚糖转化为它的组成单糖。 2. 区分木聚糖内外切酶测定方法 广义上的木聚糖酶是指可将木聚糖降解成低聚糖和木糖的一组酶的总称，因此常规木聚糖酶的检测方法仅是以酶降解木聚糖产生还原糖的量为标准来确定酶活单位，还原糖一般都以木糖等量。而实际上还原糖木糖是各种木聚糖水解酶协同作用的最终产物，这其中主要是内切木聚糖酶、外切木糖苷酶，但从常规检测方法上很难判断木聚糖酶的性质是内切还是外切。所以要想应用检测方法去区别木聚糖酶的性质是内
日本研究L-阿拉伯糖的生理功能文献-唐和唐生物奉献
L-阿拉伯糖的营养、生理功能和用途 桧作进 鹿儿岛大学（890-0065 鹿儿岛市郡元1-21-40） 近年来，各种功能的糖类物质被开发出来，在人们健康意向高涨的同时，这也成为我们关心的一件大事。糖类物质作为热量来源，它的必要性是当然的，现在上市的低聚糖，其食物纤维的生理·生化功能效果有：1）改进龋食性；2）降低热量；3）增殖双歧杆菌（肠道调节、维生素产生）；4）改进便秘；5）降低血清胆固醇；6）降低血清中性脂肪；7）抑制血压上升；8）促进钙的吸收；9）抗肿瘤性；10）神经细胞的增长·维持等。这些都不各自独立，而是相互关联，显示了糖类物质如何广泛协助增进我们的健康。特别是它和糖尿病、心脏病等由成人生活习惯引起的疾病的密切关系，深受瞩目。除了低聚糖，还在更小的单糖上找到了有趣的功能。这里就其中1例、植物细胞壁半纤维素主要成分之一的L阿拉伯糖的营养·生理功能进行描述。 1.自然界分布 都知道游离状态的L-阿拉伯糖，少量存在于针叶树的心材（红色部分）中1），其他的尚未被发现。在结合状态下，以陆地植物的细胞壁多糖（阿拉伯多糖、阿拉伯木聚糖、阿拉伯半乳糖等）形式普遍存在。例如，它富含在玉米糠、玉米芯、大米、麦子等的壳类（Table 1）2),或者构成甜菜、苹果等植物细胞壁的半纤维素和果胶质中。在卷心菜、菜豆等蔬菜中也含有较多3，4）（Table 2）。牧豆树（豆科）和樱树、桃树等胶质的主要成分中也存在。在针叶树中以阿拉伯基础质量的砂糖葡糖醛酸基木聚糖形式存在，数量
多过阔叶树。特别是在落叶松里以阿拉伯半乳糖形式存在较多3）。 存在于自然界的糖通常是D型，而阿拉伯糖是L型，主要以呋喃糖型存在。也有报告说有例外的吡喃型存在。其它构成植物细胞壁甲基戊糖的鼠李糖、岩藻糖也有L型。半乳糖除了D型以外，被发现在玉米芯和亚麻种子中存在L型7-10）。这些L型糖的功能研究和用途开发将会成为今后感兴趣的课题。 Fig.1表示玉米纤维区分的半纤维素9），Fig.2表示甜菜的果胶4）构造。玉米纤维区分示意，主链是β-1，4-结合的D-木聚糖，在其2位或3位，或者在这2处L-阿拉伯糖以侧链形式结合，其61%存在于非还原末端9）。米、麦子等壳类的半纤维素也是类似的构造。甜菜6）和苹果11）的果胶，α-1，5-结合的L-阿拉伯糖低聚物结合在介于主链β-1，4-结合的D-半乳糖醛酸之间的鼠李糖的3位、或4位、或者鼠李糖上结合的半乳糖侧链的3位上，进而在其2位或3位或者两者位置上，L-阿拉伯糖以侧链形式结合，形成阿拉伯糖密毛状的阿拉伯多糖区。正如这些举例所示，L-阿拉伯糖是在自然界中丰富存在的一种糖。 2.制法 正如前面提到的，L-阿拉伯糖在细胞壁多糖中以对酸弱的呋喃糖型存在，所以这些半纤维素成分和胶质，相较纤维素能够在较温和的条件下，通过加水分解获得。例如，将牧豆树胶置于1.0N规定硫酸中，在84～86℃温度下，处理6小时，然后使用氯化钙中和，过滤掉不溶性残渣后，利用负离子和阳离子的离子交换树脂进行处理、浓缩、结