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
℃
天然的阿拉伯木聚糖在65℃的热水中通常有95％组分被溶解，而阿拉伯木聚糖粉末状成
品具有较强的吸湿性，水溶性阿拉伯木聚糖的持水力比较水不溶性阿拉伯木聚糖阿拉伯
木聚糖更强，能吸收自身质量10倍 20倍的水分。水溶性阿拉伯木聚糖极易溶于水，而
水不溶性阿拉伯木聚糖却不易溶于水。这2类戊聚糖在水一乙醇混合液中表现出的溶解
性程度也不同。溶解程度强弱的影响因素可能有以下方面：①溶剂温度越高，戊聚糖的
溶解性越强。②戊聚糖分子量的大小以及分支程度，在分子量相同时，结构中的侧链越
多就越容易被溶解；分子量不同时，分子量越小就越易被溶解。③ 溶液极性的大小，
向水中加入体积分数80％的乙醇使其极性降低，戊聚糖则变为C的热水中通常有95％组
分被溶解，而阿拉伯木聚糖粉末状成品具有较强的吸湿性，水溶性阿拉伯木聚糖的持水
力比较水不溶性阿拉伯木聚糖阿拉伯木聚糖更强，能吸收自身质量10倍 20倍的水分。
水溶性阿拉伯木聚糖极易溶于水，而水不溶性阿拉伯木聚糖却不易溶于水。这2类戊聚
糖在水一乙醇混合液中表现出的溶解性程度也不同。
持水性是指每单位重量的干纤维(AX)所能吸附并保持的水分的量。AX具有较强持水
性，可溶性AX通过分子内羟基、酯键或醚键与水分子形成氢键，或通过分子间相互缠绕
形成胶体而携带大量的水，不溶性AX可以通过范德华力、离子键和极性键形成网络状结
构结合部分水分子 。AX在面粉中的含量虽然较低，但其吸水量却占到面团总吸水量的
20％一30％。发生氧化胶凝后，AX持水能力将进一步提高 。AX高持水性使面制品在贮
藏过程中水分转移速度减慢，有利于食品保存。
3．4 氧化凝胶性质
AX氧化胶凝反应机理是在氧化剂存在下，相邻两AX中的阿魏酸相互连接，脱水形成
阿魏酸双聚体的结果。至今已鉴定出几种不同的阿魏酸双聚体，这些双聚体使AX的相对
分子质量增加，粘度也随之增加。常用的氧化剂是过氧化氢和过氧化物酶 。另外，其
他一些可以产生游离基的氧化剂也可以使AX发生氧化交联反应，如亚氯化铁、高碘酸钠、
亚油酸／脂肪氧化酶、漆酶等 。AX分子结构和分子中阿魏酸基团的含量影响氧化胶凝
性质，只有那些阿魏酸含量高、分子量高、有一定量未取代木聚糖主链的AX才能够产生
广泛的交联，形成良好的凝胶网络。AX发生氧化凝胶反应后，将提高小麦面制品面团的
吸水率，同时增强面团的弹性和延伸性，从而使面制品的品质得以改良。
4． AX 生理活性
4．1 增强免疫力抗肿瘤作用
米糠中提取的AX，降解后小分子AX不但抗营养作用消失，而且对动物机体还表现出
营
养免疫功效。日本研发的AX降解产品MGN-3，其中多糖含量是65％～80％，主要是小分
子AX，另外还有少量的鼠李糖，半乳糖及甘露醇，蛋白质含量为8％～15％ 。该产品可
以作为免疫调节剂，能激活自然杀伤细胞(NK)，T和B细胞功能，增强人体免疫力，并且
抑制肿瘤生长，抗病毒等 。有研究表明，利用酶法从小麦麸皮中提取的AX具有明显的
抗肿瘤作用 。另外有研究证明，AX能够降低胆汁酸通过肠道的时间，减少胆汁酸与结
肠细胞的接触，促进肠道内双歧杆菌安的增殖，产生短链脂肪酸，尤其是较高浓度的丁
酸，同时降低作为结肠癌诱发因子的葡萄糖苷酶、葡萄糖醛酸酶和尿酶等微生物代谢酶
的活性，因此能够显著预防结肠癌的发生 。周素梅等 研究表明，利用酶法从小麦麸皮
中提取的AX与临床用药—— 人参多糖的免疫增强活性相当。AX抗肿瘤活性也主要与其
增强宿主的免疫水平有关。
4．2 抗氧化作用
采用枯草芽孢杆菌木聚糖酶水解小麦麸皮，所制备的AX酶解产物—— 阿魏酰低聚
木糖具有抗氧化和清除自由基活性，能够抑制红细胞膜脂质过氧化。AX的抗氧化活性主
要与其功能基团(阿魏酰)有关，碱提的AX这一活性基本消失。同时，适当的酶解有助于
活性的提高 。
4．3 降血脂、降血糖
AX能够显著降低高血脂小鼠的血清中总胆固醇和低密度脂蛋白水平，减小动脉硬化
指标，对小鼠高脂血症和动脉硬化具有较好的预防和治疗作用 。临床研究表明，对于
II型糖尿病人，每天摄入15 g富含AX的膳食纤维能够显著提高血糖控制水平 。
4．4 减肥
动物试验显示，AX，尤其是碱可提取的AX能显著降低肥胖大鼠体重，使之达到正常
水平 。其减肥机理推测主要是AX的高持水性、高粘度在消化道中形成粘性物
质，容易产生饱腹感并阻碍食物中营养成分的吸收。研究表明 ，肉鸡小肠食糜粘度与
肠腔中可溶性阿拉伯木聚糖(相对分子质量大于500 kDa)含量呈高度正相关，且明显降
低饲料利用率，影响肉鸡增重。
4．5 润肠通便
碱溶性AX具有较好润肠通便效果，可能是由于AX组分在大肠内很难或一定程度上被
微生物发酵，并且其还具有一定抗营养作用，可阻止一些营养物质的吸收，从而使其成
为粪便排出，增加粪便的排泄量及粪便的水分含量，同时Ax高吸水持水性可使肠内容物
膨胀，体积增大，刺激肠壁，从而促进肠道蠕动，有利于粪便的排出。
5 .小结与展望
在我国，玉米皮主要作为畜禽饲料、发酵培养基等，经济价值较低。因此，研究开
发利用玉米皮具有很好的社会效益和经济效益。玉米皮中的阿拉伯木聚糖
(Arabinoxylan，AX，又称戊聚糖)降低了饲料的表观代谢能，从而被视为抗营养因子。
同时AX拥有与可溶性膳食纤维和活性多糖相似的生理功能，使其具有润肠通便、降血脂、
免疫增强、抗肿瘤等作用，可作为一种或多种用途的功能性食品配料加以开发利用。在
以后的研究中优化结构和提高纯度，探索免疫活性机理，AX也可作为临床用药和保健品
加以开发和利用。因此，玉米皮中的AX具有重要的研究和开发价值。