[发明专利]包含阿拉伯木寡糖的制品

说明书

发明领域

本发明涉及包含阿拉伯木寡糖(arabinoxylo-oligosaccharide)的制品，其作为食品成分或饮料成分或作为营养补充物是特别有用的，并且涉及用于产生此类制品的方法。另外，本发明还涉及在包含木寡糖(xylo-oligosaccharide)和阿拉伯木寡糖之间的混合物的确定的益生元(prebiotic)制剂中的阿拉伯木寡糖的改进的产生。

技术背景

木聚糖半纤维素是在纤维素之后，在植物界中第二最丰富的生物聚合物。在高等植物中的所有木聚糖的共同特征是它们的β-(1→4)-连接的D-吡喃木糖基(Xylp)残基的主链。包含不同于木糖的其它糖的木聚糖被称为杂木聚糖(heteroxylan)，并且可以分成在双子叶植物的次生细胞壁中发现的葡糖醛酸木聚糖(GX)，或在谷类的初生细胞壁中发现的阿拉伯木聚糖(AX)。在谷类中的AX含量和组成随着植物来源、品种以及组织而变化。尽管淀粉胚乳也包含相当的量，但大部分AX在外部糠组织(outer bran tissue)(外部和内部果皮、种皮、珠心表皮和相关的糊粉层)中被发现。AX可以被分类为水可提取的(WE-AX)或水不可提取的(WU-AX)。在水中的溶解性受与其它细胞壁组分的共价键和/或非共价键的限制。当容易地可溶时，AX在表面处是弱结合的。

通常，四种主要的结构元素存在于谷物AX中，I)未被取代的Xylp单元(uXyl)，II)被连接至Xylp单元的α-(1→2)-连接的L-阿拉伯呋喃糖基(Araf)(mXyl2)，III)被连接至Xylp单元的α-(1→3)-连接的Araf(mXyl3)以及IV)被连接至Xylp单元的双α-(1→2)和α-(1→3)-连接的Araf(dXyl)。此外，半乳糖和葡萄糖醛酸可在来自外部谷粒组织的AX中存在。羟基肉桂酸衍生物，主要是阿魏酸(FA)，可以被酯连接至一些Araf取代基上的O-5位，这引起在水中的氧化胶凝(二氢阿魏酸的交联)以及抗氧化性质。当提到胃肠道(GIT)中的酶促水解、溶解性和发酵性质时，AX中的阿拉伯糖和木糖的摩尔比(A/X)是重要的特征。

寡糖，其是短的糖聚合物，可以通过使用热/化学方法或酶促方法部分水解AX主链来衍生。考虑到仅来自谷类的AX，两个主要组的寡糖可以从酶促水解获得：木寡糖(XOS)和阿拉伯木寡糖(AXOS)。XOS是木糖低聚物，其通过β-(1→4)键连接，具有分子通式C_5nH_8n+2O_4n+1，其中n是2-10的木糖单元的数目。XOS是X₂：木二糖，X₃：木三糖，X₄：木四糖，X₅：木五糖，X₆：木六糖，X₇：木七糖，X₈：木八糖，X₉：木九糖以及X₁₀：木十糖。在另一方面，AXOS具有XOS作为主链，具有至少一个Araf基团作为侧链被附接至木糖单元中的一个。取决于多少个Araf基团被附接、附接至哪个残基以及化学键类型(1→2)和/或(1→3)，许多不同的AXOS的组合是可能的。阿拉伯木聚糖寡糖(arabinoxylan-oligosaccharide)(A)XOS包括木寡糖(XOS)和阿拉伯木寡糖(AXOS)两者的混合物，并且在用商业木聚糖酶酶促水解之后获得。

木聚糖酶被用于例如纸浆和纸张加工、生物燃料生产、烘焙和酿造工业以及动物饲料的加工。这些酶能够水解在木聚糖和木聚糖衍生的寡糖中发现的β-(1→4)-木糖苷键(xylosidic linkage)。取决于使用的木聚糖酶，可以产生不同的XOS的尺寸和AXOS的结构。已知家族10木聚糖酶产生小的终产物。这与从AX产生作为主要水解产物的木糖和X₂一致。由家族10木聚糖酶产生的最小AXOS是三糖(A³X)。家族11木聚糖酶具有与家族10木聚糖酶相同的催化机理，但对聚合物底物的活性通常高于对低聚物底物的活性，并且与家族10木聚糖酶相比，家族11木聚糖酶具有更高的针对不溶性底物的活性。家族11木聚糖酶的主要水解产物是木糖、X₂和X₃，而最小的AXOS是四糖(A³XX)。